Papel de barro cromado

La abundancia de cromo en la capa de cromo es de 200 μg/g, y el valor de fondo promedio de cromo en el suelo es de 100 μg/g/g. El cromo en el suelo existe en cuatro formas, a saber, iones de cromo trivalentes Cr3+, CrO2- y. iones de cromo hexavalente. Aniones CrO42- y Cr2O72-, entre los cuales el cromo trivalente es estable. El cromo soluble en el suelo sólo representa del 0,01% al 0,4% del cromo total. La migración y transformación del cromo está relacionada con factores como el pH del suelo, el potencial redox y el contenido de materia orgánica. Después de que el cromo trivalente ingresa al suelo, más del 90% es rápidamente absorbido y fijado por el suelo, y es una mezcla de cromo e hidróxido de hierro o envuelto por óxido de hierro, por lo que es difícil que el cromo trivalente en el suelo migre. La solubilidad del cromo trivalente en la solución del suelo depende del pH. Cuando el pH es superior a 4, la solubilidad del cromo trivalente disminuye. Cuando el pH es 5,5, todos los precipitados se forman en soluciones alcalinas; Además, a valores de pH bajos, el cromo puede formar complejos orgánicos y se mejora su capacidad de migración. La fuerte adsorción de cromo trivalente por los coloides del suelo está relacionada positivamente con el pH. El Cr3+ puede incluso intercambiar Al3+ en la red mineral arcillosa. La capacidad de adsorción de los minerales arcillosos es aproximadamente de 30 a 300 veces mayor que la del cromo hexavalente. Después de que el cromo hexavalente ingresa al suelo, la mayor parte queda libre en la solución del suelo, y sólo del 8,5% al ​​36,2% es absorbido y fijado por los coloides del suelo. Los diferentes tipos de suelo o minerales arcillosos tienen capacidades de adsorción significativamente diferentes para el cromo hexavalente; las cantidades de adsorción son aproximadamente las siguientes: suelo rojo > suelo marrón amarillo > suelo negro > caolinita > illita > vermiculita > montmorillonita. Cuanta más materia orgánica haya en el suelo, más fuerte será la electronegatividad y más débil la adsorción de aniones de cromo hexavalente. Las condiciones redox tienen una gran influencia en la migración y transformación del cromo en el suelo. Dentro del rango común de pH y pE del suelo, el Cr(ⅵ) puede reducirse rápidamente a Cr(ⅲ) mediante materia orgánica. En diferentes campos de arroz, la tasa de reducción de Cr (ⅵ) se correlacionó positivamente con el contenido de carbono orgánico. Cuando el contenido de carbono orgánico en el suelo rojo ladrillo es 65438±0,56% o 65438±0,33%, las tasas de reducción de Cr (VI) son 89,6% y 77,2% respectivamente. En general, el carbono orgánico del suelo aumentó en un 65,438 ± 0% y la tasa de reducción de Cr (VI) aumentó en aproximadamente un 30%. La reducción de Cr(VI) por la materia orgánica se correlaciona negativamente con el valor del pH del suelo. Cuando el contenido de materia orgánica del suelo es extremadamente bajo, el efecto del pH sobre la tasa de reducción de Cr(VI) es más obvio. Por ejemplo, cuando el pH del suelo es 3,35 o 7,89, las tasas de reducción de Cr (VI) son del 54% y 20% respectivamente.

Después de que las aguas residuales que contienen cromo ingresan a las tierras de cultivo, el Cr(ⅲ) que contiene es absorbido y fijado por los coloides del suelo. El Cr(ⅵ) se reduce rápidamente a Cr(ⅲ) por la materia orgánica y luego es absorbido por los coloides del suelo. La movilidad y biodisponibilidad del cromo se reducen y el cromo se acumula en el suelo. Pero bajo ciertas condiciones, el Cr (ⅲ) se puede convertir en Cr (ⅵ); por ejemplo, cuando el pH es de 6,5 a 8,5, el Cr (ⅲ) en el suelo se puede oxidar a Cr (ⅵ) y la reacción es la siguiente. siguiente:

