重金属在土壤中的赋存形态
土壤中重金属的形态及其生物有效性
土壤中重金属的形态及其生物有效性作者：朱志勤孙宏飞王五一魏建荣李永华来源：《现代农业科技》2008年第12期摘要受人类活动的影响，我国部分地区土壤中重金属含量超标现象严重，并由此导致区域农作物及粮食中重金属含量超过人类安全食用标准。
综述了土壤环境中重金属的赋存形态和生物有效性，并阐述了影响重金属形态的土壤因素。
关键词土壤；重金属；形态；生物有效性中图分类号 S158.4文献标识码A文章编号1007-5739（2008）12-0178-03重金属是一组对生态环境和人类健康带来诸多潜在风险的元素群，有关重金属在地表环境中的迁移、转化、传输一直是近年来诸多学科领域里的研究重点和热点之一。
大量文献报道了受重金属污染的土壤，上面生长的作物和蔬菜中重金属含量高于未污染土壤[1，2]，通过食物链作用，污染土壤中大量的重金属向人体转移，并由此带来一系列的健康风险。
因此，人们对重金属在土壤中的环境行为及其在土壤—植物系统的传输十分关注。
土壤pH和Eh、土壤可溶性有机物及根际环境等诸多因素都影响着土壤中重金属的有效性，这些方面已有很多的文献报道[3-10]。
目前关于土壤中重金属形态对植物有效性的综述文献很少。
因此，本文就重金属赋存形态对植物的影响以及影响重金属形态的土壤因素进行综述。
1土壤和植物中重金属含量很多研究报道了矿区大米、玉米、小麦等粮食及蔬菜可食部分汞含量超过食品卫生标准的现象。
通过食物链传递，重金属元素对整个生态系统和人体健康造成威胁。
比如湘西某铅锌矿区稻根中Pb蓄积量为379.4μg/g，稻米Pb含量达到0.853μg/g，超过国家食品卫生标准（GB2762?蛳2005，0.020μg/g）；水稻植株内还蓄积有Hg、Cd等元素。
对根际土壤的研究发现，矿区土壤中Pb、Cd、Hg的平均含量分别为875±619.81μg/g、10.70±9.90μg/g、4.25±3.37μg/g、62.24±39.28 μg/g，分别超过国家规定的土壤环境质量二级标准的2.9、35.7、8.5、2.5倍。
浅谈铬在土壤中吸附特性与赋存形态研究
浅谈铬在土壤中吸附特性与赋存形态研究摘要：近年铬污染事件频繁发生，造成越来越多的铬进入到土壤环境中，土壤铬污染现场日益突出。
由于铬进入土壤中会发生吸附解吸行为，而且形态也会变化，因此对铬在土壤中的吸附解吸行为和赋存形态的研究可以使人们了解铬在土壤中的迁移转化状态，可为铬污染土壤治理技术的研究提供一定理论依据。
该文对铬在土壤中的吸附特性与赋存形态进行浅谈。
关键词：铬土壤吸附-解吸赋存形态近年铬污染事件频繁发生，2011年云南曲靖发生的非法转移铬渣5000余t的事件震惊全国，另有28.84万t铬渣在没有做任何防护措施下露天堆放，当地的土壤和水体均受到铬渣的污染。
越来越多的铬进入到土壤环境中，土壤铬污染现场日益突出。
铬进入土壤中会发生吸附解吸行为，而且形态也会变化，因此对铬在土壤中的吸附解吸行为和赋存形态的研究可以使人们了解铬在土壤中的迁移转化状态，可为铬污染土壤治理技术的研究提供一定理论依据。
该文对铬在土壤中的吸附解吸特性与赋存形态进行浅谈。
1 铬在土壤中的吸附理论铬进入到土壤中最先发生的反应过程就是吸附作用，铬以溶液的形式存在时，迁移性较强，生物活性也较大，可能在土壤中发生扩散、迁移等过程，但是已经被土壤吸附的铬较难发生这种情况。
由于铬在土壤溶液中存在三价和六价两种价态，三价铬离子在土壤溶液中主要以Cr（H2O）63+及其水解产物Cr（H2O）5（OH）2+、Cr（H2O）4（OH）2+、Cr（H2O）（OH）30、CrO2-等形式存在[1]，在pH较低时，Cr（Ⅲ）主要以阳离子形式存在。
土壤对Cr（Ⅲ）的吸附作用主要发生在pH 2～6范围内，是带负电荷的土壤无机胶体和有机胶体对阳离子的吸附。
这种吸附是由静电引力产生的非专性吸附。
六价铬离子以CrO42+、HCrO4-、Cr2O72-形式存在，带正电荷的土壤胶体可以与之交换吸附[2]，土壤对Cr（Ⅵ）的吸附主要为专性吸附[3]。
2 铬在土壤中吸附-解吸的影响因素研究土壤是一个极为复杂的体系，在不同的土壤中铬所表现出来的吸附行为也有所不同。
酸雨淋溶条件下赤泥中重金属在土壤中的迁移特性及其潜在危害
