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土壤自净作用
来源:中国科普博览-地球的皮肤  作者:  点击次数:11147  更新时间:2016-11-16  【打印此页】  【关闭

我们脚下的土壤厚重沉静,看似朴实简单,其实暗藏玄机。土壤是一个运动的、平衡的、总是处于半稳定状态的复杂物质体系。当外来物质进入土壤时,它通过各种作用努力保持自身性质的稳定,我们将之称为土壤自净作用。土壤自净作用缘何而来,它是否有其极限,如何对土壤自净作用加以利用,这都是值得探讨的问题。


土壤自净作用是指进入土壤的污染物,在土壤矿物质、有机质和土壤微生物的作用下,经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程,降低其浓度或改变其形态,从而降低或消除污染物毒性的现象。土壤自净作用据自净原理可以分为物理自净、物理化学自净、化学自净和生物自净。

土壤污染


物理自净:需要依赖日光、温度、风力等使污染物挥发扩散;依赖机械阻等使污染物难以流动;通过淋溶使污染物脱离生物循环体系等,例如曾风靡一时的六六六主要靠挥发作用散失。

物理化学自净:土壤颗粒表面具有很大的吸附作用,能吸附溶于土壤水中的气体、胶体微粒及其他物质,并将它们聚集或浓缩在土壤颗粒表面。

化学自净:污染物进入土壤后,发生凝聚与沉淀反应、氧化还原反应、络合-螯合反应、酸碱中和反应、水解、分解化合反应,或者发生由太阳辐射能和紫外线等引起的光化学降解作用等,从而降低毒性。例如铜在碱性条件下生成难溶性的氢氧化铜,生物活性下降。

Cu2+  +  2OH-  =  Cu(OH)2

生物自净:土壤中存在大量依靠有机物生存的微生物,它们具有氧化分解有机物的巨大能力。有机污染物在各种土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)的作用下,将复杂的有机物质逐步无机化或腐殖质化。(1)病原体的死灭:病原体进入土壤后,受日光的照射,土壤中不适宜病原微生物生存的环境条件,微生物间的拮抗作用,噬菌体作用,以及植物根系分泌的杀菌素等许多不利因素的作用下而死亡。(2)有机物的净化:土壤中的有机污染物在微生物的作用下,使有机物逐步无机化或腐殖质化。有机物无机化使得有机物转化为无害的无机物质,例如脂肪水解最终转化为水和二氧化碳,含氮有机物转化为硝酸盐。有机物腐殖质化后形成的腐殖质,不但无害,还可向植物提供养料,改善土壤物理性质,促进微生物活动。

氨基酸的水解脱氨反应

由于土壤具有自净作用,所以向土壤中投入一定量的污染物是被允许的,然而土壤的自净作用是有限的,超过了限度就会造成危害,因此量的把握是极其重要的。当污染物的数量或污染速度超过了土壤的净化能力时,便会破坏土壤本身的自然动态平衡,使污染物的积累过程逐渐占优势,从而导致土壤正常功能失调,土壤质量下降。

土壤的净化速度是比较缓慢的,净化能力也是有限的,必须充分合理地利用和保护土壤的自净能力。