土壤學(xué)土壤膠體表面化學(xué)PPT課件

1、下午12時(shí)38分1 8 8 土壤膠體表面化學(xué) 8-1 8-1 土壤膠體的表面類型與構(gòu)造土壤膠體的表面類型與構(gòu)造 一、硅氧烷型表面一、硅氧烷型表面 二、水合氧化物型表面二、水合氧化物型表面 三、有機(jī)物型表面三、有機(jī)物型表面8-2 8-2 土壤膠體表面性質(zhì)土壤膠體表面性質(zhì) 一、土壤膠體的比表面一、土壤膠體的比表面 二、土壤膠體表面電荷二、土壤膠體表面電荷 三、土壤膠體表面電位三、土壤膠體表面電位8-3 8-3 土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附與交換土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附與交換 一、離子吸附的概念一、離子吸附的概念 二、陽(yáng)離子靜電吸附二、陽(yáng)離子靜電吸附 三、陽(yáng)離子交換作用三、陽(yáng)離子交換作用 四、陽(yáng)離子交換量四

2、、陽(yáng)離子交換量 五、鹽基飽和度五、鹽基飽和度 六、交換性陽(yáng)離子的有效度六、交換性陽(yáng)離子的有效度 七、土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的專性吸附七、土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的專性吸附8-4 8-4 土壤膠體對(duì)陰離子的吸附與交換土壤膠體對(duì)陰離子的吸附與交換 一、土壤對(duì)陰離子吸附一、土壤對(duì)陰離子吸附 二、二、陰離子的靜電吸附陰離子的靜電吸附 三、陰離子專性吸附三、陰離子專性吸附 第1頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分28 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)8-1 8-1 土壤膠體的表面類型與構(gòu)造 土壤膠體：土壤膠體：一般將土壤顆粒規(guī)定為d d0.001mm, 0.001mm, 即1m1m，這樣大小的顆粒已明顯表現(xiàn)出膠體性質(zhì)(

3、(土壤黏粒又稱為土壤膠粒) )。 土壤膠體的基本構(gòu)造+ + + + + + - + + - + -+ - + -+ - + - - + - - + +- +本體溶液擴(kuò)散層決定電位離子層非活性補(bǔ)償離子層微粒核雙電層結(jié)構(gòu)：當(dāng)靜電引力與熱擴(kuò)散相平衡時(shí)，在帶電膠體表面與溶液的界面上，形成的由一層固相表面電荷與一層溶液中相反符號(hào)離子所組成的電荷非均勻分布的空間結(jié)構(gòu)第2頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分38 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué) 微粒核( (膠核) )： 核心、基本物質(zhì)。腐殖質(zhì)、SiOSiO2 2、氧化鋁、氧化鐵、鋁硅酸鹽、蛋白質(zhì)及有機(jī)無(wú)機(jī)膠體分子群。 雙電層： （1 1）決定電位離子層：固定在

4、膠核表面，并決定其電荷和電位的一層離子。它是由膠體表面的分子解離為離子，或從溶液中吸附某一種離子而構(gòu)成。 （2 2）補(bǔ)償離子層：由于膠體表面決定電位離子層帶電，產(chǎn)生電場(chǎng)和靜電引力，吸附土壤溶液中帶相反電荷的離子，形成補(bǔ)償離子層。A.A.非活性補(bǔ)償離子層：非活性補(bǔ)償離子層：補(bǔ)償離子層的內(nèi)層補(bǔ)償離子層的內(nèi)層，靠近決定電位離子層靠近決定電位離子層，受受到的靜電引力強(qiáng)，離子被牢牢吸引，成平行密實(shí)排列，不易自由到的靜電引力強(qiáng)，離子被牢牢吸引，成平行密實(shí)排列，不易自由解離，只能隨著膠核移動(dòng)。解離，只能隨著膠核移動(dòng)。B.B.擴(kuò)散層：擴(kuò)散層：在非活性補(bǔ)償離子層的外面，受到的靜電引力小，活動(dòng)在非活性補(bǔ)償離子層的

