
進入土壤中的化學污染物(如重金屬、農藥)的轉歸表現(xiàn)為化學污染物在土壤中的遷移、轉化、降解和殘留。因此,研究污染物的轉歸對土壤衛(wèi)生防護有重要意義。
1.化學污染物在土壤中的遷移 農藥在土壤中的遷移一般指由外力作用(如農田土壤翻耕、地表徑流和土壤水滲濾、淋溶等作用)引起農藥的轉移。一般通過流動和擴散兩種作用完成。
2.化學污染物在土壤中的轉化和降解 化學物質通過物理、化學、生物學作用而改變其化學結構和性質的過程叫轉化。由復雜化合物逐步轉變?yōu)楹唵位衔锏倪^程謂之降解。
(1)農藥降解的過程:主要有光化學降解、化學降解和生物降解等作用。
?、俟饣瘜W降解指土壤表面接受太陽輻射和紫外線能量而引起農藥的分解作用。這是農藥轉化和消失的一個主要途徑。大部分除草劑、DDT以及某些有機磷農藥等都能發(fā)生光化學降解作用。
②化學降解主要是水解和氧化作用。這種降解與微生物無關,但受土壤的溫度、醫(yī)學教育|網搜集整理水分和pH的影響。許多有機磷農藥進入土壤后,可進行水解。如馬拉硫磷和丁烯磷可進行堿水解,二嗪磷則進行酸水解。
?、凵锝到庵饕峭寥乐械奈⑸铮ò毦?、霉菌、放線菌等)對有機農藥的降解起著重要的作用。土壤微生物對有機農藥的生物化學作用主要有:脫氯作用、氧化還原作用、脫烷基作用、水解作用、環(huán)裂解作用等。如有機氯農藥DDT等化學性質穩(wěn)定,在土壤中殘留時間長,通過微生物作用脫氯,使DDT變成滴滴滴(DDD),或脫氫脫氯變?yōu)镈DE〔1,1-雙(對氯苯基)二氯乙烯(滴滴涕降解產物)〕,而DDE和DDD都可以進一步氧化為DDA〔雙(對-氯苯基)乙酸〕。DDE和DDD的毒性雖然比DDT低的很多,但DDE仍有慢性毒性。在環(huán)境中應注意這類農藥及其分解產物的積累。
?。?)重金屬元素在土壤中的轉化
?、偻寥滥z體、腐殖質的吸附和螯合作用:重金屬可被土壤吸附處于不活化狀態(tài)。土壤腐殖質能大量吸附重金屬離子,使重金屬離子通過螯合作用而穩(wěn)定地被留在土壤腐殖質中,從而使重金屬毒物不易遷移到水和植物中,減輕其危害。
②土壤pH的影響:在酸性土壤中多數(shù)重金屬離子變成易溶于水的化合物,容易被作物吸收或遷移;在堿性土壤中多數(shù)重金屬離子溶解度降低,作物難以吸收。因此,土壤受鎘污染后用石灰調節(jié)土壤pH可明顯降低作物中的鎘含量。
③土壤氧化還原狀態(tài)的影響:在還原條件下,許多重金屬形成不溶性的硫化物被固定于土壤中,減少了水稻對金屬的吸收。但砷與重金屬不同,在還原狀態(tài)下的三價砷比五價砷容易被植物吸收,且毒性也增強。
但是,土壤中的重金屬、難降解農藥、放射性同位素等,利用微生物達到凈化的可能性非常小。
3.重金屬和農藥的殘留 土壤中的重金屬由于化學性質不甚活潑,遷移能力低,另外土壤中有機、無機組分吸附、螯合限制重金屬的移動能力。因此,一旦污染,幾乎可以長期以不同形式存在于土壤中,同時也可經植物吸收和富集。農藥進入土壤中,水溶性農藥易隨降水滲透地下水,或由地表徑流橫向遷移、擴散至周圍水體。脂溶性農藥,易被土壤吸附,移動性差而被作物根系吸收,引起食物鏈高位生物的慢性危害。污染物在土壤或農作物中的殘留情況常用半減期和殘留期表示,前者是指污染物濃度減少50%所需的時間,后者表示污染物濃度減少75%~100%所需的時間。據(jù)報道,含有鉛、砷、汞等農藥的半減期為10~30年,有機氯農藥也需2~4年,有機磷農藥為2周到數(shù)周。