土壤是一个复杂体系，本身含有一定量的重金属元素。重金属元素中有许多是植物生长所需要的微量元素，如Cu，Zn，Fe，Mn等。由于重金属不能被土壤微生物降解，因此可在土壤中不断地积累和迁移。进入土壤的重金属元素积累的浓度超过了植物所需要或忍受的程度，会引起植物的生理功能紊乱、营养失调，进而植物会表现出受毒害的症状或在其体内富集，并通过食物链而最终在人体内积累，危害人体的健康。

土壤一旦受到重金属污染，就很难予以彻底消除，最后向地表水或地下水中迁移，加重了水体的污染，应特别注意防止重金属对土壤的污染，因此重金属在土壤中累积和迁移过程的研究就显得特别重要。

重金属在土壤中的迁移转化主要包括吸附作用、配合作用、沉淀作用和氧化还原作用，其中以吸附作用最为重要。研究土壤对重金属吸附过程是研究土壤对重金属累积和迁移过程的重要步骤。

实验原理

铜是植物生长所必不可少的微量营养元素，但含量过多也会造成植物中毒。土壤中铜含量一般为3～100 mg/kg，当有效态铜含量低于1 mg/kg时会影响植物的生长。土壤中的铜污染主要来自利用有色金属冶炼、电镀、印染等行业的工业废水灌溉农田，以及农药、大气降尘、铜矿开采等过程。进入土壤中的铜会被土壤中的黏土矿物微粒和有机质所吸附，其吸附能力的大小将影响铜在土壤中的迁移转化。因此，研究土壤对铜的吸附作用及其影响因素，有助于了解铜进入土壤后的变化规律，从而为合理施用铜肥及处理土壤的铜污染提供理论依据。

不同土壤对铜的吸附能力不同，同一种土壤在不同条件下对铜的吸附能力也有很大差别。而对吸附影响比较大的两种因素是土壤的组成和pH。因此，本实验通过向土壤中添加一定数量的腐殖质和调节待吸附铜溶液的pH，分别测定上述两种因素对土壤吸附铜的影响。

土壤对铜的吸附可采用Freundlich和Langmuir方程描述土壤体系中的吸附现象。本实验采用Freundlich方程来描述不同条件下土壤对铜的吸附，以比较pH等变化对铜吸附的影响。Freundlich方程的一般形式为：

式中： Q ——土壤对铜的吸附量，mg/g；

C ——吸附达平衡时溶液中铜的浓度，mg/L；

k ， n ——经验常数，其数值与离子种类，吸附剂性质、pH、土壤有机质及温度等有关。

将Freundlich吸附等温式两边取对数，可得直线形方程：

以lg Q 对lg C 作图可求得常数 k 和 n ，将 k ， n 代入Freundlich吸附等温式，便可确定该条件下的Freundlich吸附等温式方程，由此可确定吸附量（ Q ）和平衡浓度（ C ）之间的函数关系。通常情况下，该方程能较好地描述土壤体系中的吸附现象。