5、外面，受到的靜電引力小，活動(dòng)性大。同時(shí)還受離子均勻分布熱運(yùn)動(dòng)的影響，使此層陽(yáng)離子數(shù)隨性大。同時(shí)還受離子均勻分布熱運(yùn)動(dòng)的影響，使此層陽(yáng)離子數(shù)隨其距膠粒表面距離的增大而減少，由稠密到稀疏，呈擴(kuò)散狀態(tài)其距膠粒表面距離的增大而減少，由稠密到稀疏，呈擴(kuò)散狀態(tài)( (至至本溶液本溶液) )。第3頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分48 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體分散系土壤膠團(tuán)土壤溶液膠核雙電層定位離子層（內(nèi)層）補(bǔ)償離子層非活性層擴(kuò)散層反離子層膠粒第4頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分5 8 8 土壤膠體表面化學(xué) 土壤膠體: 無(wú)機(jī)膠體(粘粒)和有機(jī)膠體(腐殖質(zhì))，多呈有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膠體。 按表面位置分：

6、內(nèi)表面 膨脹性粘土礦物的層間表面和腐殖質(zhì)分子內(nèi)的表面，其表面反應(yīng)為緩慢滲入過(guò)程。 外表面 粘粒的外表面和腐殖質(zhì)、游離鐵鋁氧化物等包被的表面，表面反應(yīng)迅速。 硅氧烷型表面( (硅氧片的表面) )按土壤膠體表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分三類表面： 羥基化( (水合氧化物型) )表面(R(ROH)OH) 有機(jī)物表面 第5頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分68 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué) 一、硅氧烷型表面一、硅氧烷型表面( (硅氧片表面硅氧片表面/ /非極性疏水表面非極性疏水表面) ) 硅氧烷 SiOSiSiOSi。 21 21型粘粒( (蒙脫石) )的上、下兩面；1111型粘粒( (高嶺石)1/2)1/

7、2面。 主要電荷來(lái)源為同晶置換(Al(Al3+3+SiSi4+4+) )，少部分是邊角斷鍵。 2121型粘粒型粘粒 1111型粘粒型粘粒第6頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分7 8 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué) 二、羥基化二、羥基化( (水合氧化物型水合氧化物型) )表面表面(R(ROH)OH) M(M(金屬離子)-OH)-OH，鋁醇Al-OHAl-OH，鐵醇Fe-OHFe-OH，硅醇Si-OHSi-OH等。水鋁( (鎂) )片，鐵、鋁氧化物及硅片邊角斷鍵。 水合氧化物型表面是極性的親水表面。電荷來(lái)源為表面-OH-OH基質(zhì)子的締合(-OH(-OH2 2+ +) )或離解(-OH-O(-OH-

8、O- - + H + H+ +) )。可變電荷。 三、有機(jī)物型表面三、有機(jī)物型表面 腐質(zhì)物質(zhì)為主的表面，表面羧基、酚羥基、氨基、醌基、醛基、甲氧基等活性基團(tuán)。離解 H H+ + 或締合 H H+ + 產(chǎn)生表面電荷。可變電荷。 以上三類土壤膠體表面往往相互交織在一起，使土壤膠體表面性質(zhì)發(fā)生復(fù)合性改變。 第7頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分88 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué) 8-2 8-2 土壤膠體表面性質(zhì) 一、土壤膠體的比表面一、土壤膠體的比表面( (一) )土壤膠體的表面積和表面能 比表面是指單位質(zhì)量的物質(zhì)的表面積總和( (比表面總面積 / / 質(zhì)量) )。 球形土粒比表面：比表面4r4r

9、2 2(4/3r(4/3r3 32.65)2.65)1.13/r(cm1.13/r(cm2 2/g)/g) 土壤膠體比表面和土壤顆粒半徑成反比。 土壤膠粒比表面積愈大，表面能愈大。表面能的大小與比表面呈正相關(guān)，表面能愈高，土壤膠體產(chǎn)生的物理吸附作用就愈強(qiáng)。 比表面能(吸附能力產(chǎn)生的主要原因) 土壤膠體內(nèi)部分子處在周圍分子之間，在各個(gè)方向上受到吸引力相等而相互抵消，土壤膠體表面分子則不同，由于它們與外界的液體或氣體介質(zhì)相接觸，因而在內(nèi)、外方面受到的是不同分子的吸引力，不能相互抵消，所以在土壤膠體表面具有多余的表面能，這種能量產(chǎn)生于土壤膠體表面，故稱為表面能。第8頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分9 8

