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分解、转化的最活跃地带,并贯穿物流与能流而形成一个开放系统。在人为活动影响下,进入到生态系 的污染物,其数量或速度一且超过一定的限度,不仅影响地上植物,同时也影响土壤内部生物群的变化及 物质的转化。 壤重金属污染的危害主要表现在以下几个方面:(1)影响植物生长。实验表明,土壤中无机含量 达129/9时,水稻生长开始受到掉制:无机脚为40μg/9时,水稻减产50%:含碑量为160g/9时, 水稻不能生长:稻米含种量与士,含伸量呈正相关。有机种化物对植物的毒性则更大。(2)影响士壤生物群 的变化及物质的转化。重金属离子对微生物的毒性顺序为:Hg>Cd>C>Pb>C0>Cu,其中Hg2,Ag 对微生物的毒性最强:通常浓度在1μg9时,就能抑制许多细菌的繁殖:土壤中重金属对微生物的抑制作 用对有机物的生物化学降解是不利的。(3)影响人体健康。土壤重金属可通过下列途径危及人体和牲声的健 康:()通过挥发作用进入大气:如士壤中的重金属经化学或微生物的作用转化为金属有机化合物(如有机 碑、有机汞)或蒸气态金属或化合物(如汞、氢化碑)而挥发到大气中:(D)受水特别是酸雨的淋溶或地表径 流作用,重金属进入地表水和地下水,影响水生生物:(©)植物吸收并积累土装中的重金属,通过食物链进 入人体。土增中面金屋可酒过上三种途径造成二次污,最终通过人体的作用、饮水及食物入 人体内。应当指出,经由食物链进入人体的重金属,在相当一段时间内可能不表现出受害症状,但潜在月 害性很大。总之,重金属污染不仅影响土端的性质,还可影响桔物生长乃至人类的健康。 ·土壤中重金属存在形态及其转化 土境中重金属对植物的影响主要通过吸收累积,从面抑制其生长并造成重金属在植物体内残留。重金 属在土城植物系统中的迁移过程与重金属的种类、存在形态及土,的类型、物理化学性质、植物的种类有 关。不同的重金属形态在土壤中往往有不同环境化学行为及生态效应。 重金属进入土境后,可以可溶性白由态或络离子的形式存在于土壤溶液中:重金属主要被上胶体所 吸附,或以各种难溶化合物的形态存在,因此,土壤中重金属总量并不能反映植物对金属吸收的有效性 重金属在土城植物系统中的迁移与重金属的性质和土壤的物理化学性质有关,还与环境条件(如拼作状 况、灌溉用水性顺等)有关。例如,稻田灌水时,氧化还原电位明显降低,重金属可以硫化物的形态存在 土壤中,拉物难以吸收:而当排水时,稻田变成氧化环境,S2转化为S04,重金属确化物可转化为较易 迁移的可溶性硫酸盐,被植物吸收。 不问的重金属形态对生物的毒性差异很大。因此,土壤中重金属形态的转化及影响因素对控制重金属 的生物有效性具有重要意义。例如,丽是生命必需元素,土壤缺会引起人体克山病、大骨节病:高硒又 可使人、畜中毒。士堞中硒多以硒酸盐、亚硒酸盐、元素硒、硒化物及有机硒化合物等多种形态存在:但 在土壤溶液中主要存在形态是亚硒酸盐,其他形态的硒通过氧化、水解或还原作用均可转变为稳定的亚硒 酸盐:土壤pH、pE、黏士矿物和铁、铝水合氧化物以及有机质都会直接影响土壤陌对植物的有效性。 究表明,在低硒士壤中裤用亚硒酸盐可增加植物对硒的吸收,但亚硒酸盐易被黏士矿物复合体吸收,与铁、 铝氧化物形成难溶盐,大大减少硒对植物的有效性。因此,了解硒在土壤中的存在形态及其转化,就可采 取相应措施为解决士壤缺硒和改变高硒士提供科学依据 土,酸碱性是土壤的重要物理化学性质之一·,它随土城矿物组成和有机成分而变,但保持着一一恒定的 DH值。由于酸用导致土壤酸化,从而影响金属在土壤中的存在形态。研究表明,土蝶酸化的直接后果是铝 离子增多,致使植物生长受到影响,还能从士胶体中置换出其他它碱性阳离子,使之遭受淋溶损失,而 加速土城酸化、淋溶。人为灌溉也可引起士壤酸化。士城酸化可引起重金属存在形态的变化,从而影形响重 金属在士壤中的迁移转化及生物效应。 目前常采用两种方法进行金属形态研究。即利用各种合适的化学试剂提取士壤中的金属,或测定在此 士堞上生长的植物中的金属含量,并寻找这两者之间的相关性。前一种方法人为影响因素较多,后一种力 法与环境条件、作物生长期等关系密切,故所获结果难以相互比较。近年来,计算机程序,如GEO☑HEM, 被广泛应用于计算上壤溶液中化学元素的平衡形态,可用来预测给定条件下土壤溶液中的金属形态,但这分解、转化的最活跃地带,并贯穿物流与能流而形成一个开放系统。