土壤空气中的自由氧、高价金属离子和少量NO3-为氧化剂,土壤有机质和低价金属离子为还原剂。量度土壤氧化还原过程强度的指标是Eh。在此体系中,若自由氧占优势,则以氧化作用为主,若有机质起主要作用,则还原过程占主导。
土壤氧化还原作用影响有机物质分解的速度和强度,也影响有机和无机物质存在的状态(可溶性和不溶性),从而影响到它们的迁移转化。这也是一个关系到土壤和污染物质迁移转化的重要的土壤环境条件。特别是对某些变价元素,如铁、锰、硫、砷、汞、铬、钒等尤为重要。
5.土壤是一个化学体系
土壤中的化合物或进入土壤的污染物质,还直接受到土壤中化学平衡(溶解和沉淀)过程的控制,在重金属和磷的迁移转化中,化学平衡过程扮演着重要的角色。
6.土壤是一个生物体系
土壤微生物是土壤生物的主体。土壤微生物在土壤有机质的转化过程(有机质的分解和合成)中起着巨大的作用。土壤对有机污染物质之所以具有强大的自净能力,即生物降解作用,也主要是因为有种类繁多、数量巨大的土壤微生物存在。土壤微生物除参与有机质的转化外,还积极参与其他土壤过程。此外,土壤动物在有机污染物的分解转化中也起着一定作用。
当然,对某些有机污染物质来说,除生物降解外,光化学分解也有重要作用。
上述过程,无论是个别地或是彼此联系地、同时地、相继地、或是相互交迭地发生,也还没有完全概括复杂的土壤物质迁移转化的全貌。同时,还必须看到,进入土壤的各种污染物质,一方而受上述土壤过程的控制和影响,另一方面,随着它们进入土壤数量的增加,也完全可能改变上述过程的方向、性质和速度。
上面的内容为我们进一步讨论土壤净化和污染问题,提供了基础。
什么叫土壤净化能力?土壤是一个处于半稳定状态的物质体系,对外界环境条件的变化或外来物质具有很大的缓冲能力。超过此缓冲能力,就涉及到土壤污染的问题。因而,从广义上理解土壤净化能力,是指污染物质进入土壤后,经生物和化学降解变为无毒害物质,以及通过化学沉淀、络合和螯合作用、氧化还原作用变为不溶性化合物,或是为土壤胶体较牢固地吸附,植物难以利用而暂时退出生物小循环,脱离食物链或被排至土壤之外。狭义的土壤自净能力,则主要是指微生物对有机污染物质的降解作用,以及使污染化合物转变为难溶性化合物的作用。
土壤净化能力决定于土壤的物质组成和其他特性,也和污染物质的种类和性质有关。不同土壤的净化能力(即对污染物质的负荷量或容纳污染物质的容量)是不同的,土壤对不同污染物质的净化能力也是不同的。
土壤污染是指人类活动产生的污染物质,通过各种途径输入土壤,其数量和速度,超过了土壤净化作用的速度,破坏了自然动态平衡,使污染物质的积累过程逐渐占居优势,从而导致土壤自然正常功能的失调,土壤质量的下降,并影响到作物的生长发育,以及产量和质量的下降。也包括由于土壤污染物质的迁移转化,引起大气或水体的污染,并通过食物链,最终影响到人类的健康。
对于土壤污染量的指标,还需要很好地研究,目前常用以度量土壤污染程度的指标有如下几个方面:
1)土壤背景值(或本底值)土壤背景值的概念并不完全相同,通常以一个国家或一个地区的土壤中某元素的平均含量作为背景值,以与污染区土壤中同一元素的平均含量进行对比。由于在不同土壤中同一元素的含量是不同的,因此,用同一土壤类型的污染和非污染土壤的元素平均含量作对比,可能更确切些。超过背景值即属土壤污染。
这样对比,只能说明土壤元素含量存在异常现象或只能表示土壤有“相对污染”现象,但还不能就此断定对作物或人体一定有害。