10、 8 土壤膠體表面化學(xué)( (二) )比表面積的測(cè)定方法 1.1.儀器法 先用指定的儀器( (激光衍射法粒度分析儀激光衍射法粒度分析儀) )測(cè)得有代表性的土壤或粘土礦物顆粒的形狀和大小，再計(jì)算其理論比表面積，又稱為計(jì)算法。由于土壤膠體組成的非均一性和復(fù)雜性，該法難以用于土壤及其膠體比表面積的測(cè)定。它主要用于確定結(jié)晶良好、組成一定的純礦物顆粒的比表面積。 2.2.吸附法 用分子大小為已知的指示吸附質(zhì)在土粒表面形成單分子層吸附，并用單個(gè)分子的面積乘以在土粒表面形成單分子層吸附時(shí)所需分子的數(shù)目，從而得到土壤顆粒的比表面。第9頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分10 8 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)二、

11、土壤膠體表面電荷二、土壤膠體表面電荷( (一) )土壤膠體電荷的種類1.1.永久電荷( (內(nèi)電荷) ) 永久電荷起源于礦物晶格內(nèi)部離子的同晶置換。當(dāng)由同晶置換形成礦物的新的結(jié)晶時(shí)，其具有的電荷就不受外界環(huán)境( (如pHpH、電解質(zhì)濃度等) )影響，故稱為永久電荷、恒電荷或結(jié)構(gòu)電荷。同晶置換作用是2:12:1型層狀硅酸鹽黏土礦物負(fù)電荷的主要來(lái)源。2 2可變電荷 測(cè)定土壤電荷量時(shí)，常發(fā)現(xiàn)有部分電荷是隨pHpH的變化而變化的，這種電荷稱為可變電荷。土壤有機(jī)質(zhì)表面的可變電荷可來(lái)自羧基、氨基、酚羥基等的質(zhì)子化或脫質(zhì)子： R-COOH = R-C00R-COOH = R-C00- - + H+ H+ +

12、R-NH R-NH2 2 + H+ H2 20 = R-NH0 = R-NH4 4+ + + 0H+ 0H- -( (二) )電荷符號(hào)(+ -)(+ -)( (三) )電荷數(shù)量 陽(yáng)離子交換量cmol(+)/kgcmol(+)/kg第10頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分11 8 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué) Cx和Co分別為距離表面X處反號(hào)離子的濃度和本體溶液中反號(hào)離子的 濃度(mol/L); Z為反號(hào)離子價(jià)數(shù);R為氣體常數(shù);T為絕對(duì)溫度;F為法拉第 常數(shù); x為距離表面X處的電位。 土壤膠粒表面帶有負(fù)電荷，在緊靠膠粒表面分布著較多的陽(yáng)離子，隨著距離的增加，陽(yáng)離子的分布趨于均勻，到本體溶液時(shí)

13、，陽(yáng)離子呈均勻分布；而陰離子則是在表面附近較少，隨著距離的增加而趨于均勻分布。離子分布用波爾茲曼( (Boltzmann)Boltzmann)方程來(lái)描述： Cx=Coexp ( )RTxZF 古依- -查普曼(Gouy-Chapman)(Gouy-Chapman)雙電層模型 x x= = o o exp(-kx) exp(-kx) o為表面電位，k是與離子濃度、價(jià)數(shù)、介電常數(shù)和溫度有關(guān)的常數(shù)。在室溫 下：k310 7 ZCo 1/k稱為擴(kuò)散雙電層的厚度 。exp-以自然對(duì)數(shù)e為底指數(shù)函數(shù) 離子價(jià)數(shù)越高，離子濃度越大，K值越大，雙電層的厚度越小，因此，增加離子的價(jià)數(shù)和濃度，可使雙層壓縮(變薄)。

14、 三、土壤膠體表面電位三、土壤膠體表面電位第11頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分12 8 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)8-3 8-3 土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附與交換土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附與交換一、離子吸附的概念 根據(jù)物理化學(xué)的反應(yīng)，溶質(zhì)在溶液中呈不均一的分布狀態(tài)，溶液表面層中的濃度與其內(nèi)根據(jù)物理化學(xué)的反應(yīng)，溶質(zhì)在溶液中呈不均一的分布狀態(tài)，溶液表面層中的濃度與其內(nèi)部不同的現(xiàn)象稱為部不同的現(xiàn)象稱為吸附作用吸附作用。凡使液體表面層中溶質(zhì)的濃度大于液體內(nèi)部濃度的作用稱為正。凡使液體表面層中溶質(zhì)的濃度大于液體內(nèi)部濃度的作用稱為正吸附，反之則稱為負(fù)吸附。吸附，反之則稱為負(fù)吸附。土壤膠體表面或表面附近的某

