爱华网
dili huanjing zhong yuansu qianyi
地理环境中元素迁移
migration of element in geographical environment
元素及其化合物在中发生的空间位置移动及由此引起的富集和分散过程。
迁移方式 元素在地理环境中的迁移有机械迁移、物理化学迁移和生物迁移3种方式。
机械迁移 根据机械搬运营力又可分为：水的机械迁移作用，气的机械迁移作用，重力的机械迁移作用。
物理化学迁移 指元素以简单的离子、络离子及可溶性分子的形式，在地理环境中通过一系列的物理化学作用(如溶解-沉淀、氧化还原、水解、络合与螯合、吸附-解吸等)所实现的迁移。物理化学迁移又可分为水迁移和大气迁移。物理化学迁移是元素在地理环境中迁移的最重要形式。这种迁移的结果决定着元素在地理环境中的存在形式和富集状况。
生物迁移 指元素通过生物体的吸收、代谢、生长、死亡，以及迁徙等过程所实现的迁移。这是一种非常复杂的迁移形式。某些生物对环境中的元素有选择吸收和积累作用。生物通过食物链对某些元素的积累放大作用是生物迁移的一种重要形式。
迁移特点 元素在地表环境中的迁移不同于在地壳内部的迁移，具有如下特点：
① 地理环境是内能和外能（太阳辐射能）的交锋地带，而外能占优势。由于外能的分布有周期性、地带性和地区性，所以地理环境中元素的迁移过程具有明显的周期性、地带性和地区性。
② 在地理环境中，水以气态、液态、固态三种状态存在，而以液态为主。水在大气圈、岩石圈、水圈之间进行着不断的迁移循环，因此在地理环境中进行着以淋溶作用和淀积作用为主要内容的元素的水迁移过程。
③ 地理环境是生物有机体活动的场所，进行着以有机质的形成和分解为内容的过程。生物体的化学组成受地理环境条件的控制，而生物体的遗传性和生物循环本身又给地理环境中元素的迁移以巨大的影响。
④ 在地理环境中具有高低起伏的地貌条件，进行着以化学元素按地貌部位重分配和重组合为中心内容的过程。
⑤ 地理环境是人类生存的场所，进行着人类活动影响下的化学元素的迁移过程。人类对矿产资源的开发、利用，以及由工农业生产活动而引起的环境化学污染均属这类过程。
影响迁移的因素 元素在地理环境中的迁移受到内部因素和外部因素的制约。
内部因素 指与迁移作用有关的元素的物理化学性质，主要是元素所具有的组成化合物的能力、形成不同电价离子的能力、水解能力、形成络合物的能力和被胶体吸附的能力等。元素的这些性质与元素的原子构造，特别是核外电子层的构造有密切关系。原子的电负性、离子半径、电价、离子电位（电价与离子半径的比值）、化合物的键性和溶解度等是影响元素迁移的最主要的物理化学参数。一般说来,共价键化合物（如H2S、CH4等）易进行大气迁移,离子键化合物(如NaCl、NA2SO4)等易进行水迁移。低价离子的水迁移能力大于高价离子的迁移能力。如下列离子的水迁移能力顺序为：Na(>Ca(>Al(；Cl(>SO>PO由离子半径差别较大的离子所构成的化合物迁移能力较大，由离子半径差别较小的离子所构成的化合物迁移能力较小。如Ba(、Pb(、Sr(（离子半径分别为1.29、1.26和1.10）与SO(离子半径为2.95)或 CrO（离子半径为3.00）所构成的化合物较难迁移，而Mg(（离子半径为0.65）与SO组成的化合物易于迁移。重金属离子由于有较高的离子电位，因而具有较强的水解能力。重金属离子由于有彼此能量相似的(n-1)d、ns和np等轨道，这些轨道有的本来就是空着的，有的可以经过激发而腾空出来，可以容纳配位体所提供的孤对电子，因而易以络离子的形式进行迁移。
外部因素 主要是环境的酸碱条件、氧化还原条件、胶体的种类和数量、络合配位体的数量和性质，以及区域自然地理条件等。
环境的酸碱度对元素迁移有重大影响。大多数金属在强酸环境中形成易溶性化合物,有较高的迁移能力,而在中性环境中则形成难溶化合物，难以迁移。酸性环境有利于Ca、Sr、Ba、Ra、Cu、Zn、Cd、Fe(、Mn(和Ni(的迁移。碱性环境有利于Se、Mo和V(的迁移。
