二、重金属在土壤—植物系统中 的迁移转化规律
从农作物对重金属吸收富集的总趋势来看,土壤中重金属含量越高,农作物体内的重金属含量也越高,土壤中的有效态重金属含量越大,作物籽实中的重金属含量越高。
1、植物对土壤中的重金属的富集规律
不同的作物由于生物学特性不同,对重金属的吸收积累有明显的种间差异,一般顺序为
豆类>小麦>水稻>玉米。
重金属在农作物体内分布的一般规律为:
根>茎叶>颖壳>籽实。
2、重金属在土壤剖面中的迁移转化规律
进入土壤中的重金属大部分被土壤颗粒所吸附。土壤柱淋溶实验发现淋溶液中的Hg、Cd、As、Pb 95%以上被土壤吸附。在土壤剖面中,重金属无论是其总量还是存在形态,均表现出明显的垂直分布规律,其中可耕层成为重金属的富集层。
土壤中的重金属有向根际土壤迁移的趋势,且根际土壤中重金属的有效态含量高于土体,主要是由于根际生理活动引起根——土壤界面微区环境变化而引起的,可能与植物根系的特性和分泌物有关。
3、土壤对重金属离子的吸附固定原理
土壤胶体对金属离子的吸附能力与金属离子的性质及胶体的种类有关。同一类型的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的价态及离子半径有关。阳离子的价态越高,电荷越多,土壤胶体与阳离子之间的静电作用越大,吸附力也越大。具有相同价态的阳离子,离子半径越大,其水合半径相对越小,较易被土壤胶体所吸附。
土壤中各种胶体对重金属的吸附影响极大,以Cu2+为例,土壤中各类胶体的吸附顺序为:氧化锰>有机质>氧化铁>伊利石>蒙脱石>高岭石。因此,土壤胶体中对吸附贡献大的除有机质外,主要是锰、铁等氧化物。
三、主要重金属在土壤中的积累和迁移转化
一般来说,进入土壤的重金属主要停留在土壤
的上层,然后通过植物根系的吸收并迁移到植物体
内,也可以随水流等向土壤下层流动。
几种主要重金属在土壤—植物体系中的累积迁
移状况如下。
A、镉
镉一般在土壤表层0-15cm处累积。在土壤中,镉主要以CdCO3、Cd3(PO4)2和Cd(OH)2的形态存在其中以CdCO3为主,尤其在碱性土壤中。大多数土壤对镉的吸附率在80%-95%之间,不同土壤吸附顺序为:
腐殖质土壤>重壤质土壤>壤质土>砂质冲积土。
因此镉的吸附与土壤中胶体的性质有关。
Cd
B、铜
土壤中铜含量在2-100mg/kg之间,平均含量为20mg/kg。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,这是由于进入土壤的铜被表层土壤的黏土矿物吸附,同时,表层土壤的有机质与铜结合形成螯合物,使铜离子不易向下层移动。但在酸性土壤中,由于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。铜在植物各部分的累积分布多数是根>茎、叶>果实。
Cu
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