15、離子濃度高于或低于擴(kuò)散層之外的土壤膠體表面或表面附近的某離子濃度高于或低于擴(kuò)散層之外的自由溶液中該離子濃度，就視為土壤膠體對(duì)該離子發(fā)生了吸附作用。自由溶液中該離子濃度，就視為土壤膠體對(duì)該離子發(fā)生了吸附作用。 土壤膠體一般帶負(fù)電荷，通過(guò)靜電力(庫(kù)侖力)吸附溶液中的陽(yáng)離子，在膠體表面形成擴(kuò)散雙電層。 陽(yáng)離子靜電吸附的速度、數(shù)量和強(qiáng)度，取決于膠體表面電位(電荷數(shù)和電荷密度)、離子價(jià)數(shù)和半徑等因素。 表面負(fù)電荷愈多，吸附的陽(yáng)離子數(shù)量就愈多；表面電荷密度愈大，陽(yáng)離子價(jià)數(shù)愈高, 吸附愈牢固。 土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附順序： M3+ M2+ M+ Al3+ Mn2+ Ca2+ K+ Rb+ NH4+K+Na+

16、Li+ 隨離子水合半徑增大而減小 一價(jià)離子Li+Na+K+NH+4Rb+離子的真實(shí)半徑(nm)0.0780.0980.1330.1430.149離子的水合半徑(nm)1.0080.7900.5370.5320.509離子在膠體上的吸附力 弱 強(qiáng)二、陽(yáng)離子靜電吸附二、陽(yáng)離子靜電吸附第12頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分13 8 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)三、陽(yáng)離子交換作用 陽(yáng)離子交換作用：陽(yáng)離子交換作用：土壤溶液中的陽(yáng)離子與土壤膠體表面吸附的陽(yáng)離子互換位置。土壤溶液中的陽(yáng)離子與土壤膠體表面吸附的陽(yáng)離子互換位置。 交換性陽(yáng)離子：交換性陽(yáng)離子：被土壤膠體表面所吸附，能被土壤溶液中的陽(yáng)離子所交換

17、的陽(yáng)被土壤膠體表面所吸附，能被土壤溶液中的陽(yáng)離子所交換的陽(yáng)離子。離子。 陽(yáng)離子吸附：陽(yáng)離子吸附：土壤溶液中的陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移到土壤膠體表面，為土壤膠體所吸附。土壤溶液中的陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移到土壤膠體表面，為土壤膠體所吸附。 陽(yáng)離子解吸：陽(yáng)離子解吸：土壤膠體表面吸附的陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移到土壤溶液中。土壤膠體表面吸附的陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移到土壤溶液中。 陽(yáng)離子交換作用特點(diǎn)陽(yáng)離子交換作用特點(diǎn): : (1)(1)陽(yáng)離子交換作用是可逆反應(yīng)陽(yáng)離子交換作用是可逆反應(yīng)( (反應(yīng)速率反應(yīng)速率v v很快很快) )； (2)(2)交換是等當(dāng)量進(jìn)行的；交換是等當(dāng)量進(jìn)行的； (3)(3)陽(yáng)離子交換受質(zhì)量作用定律的支配。陽(yáng)離子交換受質(zhì)量作用定律的支配。

18、 土壤中常見(jiàn)的幾種交換性陽(yáng)離子的交換能力的順序?yàn)椋和寥乐谐Ｒ?jiàn)的幾種交換性陽(yáng)離子的交換能力的順序?yàn)椋?Fe Fe3+3+、AlAl3+ 3+ H H+ + Ca Ca2+ 2+ Mg Mg2+ 2+ K K+ + Na Na+ +第13頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分14 8 8 土壤膠體表面化學(xué)四、陽(yáng)離子交換量四、陽(yáng)離子交換量(CEC)(CEC) 土壤陽(yáng)離子交換量(CEC)是指土壤所能吸附和交換的陽(yáng)離子的容量，用每千克土壤的一價(jià)離子的厘摩數(shù)表示,即cmol(+)/kg。CEC=S S-膠體的比表面；-表面電荷密度。 土壤陽(yáng)離子交換量=土壤所帶的負(fù)電荷的數(shù)量影響土壤負(fù)電荷數(shù)量的因素： 膠體的類型。不