4Cr(OH)2 ++ 3 O2+2H2O→4 cro 42-+12H+

Además, el óxido de manganeso del suelo también puede convertir el Cr (iii) en Cr (vi). Por tanto, el Cr(ⅲ) es potencialmente perjudicial. Durante el crecimiento y desarrollo de las plantas, el cromo puede absorberse del ambiente externo y también puede ingresar a la planta a través de las raíces y las hojas. El contenido de cromo en las plantas varía según la especie de planta y el tipo de suelo, y la cantidad residual de cromo en las plantas se correlaciona positivamente con el contenido de cromo en el suelo. La mayor parte del cromo absorbido por las plantas del suelo se acumula en las raíces, seguidas de los tallos y las hojas, y la menor cantidad de cromo se acumula en los granos. El oligoelemento cromo es esencial para las plantas. La deficiencia de cromo puede afectar el desarrollo normal de las plantas. Las bajas concentraciones de cromo pueden estimular el crecimiento de las plantas, pero la acumulación excesiva de cromo en las plantas puede producir efectos tóxicos y causar daños directos o indirectos a la salud humana. Por ejemplo, cuando el Cr(ⅲ) en el suelo está entre 20 y 40 μ g/g, tiene un efecto estimulante significativo sobre el crecimiento de las plántulas de maíz. Cuando Cr(ⅲ) es 320μg/g, hay un efecto inhibidor. Por poner otro ejemplo, cuando la concentración de Cr(VI) en el suelo es de 20 μg/g, puede estimular el crecimiento de plántulas de maíz. Cuando Cr(ⅵ) es 80 μg/g, existe un efecto inhibidor evidente. Las altas concentraciones de cromo no sólo son perjudiciales para las plantas, sino que también afectan su absorción de otros nutrientes. Por ejemplo, cuando el contenido de cromo en el suelo supera los 5 μg/g, interferirá con la absorción de calcio, potasio, fósforo, boro y cobre en las partes aéreas de la planta, y la soja dañada eventualmente mostrará marchitamiento severo en la parte superior de la planta. La toxicidad del cromo en el suelo para las plantas está relacionada con los siguientes factores: (1) La forma química del cromo.

Por ejemplo, el Cr(VI) es más tóxico que el Cr(III). (2) Propiedades del suelo. Los coloides del suelo tienen un fuerte efecto de adsorción y fijación del Cr (ⅲ), y también tienen un fuerte efecto de adsorción del Cr (ⅵ) en condiciones ácidas o neutras. La materia orgánica del suelo tiene efectos de adsorción o quelación y también puede reducir el Cr soluble (ⅵ) a Cr insoluble (ⅲ). Por tanto, el contenido de arcilla y materia orgánica en el suelo afecta la toxicidad del cromo para las plantas. (3) Potencial redox del suelo. Por ejemplo, a la misma concentración de Cr(ⅲ), el Cr disponible en suelos secos es mucho mayor que el de los arrozales. (4) El pH del suelo. El Cr(VI) es más tóxico en suelos neutros y alcalinos que en suelos ácidos. En suelos ácidos, el Cr(ⅲ) es más tóxico para las plantas.

En general, el efecto inhibidor del cromo sobre el crecimiento de las plantas es débil porque la migración de cromo en las plantas es muy baja. Los resultados de las pruebas de cultivo de arroz muestran que el orden de migración de los metales pesados ​​en las plantas es CD > Zn > Ni > Cu > Cr. Se puede ver que el cromo es uno de los elementos más difíciles de absorber. Las posibles razones son que (1) el proceso de reducir el cromo trivalente a cromo divalente y luego ser absorbido por las plantas es difícil de producir en los sistemas vegetales del suelo. (2) El cromo hexavalente es cromo disponible, pero la absorción de cromo hexavalente por las plantas está fuertemente inhibida por aniones como el sulfato.