摘要：为探讨在气候特征较特殊区域的赤泥堆场溃坝后，赤泥中重金属对土壤及地下水的影响，以我国普遍存在的联合法赤泥为研究对象开展土柱模拟实验。
结果表明：赤泥经酸雨淋溶后，溶出的As 、Cr 、Cd 、V 、Mo 5种重金属主要累积在表层（0~20cm ）土壤中，平均浓度分别达到17.71、42.31、0.79、57.77、29.76mg ·kg -1，与原始浓度相比分别增加了5.83、1.36、2.21、2.34、1.89倍；Pb 与Zn 在0~60cm 深度土壤累积明显，平均浓度分别达到18.67、58.52mg ·kg -1，分别增加了8.76、3.86倍，Cu 、Ni 在土壤中含量有微量增加，累积现象不明显；赤泥经酸雨淋溶后，As 、Ni 酸可提取态平均占比较高，可迁移性强，Cu 、Cr 、Mo 主要以可氧化态和可还原态存在，Pb 、Zn 、V 主要以可还原态存在，具有较大的潜在迁移性；渗滤液中仅检出较低浓度的Mo 、V 、Pb 、Cu ，说明赤泥经酸雨淋溶后，溶出的重金属主要滞留在土壤中，对土壤造成较大的潜在危害。
关键词：赤泥；酸雨淋溶；土柱；重金属迁移；赋存形态中图分类号：X758文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2017）01-0076-09doi:10.11654/jaes.2016-0965Migration characteristics and potential hazards of heavy metals from bauxite residue to soil under simulated acid rainLIU Ji-dong 1,2,REN Jie 1,3,CHEN Juan 1,LIU Xiao-lian 1,2,XU Gang 2,WU Ming-hong 2,DU Ping 1*（1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing100012,China;2.College of Environmental and Chemical Engineering,Shanghai University,Shanghai 200444,China;3.Beijing Normal Uni -versity,College of Water Science,Beijing 100875,China ）Abstract ：To understand the influence of heavy metals from combined bauxite residue on soil and groundwater,the migration characteristicsof which were investigated using soil column experiments.Results showed that dissolved As,Cr,Cd,V,Mo accumulated mainly in the surface layer （0~20cm ）soil with the average concentration 17.71,42.31,0.79,57.77,29.76mg ·kg -1,respectively after leaching withacid rain （compared with the original concentration,increased by 5.83,1.36,2.21,2.34,1.89times,respectively ）.Pb and Zn accumulatedsignificantly in the 0~60cm depth soil with the average concentration 18.67mg ·kg -1and 58.52mg ·kg -1（8.76times and 3.86times,re -spectively ）.And Cu,Ni accumulated insignificantly in soil.Considering the heavy metal chemical speciation,As,Ni indicated greater mi -gration risk