土壤中重金属的形态

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1、41环科赵维娜X1445陈怀满主编.环境土壤学.北京.科学出版社.2005二、土壤中重金属的形态（219—223页）（一）化合物的类型（219—220页）（二）形态的操作定义（220—223页）二、土壤中重金属的形态（一）化合物的类型(Thetypeofcompound)土壤中重金属元素的迁移(Heavymetalsinsoilmigration)、转化(Conversion)及其对植物的毒害(Poison)和环境的影响程度，除了与土壤中重金属的含量有关外，还与重金属元素在土壤中的存在形态(Heavymetalelements

2、inthesoiloftheexistenceofpatterns)有很大关系。土壤中重金属存在的形态不同，其活性、生物毒性及迁移特征也不同。土壤中重金属形态的划分有两层含义，其一是指土壤中化合物或矿物的类型，例如含Cd的矿物包括CdO、β-Cd(OH)2、CdCO3、CdSO4·H2O、CdSiO3、CdSO4·2Cd(OH)2、CdSO4、Cd(OH)2、Cd3(PO4)2、CdS、2CdSO4·Cd(OH)2和土壤-Cd等，其中CdSiO3(c)、CdO(方解石)、β-Cd(OH)2(c)、CdSO4·2Cd(OH)2(

3、c)、CdSO4(c)、CdSO4·H2O(c)以及2CdSO4·Cd(OH)2(c)等矿物，由于比较容易溶解，因而可以预期它们在土壤中是不会形成的。而土壤重金属形态(Theformofheavymetalsinsoil)划分的另外一层含义系指操作定义(Operationaldefinition)上的重金属形态。Cd3(PO4)2(c)的形成较为复杂，它与控制磷酸盐浓度的矿物类型(MineralType)及pH条件有关。在低pH时，土壤中磷酸盐的浓度和Cd的磷酸矿物的形成及其溶解度(Solubility)为FePO4·2H2O

4、(红磷铁矿)和Fe(OH)3所控制；在中等pH时，为Ca3(PO4)2(磷酸三钙)、CaCO3(方解石)和CO2(g)所控制。污染重金属化合物(Heavymetalpollutioncompounds)的类型对其生态效应(Ecologicaleffects)有着明显的影响，当土壤中所含化合物的类型不同时，由于这些化合物本身性质的差异和与土壤交互作用(Soilinteraction)的不同，因而所产生的生物效应(BiologicalEffects)有可能不一样，表5-3所列不同镉化合物DTPA(二乙三胺五乙酸)提取率(Extra

5、ctionrate)的差异间接说明了这一点（夏增禄等1986）；而不同类型砷化合物的试验表明，亚砷酸盐的毒性明显高于砷酸盐，即使同为砷酸盐，由于所结合的金属阳离子的不同，毒性也有显著差异。然而，要直接区分土壤中化合物的类型是相当困难的；因而人们通常所指的“形态”为重金属与土壤组分的结合形态(Thecombinationofcomponentsofasuddenshape)，即“操作定义”，它是以特定的提取剂(Extractionagent)和提取步骤(Extractionstep)的不同而定义的。图5-1为一些重金属在土壤中的

6、结合形态，它表明不同重金属在土壤中的同一形态有着显著的差异。表5—3土壤中不同Cd化合物DTPA的提取率（％）化合物土壤中添加Cd浓度（㎎/㎏）1050100200CdCl274.053.046.251.0CdSO468.068.058.062.0CdO58.062.053.058.0CdS5.11.60.91.2CdCO33.70.70.40.15（夏增禄等1986）（二）形态的操作定义土壤中的重金属元素与不同成分结合形成不同的化学形态，它与土壤类型(Soiltype)、土壤性质(Thenatureofthesoil)、污染

7、来源与历史(Pollutionsourcesandhistory)、环境条件（Environmentalconditions）等密切相关。各种形态量的多少反映了其土壤化学性质的差异，同时也影响其植物效应（Effectofplant）。目前土壤重金属的形态分级（Theformofheavymetalsinsoilclassification）的操作定义大多根据各自研究目的和对象来确定连续提取方法。Tessier等（1979）提出的连续提取法（Continuousextraction）（表5-4）有一定的代表性。主要可分为水溶态（

8、Watersoluble）、交换态（Exchangeable）、碳酸盐结合态(Carbonate-bound)、铁锰氧化物结合态(Iron-manganeseoxidebound)、有机结合态(Organicbound)和残留态(Residualstate)。水溶态是指土壤溶