19、同類型的土壤膠體，所帶的負(fù)電荷差異很大。因此陽(yáng)離子交換量也明顯不同。含腐殖質(zhì)和2:1型粘土礦物較多的土壤，其陽(yáng)離子交換量較大，而含高嶺石和氧化物較多的土壤，其陽(yáng)離子交換量較小。 土壤質(zhì)地。土壤中帶電的顆粒主要是土壤礦物膠體即粘粒部分，因此，土壤粘粒的含量愈高，即土壤質(zhì)地愈粘重，土壤負(fù)電荷量越多, 土壤的陽(yáng)離子交換量越高。 土壤pH值。由于pH值是影響可變電荷的重要因素，因此土壤pH的改變會(huì)導(dǎo)致土壤陽(yáng)離子交換量的變化。在一般情況下，隨著土壤pH值的升高，土壤可變負(fù)電荷增加，土壤陽(yáng)離子交換量增大?？梢?jiàn)，在測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換量時(shí)，控制pH值是很重要的。 （表8-5 不同類型土壤膠體的陽(yáng)離子交換量 ）

20、 陽(yáng)離子交換量在 20cmol(+)/kg以上為保肥力強(qiáng)的土壤；20-10cmol(+)/kg為保肥力中等土壤；BC，說(shuō)明這三種土壤中交換性鈣的有效度的順序也是ABC。( (三) )粘土礦物類型 高嶺石類粘土礦物，有外表面而無(wú)內(nèi)表面，陽(yáng)離子吸著于外表面上，容易解吸，有效性高； 蒙脫石類粘土礦物既有強(qiáng)大的外表面，又有內(nèi)表面，吸著陽(yáng)離子的有效性低于高嶺石； 水云母類粘土礦物由于硅層晶穴對(duì)陽(yáng)離子K K+ +或NHNH4 4+ +產(chǎn)生固定作用，降低其有效性； 氧化物類膠體對(duì)陽(yáng)離子產(chǎn)生專性吸收，使陽(yáng)離子失去有效性。( (四) )陽(yáng)離子的固定 2:12:1型黏土礦物的晶層之間，具有6 6個(gè)硅氧四面體聯(lián)成的

21、六角形網(wǎng)孔，孔穴的半徑為0.140nm0.140nm，其大小恰好與K K+ +(0.133nm)(0.133nm)和NHNH4 4+ +才(0.143nm)(0.143nm)接近。一旦K K+ +、NHNH4 4+ +進(jìn)入礦物層間，陷入網(wǎng)孔中，就很難被其他陽(yáng)離子交換出來(lái)，成為固定態(tài)陽(yáng)離子。這種形態(tài)的陽(yáng)離子，其有效性大大降低，但此固定可以避免這些陽(yáng)離子淋失，起到保存土壤養(yǎng)分的作用。第17頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分188 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)七、土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的專性吸附七、土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的專性吸附( (一) )陽(yáng)離子專性吸附的機(jī)理 土壤鐵、鋁、錳等氧化物膠體，其表面陽(yáng)離子不飽

22、和而水合(化)，產(chǎn)生可離解的水合基(-OH(-OH2 2) )或羥基(-OH)(-OH)，它們與溶液中過(guò)渡金屬離子(M(M2+2+、MOHMOH+ +) )作用而生成穩(wěn)定性高的表面絡(luò)合物, ,這種吸附稱專性吸附, ,不同于膠體對(duì)堿金屬和堿土金屬離子的靜電吸附； 過(guò)渡金屬(IB(IB、IIBIIB族等) )，水合熱較大，在水溶液中呈水合離子形態(tài)，并易水解成羥基陽(yáng)離子：M M2+2+H H2 2OM(HOM(H2 2O)O)2+2+MOHMOH+ +H H+ +。水解陽(yáng)離子電荷減少，致使其向吸附膠體表面靠近的能障降低，有利于與表面的相互作用； 若過(guò)渡金屬呈 M M2+ 2+ 離子態(tài)被專性吸附，形成

