水分对土壤银有效性的影响研究(2)
消费品中的银通过不同方式进入污水处理系统中，[4-6]最终超过85%的银会在活性污泥中富集，[7-8]目前已发现污泥的AgNPs浓度能够高达1.55 mg kg-1。[9]污泥农用使污泥中富集的银进入土壤，根据欧洲环保局的相关数据，被污泥处理的土壤中银含量约是未添加污泥时的70倍，[10]因而污泥农用是银进入土壤的主要途径。银在工业生产中占据重要地位。在银矿开采、工业废水排放等工业行为影响下，表层土壤中银的含量可达到其土壤背景值的3-50倍，[11-12]同时垃圾填埋厂的泄露、污水灌溉等[10]也是土壤中银的来源。AgNPs作为杀虫剂成分或纳米传感器也会直接施加到土壤中。[13]
银进入土壤后，主要存在于A层，其存在形态与土壤pH、Eh、有机质含量、粘粒
含量等理化性质密切相关。姚娜[14]研究发现土壤表层（0-6 cm）中银主要以残渣态和有机金属络合态存在，Hou等[15]研究认为这是因为Ag+与K+的粒子半径相近，能够代替粘土矿物中的K+与矿物结合。同时土壤中S2-、PO43-、CI-等阴离子以及CrO42-、AsO43-等络合离子能够促进Ag+的沉淀。
土壤对银的吸附影响其迁移转化，且吸附规律较复杂，土壤的理化性质影响着土壤对银的吸附。土壤pH是影响土壤对银吸附的重要因素，随着pH的上升，银的水解反应更易发生，使银更易接近土壤颗粒表面，促进对银的吸附。[16-17]土壤的CEC高、有机质含量高、组成颗粒小，能够提供较多的吸附位点。[18]土壤中铁锰的氢氧化物能够强烈吸附银，原因在于他们之间存在静电吸附。[19-20]银能够与有机配位体结合形成稳定性极强的内轨型配合物，[21-22]同时由于银的亲硫性，银极易与带有巯基的有机基团结合，因而土壤有机质对银有极强的吸附作用，[23]有机质还能够螯合银，降低其迁移性。
银进入土壤后能够抑制土壤微生物的生理生化活动，抑制植物中乙烯的部分氧化代谢途径，[24-25]通过氧化胁迫对植物造成危害，[26-27]土壤中的银通过农产品富集进入食物链，从而对人体健康造成危害。
土壤水分条件与农业活动、降水、作物习性等因素有关，水分条件能够通过影响土壤理化性质以及土壤生物的生理生化活动进而影响土壤中重金属的有效性，目前有关水分条件对重金属有效性的影响研究多针对镉、锌、铜等元素。大量研究表明淹水条件下土壤重金属的有效性降低。淹水处理能够显著降低水稻对镉、镍、锌的吸收，[28]卢扬[2]的研究表明随着淹水培养时间的延长，土壤中银有从可提取态有向残渣态转化的趋势，胡珅[29]等研究发现淹水能够明显抑制镉从水稻秸秆向籽粒的转移。但也有研究发现在淹水条件下土壤中镉的有效性随着还原作用的增加而增加。[30]
淹水条件对重金属有效性的制约主要与土壤的氧化还原状况有关。[31]淹水条件下土壤孔隙中的空气被排出，土壤处于还原状态，土壤中的氧化物质接受电子发生还原反应，导致土壤Eh下降，pH向中性靠拢。[32]土壤Eh的下降会导致土壤表面电荷的改变，影响土壤中Cl-、SO42-、Fe2+、S2-等离子的浓度，进而对重金属的吸附和沉积造成影响，[33]土壤pH的变化则会直接对重金属的沉淀溶解平衡造成影响。[34]淹水土壤中氧气的缺少导致有机质累积，[35]也会对重金属的有效性产生影响。
目前对于银中土壤中的环境行为和生态毒性已有一些研究，但是不够全面，主要体现在：
(1)大多数对银在土壤中环境行为的研究是在模型介质或纯溶液中进行的，与实际土壤环境差别很大，忽视了土壤化学性质的影响，因而研究成果无法很好的在实际土壤中应用。
(2)大多数银毒性研究是针对水生生物和哺乳动物的，对植物毒性研究较少。并且研究的毒效应大多是短时间的，且设置的剂量往往大于实际环境中银的浓度，因而此类研究得出的结论不一定与实际情况很好的匹配，而在低剂量、长时间暴露下进行的毒性研究更具有实际和理论意义。