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第 四 章 土 壤 环 境 化 学Chapter 4. Soil Environmental Chemistry 本 章 重 点 ： 、 土 壤 的 组 成 与 性 质 ； 、 重 金 属 在 土 壤 植 物 体 系 中 的 迁 移和 它 的 作 用 机 制 ； 、 农 药 在 土 壤 中 的 迁 移 、 转 化 。 土 壤 是 指 陆 地 表 面 具 有 肥 力 、 能 够 生 长 植 物 的疏 松 表 层 ， 其 厚 度 一 般 在 2m左 右 。 土 壤 不 但 为 植 物 生 长 提 供 机 械 支 撑 能 力 ， 并 能为 植 物 生 长 发 育 提 供 所 需 要 的 水 、 肥 、 气 、 热 等肥 力 要 素 。 近 年 来 ， 由 于 人 口 急 剧 增 长 ， 工 业 迅 猛 发 展 ，固 体 废 物 不 断 向 土 壤 表 面 堆 放 和 倾 倒 ， 有 害 废 水不 断 向 土 壤 中 渗 透 ， 大 气 中 的 有 害 气 体 及 飘 尘 也不 断 随 雨 水 降 落 在 土 壤 中 ， 导 致 了 土 壤 污 染 。 第 一 节 . 土 壤 的 组 成 和 性 质一 土 壤 的 组 成 图 1. 土 壤 中 固 、 液 、 气 相 结 构 图（ 自 S.F. Manahan, 1984）排 入 地 下 水 根 须 土 粒 上 的吸 附 水土 粒土 壤 空 隙被 水 饱 和的 土 壤土 壤 固 相土 壤 液 相 ： 水 分 及 水 溶 物土 壤 气 相 (35% V)：土 壤 矿 物 质 (90% )土 壤 有 机 质 (10%) 原 生 矿 物 质次 生 矿 物 质土 壤 土 壤 生 物 图 2. 自 然 土 壤 的 综 合 剖 面 图 (南 京 大 学 等 合 编 ， 1980) 土壤的层次结构 A00A0A1A2A3B1B2B 3 CCCSCTD土壤层 覆 盖 层 (A0)淋 溶 层 (A)淀 积 层 (B)母 质 层 (C)基 岩 (D) 疏 松 的 枯 枝 落 叶 层 ， 未 经 分 解暗 色 半 分 解 有 机 质 层暗 色 的 腐 殖 层灰 白 色 的 灰 化 层向 B层 过 渡 层 ， 多 似 A层向 A层 过 渡 层 ， 多 似 B层棕 色 至 红 棕 色 的 淀 积 层向 C层 过 渡 层CaCO 3聚 集 层CaSO4聚 集 层潜 育 层 (灰 粘 层 ) 可 能 出 现 的 特 殊 层 次 1. 土 壤 矿 物 质 土 壤 矿 物 质 是 岩 石 经 物 理 风 化 和 化 学 风 化 形 成 的 。 按 其 成因 类 型 可 以 将 土 壤 矿 物 质 分 为 两 类 ： 原 生 矿 物 和 次 生 矿 物 。石 英 、 长 石 类 、 云 母 类 、辉 石 、 角 闪 石 、 橄 榄 石 、赤 铁 矿 、 磁 铁 矿 、 磷 灰 石 、黄 铁 矿 原生矿物次生矿物 简 单 盐 类 (方 解 石 、 白 云 石 、 石 膏 、 泻 盐 等 )、三 氧 化 物 类 （ 针 铁 矿 、 褐 铁 矿 ） 、次 生 铝 硅 酸 盐 （ 伊 利 石 、 蒙 脱 石 、 高 岭 石 ） 类土壤矿物质 （ 1） 原 生 矿 物 岩 石 经 物 理 风 化 作 用 破 碎 形 成的 碎 屑 ， 即 在 风 化 过 程 中 未 改 变 化 学 组 成 和 结 构 的 原始 成 岩 矿 物 。 颗 粒 比 较 大 1 0.001mm砂 粒 。 对 土 壤 的 贡 献 ： 构 成 土 壤 的 骨 架 ， 提 供 无机 营 养 物 质 ， 蕴 藏 着 植 物 所 需 的 一 切 元 素 。 硅 酸 盐 类 矿 物 如 长 石 （ KAlSi3O8） 、 云 母（ KSi3Al） Al2O10（ OH） 2等 。 易 风 化 供 植 物 吸 收KMgAl、 Fe元 素 。 氧 化 物 类 矿 物 如 石 英 （ SiO2） 、 赤 铁 矿 （Fe2O3） 等 。 稳 定 ， 不 易 风 化 。 硫 化 物 类 矿 物 黄 铁 矿 和 白 铁 矿 （ 同 质 异 构 ）， 化 学 式 均 为 FeS2。 极 易 风 化 ， S主 要 来 源 。 磷 酸 盐 类 矿 物 主 要 有 磷 灰 石 Ca5（ PO4） 3F和 氯 磷 灰 石 Ca5（ PO4） 3Cl。 还 有 少 量 的FePO4AlPO4。 无 机 磷 的 主 要 来 源 。原 生 矿 物 主 要 有 四 类 ： （ 2） 次 生 矿 物 原 生 矿 物 经 化 学 风 化 后 形 成 的新 矿 物 ， 其 化 学 组 成 和 晶 体 结 构 均 有 改 变 。 次 生 矿 物 通 常 分 三 类 ： 简 单 盐 类 如 方 解 石 （ CaCO3） 、 白 云 石 Ca，Mg（ CO3） 2、 石 膏 （ CaSO42H2O） 、 泻 盐（ MgSO47H2O） 、 芒 硝 （ Na2SO410H2O） 、 水 氯 镁石 （ MgCl26H2O） 等 。 常 见 于 干 旱 、 半 干 旱 地 区 。风 化 最 终 产 物 易 溶 于 水 ， 淋 溶 流 失 。 三 氧 化 物 如 针 铁 矿 （ Fe2O3H2O） 、 褐 铁 矿（ 2Fe2O33H2O） 、 三 水 铝 石 （ Al2O33H2O） 等 。 硅酸 盐 类 矿 物 彻 底 风 化 的 产 物 。 常 见 于 湿 热 带 和 亚 热带 。 次 生 铝 硅 酸 盐 类 这 类 矿 物 是 由 长 石 等 原 生 硅酸 盐 矿 物 风 化 后 形 成 的 。 又 称 粘 土 矿 物 ， 分 为 伊 利 石 、蒙 脱 石 和 高 岭 石 。 1 土 壤 化 学 次 生 矿 物 有 晶 态 和 非 晶 态 之 分 。 晶 态 的 次 生 矿 物主 要 包 括 铝 硅 酸 盐 盐 类 粘 土 矿 。 