环境的氧化还原条件对元素迁移也有很大影响。有一些元素在氧化环境中有较高的迁移能力，而另一些元素在还原环境中有较高的迁移能力。如氧化环境有利于Cr、V、S的迁移，还原环境有利于Fe、Mn等的迁移。
环境中的无机胶体有蒙脱石、高岭石、伊利石等粘土矿物和Si、Al、Fe的水合氧化物，环境中的有机胶体主要是腐殖质物质。胶体由于有巨大的比表面，带有负电荷，可以强烈地吸附许多金属阳离子。当环境中有大量胶体，特别是大量蒙脱石和难溶的胡敏酸时，可以大大地阻止Hg、Sn、Cd、Pb等的迁移。
环境中的无机配位体有Cl(、I(、F(、SO、S(、PO等，环境中的有机配位体主要是各种氨基酸和腐殖质类化合物。上述配位体易与许多金属生成易溶性络合物。当环境中存在大量无机或有机配位体,特别是有大量Cl(、SO和可溶性富啡酸时可以大大促进 Hg、Sn、Cd、Pb等的迁移。
在地理环境中，所有影响元素迁移的外部物理化学条件均受区域自然地理条件（气候、地形、水文、土壤等）的制约。其中气候条件对地理环境中元素迁移的影响最为明显，主要表现为两个最重要的气候因子──热量与水分之间的配合状况直接影响着化合物化学变化的强度和速度。如在温带和热带地区，黄铁矿和其他硫化物很易为含游离氧的水所氧化，而在极地地区，其氧化速度很小，甚至露头的硫化物长期不被氧化。另外，不同区域的土壤和水体具有不同的酸碱条件和氧化还原条件，具有不同种类和数量的胶体和配位体。
迁移能力 包括化学元素在地理环境中的水迁移能力和生物迁移能力。
水迁移能力 各种化学元素在地理环境中的水迁移能力相差非常悬殊。有些元素的迁移能力很强，有些元素的迁移能力很小，有些元素几乎不迁移。
用化学元素的水迁移系数可表示元素的水迁移能力，计算公式为：
[69-01]式中K为x元素的水迁移系数，m为x元素在河水中的含量(g/l)，a为河水中干残渣总量(g/l)，n为x元素在流域岩石中的平均含量。按各区资料计算，苏联..佩列尔曼（曾译..彼列尔曼）提出按元素水迁移系数排列元素水迁移序列(表1[天山草原带花岗岩风化壳中元素的水迁移序列])。
生物迁移能力 在很多情况下，植物的灰分组成显著地不同于土壤的化学组成。例如，在缺钙土壤上生长的豆科植物总是富含钙，在缺钾的土壤上生长的马铃薯和向日葵总是富含钾。这说明植物有选择吸收某些化学元素的能力。用元素生物吸收系数可以定量地表示这种情况，计算公式为：
[70-01]式中A为元素生物吸收系数,l为x元素在植物灰分中的含量(％),n为x元素在生长该植物的土壤中的含量(％)。
在进行实际计算时,所选用的n值往往不是x元素在某种土壤中的含量，而是 x元素在岩石圈中的平均含量，因为某种植物的化学组成并不决定于其现在所生长的基质，而是决定于该植物在种的形成过程中曾赖以生长的各种不同基质的平均状况，即现代某种植物的化学组成反映了该种植物好些世代以来所生长的土壤或母质的平均组成。
佩列尔曼根据各种元素A值的大小，把所有被生物吸收的元素分为两大类5组，A> 1者为生物积累元素，A）。
研究意义 研究元素在景观要素之间的迁移可以从本质上了解地理环境的整体性和其内在联系。
从元素迁移的角度看，农作物的生产过程是元素在景观中进行生物循环的一个环节。农业生产活动的全部目的就在于尽可能地加速和扩大这一过程，以获得高额稳定的产量。为此必须创造适合于农作物生长的最良好环境。
近代产生的地球化学找矿法在很多方面与元素在地理环境中的迁移有关。根据风化产物、土壤、沉积物、植物和天然水中元素的异常含量（分散量）就可以判明是否有矿体存在。另外，研究元素在地理环境中的迁移有助于查明各种表生矿床的成矿规律。
研究污染物质在地理环境中的迁移转化规律，有助于评价环境质量，预测环境质量变化的趋势和了解自然界对污染物质的净化能力，有助于制定环境标准和制定改造已被污染的环境的对策与措施。
参考书目
..佩列尔曼著，龚子同译：《后生地球化学》，科学出版社，北京,1975。(.., ,.,,1965.
陈静生
以上就是网友分享的关于"地理环境中元素迁移"的相关资料，希望对您有所帮助，感谢您对爱华网的支持！
