토양중금속은 인간의 활동으로 인해 토양에 금속이 첨가되어 토양 중 중금속이 원래 함량보다 현저히 높아져 생태환경을 악화시키는 현상을 말한다. 품질. 중금속은 Fe, Mn, Zn, Cd, Hg, Ni, Co 등과 같이 비중이 5.0 이상인 금속을 말하며 준금속이지만 화학적 성질과 환경적 거동으로 인해 중금속과 유사하기 때문에 중금속을 논할 때 비소를 포함하는 경우가 많고, 직접 중금속 범위에 포함시키는 경우도 있습니다. 토양 내 철과 망간 함량이 높기 때문에 일반적으로 토양 오염 요소가 아닌 것으로 간주되지만, 강력한 환원 조건에서는 철과 망간에 의한 독성도 충분히 주목받고 있습니다.
토양은 한번 오염되면 회복이 어렵기 때문에 Cd, Hg, Cr, Pb, Ni, Zn, Cu 등에 의한 토양오염에 각별히 주의해야 한다. 이러한 요소는 과잉일 경우 더 큰 영향을 미치며, 생물학적으로 독성이 있으며 먹이사슬을 통해 인간의 건강에 위협이 될 수 있습니다.
1. 중금속의 토양 화학적 거동
토양에 유입되는 중금속의 운명은 일련의 복잡한 화학 반응과 물리적, 생물학적 과정에 의해 제어됩니다. 서로 다른 중금속 간의 일부 화학적 거동에는 유사점이 있지만 완전히 일관되지는 않습니다. 토양에 첨가되면 초기 이동성은 첨가된 중금속의 형태에 따라 크게 달라집니다. 즉, 금속의 공급원에 따라 달라집니다. 소화 슬러지에는 유기물과 관련된 금속이 상당한 비율을 차지하며, 황화물, 인산염, 산화물의 형태로는 극히 일부만 존재합니다. 제련소에서 배출되는 미립자에는 금속 산화물이 포함되어 있습니다. 석유가 연소되면 납은 염화브로모화물로 배출되지만 대기와 토양에서 황산납과 옥시황산납으로 쉽게 전환됩니다. 다양한 형태로 인해 토양에 유입되는 금속 이온의 형태와 양도 매우 다르며 이는 토양 내 중금속의 이동, 변형 및 식물 효과에 직접적인 영향을 미칩니다.
토양 중금속 유형, 토지 이용 패턴(논, 마른 땅, 과수원, 삼림 지대, 목초지 등), 토양의 물리적, 화학적 특성(토양 pH, 산화환원 조건, 흡착 상호 작용, 착화합물 등)은 토양 내 중금속 원소 형태의 차이를 유발하여 중금속의 변형과 작물의 중금속 흡수에 영향을 미칠 수 있습니다.
1) 토양 산화-환원 조건과 중금속의 이동 및 변형: 토양은 산화-환원 시스템으로, 토양 수분 조건, 토양 내 유기물 및 황 함량이 모두 역동적으로 변화합니다. 토양의 산화환원 시스템은 수많은 무기 및 유기 원소의 산화-환원 시스템으로 구성된 복잡한 시스템입니다. 무기 시스템 중에는 중요한 호기성 시스템, 철 시스템, 황 시스템 및 수소 시스템이 있습니다. 그것은 주도적인 역할을 하는 결정잠재체계에 의해 통제된다. 그 중 O2-H2O 시스템과 황 시스템은 토양 산화환원 반응에서 분명한 역할을 하며 중금속 원소의 원자가 상태 변화에 중요한 역할을 합니다.
(1) O2-H2O 시스템: 토양의 산소는 주로 대기에서 나옵니다. 강수량과 관개수는 일부 용존 산소를 가져올 수도 있습니다. 논에서는 벼뿌리에서 분비되는 산소와 특정 조류의 광합성으로 방출되는 산소도 공급원입니다.
(2) H2 시스템: 건조한 토양에는 수소가 거의 없지만, 홍수 상태에서 H2는 강하게 감소된 토양층에 축적되는 경우가 많습니다.
O2-H2O 시스템과 H2 시스템은 토양 산화-환원 시스템을 구성하는 두 가지 극단적 시스템이며, 토양의 다른 산화-환원 시스템은 둘 사이에 있습니다. 따라서 이 두 시스템은 토양 산화-환원 잠재력의 상한과 하한을 구성합니다.
(3) 유황계: 토양 중 유황은 무기물과 유기물의 두 가지 형태로 존재하며, 그 함량은 일반적으로 0.05이다. 산화 조건에서는 황산염의 형태로 존재하고, 환원 조건에서는 황화수소 또는 금속 황화물의 형태로 존재합니다.
금속원소는 일반적으로 그 성질에 따라 불용성(산화고정)원소와 환원불용성(환원고정)원소로 나누어진다. 예를 들면 철, 망간 등이 전자에 속한다. ; 카드뮴, 구리, 아연, 크롬은 후자에 속합니다.
산화-환원은 중금속 원소의 원자가 상태를 변화시킬 뿐만 아니라 중금속 원소의 형태도 변화시킵니다. 예를 들어, 산화환원전위가 낮으면(약 100mv) 비산철이 철의 형태로 환원될 수 있으며, 전위가 더욱 감소하여 비소가 비소로 환원되어 비소의 이동성이 향상된다. 반대로, 토양 내 철분과 알루미늄 성분의 증가는 수용성 비소를 불용성 비소로 전환시킬 수 있습니다.