土壤的阴离子吸附一直是土壤化学研究的活跃领域:主要在植物营养、环境保护、矿物形成和演变等方面。
根据阴离子被土壤吸附吸收力的不相同,可将其分为三类:土壤胶体吸附阴离子的机制:静电吸收或专性吸收
a易被土壤吸附的阴离子:磷酸根(H2PO4-、HPO42-、PO43-)、硅酸根(HSiO3-、SiO32-)、有机酸根(如C2O42-)以及氟离子(F-)等,其特点:被化学吸收或专性吸收,如F-易被土壤中氧化物产生专性吸收,因此土壤是F-的净化剂。
b吸收力弱或进行负吸收的阴离子:包括Cl-、NO2-、NO3-等,其特点是被土壤负吸收,易从土壤中淋洗掉。NO2-、NO3-的流失,不仅造成氮肥的利用率降低,而且造成水体污染。
c中间类型的阴离子:这类阴离子包括SO42-和CO32-,被土壤吸收力居于上两类之间。
一、阴离子的静电吸附
1、正吸附(Positive adsorption)
土壤胶体带正电荷的表面对溶液阴离子(主要是Cl‾、NO3‾、ClO4‾)的吸附。 土壤胶体表面正电荷的来源:铁、铝、锰氧化物是产生正电荷的主要物质;高岭石边缘或表面羟基也可产生正电荷;有机胶体表面带正电荷的基团(如胺基-NH2+)。
2、负吸附(Negative adsorption)
阴离子的负吸附是指电解质溶液加入土壤后阴离子浓度相对增大的现象。
土壤胶体带负电荷的表面对阴离子的排斥力大小,与阴离子距土壤胶体表面距离有关,距离愈近对阴离子排斥力愈大,表现出强的负吸附,反之负吸附则弱。
负吸附随阴离子价数增大而增加;陪伴离子不同,对阴离子负吸附也有影响。2价阴离子(SO42-)所受排斥力>1价阴离子(Cl‾、NO3‾)
土壤胶体表面类型不同,阴离子负吸附不同。带负电荷越多的土壤胶体,对阴离子排斥力越强,负吸附作用越明显。
二、阴离子的专性吸附
阴离子作为配位体进入黏土矿物或氧化物表面金属原子的配位壳,与其中的羟基或水合基重新配位,并直接通过共价键或配位键结合而被吸附在固体表面。它发生在胶体双电层的内层,也称配位体交换吸附。氧化物多分布于可变电荷土壤中,因此可变电荷土壤易产生阴离子专性吸附。发生专性吸附的阴离子有F-和磷、硫、钼、砷酸根等含氧酸根离子。专性吸附发生在胶体双电层的内层。