非 晶 态 次 生 矿 物 主 要呈 胶 膜 状 态 包 裹 于 土 粒 表 面 ， 如 水 合 氧 化 铁 、 铝 、 硅等 ， 也 有 呈 粒 状 凝 胶 ， 成 为 极 细 的 土 粒 ， 如 水 铝 石 类 。 次 生 矿 物 多 数 颗 粒 细 小 （ 粒 径 小 于 0.001mm） ，具 有 胶 体 性 质 ， 是 土 壤 固 相 物 质 中 最 活 跃 的 部 分 ， 它影 响 着 土 壤 许 多 重 要 的 物 理 、 化 学 性 质 ， 如 土 壤 的 颜色 、 吸 收 性 、 膨 胀 收 缩 性 、 粘 性 、 可 塑 性 、 吸 收 能 力和 化 学 活 性 。 2. 土 壤 有 机 质 土 壤 有 机 质 是 土 壤 中 含 碳 有 机 化 合 物 的 总 称 。 (2 石 块 3 石 块 3 砾 石 31 粗 砾 32粗 砂 20.2 粗 砂 10.50 极 粗 砂 21细 砂 0.20.02 中 砂 0.50.25 粗 砂 10.5 细 砂 0.250.05 中 砂 0.50.25 细 砂 0.250.10 极 细 砂 0.100.05粉 砂 粒 0.020.002 粗 粉 砂 0.050.01 粉 砂 0.050.002 中 粉 砂 0.010.005 细 粉 砂 0.0050.001粘 粒 0.002 粗 粘 粒 (粘 质 的 ) 0.0010.0005 粘 粒 0.002 细 粘 粒 (胶 质 的 ) 0.00050.0001 胶 体 0.0001砂粒 砂粒 砂粒粉砂粒 三 、 土 壤 吸 附 性 土 壤 中 两 个 最 活 跃 的 组 分 是 土 壤 胶 体 和 土 壤 微生 物 ， 它 们 对 污 染 物 在 土 壤 中 的 迁 移 转 化 有 重 要 作用 。 胶 体 体 系 由 粒 子 和 介 质 组 成 。 粒 子 大 小 至 少 在一 维 方 向 上 为 30-10000 左 右 。 粒 子 叫 胶 粒 或 分 散 相 ；介 质 叫 分 散 介 质 或 连 续 相 。 1. 土 壤 胶体 的 性 质(1)土 壤 胶 体 具 有 巨 大 的 比 表 面 和 表 面 能 。比 表 面 是 单 位 质 量 的 物 质 的 表 面 积 。胶 体 内 部 分 子 在 各 方 向 上 受 到 引 力 相 同 ， 表 面 分子 各 方 向 上 受 到 引 力 不 等 ， 具 有 一 定 的 表 面 能土 壤 胶 体 具 有 巨 大 的 比 表 面 和 表 面 能 。土 壤 胶 体 的 电 性土 壤 胶 体 的 凝 聚 性 和 分 散 性 (2) 土 壤 胶 体 具 有 双 电 层 ， 微 粒 的 内 部 一 般 带 负 电 荷 ， 形 成 负 离 子 层 （ 决 定 电 位 离 子 层 ） ， 其 外 部 由于 电 性 吸 引 ， 形 成 一 个 正 离 子 层 （ 反 离 子 层 ， 包 括非 活 动 性 离 子 层 和 扩 散 层 ） ， 合 称 为 双 电 层 。 决 定 电 位 层 与 液 体 内 部 的 电 位 差 为 热 力 电 位 0 非 活 动 性 离 子 层 与 液 体 内 部 的 电 位 差 称 为 电动 电 位 （ electrokineticspotential） 。 双 电 层 的 概 念 ： 1879年 亥 姆 霍 兹 首 先 提 出 。 双 电层 是 在 固 -液 两 相 的 界 面 上 形 成 的 ， 正 负 离 子 分 别平 行 地 排 列 在 固 液 两 相 界 面 上 ， 与 平 行 板 电 容 器相 似 ， 两 层 间 的 距 离 约 与 离 子 的 大 小 相 等 。如 果 固 体 物 质 是 胶 体 系 统 的 分 散 相 ， 则 在 胶 体 粒子 的 周 围 即 形 成 上 述 的 双 电 层 。 固 体 表 面 离 子 带 相 反 电 荷 的 离子 （ 异 电 离 子 、 补 偿 离 子 ） ， 由于 离 子 的 热 运 动 ， 并 不 是 全 部 整齐 地 排 列 在 一 个 面 上 ， 而 是 随 着距 界 面 的 远 近 ， 有 一 定 的 浓 度 分布 。 倘 若 取 溶 胶 中 的 胶 粒 的 一 部分 为 例 ， 其 电 荷 分 布 的 情 况 就 如右 图 所 示 。 MN BA CDl+ + + +分 散 的 双 电 层 理 论 在 靠 近 粒 子 表 面 的 一 层 ， 正 离 子 有 较 大 的 浓 度 ， 随 着 与 界 面 距离 的 增 大 ， 过 剩 的 正 离 子 的 浓 度 逐 渐 减 少 ， 直 到 距 界 面 为 l处 ， 过剩 正 离 子 的 浓 度 等 于 零 。 溶 液 中 所 有 这 些 离 子 都 是 溶 剂 化 的 。 反 离 子 ： 一 部 分 为 紧 靠 固 体 表 面 的 不流 动 层 ， 称 为 紧 密 层 （ 非 活 动 性 离 子层 ） ， 其 中 包 含 了 被 吸 附 的 离 子 和 部分 过 剩 的 异 电 离 子 (在 这 里 是 正 离 子 )，其 厚 度 约 有 几 个 水 分 子 的 大 小 ， 即 由固 体 表 面 MN至 虚 线 AB处 为 b处 ； MN BA CDb+ + + +d另 一 部 分 包 括 从 AB到 距 表 面 为 d处 ，称 为 分 （ 扩 ） 散 层 ， 在 这 层 中 过 剩 的异 电 离 子 逐 渐 减 少 而 至 零 。 这 一 层 是可 以 流 动 的 。 固 体 表 面 （ 决 定 性 电 位 ） MN，其 电 位 相 对 于 CD处 为 0， 或 者说 CD与 MN间 的 电 位 差 为 0， 这个 电 位 称 为 总 电 位 差 ， 也 叫 热 力学 电 位 0。非 活 动 性 的 离 子 层 与 液 体 间 的 电位 差 叫 电 动 电 位 。 