“土壤中的锌及其化学行为”的概念、定义、翻译、参考文献-科学参考

单词

土壤中的锌及其化学行为

释义

【土壤中的锌及其化学行为】

zn在人体新陈代谢中起着重要作用，也是作物正常生长发育所必需的微量元素。当环境中存在过量zn时，则既不利作物的正常生长，也易通过食物链危及人们的健康。

土壤中Zn的分布土壤含Zn量变幅大，其范围在10～300mg／kg之间。一般情况下，土壤中Zn量主要取决于母质，矿物中的Zn主要以ZnS和ZnO的形态存在，在一般矿物中Zn为配位，有时也会发生与氧六配位。由于Zn²⁺半径(0．83×10^－10m)与Mg²⁺和Fe³⁺(0．83×10^－10m)相近，因此Zn²⁺可以置换八面体中Mg²⁺或Fe^3+［4］。矿物中含Zn量差异很大，在酸性的黑云母和角闪石中含量为50～100mg／kg之间，而页岩或板岩约含50mg／kg，砂岩中就更少了。通常基性岩的含Zn量高于酸性岩。其次，土壤中的含Zn量与土壤粘粒、OM含量和H⁺浓度有关。Kuo和Baker等(1980)认为，土壤中有机酸能促进水合氧化物对Zn和其它重金属的吸附。

土壤中含Zn量与其氧化铁和氧化锰的量呈正相关。氧化铁对Zn有明显的富集作用。有人将土壤中氧化铁的多少作为判断Zn²⁺在剖面中移动指标或重要参数。此外，Zn在土壤剖面中的分布还受植被的影响，土壤性质相同，因种植作物不同，Zn在土壤垂直分布有明显差异。Zn在种水稻土壤中成均匀垂直分布，而Zn在长牧草的表土和亚表土中有明显积累，这是因为Zn在土壤中移动方向不同所致。

Zn以多种形式存在于土壤中。一般分为矿物型的(如ZnO、ZnS)、有机型的(含生物残体)、吸附和复合型的3大类；若根据它的溶解度来区分，又可划分为水溶性的和非水溶性的两类。Viets(1962)把土壤中的Zn区分为5种化学类型：(1)水溶性的；(2)易交换的；(3)吸附、螯合或复合的；(4)闭蓄态的；(5)含于原生矿物中的。Mandal等人(1986)提出类似的意见，认为土壤中的Zn由5部分组成，并指出各部分的比例，它们是：(1)含于矿物晶格中的约占90%左右；(2)水溶性的和交换性的占0．26%；(3)与有机物复合的为0．74%；(4)存在于非晶性2、3氧化物中的为1．56%；(5)与晶性2、3氧化物相结合的约0．71%。Mathur等人(1988)区分6种型态的Zn，这就是：(1)水溶性的；(2)Ca换的；(3)含于游离或易还原氧化物中的；(4)被强吸附或弱复合的；(5)存于碳酸盐中的；(6)强螯合或络合的。同年，Levesgue提出不以形态分类型，而用不同的提取剂相继提取并取得各提取剂新取的Zn量划分类型，他共用了8种不同的药剂。

土壤中Zn的化学行为土壤是个极复杂的体系，不仅组份变化大，同时又分固相、液相和气相。Zn在土壤中经过一系列物理化学过程，例如吸附和解吸、络合和解离、沉淀和溶解等，改变了离子形态，影响它的活度，最终导致迁移速度和运动方式的变化。

