附能力,能降低重金属的活性, 3)土壤的配合和合作用 中的有机、无机配体能与金属高子发生配合或整合作用,从而影响金属离子迁移转化等行为 土境中有机配体主要是腐殖质,其表面含有多种含氧、含氮等多配位原子的官能团,能与金属离子形 成配合或螯合物。不同配位基与金属离子亲和力的大小顺序为:一NH2>一OH>一C0OH>C=O。腐殖 质官能团中我基和酚羟基分别约占功能团的50%和30%,成为腐殖质金属配合物的主要配位基团。我 国土壤中,胡敏酸的羟基含量(340~480 mequiv/100g)低于富里酸(700~800 mequiv/100g),前者 发基与羟基的比值为0. ~1.9。后者为2.7~5.6:富里酸的配合、还原能力高于胡敏酸 十岸中常见的无机配体有C、SO42、HCO方、OH等,它们与金属离子生成各种配合物,如Qu(OH)+, Cu(OH)O2、CuC+、CuC等. 金属配合物或螯合物的稳定性与配位体或整合剂、金属离子种类及环境条件有关。土壤有机质对金属 离子的合或整合能力的顺序为:Pb2+>C2+>N2>Zn2+>H2+>Cd2+。土介历DH对整合物的 定性有较大的影响。pH低时,H+与金属离子争夺合剂,整合物的稳定性较差:pH较高时,金属高子可 形成氢氧化物、磷酸盐或碳酸盐等不溶性无机化合物。 配合或整合作用对金属离子迁移的影响取决于所形成整合物的可溶性。若形成的整合物易溶于水,则 有利于金属的迁移:反之,有利于金属在土壤中滞留,降低其活性。一般说来,胡敏酸与金属高子形成的 整合物是难溶的,富甲酸与金属离子形成的整合物是易溶的。重金属与临殖质生成可溶性稳定整合物,能 够有效阻止重金属作为难溶盐而沉淀。例如,腐殖质与F、A1、、V等形成的合物易溶于中性、弱酸 或弱碱性士溶液中,使之以整合物的形式迁移,当缺乏腐殖质时它们便析出沉淀 重金属离子与无机、有机配体的配合反应以及形响因素,在水污染化学中已作了详细论述,士壤中 的情况与之类似。例如,在土堞表层的溶液中,汞主要以Hg(OH)02、HgC02形式存在:在氯离子浓度 高的盐碱土中,则以HgC为主。Cd2+、Zn2+、b2+则可生成MCO2、MC°、MC配离子,盐碱士 的DH高,重会属可发生水解,生成轻某配离子,此时即发牛轻某配合作用与配合作用相,或形成 各种复杂的配离子,如HgOHC COH等 重金属与羟基及氧离子的配合作用。 可提高难溶重金属《 合物的溶解度,并减弱土壤胶体对重金属的吸附,从而影响土壤中重金属的迁移转化。 4)土壤的氧化还原性质 十端中存在着多种有机、无机氧化还原物质,并始终进行若氧化还原反应。士城中氧化还原作用的理 弱同样可用氧化还限电位(E)表示。士壤中氧化剂主要有游离氧、高价金属离子,还原剂有低价金属离了 土壤有机质及在厌氧条件下的分解产物。士壤中氧化还原反应除了纯化学反应,还有生物反应。如果士壤 中游离氧占优势,则以氧化作用为主,如果以有机物为主,则以还原作用为主。土壤DE受通气状况及人 为措施的影响。早地DE较高。以氧化作用为主,在土壤深处,pE较低:水田的pE可降至负值,以还原 作用为主。例如,士壤中Hg2+可被有机质,微生物等还原为Hg2+、再发生歧化反应则还原为Hg0。早地 士的pE为8.5~11.84,Hg以HgC和Hg(OH)2形态存在:水田土壤pE为-5.1,产生的HS与 Hg2+形成HgS沉淀。此外 土壤pE还与pH有关:pH降低,pE增高 士環PE可影响有机物和无机物的存在形态,从而影响它们在土壤中的迁移转化和对作物的毒害程度 这对那些变价元素尤为重要。例如,在pE很低的还原条件下,Cd2+形成难溶的CS沉淀,难以被植物吸 收,毒性降低.。但水田落干后,CdS被氧化为可溶性CdS04,易被植物吸收,若Cd2+含量较高,则会影 喻植物生长,因此,可通过节土的DE及DH,降低污染物的毒性 5)土集的酸碱性 士堞的酸碱性取决于士壤溶液中H+高子的浓度,而H+主要来自士壤中交换性铝的水解: AP++H20 Al(OH)2++H+ 附能力,能降低重金属的活性。 3) 土壤的配合和螯合作用 土壤中的有机、无机配体能与金属离子发生配合或螯合作用,从而影响金属离子迁移转化等行为。 