摘 要:在土壤當(dāng)中富集和遷移轉(zhuǎn)化重金屬,很容易就會導(dǎo)致土壤污染,在各種不同因素的影響下,遷移轉(zhuǎn)化土壤重金屬元素,在土壤的物理和化學(xué)以及生活過程中會體現(xiàn)出遷移轉(zhuǎn)化的機(jī)理。文章綜合分析了土壤中重金屬遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理和影響因素,從而可以準(zhǔn)確的掌握重金屬元素進(jìn)入到土壤生物的規(guī)律,進(jìn)而修復(fù)土壤重金屬元素污染。
關(guān)鍵詞:土壤;重金屬元素;遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律;影響因素
土壤這種結(jié)構(gòu)體非常復(fù)雜,土壤當(dāng)中包括各種固相物質(zhì)和液相以及氣相物質(zhì)。在土壤當(dāng)中還具備各種養(yǎng)分和鹽分子,這些在土壤溶液當(dāng)中開實(shí)施遷移轉(zhuǎn)化,現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展,人們對于農(nóng)藥化肥提出更高的使用要求,人們明確了土壤環(huán)境的污染來源就是土壤中重金屬污染物,因此人們也開始關(guān)注土壤中重金屬和元素。當(dāng)前在土壤表層當(dāng)中存在重金屬污染,也會不同程度的污染深層土壤和地下水以及周圍生物等,這就需要探索土壤中重金屬元素的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其影響因素,改變土壤的現(xiàn)狀。
一、土壤中重金屬元素的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律
1.土壤中重金屬元素的遷移和形態(tài)轉(zhuǎn)化的機(jī)理
在土壤當(dāng)中,重金屬可以在水平方面上實(shí)施遷移,同時也可以在豎直方向上實(shí)施遷移,在物理、化學(xué)、生物作用下,可以產(chǎn)生形態(tài)變化,并且可以向其他介質(zhì)當(dāng)中進(jìn)行遷移,土壤溶液會影響到土壤中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化。在土壤溶液當(dāng)中遷移重金屬的過程中,也會產(chǎn)生形態(tài)轉(zhuǎn)化。因此土壤中重金屬元素的遷移,主要就是轉(zhuǎn)變期物理、化學(xué)、生物等。
物理遷移:在土壤溶液的作用下,重金屬元素出現(xiàn)水平遷移,就會不斷能擴(kuò)大重金屬的污染面積,如果發(fā)生豎直運(yùn)動,那么污染物質(zhì)就會滲入到深層土壤和地下水當(dāng)中,因?yàn)閾P(yáng)塵的原因,重金屬元素也會進(jìn)入到大氣當(dāng)中,污染到大氣環(huán)境。在污染過程中,重金屬和土壤膠體可能會產(chǎn)生吸附解吸作用,造成土壤和周圍環(huán)境的污染。
化學(xué)遷移:在土壤當(dāng)中遷移重金屬元素,土壤重金屬的存在形式是不同的,主要包括固相物質(zhì)形態(tài)和液相物質(zhì)形態(tài),土壤重金屬的難溶電解質(zhì)會產(chǎn)生多相平衡,因?yàn)橥寥廊芤旱膒H值的變化,就會導(dǎo)致重金屬在土壤中進(jìn)行遷移。土壤有機(jī)質(zhì)和土壤膠體可以破壞破壞重金屬在土壤的相態(tài)平衡,轉(zhuǎn)化重金屬遷移。
生物遷移:土壤屬于一個完整的生物體系,土壤當(dāng)中具備很多動植物,同時也存在著大量的微生物。土壤重金屬的生物遷移指的就是在土壤生物的影響下,重金屬元素發(fā)生遷移,實(shí)現(xiàn)形態(tài)的轉(zhuǎn)化。土壤當(dāng)中生物可以吸收固定有效的重金屬,同時可以將重金屬元素的化學(xué)形態(tài)不斷改變,進(jìn)而引發(fā)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化。土壤重金屬的生物遷移是非常復(fù)雜的,通過生物固化作用,可以減少土壤中重金屬的污染情況。
2.土壤中重金屬元素的遷移轉(zhuǎn)化和形態(tài)分布
在土壤當(dāng)中,重金屬的存在形態(tài)是多種多樣的,不同的形態(tài)分布情況,可以決定重金屬的生物毒性,重金屬的形態(tài)分布差異可以產(chǎn)生各種環(huán)境效應(yīng),此外重金屬的形態(tài)分布也決定了重金屬的遷移能力和交換能力。
重金屬元素在土壤當(dāng)中的活躍程度不會受到金屬總含量的影響,其形態(tài)分布會起到較大的作用,土壤當(dāng)中,重金屬元素存在為有效形態(tài),這樣才可以現(xiàn)已轉(zhuǎn)化周圍土壤和土壤生物。在污染土壤和和植物根系土壤之間,重金屬發(fā)生土壤形態(tài)的變化,可以轉(zhuǎn)移重金屬的土壤植物,但是當(dāng)前沒有明確其遷移轉(zhuǎn)化的形式。此外需要擴(kuò)大土壤重金屬遷移轉(zhuǎn)化過程的研究范圍,因?yàn)橥寥缹儆诙嗫捉橘|(zhì),土壤和生物、大氣、水就有密切的關(guān)系,因此在土壤當(dāng)中遷移轉(zhuǎn)化重金屬,需要重點(diǎn)研究重金屬和生物、水、大氣等方面的轉(zhuǎn)化能力,實(shí)施深入的研究。
二、影響土壤中重金屬元素的遷移的影響因素
1.土壤理化性狀
