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土壤酸碱度对重金属的影响
发表时间:2018-12-26 10:46:07点击:9185
土壤酸碱度是影响土壤生产力和土壤肥力的限制因素之一,与土壤有效态养分关系密切,因此,常被土壤的重要变量常以土壤酸碱度为主,同时,土壤酸碱度对土壤的氧化还原、吸附解吸、沉淀溶解和配合反应等化学过程也起到支配作用,对植物和微生物所需营养元素的有效性有显著影响。酸碱度通常用pH值表示,它是土壤中很多化学性质的综合反应。土壤酸碱度既能影响土壤微生物的活动,有机质的转化,又会影响矿质营养元素的存在形式及保持养分的能力等。根据土壤中H离子的存在方式,土壤酸度可分为两大类:活性酸度、潜性酸度。而土壤碱度:土壤溶液中的OH一离子的主要来源,是C032和HC03的碱金属及碱土金属的盐类。通常人们认为土壤酸碱度则是土壤呈酸性或碱性的程度,用pH值表示。
地域、气候条件因素是影响土壤酸碱度的重要因素,在我国呈明显的南酸北碱规律性变化。在高温多雨的南方,风化淋溶作用较强,盐基易流失。容易形成酸性土壤;半干旱或干旱地区的 自然土壤,盐基淋溶作用较弱,而因为土壤水分蒸发量大,下层的盐基物质易随毛管水的上升而聚集在土壤上层,使土壤具有石灰性反应;地势高的地方淋溶作用较强,因而盐基性也较强;酸 性母岩上形成的土壤,其酸碱度一般都较石灰岩形成的土壤低等。再生水的重复利用也在一定条件下影响土壤的酸碱性,再生水是指污水经适当处理后,达到一定的水质指标,满足某种使用要求,可以进行有益使用的水。与海水淡化、跨流域调水相比,再生水具有明显的优势。不仅如此,再生水还对土壤的pH有着一定的影响。在使用再生水灌溉城市绿地后,绿地土壤中的pH值略有下降,当土壤的酸性增强时,土壤中有机质的腐殖化速度就会加快,土壤中氮、磷、钾等大量元素在土壤中的自由化与离子化过程也会加快,因此,使这些元素较容易被植物吸收和利用或者随水土流失而流失;这样就不会出现氮、磷、钾等大量元素在土壤中富集的现象,同时也会使植物生长较旺盛,因此也不会出现明显的植物因氮、磷、钾等元素的大量富集而生长异常甚至大面积死亡的现象。
土壤酸碱度的变化对典型重金属的影响
重金属是指比重大于5的金属,约有45种,一般都是属于过渡元素。如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。在环境污染方面所说的重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。随着社会经济的发展,重金属的用量也在逐渐增加,导致土壤中重金属元素比重越来越大,其进入土壤的主要途径有农药、污水灌溉、化肥的使用和大气降尘等。土壤中重金属元素污染既不易被水淋滤,也不能为生物降解,相反却能被植物吸收,导致农作物产量和质量的下降,并通过食物链危害人类健康。与此同时,土壤酸碱度的变化也对重金属有一定影响。
酸碱性对Cd的行为影响
Cd的活性含量
Cd的有效性很大程度上受土壤中pH值的调节。土壤中pH值增高,cd的有效性就会显著降低,因而难以被植物吸收。所以植物中Cd活性与土壤中pH值具有显著负相关性,进一步解释了土壤 中pH值升高抑制了Cd的活性的原因。因此,在Cd污染严重的酸性土壤地区,适当提高土壤pH值使土壤呈弱酸性或弱碱性是治理Cd污染的一项有效措施。土壤酸碱度对土壤胶体上吸附cd的量有一定影响。一般随着pH值的下降,土壤胶体上吸附cd的溶出率增加,Cd的溶解度增大,从而加速了cd在土壤中的迁移和转化;而随着pH值的增大,土壤胶体上吸附cd的溶出率下降,cd的溶解度降低,导致土壤中的cd不易发生迁移而在原地淀积。所以,土壤酸碱度是影响土壤中cd迁移和转化的很重要因子。
对大量土壤样品的pH值和相应的cd离子交换态进行了整理,做出回归拟合曲线,发现cd离子交换态与土壤pH值呈显著相关关系,在酸性的土壤使Cd的离子交换态比例会上升。相反,在碱性 的土壤中,cd的离子交换态比例则会下降。
酸碱性对Pb的行为影响
Ph元素的离子交换态与土壤pH呈显著相关关系。土壤在弱酸陛至弱碱性范围内,Ph在土壤中主要以残渣态和铁锰氧化态等稳定形态存在,而离子交换态非常低,含量基本在2%以下,因而对生态系统危害性很小;当土壤显酸性时,Pb离子交换态值占总量的比例呈直线上升,当pH值为5时,Ph离子交换态值可达到20%左右。而当土壤显碱性时,Ph离子交换态的比例也有上升的趋势.保持土壤pH值在弱酸性至弱碱性的范围,对于Pb污染严重的土壤,可以防止土壤酸化和盐碱化,则可以降低Pb对土壤的危害。
酸碱性对Fe、Mn等元素的迁移转化影响
湿地土壤中铁的转化主要由土壤所处的环境因子所决定。被的枯枝落叶聚集和分解产生的各种碳水化合物、有机酸等物质将直接改变湿地土壤的pH环境以及提供溶解基,从而提高Fe、Mn等元素的溶解度和迁移性能。而且通过进一步实验发现,沼泽土壤的Fe和Mn元素含量与土壤的pH值呈负相关关系,即当土壤处于酸性条件时,Fe、Mn元素的含量会升高,而当土壤处于碱性条件下 ,Fe、Mn元素的含量会下降。