土壤中有机配体主要是腐殖质,其表面含有多种含氧、含氮等多配位原子的官能团,能与金属离子形 成配合或螯合物。不同配位基与金属离子亲和力的大小顺序为:-NH2>-OH>-COOH >C=O。腐殖 质官能团中羧基和酚羟基分别约占功能团的 50%和 30%,成为腐殖质 金属配合物的主要配位基团。我 国土壤中,胡敏酸的羟基含量(340~480 mequiv/100g)低于富里酸(700~800 mequiv/100g),前者 羧基与羟基的比值为 0.7~1.9,后者为 2.7~5.6;富里酸的配合、还原能力高于胡敏酸。 土壤中常见的无机配体有 Cl-、SO4 2-、HCO3 -、OH-等。它们与金属离子生成各种配合物,如 Cu (OH)+、 Cu(OH)O2、CuCl+、CuCl3 -等。 金属配合物或螯合物的稳定性与配位体或螯合剂、金属离子种类及环境条件有关。土壤有机质对金属 离子的配合或螯合能力的顺序为:Pb2+>Cu2+>Ni2+>Zn2+>Hg2+>Cd2+。土壤介质 pH 对螯合物的稳 定性有较大的影响。pH 低时,H+与金属离子争夺螯合剂,螯合物的稳定性较差;pH 较高时,金属离子可 形成氢氧化物、磷酸盐或碳酸盐等不溶性无机化合物。 配合或螯合作用对金属离子迁移的影响取决于所形成螯合物的可溶性。若形成的螯合物易溶于水,则 有利于金属的迁移;反之,有利于金属在土壤中滞留,降低其活性。一般说来,胡敏酸与金属离子形成的 螯合物是难溶的,富里酸与金属离子形成的螯合物是易溶的。重金属与腐殖质生成可溶性稳定螯合物,能 够有效阻止重金属作为难溶盐而沉淀。例如,腐殖质与 Fe、Al、Ti、V 等形成的螯合物易溶于中性、弱酸 或弱碱性土壤溶液中,使之以螯合物的形式迁移,当缺乏腐殖质时它们便析出沉淀。 重金属离子与无机、有机配体的配合反应以及影响因素,在水污染化学中已作了详细论述,土壤中 的情况与之类似。例如,在土壤表层的溶液中,汞主要以 Hg(OH)02、HgCl02 形式存在;在氯离子浓度 高的盐碱土中,则以 HgCl4 2-为主。Cd2+、Zn2+、Pb2+则可生成 MClO2、MCl3 -、MCl4 -配离子。盐碱土 的 pH 高,重金属可发生水解,生成羟基配离子,此时即发生羟基配合作用与氯配合作用相竞争,或形成 各种复杂的配离子,如 HgOHCl、CdOHCl 等。重金属与羟基及氯离子的配合作用,可提高难溶重金属化 合物的溶解度,并减弱土壤胶体对重金属的吸附,从而影响土壤中重金属的迁移转化。 4)土壤的氧化还原性质 土壤中存在着多种有机、无机氧化还原物质,并始终进行着氧化还原反应。土壤中氧化还原作用的强 弱同样可用氧化还原电位(pE)表示。土壤中氧化剂主要有游离氧、高价金属离子,还原剂有低价金属离子、 土壤有机质及在厌氧条件下的分解产物。土壤中氧化还原反应除了纯化学反应,还有生物反应。如果土壤 中游离氧占优势,则以氧化作用为主,如果以有机物为主,则以还原作用为主。土壤 pE 受通气状况及人 为措施的影响。旱地 pE 较高,以氧化作用为主,在土壤深处,pE 较低;水田的 pE 可降至负值,以还原 作用为主。例如,土壤中 Hg2+可被有机质、微生物等还原为 Hg2+、再发生歧化反应则还原为 HgO。旱地 土壤的 pE 为 8.5~11.84,Hg 以 HgCl2和 Hg(OH)2形态存在;水田土壤 pE 为-5.1,产生的 H2S 与 Hg2+形成 HgS 沉淀。此外,土壤 pE 还与 pH 有关;pH 降低,pE 增高。 土壤 pE 可影响有机物和无机物的存在形态,从而影响它们在土壤中的迁移转化和对作物的毒害程度, 这对那些变价元素尤为重要。例如,在 pE 很低的还原条件下,Cd2+形成难溶的 CdS 沉淀,难以被植物吸 收,毒性降低。但水田落干后,CdS 被氧化为可溶性 CdSO4,易被植物吸收,若 Cd2+含量较高,则会影 响植物生长。因此,可通过调节土壤的 pE 及 pH,降低污染物的毒性。 5)土壤的酸碱性 土壤的酸碱性取决于土壤溶液中 H+离子的浓度,而 H+主要来自土壤中交换性铝的水解: Al3+ +H2O Al(OH)2+ + H+