在人为活动影响下,进入到生态系统 的污染物,其数量或速度一旦超过一定的限度,不仅影响地上植物,同时也影响土壤内部生物群的变化及 物质的转化。 土壤重金属污染的危害主要表现在以下几个方面:(1)影响植物生长。实验表明,土壤中无机砷含量 达 12μg/g 时,水稻生长开始受到抑制;无机砷为 40μg/g 时,水稻减产 50%;含砷量为 160μg/g 时, 水稻不能生长;稻米含砷量与土壤含砷量呈正相关。有机砷化物对植物的毒性则更大。(2)影响土壤生物群 的变化及物质的转化。重金属离子对微生物的毒性顺序为:Hg>Cd>Cr>Pb>Co>Cu,其中 Hg2+、Ag+ 对微生物的毒性最强;通常浓度在 1μg/g 时,就能抑制许多细菌的繁殖;土壤中重金属对微生物的抑制作 用对有机物的生物化学降解是不利的。(3)影响人体健康。土壤重金属可通过下列途径危及人体和牲畜的健 康:(a)通过挥发作用进入大气;如土壤中的重金属经化学或微生物的作用转化为金属有机化合物(如有机 砷、有机汞)或蒸气态金属或化合物(如汞、氢化砷)而挥发到大气中;(b)受水特别是酸雨的淋溶或地表径 流作用,重金属进入地表水和地下水,影响水生生物;(c)植物吸收并积累土壤中的重金属,通过食物链进 入人体。土壤中重金属可通过上述三种途径造成二次污染,最终通过人体的呼吸作用、饮水及食物链进入 人体内。应当指出,经由食物链进入人体的重金属,在相当一段时间内可能不表现出受害症状,但潜在危 害性很大。总之,重金属污染不仅影响土壤的性质,还可影响植物生长乃至人类的健康。 ● 土壤中重金属存在形态及其转化 土壤中重金属对植物的影响主要通过吸收累积,从而抑制其生长并造成重金属在植物体内残留。重金 属在土壤植物系统中的迁移过程与重金属的种类、存在形态及土壤的类型、物理化学性质、植物的种类有 关。不同的重金属形态在土壤中往往有不同环境化学行为及生态效应。 重金属进入土壤后,可以可溶性自由态或络离子的形式存在于土壤溶液中;重金属主要被土壤胶体所 吸附,或以各种难溶化合物的形态存在。因此,土壤中重金属总量并不能反映植物对金属吸收的有效性。 重金属在土壤 植物系统中的迁移与重金属的性质和土壤的物理化学性质有关,还与环境条件(如耕作状 况、灌溉用水性质等)有关。例如,稻田灌水时,氧化还原电位明显降低,重金属可以硫化物的形态存在于 土壤中,植物难以吸收;而当排水时,稻田变成氧化环境,S2-转化为 SO4 2-,重金属硫化物可转化为较易 迁移的可溶性硫酸盐,被植物吸收。 不同的重金属形态对生物的毒性差异很大。因此,土壤中重金属形态的转化及影响因素对控制重金属 的生物有效性具有重要意义。例如,硒是生命必需元素,土壤缺硒会引起人体克山病、大骨节病;高硒又 可使人、畜中毒。土壤中硒多以硒酸盐、亚硒酸盐、元素硒、硒化物及有机硒化合物等多种形态存在;但 在土壤溶液中主要存在形态是亚硒酸盐,其他形态的硒通过氧化、水解或还原作用均可转变为稳定的亚硒 酸盐;土壤 pH、pE、黏土矿物和铁、铝水合氧化物以及有机质都会直接影响土壤硒对植物的有效性。研 究表明,在低硒土壤中施用亚硒酸盐可增加植物对硒的吸收,但亚硒酸盐易被黏土矿物复合体吸收,与铁、 铝氧化物形成难溶盐,大大减少硒对植物的有效性。因此,了解硒在土壤中的存在形态及其转化,就可采 取相应措施为解决土壤缺硒和改变高硒土壤提供科学依据。 土壤酸碱性是土壤的重要物理化学性质之一,它随土壤矿物组成和有机成分而变,但保持着一恒定的 pH 值。由于酸雨导致土壤酸化,从而影响金属在土壤中的存在形态。研究表明,土壤酸化的直接后果是铝 离子增多,致使植物生长受到影响,还能从土壤胶体中置换出其他它碱性阳离子,使之遭受淋溶损失,而 加速土壤酸化、淋溶。人为灌溉也可引起土壤酸化。土壤酸化可引起重金属存在形态的变化,从而影响重 金属在土壤中的迁移转化及生物效应。 目前常采用两种方法进行金属形态研究,即利用各种合适的化学试剂提取土壤中的金属,或测定在此 土壤上生长的植物中的金属含量,并寻找这两者之间的相关性。前一种方法人为影响因素较多,后一种方 法与环境条件、作物生长期等关系密切,故所获结果难以相互比较。近年来,计算机程序,如 GEOCHEM, 被广泛应用于计算土壤溶液中化学元素的平衡形态,可用来预测给定条件下土壤溶液中的金属形态,但这
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