MN BA CDd 0+ + + + 0 和 是 不 同 的 ， 随 电 解 质 浓 度 增 加 ， 或 电 解 质 价 型 增 加 ，双 电 层 厚 度 变 薄 ， 电 势 也 减 小 。 双 电 层 基 本 构 成 双 电 层 电 位 与 溶 液 中 离 子 间 关 联 性 0 取 决 于 溶 液 中 与 固 体 成 平 衡 的 离 子 浓 度 与 电 荷 符 号 、 价 位 、 电 荷 量 、 浓 度 有 关 土 壤 双 电 层 示 意 图 (3) 土 壤 胶 体 的 凝 聚 性 和 分 散 性 土 壤 溶 液 中 ， 胶 体 常 带 负 电 荷 ， 所 以 胶 体 微 粒 间 又因 相 同 电 荷 而 排 斥 ， 这 是 胶 体 的 分 散 性 。由 于 胶 体 的 比 表 面 和 表 面 能 都 很 大 ， 为 减 小 表 面 能 ，胶 体 具 有 相 互 吸 引 、 凝 聚 的 趋 势 ， 这 就 是 胶 体 的 凝聚 性 。 影 响 因 素 .土 壤 胶 体 的 电 动 电 位 和 扩 散 厚 度电 动 电 位 高 ， 分 散 性 强 ； .阳 离 子 浓 度 上 升 会 增 强 凝 聚 性土 壤 溶 液 中 阳 离 子 增 多 ， 由 于 土 壤 表 面 的 负 电 荷 被 中 和 ， 电 动电 位 降 低 和 扩 散 层 厚 度 减 小 。 可 以 加 强 凝 聚 作 用 。Na +K +NH4+ H+Mg2+ Ca2+Al3+蒙 脱 石 水 化 云 母 高 岭 土 含 水 氧 化 铁 、 铝 。 土 壤 质 地 越 细 ， 阳 离 子 交 换 量 越 高 。 土 壤 胶 体 中 SiO2/R2O3(Al2O3或 ,Fe2O3)比 值 越 大 ， 阳 离 子交 换 量 越 大 ； pH下 降 ， 阳 离 子 交 换 量 降 低 。 （ 竞 争 吸 附 ）1） 阳 离 子 ： 离 子 电 荷 数 越 高 ， 阳 离 子 交 换 能 力 越 强 ； 同 价 离 子 中 ， 离 子 半 径 越 大 ， 水 化 离 子 半 径 就 越 小 ，具 有 较 强 的 交 换 能 力 。影 响 交 换 能 力 因 素 土 壤 可 交 换 性 阳 离 子 致 酸 离 子 ： H+、 Al3+（ 水 解 显 酸 性 ）盐 基 离 子 ： Ca2+、 Mg2+、 Na+、 K +、 NH4+盐 基 饱 和 土 壤 ： 当 土 壤 吸 附 饱 和 时 ,土 壤 胶 体 上 吸 附 的 阳 离 子均 是 盐 基 离 子 ， 盐 基 饱 和 度 100%盐 基 不 饱 和 土 壤 ： 当 土 壤 吸 附 饱 和 时 , 土 壤 胶 体 上 吸 附 的 阳 离子 有 一 部 分 为 致 酸 离 子 ， 则 这 种 土 壤 为 盐 基 不 饱 和 土 壤 ；全 部 为 致 酸 离 子 时 ， 盐 基 饱 和 度 为 0盐 基 饱 和 度 ： 在 土 壤 交 换 性 阳 离 子 中 ， 盐 基 离 子 所 占 的 百分 数 为 盐 基 饱 和 度 %100cmol/kg)cmol/kg)阳 离 子 交 换 总 量 （交 换 性 盐 基 总 量 （盐 基 饱 和 度 (2 ) 土 壤 胶 体 的 阴 离 子 交 换 吸 附 :自 身 带 正 电 荷 的 胶体 离 子 所 吸 附 的 阴 离 子 与 溶 液 中 的 阴 离 子 的 交 换作 用阴 离 子 交 换 吸 附 是 可 逆 过 程 ， 服 从 质 量 作 用 定 律 。但 是 土 壤 阴 离 子 交 换 吸 附 比 较 复 杂 ， 土 壤 阴 离 子 交换 时 常 伴 随 有 化 学 固 定 作 用 ， 即 交 换 性 阴 离 子 可 与胶 体 微 粒 或 溶 液 中 的 阳 离 子 （ Ca2+、 Fe3+、 Al3+等 ）形 成 难 溶 沉 淀 而 被 强 烈 吸 附 。 如 ： Fe3+PO43- FePO4Al3+PO 43- AlPO4 四 土 壤 酸 碱 性 1. 土 壤 酸 度根 据 土 壤 中 H+的 存 在 方 式 ， 土 壤 酸 度 ： 活 性 酸 度潜 性 酸 度(1) 活 性 酸 度 ： 是 土 壤 溶 液 中 氢 离 子 浓 度 的 直 接 反 映 ，又 称 为 有 效 酸 度 ， 通 常 用 pH表 示 。土 壤 溶 液 中 氢 离 子 的 来 源 ： CO 2溶 于 水 形 成 碳 酸 、有 机 酸 、 矿 物 质 氧 化 无 机 酸 、 酸 沉 降 (2) 潜 性 酸 度 ： 土 壤 潜 性 酸 度 的 来 源 是 土 壤 胶 体 吸 附的 可 代 换 性 H+和 Al3+ 。 处 于 吸 附 态 的 (H+、 Al3 +)不 显 酸 性 仅 有 盐 基 不 饱 和 土 壤 才 具 有 潜 性 酸 度 主 要 来 源 于 (Al3 +) 代 换 性 酸 度 ： 用 过 量 中 性 盐 (如 NaCl或 K Cl)溶 液淋 洗 土 壤 ， 溶 液 中 金 属 离 子 与 土 壤 中 H+和 Al3+ 发 生离 子 交 换 作 用 ， 而 表 现 出 的 酸 度 。 HClKKClH 土 壤 胶 体土 壤 胶 体 -Cl H COOK -R KCl COOH-R 土 壤 潜 性 酸 度 据 提 取 液 分 为 代 换 性 酸 度 和 水 解 酸 度 。腐 植酸 产生 较多 的H + 代 换 性 Al3+是 矿 物 质 中 潜 性 酸 度 的 主 要 来 源 。 水 解 性 酸 度 ： 用 弱 酸 强 碱 盐 (如 乙 酸 钠 )淋 洗 土 壤 ， 溶 液 中的 金 属 离 子 可 以 将 土 壤 胶 体 吸 附 的 H+和 Al3+ 代 换 出 来 ， 同 时生 成 某 弱 酸 。 此 时 测 定 的 弱 酸 的 酸 度 为 水 解 性 酸 度 。 活 性 酸 度 与 潜 性 酸 度 的 关 系 ： 土 壤 的 活 性 酸 度 与 潜 性 酸 度 是 同一 平 衡 体 系 的 两 种 酸 度 。 