for the highly acidic soluble fraction in soil.Cu,Cr,Mo in soil were mainly associated with oxidizable fraction and reducible fraction,and Pb,Zn,V were mainly reducible fraction,indicating higher potential mobility.Mo,V,Pb,Cu only detected in lower concentra -tions in the leachate,which ellucidating that the dissolved heavy metals mainly retained in soil.Keywords ：bauxite residue;acid rain leaching;soil column;heavy metal migration;speciation收稿日期：2016-07-25作者简介：刘继东（1991—），男，河南信阳人，硕士研究生，从事尾矿重金属污染控制研究。
土壤中重金属存在形态
土壤中重金属存在形态土壤里的重金属啊，可不是只有一种存在的样子，就像人在不同场合会有不同的状态一样。
先说说可交换态吧。
这就好比是住在旅店的客人，很容易就搬走。
在土壤里，可交换态的重金属就附着在土壤颗粒表面，就像那些客人暂时住在旅店房间里。
我记得有一次去乡下亲戚家，他们家那块地旁边有个小工厂。
后来发现那块地里的庄稼长得不太好，一查才知道是土壤里有重金属污染，而且部分重金属是可交换态的。
这种形态的重金属很容易被植物吸收，就像旅店客人很容易退房走人一样。
植物在生长过程中，根就像一个个小手，很容易就把这些可交换态的重金属拉进自己身体里，这对植物可不好了。
还有碳酸盐结合态。
这就像是住在合租屋里的人，虽然相对稳定一点，但也不是特别牢固的状态。
在土壤里，这种形态的重金属和碳酸盐结合在一起。
如果土壤的酸碱度发生变化，就像合租屋的一些条件改变了，这些重金属可能就会被释放出来。
比如说下了酸雨，土壤变酸了，碳酸盐结合态的重金属就可能会脱离出来，然后又变成像可交换态那样容易被植物吸收或者跑到别的地方去。
铁锰氧化物结合态的重金属呢，就像是住在那种有点安全措施的房子里的人。
这种形态的重金属和土壤里的铁锰氧化物结合得比较紧密。
就像房子有了门锁一样，相对比较难出来。
不过要是土壤环境发生比较大的变化，比如说土壤里的氧气含量或者氧化还原电位改变了，这就像有人把房子的锁给弄坏了，这些重金属也会跑出来捣乱。
有机结合态的重金属就像是住在豪华公寓里的人，和土壤里的有机物结合得很紧密。
这就好比豪华公寓的设施齐全，住的人就很稳定。
一般情况下，这种形态的重金属不太容易出来活动。
但是如果土壤里的微生物大量繁殖或者死亡，就像公寓周围突然来了很多人或者发生了什么大事，微生物会分解有机物，这样有机结合态的重金属也可能会被释放出来。
残渣态的重金属就像是住在城堡里的人，是最稳定的。
这种重金属被包裹在土壤的矿物残渣里，就像城堡的城墙很坚固一样。
正常情况下，它们几乎不会出来，对环境和植物的影响也最小。
土壤中重金属的赋存形态
土壤中重金属的赋存形态1. 昨天在土壤实验室里，我遇到了一位有趣的老师，他正在研究土壤里的重金属。
我好奇地问："老师，重金属在土壤里是怎么存在的啊？"老师笑着说："小朋友，这个问题问得好，我来给你讲个有意思的故事。
"2. "你可以把土壤想象成一个热闹的小区，重金属就像是住在这里的居民。
有的重金属性格活泼，像水溶性那样，随时准备搬家；有的则安分守己，像残渣态那样，牢牢地扎根在原地。
"3. 老师拿起一把土壤继续说："看这里，可交换态的重金属就像是坐在沙发上看电视的居民，随时可能换个地方；而碳酸盐结合态的重金属则像是签了长期租约的租客，相对稳定一些。
"4. "哇，这么说重金属还挺有意思的！"我惊叹道。
老师接着解释："铁锰氧化物结合态的重金属就更有趣了，它们就像是和物业公司签了合同的业主，和周围的环境关系特别密切。
"5. 老师拿出了几个土样，指着说："你看这些土壤，有的偏酸性，有的偏碱性，就像不同的小区环境。
在酸性环境下，某些重金属会变得特别活跃，就像熊孩子一样到处乱跑；而在碱性环境中，它们就会变得安静下来。