土壤pH值:土壤pH值會直接影響到土壤重金屬的遷移轉(zhuǎn)化影響,因?yàn)橥寥纏H值影響土壤重金屬的化學(xué)形態(tài)變化和生物有效性,同時土壤pH值也負(fù)責(zé)調(diào)控重金屬元素的土壤溶解能力。降低pH值,那么就會增加土壤吸附性正電荷,同時也會增加氫離子的競爭吸附能力,增加土壤當(dāng)中游離的重金屬生物有效性,增強(qiáng)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化能力,這樣就會造成污染。如果增大了土壤的pH值,就會降低土壤中氫離子的競爭吸附能力,降低了重金屬的生物有效性,這樣重金屬就無法在土壤當(dāng)中實(shí)現(xiàn)遷移轉(zhuǎn)化。因此如果土壤受到重金屬的污染,就可以使土壤pH值不斷提高,使土壤重金屬的生物有效性由此降低,避免發(fā)生重金屬污染。
土壤中的有機(jī)質(zhì):土壤有機(jī)質(zhì)會影響到重金屬的遷移能力,一方面有機(jī)分子化合物和腐殖酸會吸附重金屬元素,成為化合物,這種化合物的吸附能力大于其他的膠體吸附。此外徹底分解有機(jī)質(zhì)之后,就會解脫出重金屬,增加重金屬的活性。通過研究可以明確增加有機(jī)物,可以使土壤的結(jié)合態(tài)重金屬含量由此增加,有幾位可以對于土壤中重金屬污染物進(jìn)行調(diào)控,使重金屬污染物的生物有效性由此降低,避免重金屬的遷移轉(zhuǎn)化,使農(nóng)作物的產(chǎn)量由此提高。施加有機(jī)肥之后,使重金屬的污染物的有機(jī)結(jié)合態(tài)不斷增加,同時也增加了土壤的pH值,對于土壤中的重金屬實(shí)施了固化處理。
土壤氧化還原電位:土壤典型的重要因素就是氧化還原電位,這些重要參數(shù)也直接影響到土壤中重金屬元素的存在狀態(tài)。一方面土壤氧化還原作用會改變土壤有機(jī)質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化速度,如果處于氧化狀態(tài)下,分解土壤有機(jī)物,重金屬元素就會產(chǎn)生解吸反映。如果是處于還原狀態(tài)下,就會積累土壤有機(jī)物,進(jìn)而影響到重金屬的形態(tài)分布情況。總之氧化還原反映會改變土壤嘉泰和形態(tài)的改變,從而出現(xiàn)遷移轉(zhuǎn)化問題。
2.土壤中金屬元素的作用
拮抗作用:金屬元素的拮抗作用可以使植物選擇性的吸收重金屬元素,植物吸收利用有益元素,如果降低有益元素的含量,那么植物就會增加吸收有害重金屬元素,使重金屬在土壤中遷移轉(zhuǎn)化過程中獲得改變。
協(xié)同作用:因?yàn)橹亟饘俚脑氐膮f(xié)同作用,如果土壤各種重金屬元素已經(jīng)達(dá)到平衡,隨之增加一種重金屬元素,各個金屬為了實(shí)現(xiàn)平衡問題,就會明顯提升自身在土壤當(dāng)中的遷移轉(zhuǎn)化能力。
3.施肥影響
施肥會使土壤當(dāng)中的各種營養(yǎng)元素由此增加,在施肥的過程中也會向土壤引入重金屬元素,進(jìn)而在土壤當(dāng)中積累重金屬元素。此外施肥也會改變土壤的pH值和離子強(qiáng)度等,這樣也就會影響到重金屬元素在土壤當(dāng)中的遷移。采取的施肥方式不同,那么在土壤當(dāng)中重金屬元素的形態(tài)也會由此發(fā)生變化,例如條播方式有利于重金屬元素的遷移。通過研究可以明確施加氮肥,可以使可交換態(tài)重金屬含量不斷降低,但是結(jié)合態(tài)重金屬的含量會由此增加。
三、結(jié)語
通過以上綜合的論述,土壤中重金屬發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化主要是因?yàn)橹亟饘俚奈?、解析等作用。掌握土壤中重金屬元素的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其影響因素,就可以確定重金屬的污染機(jī)理,從而可以采取有效的措施控制土壤當(dāng)中重金屬元素的分布情況。
參考文獻(xiàn):
[1]劉白林. 甘肅白銀東大溝流域農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀及其在土壤—作物—人體系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律[D]. 蘭州大學(xué), 2017.
[2]彭恩澤. 無土栽培技術(shù)研究重金屬鉻元素從土壤到植物體的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其安全意義[D]. 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢), 2016.
[3]嚴(yán)連香. 不同工業(yè)企業(yè)周圍土壤-作物系統(tǒng)重金屬空間變異及其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[D]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2017.
[4]李非里. 貴陽市郊(喀斯特地區(qū))菜園土重金屬的生物地球化學(xué)循環(huán)與綠色作物生產(chǎn)[J]. 2012.
[5]楊妙峰. ICP-MS同位素檢測技術(shù)及茶葉、蔬菜對典型污染物吸收與積累規(guī)律研究[D]. 2015.
[6]曹昀, 陳冰祥, 劉燕燕,等. 沼氣肥中重金屬在土壤-蔬菜中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 ——以白菜為例[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 45(1):253-257.
作者簡介:任子英(1969-9—),女,漢,籍貫:山西省朔州市朔城區(qū),學(xué)歷:大學(xué)生本科,單位:朔州市朔城區(qū)農(nóng)技推廣中心,職稱:中級農(nóng)藝師,研究方向:土壤化學(xué)與、土壤肥料。