二 者 可 以 互 相 转 化 ， 在 一 定 条 件 下 处 于 暂 时 平 衡 状 态 。 土 壤 潜 性 酸 度 往 往 比 活 性 酸 度 大 得 多 。H+- -Al 3 4CH3COONa 3H2O -4 (Na+)+Al(OH)3+4CH3COOH土 壤 胶 体土 壤 胶 体 醋酸根和铝离子双水解作用水 解 性 酸 度 一 般 比 代 换 性 酸 度 高 。 由 于 中 性 盐 所 测 出 的 代换 性 酸 度 只 相 当 于 水 解 酸 度 的 一 部 分 ， 当 土 壤 溶 液 在 碱 性增 大 时 ， 土 壤 胶 体 上 吸 附 的 H 较 多 地 被 代 换 出 来 ， 所 以 水解 酸 度 较 大 。 如 弱 酸 强 碱 不 同 溶 解 度 的 碳 酸 盐 和 重 碳 酸 盐 对 土 壤 碱 性 的 贡 献 不 同 pH。土 壤 中 含 CaCO3, MgCO3， pH7.58.5,土 壤 中 含 Na2CO3, pH 10,土 壤 中 含 NaHCO3, Ca(HCO3) 2， pH7.58.5, yNaOH OyH Na y)Na(xyH2 土 壤 胶 体土 壤 胶 体 xNa+饱 和 度 称 为 土 壤 碱 化 度 ， 是 交 换 性 阳 离 子 的 水 解 作 用 2. 土 壤 碱 度土 壤 溶 液 中 OH-的 主 要 来 源 ： CO32-和 HCO3-的 碱 金 属 及 碱 土金 属 盐 类 。 碳 酸 盐 碱 度 和 重 碳 酸 盐 碱 度 的 总 和 称 为 总 碱 度 。当 土 壤 胶 体 上 吸 附 的 Na +,K +,Mg2+(主 要 是 Na+)等 离 子 的 饱 和度 增 加 到 一 定 程 度 时 ， 会 引 起 交 换 性 阳 离 子 的 水 解 作 用 。 第 37页 缓 冲 溶 液缓 冲 溶 液 的 定 义 能 够 抵 抗 外 加 少 量 酸 、 少 量 碱 或 稀 释 ， 而 本 身 pH值 不 发生 显 著 变 化 的 作 用 称 缓 冲 作 用 。 具 有 缓 冲 作 用 的 溶 液 称 为 缓 冲 溶 液 。下 面 是 一 份 实 验 报 告 ：溶 液 溶 液 pH值 滴 一 滴 0 .1 M HCl后 的 pH值 滴 一 滴 0 .1 M NaOH后 的 pH值4 ml H 2 O 7 .0 3 1 1 4 ml HAc +NaAc (均 为 0 .1 molL-1) 4.7 4.7 4.7上 述 实 验 结 果 表 明 :水 不 具 有 缓 冲 作 用 , HAc +NaAc 体 系 溶 液 具 有 缓 冲 作用 , 它 是 一 种 缓 冲 溶 液 。 3. 土 壤 的 缓 冲 性 能 缓 冲 溶 液 的 组 成 和 作 用 原 理组 成 抗 碱 组 份 抗 酸 组 分（ 弱 质 子 酸 ） （ 弱 质 子 碱 ）1 弱 酸 及 其 盐 溶 液 HAc NaAc2 酸 式 盐 溶 液 NaHCO3 NaHCO33 酸 式 盐 及 其 次 级 盐 溶 液 NaH2PO4 Na2HPO44 弱 碱 及 其 盐 溶 液 NH4Cl NH3作 用 原 理 以 HAcNaAc 体 系 为 例 说 明 加 入 少 量 OH- ， 它 与 H+结 合 生 成水 ， 平 衡 向 右 移 动 ， 加 入 少 量 H+ ， 它 与 Ac-结 合生 成 HAc， 平 衡 向 左 移 动 ，不 论 加 酸 还 是 加碱 ， 溶 液 的 酸 度保 持 相 对 稳 定 OH OH OH AcOH HAc 2-3-2 3. 土 壤 的 缓 冲 性 能 Soil Buffering Capacity土 壤 的 缓 冲 性 能 是 指 土 壤 具 有 缓 和 其 pH发 生 剧 烈 变 化 的 能 力 。(1) 土 壤 溶 液 的 缓 冲 作 用土 壤 溶 液 中 含 有 碳 酸 、 硅 酸 、 磷 酸 、 腐 殖 酸 和 其 他 有 机 酸 等 弱酸 及 其 盐 类 ， 构 成 一 个 良 好 的 缓 冲 体 系 ， 对 酸 碱 具 有 缓 冲 作 用 。 3232 23232 CO22 CO O2H CaCOCa(OH) CO HNaClHClNaH 土 壤 加 入 两 性 物 质 ， 如 ： 氨 基 酸 ， 胡 敏 酸 可 缓 冲 酸 、 碱 在 pH 7 0 0 mV： 土 壤 完 全 处 于 氧 化 条 件 下 ， 有 机 物 质 迅 速 分 解Eh 4 0 0 7 0 0 mV： 土 壤 中 的 氮 元 素 主 要 以 NO3 -形 式 存 在Eh 4 0 0 mV： 反 硝 化 发 生E h 2 0 0 mV： NO3 -开 始 消 失 ， 出 现 大 量 的 NH4 +Eh -1 0 0 mV： Fe2 + Fe3 +Eh 叶 枝 花 、 果 、 籽 粒蔬 菜 类 叶 菜 中 积 累 多 ， 黄 瓜 、 萝 卜 、 番 茄 中 少 , 镉 进 入人 体 ， 在 骨 骼 中 沉 积 ， 使 骨 骼 变 形 ， 骨 痛 症 。1 .镉 Cadmium 2.铜 Copper 污 染 来 源 于 冶 炼 、 农 药 (波 尔 多 液 ） 铜 是 各 种 生 物 的 必 需 微 量 元 素 土 壤 中 铜 含 量 在 2 -1 0 0 mg/kg之 间 污 染 土 壤 中 的 铜 主 要 在 表 层 积 累 ，并 沿 土 壤 的 纵 深 垂 直 分 布 递 减 ， 酸 性 土 壤 中 ， 土 壤 对 铜 的 吸 附 减弱 ， 被 土 壤 固 定 的 铜 易 被 解 吸 出来 ， 因 而 使 铜 容 易 淋 溶 迁 移 。铜 在 植 物 累 积 分 布 多 数 是 ： 根 茎 叶 果 实 。 铜 被 表 层 土 壤的 黏 土 矿 物 吸附 ， 表 层 土 壤的 有 机 质 （ 腐质 酸 的 羧 基 和羟 基 ） 与 铜 结合 形 成 螯 合 物 ，使 铜 离 子 不 易 向 下层 移 动 。 