Kabata-Pendias(2004)

Kabata-Pendias,A.(2004): Soil-plant transfer of trace elements－an environmental issue. Geoderma, 122, 143-149.

『微量元素の土壌－植物間移動－ある環境問題』

『Abstract
　The transfer of trace elements within the soil-plant chain is a pat of the biochemical cycling of chemical elements－it is an element flow from nonliving to the living compartments of the biosphere. Several factors control the processes of mobility and availability of elements; in general, they are of geochemical, climatic, biological, as well as of anthropogenic origin.
　The soil is a heterogeneous mixture of different organisms and mineral, organic and organo-mineral substances present in three phases: solid, liquid, gaseous. Thus, trace metals occur in different species according to whether they are external or internal bound to various soil components or in the liquid phase. The solubility of elements, thus, their concentration in the soil solution depend upon the solubility equilibrium. However, the equilibrium constant is constant only under specific conditions. Therefore, the solution equilibrium for soil phases is not easy to predict. So, in order to assess the speciation or binding forms of trace elements in soil material, different analytical procedures have been developed, including successive extraction methods applied broadly for the speciation of trace metals.
　Criteria for environmental protection related to the trace element status in soils should consider all the major variables that govern their behavior, and in particular those that control their mobility and soil-plant transfer.

Keywords: Trace elements in soil; Cycling; Mobility; Phytoavailability』

『要旨
　土壌－植物チェーンでの微量元素の移動は、化学元素の生物化学的循環の一部である－これは生物圏の非生物部分から生物部分への元素の流れである。いくつかの要因が元素の移動しやすさと利用しやすさの過程をコントロールする；一般に、それらは人類だけでなく地球化学、気候、生物が起源である。
　土壌は、固体・液体・気体の３相で存在し、異なる生物ならびに鉱物・有機物・有機－鉱物の物質の不均質な混合物である。したがって、微量金属は、さまざまな土壌成分に外的ないし内的に結合するか液相かにより、異なる化学種として存在する。元素の溶解度、つまり土壌溶液中でのそれらの濃度は溶解平衡に依存する。しかし、平衡定数は特定の条件下でのみ一定である。そのため、土壌相の溶液平衡は予測するのが簡単でない。そこで、土壌物質中の微量元素の種形成あるいは結合形を評価するために、異なった分析法が開発されてきたが、それには微量元素の種形成に対して広く適用される連続抽出法が含まれる。
　土壌中の微量元素の状態に関連した環境保護のための基準は、それらの挙動を支配する主要な変数のすべて、とくにそれらの移動しやすさと土壌－植物移動をコントロールする変数を考慮しなければならない。』

1. Introduction
2. Trace elements in soil
3. Trace elements in soil solution

『

Table 3 Surface area and sorption properties of common soil minerals^a
表３　普通の土壌鉱物の表面積と収着特性

Mineral Total or specific surface
(m²/g) Cation exchange capacity
(cmol(+)/kg)

Allophane 100-880 5-350

Kaolinite 7-30 3-22

Halloysite 10-45 3-57

Montmorillonite 280-800 80-150

Illite 65-100 20-50

Chlorite 25-150 10-40

Vermicylites^b 50-800 10-200

Goethite 41-81 　

(305-412)^c 160^c

Mn oxide 32-300 150-230

Muscovite 60-100 10-40

Plagioclase - 7

Quartz 2-3 7

^a Data sources: Bolt (1979), Kabata-Pendias and Pendias (2001), Tan (1998), Sparks (1995).
^b Dioctahedral and trioctahedral vermiculites.
^c Amorphous Fe oxides.

』

4. Speciation of trace metals
5. Soil-plant transfer to trace elements
6. Assessing phytoavailable metals in soil
7. Concluding remarks
References

Bolt,G.M.(1979): Soil Chemistry. B. Physico-Chemical Models. Elsevier, Amsterdam.
Kabata-Pendias,A. and Pendias,H.(2001): Trace Elements in Soils and Plants, 3rd ed. CRC Press, Boca Raton, FL.
Sparks,D.L.(1995): Environmental Soil Chemistry. Academic Press, San Diego.
Tan,K.H.(1998): Principles of Soils Chemistry, 3rd ed. Marcel Dekker, New York.

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Table 3 Surface area and sorption properties of common soil minerals^a 表３　普通の土壌鉱物の表面積と収着特性
Mineral	Total or specific surface (m²/g)	Cation exchange capacity (cmol(+)/kg)
Allophane	100-880	5-350
Kaolinite	7-30	3-22
Halloysite	10-45	3-57
Montmorillonite	280-800	80-150
Illite	65-100	20-50
Chlorite	25-150	10-40
Vermicylites^b	50-800	10-200
Goethite	41-81
Goethite	(305-412)^c	160^c
Mn oxide	32-300	150-230
Muscovite	60-100	10-40
Plagioclase	-	7
Quartz	2-3	7
^a Data sources: Bolt (1979), Kabata-Pendias and Pendias (2001), Tan (1998), Sparks (1995). ^b Dioctahedral and trioctahedral vermiculites. ^c Amorphous Fe oxides.