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无机胶体包括次生黏土物、铁铝水合氧化物、含水氧化硅两性胶体。次生黏土矿物主要有蒙脱石 伊利石、高岭石,均是粒径小于5m的层状铝硅酸盐,对土壤中分子态、离子态污染物有很强的吸附能 力其原因是:(1)士矿物颗粒微 、具有很大的表面 ,其中以蒙脱石类表面积最 大(600 800m2g】 它不仅有外表面,而且有巨大的内表面:伊利石次之(100~200m2/g),高岭石最小(7~30m2g):巨 大的表面积伴随产生巨大的表而能。因此能够吸附进入土壤中的气、液态污染物。(2)黏土矿物带负电荷, 阳离子交换量高,对士壤中高子态污染物有较强的交换固定能力:蒙脱石和高岭石的阳离子交换容量分别 为80-120、315 meauiy/100a,负电荷部分来源于品层间同品代换作用,部分来源于胶体等电点时 品格表面羟基解离出H+后产生的可变负电,据研究,蒙脱石类永久负电荷占总负电荷量的959%, 石占60%,高岭石占25%。高岭石吸附的金属阳离子位于品格表面离子交换点上,易被解吸:而蒙脱石 伊利石吸附的盐基离子部分位于品格内部,不易解吸, 。有机无机复合胶体 它是无机胶体和有机胶体结合而成的一种胶体,其性质介于上述两种胶体之间。土壤胶体大多是有机 无机复合胶体 如上所述 土胶体有很大的比表面,并带有电荷,因此具有从士溶液中吸附和交换离子的特 能力。士壤散体对金属离子的吸附作用主要有表面分子吸附和阳离子交换吸附,其吸附交换量与胶体的国 表面积及所带电荷量的大小有关。士摈胶体对有机污染物的吸附作用主要有表面吸附作用和分配作用。因 此,土填对污染物的吸附作用与其种类、组成、交换吸附容量、污染物本身的性质及介质的DH有关。 分子表面吸附是指细小的胶体颗粒具有巨大的表面积,处于表面的分子常因受力不均匀产生剩余力 此力产生的能量被称为自由能或表面能。自然界中的物 体均有降 其自由能, 果持其分散系统稳定性的 一般情况下它通过吸附分子态物质,消耗自由能来达到。这是士摊胶体对分子态物质或鳌合物吸附的 重要机理之 阳离子交换吸附是指土端胶体对高子态物质的吸附和保特作用,实际是胶体分散系统中扩散层的阳离 子与土填溶液中的阳离子相互交换达到平衡的过程。它有以下三个特点:(1)阳离了吸附过程是一种可逆 反应的动态平衡。进入土壤的金属离子浓度愈高、价态愈高,则愈易被胶体 当进入胶体表面的重金 属离子过量 境胶体吸臀能力减弱,重金属有可能解吸出来。(②)阳离子交挨量是等量进行的。() 种阳离子被胶体物质吸附的亲和力大小各不相同。对同价离子,离子半径愈小,息易被吸附,胶体吸附金 属离子的能力还常常受到士壤环境条件的影响。 不网胶体物质所能交换的阳离子量不回。当土推溶液为中性时,吸附阳离子的最大量为该十填的阳离 子交换量(CEC),又称土阳离子最大吸量,单位为 /100g土.我国士摧的阳离子交换量(CEC) 从南到北依次由低到高:东北黑土为24.44~34.34:华北褐士约为16.40:长江流城黄褐土钓为13.23 南方红黄填仅为4.77和4.09。Levi Minzi等的试验表明,决定土壤重金属吸附量的因素首先是士壤交 换量,其次是离殖质含量,而黏土的作用不明显。不同黏土矿物对金属离子的吸附亲合力顺序是不一祥的。 例如: 装石对一价金尾离子的吸附顺序为:Ca2*>pb2+>Cu2+>Ma2+>Cd2+>Zn2+ 高岭石为:Pb2+>Ca24>Cu24>Mg2+>Zn2+>Cd2 伊利石为:Pb2* Ca>Zn+>Ca+ Cd 士環有机质对重金属离子等的吸附作用和整合作用可同时发生。当重金属离子浓度高时以交换吸附为 主,低浓度时以整合作用为主.Hasler指出土城有机质结合金属离子能力的顺序为:Pb>Cu>Ni>Co Zn>Mn>Mg>Ba>Ca>Ha>Cd。Jonasson认为胡敏酸、言里酸吸附金属的顺序为Ha2+>Cu2+> Ph2+7n24Ni24C02+ 。土壤有机质一般只占固相部分的5%,其负电量平均占士壤总负电量的 21%(5%~42%):所以有机胶体对金属高子的吸附总贡献小于无机胶体,但士壤有机胶体对污染物,特 别是有机污染物的迁移转化及生物效应有重要的影响, 土埃胶体对重金属及农药的吸附,对于控制它们在士壤植物系统中的迁移起着重要作用,如士桌中 重金属元素的活性在很大程度上取决于土岸的吸附作用。土缤中的黏土矿物和腐殖质对重金属有很强的吸无机胶体包括次生黏土矿物、铁铝水合氧化物、含水氧化硅两性胶体。