3.铅 -lead 来 源 ： 冶 炼 废 水 、 废 渣 ， 汽 车 尾 气 主 要 以 难 溶 物 Pb(OH)2、 PbCO3、 Pb(PO4)2存 在 ， Pb2 +可 以 置 换 黏 土 矿 物 上 的 Ca2 +， 在 土 壤 中 很 少 移 动 。 土 壤 的 pH值 增 加 ， 使 铅 的 可 溶 性 和 移 动 性 降 低 。大 气 中 的 铅 一 部 分 湿 沉 降 进 入 土 壤 ， 很难 迁 移 、 植 物 吸 收 后 积 累 于 根 部 ， 一 部分 落 在 叶 面 上 ， 进 入 叶 内 ， 花 、 果 部 位较 少 。 公 路 两 旁 的 藓类 植 物 能 从 大气 中 被 动 吸 收累 积 高 浓 度 的铅 现 已 被 确 定为 铅 污 染 和 累 积 的 指 示 植 物 。铅 对 植 物 的 危 害 表 现 为 叶 绿 素 下 降 ， 阻 碍 植 物 的 呼吸 及 光 合 作 用 。 谷 类 作 物 吸 铅 量 较 大 ， 但 多 数 集 中在 根 部 ， 茎 秆 次 之 ， 籽 实 中 较 少 。 因 此 铅 污 染 的 土壤 所 生 产 的 禾 谷 类 茎 秆 不 宜 作 饲 料 。 4. 锌 -Zinc电 镀 、 冶 炼 三 废 是 主 要 来 源锌 是 植 物 、 动 物 和 人 类 必 需 的 营 养 元 素 土 壤 中 的 锌 :分 为 有 机 态 锌 和 无 机 形 态 锌 （ 矿 物 态 、 代 换 态 和 土壤 溶 液 中 的 锌 ） , pH影 响 ： 酸 性 土 壤 :交 换 态 锌 含 量 较 高 , 而 无 定 形 铁 结 合 态 低 ； 中 性 土 壤 中 ： 有 机 态 锌 及 无 定 形 铁 结 合 态 锌 含 量 较 高 ； 石 灰 性 土 壤 则 以 碳 酸 盐 结 合 态 、 无 定 形 铁 结 合 态 及 松 结有 机 态 含 量 较 高土 壤 中 有 效 锌 大 多 为 胶 体 吸 附 而 成 代 换 态 , 溶 液 中 的 锌 离 子 数量 很 少 , 土 壤 中 锌 主 要 靠 扩 散 作 用 供 应 给 植 物 根 系 。 植 物 吸 收 主 要 是 Zn2 +, 和 少 量 的 Zn(OH)2 形 态 及 与 某 些 有 机 物螯 合 态 锌 。 5.汞 Mercuryu常 温 下 是 液 态 ， 容 易 挥 发u主 要 价 态 三 种 ： 0， +1， +2， 三 种 价 态 随 着 pH和 Eh变 化 而转 化 ： HgS是 还 原 状 态 下 的 主 要 形 态 ， 容 易 形 成 HgCl3-、Hg(OH)3-配 体 。u土 壤 中 的 粘 土 矿 物 和 有 机 质 对 汞 的 强 烈 吸 附 ， 95%以 上 汞 能被 迅 速 吸 附 或 固 定 在 土 壤 表 层 并 积 累 。u一 般 ， 汞 化 合 物 在 土 壤 中 先 转 化 为 金 属 汞 或 甲 基 汞 后 才 被 植物 吸 收 。 HgCH HgCHCHRHg CHR 23 332 )( )(3 微 生 物 转 化 ： HgS（ 硫 杆 菌 ） Hg2+（ 抗 汞 菌 ） Hg0微 生 物 合 成 甲 基 汞 在 好 氧 或 厌 氧 条 件 下 都 可 以 进 行 。 在 好 氧条 件 下 主 要 形 成 脂 溶 性 的 甲 基 汞 ， 可 被 微 生 物 吸 收 、 积 累 ，而 转 入 食 物 链 造 成 对 人 体 的 危 害 ； 在 厌 氧 条 件 下 ， 主 要 形 成二 甲 基 汞 ， 在 微 酸 性 环 境 下 ， 二 甲 基 汞 可 转 化 为 甲 基 汞 。 u植 物 根 系 能 直 接 吸 收 汞 。u植 物 吸 收 和 积 累 汞 与 汞 的形 态 有 关 ， 其 顺 序 是 ： 氧化 甲 基 汞 氯 化 乙 基 汞 醋 酸 苯 汞 氯 化 汞 氧 化汞 硫 化 汞 。u汞 在 植 物 各 部 分 的 分 布 是根 茎 、 叶 种 子 。 汞 被 植 物 吸 收 后 ， 常与 根 中 的 蛋 白 质 反 应沉 积 于 根 上 ， 阻 碍 了向 上 的 运 输 。挥 发 性 高 、 溶 解 度 大 的汞 化 合 物 容 易 被 植 物 吸收 。 二 、 植 物 对 重 金 属 污 染 产 生 耐 性 的 几 种 机 制 (Mechanism)1 、 植 物 根 系 的 作 用2 、 重 金 属 与 植 物 的 细 胞 壁 结 合3 、 酶 系 统 的 作 用4 、 形 成 重 金 属 硫 蛋 白 或 植 物 络 合 素 1、 植 物 根 系 的 作 用植 物 根 系 通 过 改 变 根 际 化 学 性 状 、 根 际 分泌 螯 合 剂 、 原 生 质 泌 溢 等 作 用 减 少 重 金 属的 跨 膜 吸 收 而 增 加 其 耐 受 性 。还 可 以 通 过 形 成 跨 根 际 的 氧 化 还 原 电 位 梯度 和 pH梯 度 等 来 抑 制 重 金 属 的 吸 收 2 、 重 金 属 与 植 物 的 细 胞 壁 结 合u实 验 发 现 ： 有 些 耐 性 植 物 中 金 属 离 子 存 在 于 细 胞 壁上 而 被 局 限 进 入 细 胞 质 影 响 细 胞 内 的 代 谢 活 动 。u细 胞 壁 中 金 属 大 部 分 以 离 子 形 式 存 在 或 与 细 胞 壁 中纤 维 素 、 木 质 素 结 合u细 胞 壁 对 金 属 离 子 的 固 定 作 用 因 植 物 、 金 属 不 同 而不 同 ； 不 是 一 个 普 遍 耐 性 机 制 。 