"6. "那有机结合态的重金属呢？"我追问道。
"啊，这个更有意思了！"老师兴奋地说，"它们就像是和小区里的花草树木成了好朋友，形成了稳定的关系，不轻易分开。
"7. 老师还告诉我："这些不同形态的重金属会相互转化，就像居民搬家一样。
环境条件改变时，比如下雨了、土壤酸碱度变了，它们就会改变自己的存在形式。
"8. "那这些重金属对植物有影响吗？"我问道。
老师说："当然有啦！水溶性和可交换态的重金属最容易被植物吸收，就像外卖一样，随叫随到；而结合态的重金属就没那么容易被吸收了，得等特定条件才行。
土壤根系土壤重金属形态特征研究
土壤根系土壤重金属形态特征研究对冶炼区中重金属Sb、As、Pb、Zn、Cu、Cd进行了赋存形态分析。
为进一步分析Sb、As等重金属从土壤进入到农作物体系的迁移机理提供基础依据。
标签：根际土壤；重金属形态；生物有效性近年來，越来越多的土壤受到重金属污染。
就世界范围来看，全世界每年平均排放汞115万t，锰1500万t，铜340万t，铅500万t，镍100万t。
据估计，我国受重金属污染的耕地面积已达到2000万hm2，约占耕地面积的1/5，每年因为土壤污染而减产粮食1000多万t，另外还有1200万t粮食重金属超标，二者的直接经济损失达200多亿元[1]。
冶炼厂是土壤重金属的一个重要来源，其生产过程中排放的大量有毒有害物质通过大气沉降、废渣渗滤和污水灌溉进入土壤，致使周边土壤受到不同程度的污染[2，3]。
土壤重金属含量污染不但影响种植作物的产量与品质，还通过食物链对动物和人体产生危害[4]。
而且也是影响大气和水环境质量的重要污染源。
因此，其成为当今环境科学领域的研究热点[5]。
1 研究区域及冶炼厂概况本文所研究的冶炼厂位于广西西北部河池市金城江区，北纬108°02′，东经24°42′，海拔180～210m，附近有江辽、江叶、上屯、下屯4个村落。
冶炼厂三面环山，背靠将军山，南临乾独大山，西南方向为一无名山。
由于锑冶炼厂位于山间谷地，地形闭塞，废气烟尘往往难以扩散，易在局部富集、沉降，造成冶炼厂周围环境污染更加严重，引起树木枯死，农作物欠收，对人体健康也有很大危害。
冶炼厂的冶炼矿石主要是辉锑矿（Sb2S3）、辉锑铁矿（FeSb2S4）、斜硫锑铅矿（Pb5Sb8S17）等，主要产品为锑铜合金、铅铋合金、铅锑有价金属、锑白焦锑酸钠。
冶炼区土壤中水溶态的金属元素，除了因淋滤作用发生迁移扩散外，还有一部分则主要被生长的农作物根系所吸收，进而传输到农作物地上部分。
通过对冶炼区农作物中Sb、As等重金属含量的研究，可分析Sb、As等重金属在农作物体中的分布特征，亦可为进一步分析Sb、As等重金属从土壤进入到农作物体系的迁移机理提供基础依据，同时有助于探寻锑冶炼区环境中的适生农作物。
稻田土壤重金属赋存形态_运移规律及灌溉的影响
土壤重金属污染在各国均有发生，是世界各国普遍关注 的环境问题之一。它不仅通过径流和淋洗作用恶化水环境， 而且通过食物链传递与富集等途径危及人类的生命和健康 等［1］。近年来，粮食作物尤其是水稻的重金属污染在世界各 国引起广泛关注。水稻对土壤重金属的吸收、分布和富集取 决于其有效性和运移能力［2］。灌溉模式的改变导致稻田土 壤理化性质、水稻生长规律等一系列变化，引起重金属在土 壤中的运移、赋存形态、生物有效性以及水稻吸收分布富集 等发生变化，使得重金属在作物吸收、渗漏淋失和地表径流 等方面产生差异［3 －4］。因此，重金属在土壤中的运移及其赋 存形态的研究，将为揭示不同灌溉的水稻对土壤重金属的吸 收、分布、富集规律及其机理提供依据。 1 土壤重金属赋存形态及其影响因素
第16章 土壤重金属污染化学简化版
(2)专性吸附 在有常量(或大量)浓度的碱土金属
或碱金属阳离子存在时，土壤对痕量浓度(二者
浓度相差3~4数量级以上)重金属阳离子的吸附作
用称为专性吸附。专性吸附是由土壤胶体表面与
被吸附离子间通过共价键、配位键而产生的吸附，
因此亦称选择吸附。
重金属离子可被铝、铁、锰的水合氧化物表面牢固
在多种重金属离子中，以Pb、Cu和Zn的专
性吸附能力最强。
土壤中各种胶体对重金属的专性吸附影响极
大，以Cu2+为例，土壤中各类胶体的吸附顺序
为：氧化锰＞有机质＞氧化铁＞伊利石＞蒙脱
石＞高岭石。因此，土壤胶体中对吸附贡献大
