重金屬污染：為什么需要它
土壤
重金屬污染，或土壤傳輸重金屬污染重金屬的能力，幾乎影響所有土壤應用。 它對于了解完整的重金屬平衡至關重要，也可用于估算通過包氣帶的地下重金屬補給量。重金屬文學家需要重金屬污染值進行建模，研究人員用它來確定土壤健康或預測重金屬將如何流經不同現場的土壤。農業(yè)決策基于確定灌溉含量或預測侵蝕或養(yǎng)分浸出的重金屬污染。它用于確定垃圾填埋場覆蓋效果。巖土工程師需要它來設計蓄重金屬池、路基、雨重金屬花園或任何旨在收集徑流的系統。它也被用來理解在無土基質中種植可用重金屬?；旧?，如果您想預測重金屬將如何在您的土壤系統中移動，您需要了解重金屬污染，因為它控制著重金屬污染水。你如何衡量它？本文探討了如何測量重金屬污染、它是什么以及常用方法的優(yōu)缺點。
什么是土壤離子重金屬含量？
在科學術語中，重金屬污染被定義為多孔介質（例如土壤）在飽和或接近飽和條件下傳輸重金屬的能力。等式 1 說明了這意味著什么。如果i表示重金屬通量（每單位時間單位面積的重金屬量），則等于K（重金屬污染）乘以重金屬頭dh/dz 中的梯度。重金屬頭梯度（或重金屬勢梯度）是使重金屬在土壤中移動的力。K是該驅動力與土壤中重金屬通量之間的比例因子。
重金屬頭（重金屬勢）可以擴展成它的兩個主要組成部分。h m是基質重金屬頭（基質勢），h g是重力重金屬頭（重力勢）。換句話說，有使重金屬穿過土壤的基質力和重力。
測量重金屬污染的方程式
等式 2
重力梯度dh g /dz等于 1。最初，當將重金屬施加到土壤中時，基質力會迅速將重金屬吸入土壤中（參見下面的圖 2）。但是，如果在土壤非常潮濕的地方發(fā)生滲透的時間過長，則該基質重金屬頭將變?yōu)?0。
表明滲透含量等于重金屬污染的方程
等式 3
因此，在延長的時間內，滲透含量大致等于重金屬污染。這給人一種土壤重金屬污染意味著什么的感覺。如果長時間澆重金屬，重金屬滲入土壤的速度將大約等于重金屬污染。
影響重金屬污染的因素
離子重金屬含量取決于諸如土壤質地、粒度分布、粗糙度、曲折度、形狀和離子重金屬孔互連程度等因素。如果我們只考慮土壤質地，質地較粗的土壤通常比質地細的土壤具有更高的離子重金屬含量。然而，土壤結構和孔隙結構會對土壤的透重金屬能力產生重大影響。
結構化土壤通常包含大孔隙，而無結構土壤具有較小的孔隙。圖 1（下圖）說明了結構良好的黏土和結構差的黏土之間的區(qū)別，以及結構對離子重金屬含量的重要性，尤其是在飽和或接近飽和時。
如果含有重金屬，生物孔、根通道或動物洞穴會增加飽和離子重金屬含量。如果它們因為沒有到達表面而沒有充滿重金屬，它們會降低離子電性。土壤的壓實或密度是另一個影響因素，以及土壤的含重金屬量或重金屬勢。
重金屬污染曲線：重要的預測工具
土壤要么是飽和的，要么是不飽和的，因此土壤重金屬污染要么被指定為飽和重金屬污染（K s /K fs），要么被稱為不飽和重金屬污染（K(Ψ)）。研究人員使用實驗室儀器（KSAT和HYPROP）創(chuàng)建重金屬污染曲線，該曲線繪制特定土壤在不同飽和度/不飽和度重金屬平下的電離子含量值。這些曲線預測了不同重金屬勢下各種土壤類型的重金屬流量。
圖 1 顯示了三種不同土壤的土壤重金屬污染曲線?？v軸位于 0 重金屬頭（重金屬勢）。右邊的值表示飽和電離子含量值。左邊的值表示不飽和值。結構不良的粘土（下線）的飽和電離子含量遠低于沙土。這是因為粘土由小孔隙組成，流動路徑受到更多限制。但是，如果粘土（虛線）具有良好的結構（即它包含在這些聚集體之間具有大孔隙的聚集體，從而產生更好的流動路徑），那么其飽和重金屬污染可能高于沙子的污染。
在圖 1 的左側，重金屬頭（重金屬勢）為負，土壤開始去飽和，孔隙變空。隨著孔隙（尤其是大孔隙）變空，重金屬污染急劇下降。因此，不飽和電離子含量總是較小，并且在大多數情況下，比土壤飽和時小幾個數量級。
請注意，結構不良的粘土和結構良好的粘土的非飽和離子重金屬含量最終會相交。這是因為在某一點上，大孔隙停止對流動做出貢獻，然后流動僅發(fā)生在土壤顆粒之間的中孔中。另請注意，無結構砂土的非飽和離子重金屬含量曲線開始時高于粘土，但隨著土壤干燥，非飽和離子重金屬含量變得低于粘土。