3 、 酶 系 统 的 作 用p耐 性 植 物 中 的 几 种 酶 的 活 性 在 金 属 含 量增 加 时 仍 能 维 持 正 常 水 平p同 时 还 可 以 激 发 另 外 一 些 酶 的 活 性 4 、 形 成 重 金 属 硫 蛋 白 或 植 物 络 合 素1 9 5 7 年 人 们 在 马 的 肾 脏 中 发 现 金 属 硫 蛋 白（ MT） ， 能 合 成 MT的 细 胞 对 重 金 属 有 明 显 的 抗性 ， 是 动 物 和 人 体 最 重 要 的 重 金 属 的 解 毒 剂后 来 ， 在 植 物 中 发 现 类 MT或 植 物 络 合 素 ， 可 以与 进 入 植 物 细 胞 内 的 重 金 属 结 合 ， 以 不 具 活 性 的无 毒 的 螯 合 物 存 在 ， 从 而 降 低 金 属 离 子 的 活 性 ，减 少 金 属 的 毒 性 。 第 三 节 土 壤 中 农 药 的 迁 移 和 转 化(Transport and Transformation of Pesticide in Soil) 化 学 农 药 的 分 类 与 常 用 农 药 品 种化 学 农 药 杀 虫 剂 : DDT,六 六 六 ,乐 果 ,苄 氯 菊 脂 ,速 灭 威 ,杀 虫 双杀 菌 剂 : 波 尔 多 液 ,代 森 锌 ,赛 力 散 ,稻 脚 青 ,多 菌 灵除 草 剂 : 2 ,4 -D（ 2 ,4 -二 氯 苯 氧 乙 酸 ） ,除 草 醚 ,扑 草 净 , 敌 稗 ,草 甘 磷 ,百 草 枯杀 螨 剂 : 三 氯 杀 螨 醇 ,三 氯 杀 螨 砜杀 鼠 剂 : 安 妥 ,敌 鼠 ,杀 鼠 醚 ,杀 鼠 灵杀 线 虫 剂 : 安 线 磷 ,二 氯 丙 烯 ,二 氯 丁 砜 土 壤 处 理 剂 : 溴 甲 烷 ,氯 化 苦 ,六 氯 苯植 物 生 长 调 节 剂 : 乙 烯 利 ,矮 壮 素 ,抑 牙 丹 土 壤 中 农 药 迁 移 扩 散 : 以 汽 态 发 生 ,或 以 非 汽 态 发 生质 流 : 由 水 或 土 壤 微 粒 或 两 者 共 同 作 用 引 起 农 药 流 动非 离 子 型 农 药 在 土 壤 水 体 系 的 分 配 作 用吸 附 : 主 要 吸 附 于 粘 土 矿 物 和 有 机 质 表 面植 物 吸 收 : 吸 收 后 积 累 植 物 体 内 ,或 被 植 物 代 谢降 解 农 药 在 土 壤 中 的 行 为土 壤 中 农 药 的 迁 移 和 转 化非 生 物 降 解 水 解 反 应 (Hydrolysis Reaction)光 化 学 降 解(Photochemical Degradation)土 壤 微 生 物 对 农 药 的 降 解 一 、 土 壤 中 农 药 的 迁 移扩 散 气 态 ： 挥 发非 气 态 ， 发 生 土 壤 溶 液 中 、 气 -固 ， 气 -液 界 面质 体 流 动农药的迁移 1 . 扩 散 扩 散 是 指 热 能 引 起 分 子 的 不 规 则 运 动 使 物 质分 子 发 生 转 移 的 过 程 ， 由 高 浓 度 向 低 浓 度的 地 方 迁 移 气 态 发 生 （ 挥 发 ） 农 药 在 田 间 中 的 损 失 主 要 途 径 是 挥 发 ， 如， 颗 粒 状 的 农 药 撒 到 干 土 表 面 上 ， 几 小 时 内几 乎 无 损 失 ； 而 将 其 喷 雾 时 ， 雾 滴 复 干 的 10分 钟 内 ， 损 失 达 20%。 影 响 农 药 挥 发 的 主 要 因 素 ： 农 药 （ 物 理 化 学 性 质 、 浓 度 、 扩 散速 率 ） 土 壤 （ 含 水 量 、 吸 附 性 ） 环 境 （ 温 度 、 气 流 速 度 ） 等 非 气 态 发 生 指 土 壤 中 气 -液 、 气 -固 界 面 上 发 生 的扩 散 作 用 。 由 于 土 壤 系 统 复 杂 ， 扩 散 物质 在 土 壤 表 面 可 能 存 在 吸 附 和 解 吸 平 衡 ，土 壤 性 质 不 同 ， 有 机 物 性 质 不 同 都 影 响扩 散 作 用 。 Shearer等 根 据 农 药 在 土 壤 中 的 扩散 特 性 提 出 了 农 药 的 扩 散 方 程 式 （ 见 p287） 22xwDtw vs w 影 响 农 药 扩 散 的 主 要 影 响 因 素土 壤 水 分 的 含 量土 壤 吸 附 的 影 响土 壤 的 紧 实 度温 度气 流 速 度 气 流 速 度 增 加 ， 挥 发 加 快农 药 种 类 （ 1） 土 壤 水 分 的 含 量 Shearer 等 对 林 丹 在 粉 砂 壤 土 中 的 扩 散研 究 表 明 ： 干 燥 土 壤 中 无 扩 散 含 水 4 % 总 扩 散 系 数 和 气 态 扩 散 系 数 最 大 含 水 4 -2 0 %， 气 态 扩 散 系 数 5 0 % 含 水 3 0 % 非 气 态 扩 散 系 数 最 大 含 水 4 % 随 水 分 的 增 加 ， 总 扩 散 系 数 下 降 含 水 4 -1 6 % 随 水 分 的 增 加 ， 非 气 体 扩 散 系 数下 降 含 水 1 6 % 随 水 分 的 增 加 ， 非 气 体 扩 散 系 数增 加 图 4 9 基 粒 粉 沙 壤 土 中 林 丹 的 不 同 转 移 途 径 （ 2） 土 壤 吸 附 的 影 响 吸 附 作 用 是 农 药 与 土 壤 固 相 之 间 相互 作 用 的 主 要 过 程 ， 直 接 影 响 其 他 过 程的 发 生 。 如 土 壤 对 除 草 剂 2,4 D的 化 学吸 附 ， 使 其 有 效 扩 散 系 数 降 低 。 阳 离 子 型 农 药 ， 易 溶 于 水 并 完 全 离 子 化 ， 很 快 吸 附 于 粘 土 矿 物 弱 碱 性 农 药 ， 可 以 接 受 质 子 带 正 电 荷 ， 吸 附 于 粘 土 矿 物 或 有 机质 表 面 酸 性 农 药 在 水 溶 液 中 解 离 成 有 机 阴 离 子 ， 不 易 被 胶 体 吸 附 ， 是靠 范 德 华 力 和 其 他 物 理 作 用 （ 3） 土 壤 的 紧 实 度 是 影 响 土 壤 孔 隙 率 和 界 面 性 质 的 参 数 。 