土壤是环境要素之一，它是由固-液-气-生物构成的多介质复杂系统，是连接无机界与有机界的重要枢纽，是物质与能量交换的重要场所，也是一切生物赖以生存的重要基础。土壤的组成十分复杂，含有无机的黏土、矿物质和天然的有机化合物。土壤以微小的颗粒存在，颗粒间的空隙中充满了水和空气。当有机污染物进入土壤后，有多种传递或迁移的途径。一些刚被使用的化学物质（如喷洒的杀虫剂），可能通过土壤表面蒸发，可能转化为代谢物，可能被土壤表面颗粒吸附，也可能被进一步降解。进入气相的化学物质可能经水平对流或气体扩散进行传输；吸附的溶质可能扩散进入占据土壤空隙的滞留水中，进一步被吸附进入内表面。在溶液相的溶质还有可能被植物的根部吸收，也有可能透过渗滤层进入地下水。在众多纷杂的现象中，此处仅探讨有机污染物在土壤（固相）-水体（液相）中的分配过程。

低浓度物质在土壤-水体之间的分配与吸附-脱附过程有关，与其溶解-沉淀的关系不大，可用式（9-71）弗罗因德利希吸附等温式等来描述。

式中，cS，i为土壤中吸附物总物质的量，mol·kg-1；cW，i为该化学物质i在水相中的浓度，mol·L-1；kF为弗罗因德利希常数，mol·kg-1·（mol·L-1）-a；a为弗罗因德利希指数。

由化学物质i的土壤吸附总浓度和溶液浓度，可计算其在土壤和水相中的分配系数为

将式（10-28）代入，则有

由式（10-31）的KSW，i对cW，i求微分，得

因此，从式（10-31）可以看出，①当a=1时，KSW，i为一常数，表明吸附全过程可用一个线性等温式描述，低温下a→1，符合这种情况。②当d cW，i/cW，i与a-1的乘积足够小时，KSW，i的变化也较小。若已知KS，i，则可以估算包含固体和水的环境中化合物溶解于水的物质的量分数

式中，VW是总体积Vt中水的体积，L；MS是总体积Vt对应的固体的质量，kg。代入式（10-29），消去cS，i得

若定义比率为

则式（10-33）可写为

上式表明，KSW，i（对固体的吸引力）或φSW（单位体积水中含有的固体量）越大，溶解于水相中的化学物质就越少。

在土壤中，若除了水，无其他相的存在（如空气、其他不互溶液体），则与固体结合的化合物的物质的量分数fS，i=1-fW，i，且土壤的空隙率为

土壤颗粒所占体积VS=MS/ρS（ρS为土壤密度，如表10-1所示），因此有

或

KSW，i是重要的，但它难以预测，原因在于土壤对化学物质的吸附过程包括：吸附物与天然有机物质的结合，与矿物表面的结合，与固体表面相反电荷的相互作用、与表面离子的交换以及与固体可逆反应的结合。许多有机污染物表现出对土壤中天然有机物的高度亲和力，因此，如果上述的诸多因素对KSW，i的贡献可用线性组合表示的话，其中天然有机物对有机污染物的吸附作用无疑是重要的。

[例10.5]试估算溶于湖水中或地下水中的1，4-二甲苯（DMB）的物质的量分数。已知湖中的固相-水比率φSW=10-6kg·L-1，含地下水层的空隙率φ=0.2，固相密度ρS=2.5kg·L-1，DMB的KS，i=1kg·L-1。

解：将湖中φSW数据代入式（10-35），得

表明湖中悬浮的固体浓度太小，DMB几乎全部溶于湖水。

由式（10-38）计算含水层固相-水比率：

则

在含水层中，大部分DMB被吸附，地下水中的浓度大大低于湖水中的浓度。土壤中天然有机物的含量通常用有机碳质量分数fOC表示，其定义为

有机污染物在有机碳-水之间的分配系数为

式中，cOC，i是与天然有机碳结合的吸附浓度，mol·kg-1；且认为

由于有机物的天然状态不同，其性质也会有所变化，如陆地残留的有机质比相应的水体沉积物中有机质的极性要大。因此，KOC，i的变化不仅从数量上，而且在质量上反映出对KSW，i的影响。对于给定量的有机物，KOC，i越小，溶液中溶质的浓度就越大。因此，具有小的KOC，i的有机污染物更倾向于通过渗透进入地下水。而土壤中含有的有机质多，对有机污染物的吸附作用就大，就会减慢渗透过程。

式中，KOC，i的单位为L·kg-1有机碳。表10-8列出了某些有机污染物在一定KOW，i范围内据实验数据关联得到的a，b。(www.daowen.com)

表10-8　20～25℃下某些有机污染物LFER模型的a，b

KOC，i反映了天然有机物吸附过程的特点，与KSW，i相同，都是吸附浓度的函数，也都受温度和溶液组成的影响。