次生黏土矿物主要有蒙脱石、 伊利石、高岭石,均是粒径小于 5nm 的层状铝硅酸盐,对土壤中分子态、离子态污染物有很强的吸附能 力。其原因是:(1)黏土矿物颗粒微细、具有很大的表面积,其中以蒙脱石类表面积最大(600~800 m2/g), 它不仅有外表面,而且有巨大的内表面;伊利石次之(100~200 m2/g),高岭石最小(7~30 m2/g);巨 大的表面积伴随产生巨大的表面能,因此能够吸附进入土壤中的气、液态污染物。(2)黏土矿物带负电荷, 阳离子交换量高,对土壤中离子态污染物有较强的交换固定能力;蒙脱石和高岭石的阳离子交换容量分别 为 80~120、3~15 mequiv/100g。负电荷部分来源于晶层间同晶代换作用,部分来源于胶体等电点时 晶格表面羟基解离出 H+后产生的可变负电荷。据研究,蒙脱石类永久负电荷占总负电荷量的 95%,伊利 石占 60%,高岭石占 25%。高岭石吸附的金属阳离子位于晶格表面离子交换点上,易被解吸;而蒙脱石、 伊利石吸附的盐基离子部分位于晶格内部,不易解吸。 ● 有机无机复合胶体 它是无机胶体和有机胶体结合而成的一种胶体,其性质介于上述两种胶体之间。土壤胶体大多是有机 无机复合胶体。 如上所述,土壤胶体有很大的比表面,并带有电荷,因此具有从土壤溶液中吸附和交换离子的特殊 能力。土壤胶体对金属离子的吸附作用主要有表面分子吸附和阳离子交换吸附,其吸附交换量与胶体的比 表面积及所带电荷量的大小有关。土壤胶体对有机污染物的吸附作用主要有表面吸附作用和分配作用。因 此,土壤对污染物的吸附作用与其种类、组成、交换吸附容量、污染物本身的性质及介质的 pH 有关。 分子表面吸附是指细小的胶体颗粒具有巨大的表面积,处于表面的分子常因受力不均匀产生剩余力, 此力产生的能量被称为自由能或表面能。自然界中的物体均有降低其自由能,保持其分散系统稳定性的趋 势,一般情况下它通过吸附分子态物质,消耗自由能来达到。这是土壤胶体对分子态物质或螯合物吸附的 重要机理之一。 阳离子交换吸附是指土壤胶体对离子态物质的吸附和保持作用,实际是胶体分散系统中扩散层的阳离 子与土壤溶液中的阳离子相互交换达到平衡的过程。它有以下三个特点:(1) 阳离子吸附过程是一种可逆 反应的动态平衡。进入土壤的金属离子浓度愈高、价态愈高,则愈易被胶体吸附。当进入胶体表面的重金 属离子过量,土壤胶体吸附能力减弱,重金属有可能解吸出来。(2) 阳离子交换量是等量进行的。(3) 各 种阳离子被胶体物质吸附的亲和力大小各不相同。对同价离子,离子半径愈小,愈易被吸附,胶体吸附金 属离子的能力还常常受到土壤环境条件的影响。 不同胶体物质所能交换的阳离子量不同。当土壤溶液为中性时,吸附阳离子的最大量为该土壤的阳离 子交换量(CEC),又称土壤阳离子最大吸附容量,单位为 mequiv/100g 土。我国土壤的阳离子交换量(CEC) 从南到北,依次由低到高:东北黑土为 24.44~34.34;华北褐土约为 16.40;长江流域黄褐土约为 13.23; 南方红黄壤仅为 4.77 和 4.09。Levi Minzi 等的试验表明,决定土壤重金属吸附量的因素首先是土壤交 换量,其次是腐殖质含量,而黏土的作用不明显。不同黏土矿物对金属离子的吸附亲合力顺序是不一样的。 例如: 蒙脱石对二价金属离子的吸附顺序为:Ca2+>Pb2+>Cu2+>Mg2+>Cd2+>Zn2+; 高岭石为:Pb2+>Ca2+>Cu2+>Mg2+>Zn2+>Cd2+; 伊利石为:Pb2+>Ca2+>Zn2+>Ca2+>Cd2+。 土壤有机质对重金属离子等的吸附作用和螯合作用可同时发生。当重金属离子浓度高时以交换吸附为 主,低浓度时以螯合作用为主。Hasler 指出土壤有机质结合金属离子能力的顺序为:Pb>Cu>Ni>Co> Zn>Mn>Mg>Ba>Ca>Hg>Cd。Jonasson 认为胡敏酸、富里酸吸附金属的顺序为 Hg2+>Cu2+> Pb2+>Zn2+>Ni2+>Co2+。土壤有机质一般只占固相部分的 5%,其负电量平均占土壤总负电量的 21%(5%~42%);所以有机胶体对金属离子的吸附总贡献小于无机胶体,但土壤有机胶体对污染物,特 别是有机污染物的迁移转化及生物效应有重要的影响。 土壤胶体对重金属及农药的吸附,对于控制它们在土壤 植物系统中的迁移起着重要作用。如土壤中 重金属元素的活性在很大程度上取决于土壤的吸附作用。土壤中的黏土矿物和腐殖质对重金属有很强的吸
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