对 于 气态 扩 散 的 农 药 ， 增 加 土 壤 的 紧 实 度 ， 减 少 土 壤 的 孔 隙率 ， 扩 散 系 数 也 降 低 。（ 4） 温 度 温 度 升 高 ， 有 机 物 的 蒸 汽 密 度 升 高 ， 总 的 效 应 是扩 散 系 数 增 大 ， 如 林 丹 的 扩 散 系 数 随 温 度 的 升 高 而呈 指 数 增 大 。（ 5） 气 流 速 度 气 流 速 度 增 加 ， 挥 发 加 快（ 6） 农 药 种 类 2.质 体 流 动 土 壤 中 农 药 既 可 以 溶 于 水 ， 也 能 悬 浮在 水 中 ， 还 可 能 以 气 态 存 在 ， 或 者 吸 附在 土 壤 固 相 上 或 存 在 于 土 壤 有 机 质 中 ，从 而 使 它 们 与 水 一 起 发 生 质 体 流 动 。 ./- /- / ;/- ;g/cm- /s;cmD- 33 320 3022 ggcmcm cmg scmv twxVxDt 质 量 分 数 ，吸 附 在 土 壤 上 的 化 学 品；容 积 水 量 ， ；土 壤 容 重 ，平 均 孔 隙 水 流 速 度 ， 度 ，溶 液 中 化 学 品 的 质 量 浓分 散 系 数 ， 在 稳 定 的 土 壤 -水 流 状 态 下 ， 有 机 物 通 过 多 孔介 质 移 动 的 一 般 方 程 为 ： 土 壤 的 性 能 ：n吸 附 性 能 为 主 ： 吸 附 最 强 者 ， 农 药 移 动 最 困 难 ；n土 壤 有 机 质 含 量 增 大 ， 农 药 在 土 壤 中 渗 透 深 度 减 少 ；n增 加 土 壤 粘 土 矿 物 含 量 ， 农 药 在 土 壤 中 渗 透 深 度 减 少不 同 农 药 在 土 壤 中 通 过 质 体 流 动 转 移 深 度 不 同 ：易 溶 于 水 的 移 动 距 离 长 。 比 如 林 丹 比 DDT移 动 距 离 长 是 由 于 水溶 性 差 。农 药 被 吸 附 最 强 者 ， 农 药 移 动 最 困 难 ， 例 如 农 药 移 动 距 离 顺序 ： 非 草 隆 灭 草 隆 敌 草 隆 非 草 隆影 响 质 体 流 动 的 因 素 ： 二 、 非 离 子 型 农 药 与 土 壤 有 机 质 的 作 用1、 非 离 子 型 农 药 在 土 壤 -水 体 系 中 的 分 配 作 用吸 附 作 用 （ adsorption ）分 配 作 用 （ partition）吸 附 作 用 （ adsorption ） 过 程 ：有 机 物 的 离 子 或 基 团 从 自 由 水 向土 壤 矿 物 的 亚 表 面 层 扩 散 ； 离 子或 基 团 以 表 面 反 应 或 进 入 双 电 层的 扩 散 层 的 方 式 为 土 壤 矿 物 质 吸 附 。 分 配 作 用 （ partition）有 机 化 合 物 在 自 然 环 境 中的 主 要 化 学 机 理 之 一 ， 指水 -土 壤 （ 沉 积 物 ） 中 ，土 壤 有 机 质 对 有 机 化 合 物的 溶 解 ， 或 称 吸 附 （sorption, uptake） ， 用 分配 系 数 K d 来 描 述 。 物 理 吸 附 化 学 吸 附 分 子 间 范 德 华 力 化 学 键 相 互 作 用 力 离 子 键 、 共 价 键 、 配 位 键 等 不 需 活 化 能 需 活 化 能 吸 附 平 衡 化 学 反 应 速 度 瞬 间 达 到 慢 于 物 理 吸 附 分 配 作 用 吸 附 作 用 作用力 分 子 力 范 德 华 力 溶 解 作 用 和 化 学 键 力 吸附热 低 吸 附 热 高 吸 附 热 吸附等温线 线 性 非 线 性 竞争作用 非 竞 争 吸 附 竞 争 吸 附 与 溶 解 度 相 关 以 非 离 子 型 有 机 农 药 为 例 ， 其 具 有 分 配 作 用 的 特 点 ：吸 附 等 温 线 呈 线 性不 存 在 竞 争 吸 附其 分 配 系 数 （ 能 力 ） 随 溶 解 度 变 化 发 生 规 律 性 变 化 。土 壤 湿 度 显 著 影 响 农 药 的 分 配 过 程 a.吸 附 等 温 线 呈 线 性 邢 宝 山 和 Joseph J.Pignatello或 其 他 合 作 者 在 系 列 研 究 中 发 现 ： 低 浓 度 有 机 物 在 土 壤上 吸 附 等 温 线 普 遍 呈 现 非 线 性 ， 为 了 解 释 这 些 现 象 ， 提 出 了 土 壤 有 机 质 的 双 态 模 型双 态 模 型他 们 认 为 土 壤 有 机 质 是 一 种 橡 胶 质 和玻 璃 质 的 混 合 体 （ 如 图 ） 。 橡 胶 质 态起 溶 解 位 点 的 作 用 ， 类 似 于 传 统 的 分配 模 型 ； 而 玻 璃 质 态 则 具 有 两 种 位 点 ，一 为 溶 解 位 点 ， 另 一 是 孔 隙 填 充 位 点 。橡 胶 质 和 玻 璃 质 这 两 种 质 态 在 一 定 温度 下 可 以 相 互 转 化 ， 这 就 是 双 态 模 型 。橡 胶 态 对 有 机 物 吸 附 速 率 慢 ， 呈 线 性 ， 非 竞 争 吸 附 ，而 玻 璃 态 对 有 机 物 吸 附 速 率 快 ， 呈 非 线 性 ， 竞 争 吸 附 溶 解 位 点 是 热 动 力 学 位 点 ， 其 能 量 好 似 在 溶 液 中 呈 均 匀 分布 ； 孔 隙 是 一 些 纳 米 级 大 小 的 空 间 ， 其 边 界 是 由 土 壤 有 机质 大 分 子 形 成 呈 现 不 规 则 的 表 面 。 这 些 孔 隙 在 尺 寸 、 数 量 、空 间 和 静 电 特 征 等 性 质 上 都 有 限 度 ， 因 此 存 在 发 生 竞 争 吸附 的 可 能 性 。双 态 模 型 指 出 起 浓 缩 位 点 作 用 的 孔 隙 的 存 在 ， 这 些 孔隙 对 认 识 有 机 化 合 物 的 吸 附 机 制 和 迁 移 很 有 意 义 。 