吸附在土壤胶体表面的Zn²⁺是土壤中Zn的重要组成部分。

1．胶体表面吸附：土壤胶体表面是控制和调节土壤及其溶液中Zn²⁺浓度的重要机制。土壤去铁后比去铁前吸附Zn的量明显下降，其降量为：黄棕壤36%、红壤19．6%、砖红壤10%。这种变化与土壤中氧化铁总量无关，而与土壤中铁的活化度有相同趋势。活化度高意味着游离氧化铁中活性部分比例大，提供的吸附位也就多。红壤吸附Zn²⁺量低于黄棕壤和砖红壤，但解吸率却明显低于黄棕壤和砖红壤，这表明红壤胶体表面的高能吸附位的比例远高于后两种土壤。其次，土壤的吸附状况与体系有关，其吸附量，开放体系要比封闭体系高得多。在研究土壤胶体或粘土矿物对Zn²⁺吸附(包括专性吸附)所得资料时，常用Langmuir和Frundlich方程处理，以期阐明它们之间的关系。但争议焦点是：土壤固相部分与液相中离子相互作用，结果常以线性表示是否反映实况持保留态度。有人认为，用Langmuir方程并不能反映土壤胶体表面吸附位间亲和力的不均一性和离子交换过程中的相互竞争作用，也不能区别两次沉淀。使用Freundlich方程时，常受溶液浓度范围的限制，只适用于低浓度情况，浓度高时不太适用，即便在溶液浓度不断增大的情况下，也不能得出最大吸附量，而Langmuiir方程却有可能。

2．吸附机制：Zn²⁺与吸附剂上的配位体交换而产生的吸附称之专性吸附，这种吸附吸力强，牢固度高，化学稳定性好，一般不易被Ca²⁺、Mg²⁺、NH4⁺等置换。由于八面体内同晶置换的过剩、负电荷及晶体边缘断键等引起的吸附，这种吸附称非专性吸附，其吸力弱，化学稳定性差，能可逆，它属于物理吸附范畴；而专性吸附为化学吸附。对Zn来讲，这两种吸附都可产生，主要取决于吸附剂的特性和溶液组成及性质。当Zn²⁺浓度较低时，首先被专性吸附位吸持，表明这时有利于Zn²⁺对配位体的交换。旋即，Zn²⁺不断增加时，两种吸附兼而有之，但是非专性吸附比重大，约占50%～70%，其中部分Zn²⁺进入晶格中，因Zn²⁺半径与八面体中的Mg²⁺接近。碱性土中的Zn为沉淀作用控制，降低其pH值，增加Zn²⁺活度，促进土壤对Zn²⁺的专性吸附。

土壤有机物质(胡敏酸、富里酸、氨基酸)杂环化合物具有一定数量的活性基团，它很易与Zn²⁺产生络合或螯合作用。一般情况下，Zn²⁺能与带两个或更多功能团且相当复杂的有机阴离子，组成一个或几个环状结构。Zn的络合物在一定程度上具有离子的某些特征，可在土壤中自由移动或被土壤吸附。络合物迁移速度和对作物的有效性较大程度上取决于络合物的化学稳定性。

Zn以多种形式存在于土壤中，与人体健康、作物营养和生态环境关系最密切，影响最大的首先是Zn²⁺。Zn的活度受H⁺浓度的严重制约，特别是Zn的化合物或盐类尤其如此。其中：(1)土壤中Zn的溶解度可进行相互比较；(2)当H+浓度每升高一个单位，Zn活度降低100°。Zn属于强水解性元素，H⁺浓度不同水解产物种类也随之而变。因为土壤溶液中除含Zn²⁺以外，还有多种Zn的复离子，这主要决定于土壤H+浓度及土壤特性。

对Zn在土壤中的运动规律、形态特征以及其他化学行为进行广泛深入研究，取得了长足进展，但是对积水土壤中的fZn化学研究较少。自1966年Nene首次报导积水土壤缺Zn以来，这方面的研究较少，进展不大。特别在中国，水稻面积大，产量高，加强对积水土壤中的Zn的研究刻不容缓。其次，Zn和其他元素在土壤中相互作用对作物营养和环境保护也有明显影响，值得进一步探讨。

【参考文献】：

1 Mинeeв B Г．Aяpохи мия ．1984，3：94～102

2 Biady N C．The Nature and Properties of Soil，PP484～499，New York，1974

3 Nrioqu J O．Zinc in the Environment，PP39～61，New York，1979

4 Udo E J，et al．Soil Sci．Sco．Amer．J．，1970，34：405～407

5 Trehan S P．Sekhon G S．Plant Soil，1977，40：329～336

6 John M K．Soil Scil．，1972，113：222～227

7 Logathan P，et al．Scil Sci．Sco．Amer．J．，1977，41：57～62

8 Dibyendu，Dutta，et al．Soil Sci．，1988，147：187～185

(中国科学院南京土壤研究所虞锁富撰)

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