的除有机质外，主要是锰、铁等氧化物。
三、主要重金属在土壤中的积累 和迁移转化
腐殖质土壤＞重壤质土壤＞壤质土＞砂质冲积土。
因此镉的吸附与土壤中胶体的性质有关。
pH值升高，土壤对镉的吸附量增加。
如： pH=4时，土壤中镉的溶出率超过50%， 当pH达到7.5时，镉就很难溶出； pH＞7.5时，94%以上的水溶态镉进入土壤中，这时 的镉主要以黏土矿物和氧化物结合态及残留态形式 存在。
E、砷（As）
水溶性砷主要为AsO43－、H AsO42－、
H2AsO4－、 AsO33－、H2AsO3－等阴离子。 土壤中水溶态砷极少，一般只占土壤全砷量 的5％-10%。土壤中的砷大部分为胶体吸附 或与有机物配位、螯合，或与土壤中的铁、 铝、钙、镁等离子结合，形成难溶性砷化物， 或与铁、铝等氢氧化物形成共沉淀。
E、砷（As）
土壤中砷的本底值一般在0.2-40mg/kg之间，
我国土壤平均含砷量约为9mg／kg，而受砷污 染的土壤，含砷量可高达550mg／kg。土壤砷 的污染主要来自化工、冶金、炼焦、火力发电、 造纸等工业排放的三废，以及含砷农药的施用。
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（土壤中重金属存在形态的研究方法）
一 土壤重金属污染现状
目前，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨， Cu 340万吨，Pb 500万吨，Mn 1500万吨，Ni 100万吨。我国受镉、砷、铬、铅等重金属污 染的耕地面积近2000万hm2,约占总耕地面积 的1/5。
二 来源
•Cancès采用土柱-DMT技术结合NICA-Donnan、CDMUSIC 模型对土壤中金属离子形态进行分析，认为土 壤溶液中Cd、Zn主要为易迁移的自由水合离子，Cu、 Pb形态则主要由溶解有机质(DOM)控制，土壤固相中Cd、 Zn、Pb形态则由有机质、铁锰氧化物、富锌矿物控制。
四 结语
具有预见性的模式计算方法与实验分离和测 定方法的结合是形态分析手段的趋势。
1.3表面分析技术
2、重金属的形态分离
2.1固相(土壤/沉积物)重金属的形态分离：Tessier法， BCR法，其它提取法（超临界流体提取(SFE)、微波辅助 提取(MAE)、加速溶剂提取(ASE)、超声提取(USE)）
2.2液相重金属的形态分离：高效液相色谱(HPLC)，气 相色谱(GC)，毛细管电泳(CE)，联用技术，其它分离方 法（道南膜技术(Donnan Membrane Technique，DMT)）
fertilizer bin. Environmental pollution, 2001, 113: 35-40.
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3、痕量重金属测定技术
原子吸收光谱(AAS)：火焰(FAAS)、冷蒸气(CVAAS)、 氢化物发生(HGAAS)、石墨炉(GF-AAS)、电热(ETAAS) 等类型 原子发射光谱(AES) 原子荧光光谱（AFS） ICP-MS
4、模型方法
•遗传算法(GA)可对水体中富里酸、SO42-存在条件下 Pb2+的化学形态进行模拟计算。
土壤重金属
溶解态（土壤溶液）
价态和化合态
颗粒态（土壤固相）
结合态
水溶态、交换态、吸附态、有机结合态、松结有 机态、紧结有机态、碳酸盐态、无定型氧化锰结 合态、无定型氧化铁结合态、晶型氧化铁结合态、 硫化物态和残渣态等多种形态。
1、化学形态的分析
1.1电化学方法：溶出伏安法、脉冲极谱法、单 扫描极谱法以及新极谱法； 1.2同位素方法
参考文献
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土壤中重金属的浓度受自然成土条件和人为 活动的双重影响。通常条件下，自然土壤中重 金属的浓度较低，但近数十年来，人为活动大 大加剧了土壤中重金属的积累。
大气自然沉降及降水
污水灌溉、 污泥施肥
重金属污染的土壤
金属矿山酸 性废水
农用物资的 Biblioteka 合理使用固体废弃物三 土壤重金属赋存形态研究
根据元素在样品中的稳定程度将其分为稳定态 和不稳定态； 根据元素在溶液中的电化学活性分为活性态和 非活性态。