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        1. 科學傳播

          土壤自凈作用

          2016-11-22 分享到:

            我們腳下的土壤厚重沉靜,看似樸實簡單,其實暗藏玄機。土壤是一個運動的、平衡的、總是處于半穩定狀態的復雜物質體系。當外來物質進入土壤時,它通過各種作用努力保持自身性質的穩定,我們將之稱為土壤自凈作用。土壤自凈作用緣何而來,它是否有其極限,如何對土壤自凈作用加以利用,這都是值得探討的問題。

            
           

            土壤自凈作用是指進入土壤的污染物,在土壤礦物質、有機質和土壤微生物的作用下,經過一系列的物理、化學及生物化學反應過程,降低其濃度或改變其形態,從而降低或消除污染物毒性的現象。土壤自凈作用據自凈原理可以分為物理自凈、物理化學自凈、化學自凈和生物自凈。

            土壤污染

            
           

            物理自凈:需要依賴日光、溫度、風力等使污染物揮發擴散;依賴機械阻等使污染物難以流動;通過淋溶使污染物脫離生物循環體系等,例如曾風靡一時的六六六主要靠揮發作用散失。

            物理化學自凈:土壤顆粒表面具有很大的吸附作用,能吸附溶于土壤水中的氣體、膠體微粒及其他物質,并將它們聚集或濃縮在土壤顆粒表面。

            化學自凈:污染物進入土壤后,發生凝聚與沉淀反應、氧化還原反應、絡合-螯合反應、酸堿中和反應、水解、分解化合反應,或者發生由太陽輻射能和紫外線等引起的光化學降解作用等,從而降低毒性。例如銅在堿性條件下生成難溶性的氫氧化銅,生物活性下降。

            Cu2+  +  2OH-  =  Cu(OH)2 

            生物自凈:土壤中存在大量依靠有機物生存的微生物,它們具有氧化分解有機物的巨大能力。有機污染物在各種土壤微生物(細菌、真菌、放線菌)的作用下,將復雜的有機物質逐步無機化或腐殖質化。(1)病原體的死滅:病原體進入土壤后,受日光的照射,土壤中不適宜病原微生物生存的環境條件,微生物間的拮抗作用,噬菌體作用,以及植物根系分泌的殺菌素等許多不利因素的作用下而死亡。(2)有機物的凈化:土壤中的有機污染物在微生物的作用下,使有機物逐步無機化或腐殖質化。有機物無機化使得有機物轉化為無害的無機物質,例如脂肪水解最終轉化為水和二氧化碳,含氮有機物轉化為硝酸鹽。有機物腐殖質化后形成的腐殖質,不但無害,還可向植物提供養料,改善土壤物理性質,促進微生物活動。

            氨基酸的水解脫氨反應

            由于土壤具有自凈作用,所以向土壤中投入一定量的污染物是被允許的,然而土壤的自凈作用是有限的,超過了限度就會造成危害,因此量的把握是極其重要的。當污染物的數量或污染速度超過了土壤的凈化能力時,便會破壞土壤本身的自然動態平衡,使污染物的積累過程逐漸占優勢,從而導致土壤正常功能失調,土壤質量下降。

            土壤的凈化速度是比較緩慢的,凈化能力也是有限的,必須充分合理地利用和保護土壤的自凈能力。

           

          文章引自:中國科普博覽-地球的皮膚

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