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土壤胶体的团聚和分散及其对污染物扩散的影响

17、土壤科学与环境健康 > 专题6：土壤质量及其风险评估

土壤胶体的团聚/分散是土壤中最重要的过程之一，对土壤结构体、土壤孔隙以及污染物的迁移转化等都具有十分重要的影响。土壤胶体的团聚和分散由经典的Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO)理论进行描述，该理论合理的解释了土壤胶体的团聚随着溶液离子强度的增大而增强，这是由于增大溶液离子强度会减小土壤胶体之间的DLVO排斥势垒，从而有利于土壤胶体团聚在初级势阱中。然而，该理论并不能解释一价盐溶液中团聚在初级势阱中的胶体在溶液离子强度减小后会发生分散，其原因在于溶液离子强度越小，初级势阱越深，胶体在初级势阱中的团聚应更加牢固。我们通过原子力显微镜的观测表明，土壤胶体的表面存在纳米尺度的粗糙突起，当存在纳米尺度的粗糙突起时，初级势阱会随溶液离子强度的减低而减小，从而使团聚在初级势阱中的胶体发生分散。这些分散的胶体相比团聚的胶体会通过携带污染物的方式显著增强这些污染物在土壤中的扩散范围。