吸附 等 温 线 的 非 线 性 和 多 溶 质 竞 争 吸 附 作 用 都 与 SOM的组 分 有 关 。 此 种 模 型 的 构 想 对 研 究 土 壤 体 系 中 的 复 合污 染 以 及 污 染 物 在 土 壤 中 的 持 久 性 问 题 都 将 产 生 积 极的 学 术 参 考 价 值 。 低 浓 度 有 机 物 在 土 壤 上 吸 附 等 温 线 普 遍 呈 现非 线 性 原 因 ： 高 表 面 积 炭 黑 （ HSACM） SOM提 供 内 孔 表 面 吸 附 位 ， SOM的 限 定 活 性 位 ，矿 物 质 某 些 部 位 没 有 被 水 抑 制 。低 浓 度 时 非 线 性 问 题 综 合 了 问 题 的 复 杂 性 ： 分 配和 吸 附 还 有 未 知 的 b.不 存 在 竞 争 吸 附非 离 子 型 有 机 物 很 难 吸 附 于 矿 物 质 表 面 ， 亦 难 溶 于 水 ， 易 溶于 土 壤 有 机 质 ， 多 种 非 离 子 有 机 物 在 土 壤 有 机 质 分 配 时 ， 服从 溶 解 平 衡 定 律 ， 不 存 在 竞 争 吸 附 。 吸 附 热 很 小 也 证 实 非 离子 型 有 机 物 在 土 壤 中 为 分 配 过 程c.其 分 配 系 数 （ 能 力 ） 随 溶 解 度 变 化 发 生 规 律 性 变 化 。分 配 系 数 随 其 在 水 中 溶 解 度 的 减 少 而 增 大 。 见 下 页d.土 壤 湿 度 显 著 影 响 农 药 的 分 配 过 程 2 土 壤 湿 度 对 分 配 过 程 的 影 响 极 性 水 分 子 和 矿 物 质 表 面 发 生 强 烈 的偶 极 作 用 ， 使 非 离 子 性 有 机 物 很 难 占 据 矿物 表 面 的 吸 附 位 ， 因 此 对 非 离 子 性 有 机 化合 物 在 土 壤 表 面 矿 物 质 上 的 吸 附 起 着 一 种有 效 的 抑 制 作 用 。 图 4-13 说 明 ， 在 干 土 壤 中 ， 由 于 土 壤 表 面 的 强 烈 吸 附 作 用 ，使 林 丹 和 狄 氏 剂 大 量 吸 附 在 土 壤 中 ； 湿 润 土 壤 中 ， 由 于 水 分子 的 竞 争 作 用 ， 土 壤 中 农 药 的 吸 附 量 减 少 ， 蒸 汽 浓 度 增 加 。 图 4 14说 明 ， 随 土 壤水 分 相 对 含 量 的 增 加 ，吸 附 （ 分 配 ） 作 用 减弱 ， 当 相 对 湿 度 在 50 时 ， 水 分 子 强 烈 竞争 土 壤 表 面 矿 物 质 上的 吸 附 位 ， 使 吸 附 量降 低 ， 分 配 作 用 占 主导 地 位 ， 吸 附 等 温 线为 线 性 图 4 15说 明 ， 干 土 壤中 吸 附 的 强 弱 还 与 吸附 质 (农 药 )的 极 性 有关 ， 极 性 大 的 吸 附 量就 大 ； 而 且 分 配 作 用也 同 时 发 生 。因 此 ， 非 离 子 型 有 机物 在 干 土 壤 中 表 现 为强 吸 附 （ 被 土 壤 矿 物质 ） 和 高 分 配 （ 被 土壤 有 机 质 ） 的 特 征 ，且 表 面 吸 附 作 用 比 分配 作 用 大 得 多 。 三 、 典 型 农 药 在 土 壤 中 的 迁 移 转 化 (Transport and Transformation of Special Pesticide in Soil)非 生 物 降 解 水 解 反 应(Hydrolysis Reaction)光 化 学 降 解(Photochemical Degradation)土 壤 微 生 物 对 农 药 的 降 解降 解 典 型 农 药 有 机 氯 农 药 DDT ,p,p-二 氯 二 苯 基 三氯 乙 烷林 丹 ,六 六 六 ， 六 氯 环 己 烷有 机 磷 农 药1 .有 机 氯 农 药含 有 一 个 或 几 个 苯 环 的 氯 的 衍 生 物 DDT林 丹性质：化学性质稳定，残留期长，易溶于脂肪并积累 （ 1 ） DDT只 有 对 位 异 构 体 有 强 烈 的 杀 虫 性 能DDT易 被 土 壤 胶 体 吸 附 ， 故 其 在 土 壤 中 移 动 不 明 显 ，但 DDT可 被 植 物 根 际 渗 入 植 物 体 内 。DDT在 土 壤 中 的 生 物 降 解 主 要 按 还 原 、 氧 化 和 脱 氯化 氢 等 机 理 进 行 。另 一 降 解 途 径 是 光 解 p,p-DDT光 解p,p-DDE p,p-DDD2 9 0 -3 1 0 nm紫 外 照 射氧 化 产 物 (ClC6 H4 )2 C=O二 氯 二 苯 甲 酮 氧 化 多 氯 联 苯 迁 移 转 化 、 归 趋 途 径 特 点DDT 1 .在 土 壤 中 移 动 不 明 显 ， 易 被吸 附2 .通 过 根 系 渗 入 植 物 体3 .在 土 壤 中 按 还 原 、 氧 化 和 脱氯 化 氢 等 机 理 被 微 生 物 降 解4 .光 解 1 .不 溶 于 水 ， 高 亲 脂 性 ， 易 通 过食 物 链 放 大 ， 积 累 性 强2 .挥 发 性 小 ， 持 久 性 高3 .在 缺 氧 和 高 温 时 降 解 速 度 快4 .南 方 水 田 里 DDT降 解 快 于 北 方林丹 1 .从 土 壤 和 空 气 转 入 水 体2 .挥 发 而 进 入 大 气3 .在 土 壤 生 物 体 内 积 累4 .植 物 积 累 1 . 易 溶 于 水2 . 挥 发 性 强 ， 持 久 性 低3 . 在 生 物 体 内 积 累 性 较 DDT低DDT和 林 丹 迁 移 转 化 、 归 趋 主 要 途 径 与 特 点 比 较2 .林 丹 2 .有 机 磷 农 药 （ organophosphorpus pesticides, ops)磷 酸 的 脂 类 或 酰 胺 类 化 合 物（ 1 ）按 结 构 磷 酸 酯 和 硫 代 磷 酸 酯磷 酸 酯 和 硫