23、單配位基表面絡(luò)合物(-O-M)(-O-M)，反應(yīng)后釋放 1 1 個(gè) H H+ +，并引起 1 1 個(gè)電荷變化； 若呈 MOHMOH+ + 離子態(tài)被吸附，形成雙配位基表面絡(luò)合物(-O-M-OH)(-O-M-OH)，反應(yīng)后釋放 2 2 個(gè) H H+ +，但表面電荷不變化； 專性吸附在膠體表面正、負(fù)、零電荷時(shí)均可發(fā)生，反應(yīng)結(jié)果使體系 pH pH 下降； 層狀硅酸鹽粘土礦物邊面裸露的 Al-OH Al-OH 基和 Si-OH Si-OH 基與氧化物表面羥基相似，有一定專性吸附能力。 專性吸附的金屬離子為非交換態(tài), 不參與一般的陽(yáng)離子交換反應(yīng)?？杀慌c膠體親合力更強(qiáng)的金屬離子置換或部分置換，或在酸性條件下

24、解吸。第18頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分198 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)(二)影響陽(yáng)離子專性吸附的主要因素 1. pH 金屬離子水解和專性吸附反應(yīng)均釋放H+，pH升高有利于反應(yīng)進(jìn)行。 2. 土壤膠體類型 對(duì)陽(yáng)離子專性吸附的土壤膠體主要是氧化物。 非晶質(zhì)的氧化錳氧化鋁氧化鐵。 非晶質(zhì)結(jié)晶質(zhì) (三)陽(yáng)離子專性吸附的實(shí)際意義 1. 對(duì)多種微量重金屬離子的富集作用 在紅壤、黃壤的鐵錳結(jié)核中，Zn、Co、Ni、Ti、Cu、V等都有富集。其中Zn、 Co、Ni與錳含量呈正相關(guān)，而Ti、Cu、V、Mo與鐵含量呈正相關(guān)。 在地球化學(xué)探礦上有實(shí)用價(jià)值。 2. 控制土壤溶液中重金屬離子濃度 通過(guò)專性吸

25、附和解吸, 控制土壤溶液中Zn、Cu、Co、Mo等微量重金屬離子濃度。 從而控制其生物有效性和生物毒性。被Pb污染的土壤中加入氧化錳，可抑制植物對(duì) Pb的吸收，降低毒害。 3. 凈化與污染作用 土壤氧化物膠體對(duì)重金屬污染離子的專性吸附固定，對(duì)水體起一定的凈化作用， 并對(duì)植物從土壤溶液吸收和積累這些金屬離子起一定的緩沖和調(diào)節(jié)作用。但同時(shí)給土 壤帶來(lái)潛在的污染危險(xiǎn)。 第19頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分208 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)8-4 8-4 土壤膠體對(duì)陰離子的吸附與交換一、土壤對(duì)陰離子吸附一、土壤對(duì)陰離子吸附 不同陰離子被土壤吸附的力度不同，分為三類： (一) 易被土壤吸附的陰離

26、子 磷酸根(H2PO4-、HPO42-、PO43-)，硅酸根(HSiO3-、SiO32-)，有機(jī)酸根(如C2O42-)以及F-。 陰離子被吸附的機(jī)制通常是化學(xué)吸附或?qū)Ｐ晕?F-易被土壤中氧化物產(chǎn)生專性吸附，故土壤是F-的凈化劑。 (二) 吸附力弱或進(jìn)行負(fù)吸附的陰離子 這類陰離子包括Cl-、NO2-、NO3-等，主要是被土壤負(fù)吸附，很容易從土壤淋洗出去。NO2-、NO3-的流失，不僅造成氮肥利用率降低，而且還造成水體污染。(三) 中間類型的陰離子 這類陰離子包括SO42-、CO32-，被土壤吸附力居于上述兩類之間。 第20頁(yè)/共25頁(yè)下午12時(shí)38分218 8 土壤膠體表面化學(xué)土壤膠體表面化學(xué)二、陰離子的靜電吸附二、陰離子的靜電吸附( (一) )正吸附 土壤膠體帶正電荷的表面對(duì)溶液陰離子(主要是Cl、NO3、ClO4)的吸附。 交換性吸附：其特點(diǎn)和影響因素類似于負(fù)電荷表面對(duì)陽(yáng)離子的靜電吸附。 土壤中鐵、鋁、錳氧化物是產(chǎn)生正電荷的主要物質(zhì)；高嶺石邊緣或表面羥基也可產(chǎn)生正電荷。 有機(jī)膠體表面的胺基 R-NH2 + H+ R-NH3+ 也可吸附陰離子。 正電荷主要是可變電荷，受pH的影響。當(dāng)pH7時(shí)，土壤膠體的正電荷基本消失，不發(fā)生陰