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1、广东微量元素科学2008年GUANGDONGWEILIANGYUANSUKEXUE第15卷第1期文章编号:1006-446X(2008)01-0007-04重金属有效态与土壤环境质量标准制订1,212利锋张学先戴睿志(1.嘉应学院,广东梅州514015;2.中山大学环境科学与工程学院,广东广州510275)摘要:制订合适的土壤环境质量标准是评价土壤健康质量及食品安全的核心问题,而土壤重金属有效态对制定土壤环境质量标准具有重要意义。土壤重金属有效态主要指植物有效态,它与重金属形态关系密切。影响土壤重金属有效态的因素很多,主要包
2、括:土壤pH值、氧化还原电位、CEC、有机质含量、粒径组成(黏粒含量)、铁铝锰氧化物含量、植物种类、土壤微生物、土壤温度的高低、重金属来源等。化学试剂浸提法是测量重金属生物有效性的常用方法,所用化学试剂主要有三类:弱(稀)酸、络合剂和中性盐,中性盐由于对土壤pH值影响小而受到重视。我国现行土壤质量标准采用土壤重金属总量和pH两个因素为依据,但是不少学者认为,该标准仅适用于重金属有效态较高的土壤,而不能反映重金属有效态含量较低土壤的实际状况。关键词:土壤重金属;有效态;土壤环境质量标准中图分类号:X53文献标识码:A随着生活水
3、平的提高和环境污染的加剧,人们对食品安全问题越来越重视。安全的土壤才能生产出安全的食品,因此土壤环境质量和土壤健康质量的研究显得尤为重要。必须保持土壤在处于健康和洁净的状态,才能使其适用于农业生产。为此,在土壤由于人为活动而受到污染时,必须进行及时预报和适当的修复,以减轻其自身以及对大气、水和植物等的污染。从环境保护角度出发必须发展一种灵敏而合适的方法来评价土壤环境质量。对污染土壤来说,对其质量评价的最重要依据是土壤环境质量标准。因此,制订合适的土壤环境质量标准是评价土壤健康质量及食品安全的核心问题。土壤环境质量标准的制定是
4、比较复杂的问题,需要考虑的因素很多,其中主要因素是环境质[1-2]量基准,即环境污染物剂量与生物效应之间的关系,同时兼顾社会、经济、技术条件。由于土壤重金属主要是通过食物链进入人体,在食物链中植物产品所含这些元素的水平至关重要,[3]因此,土壤重金属环境质量基准首先要考虑土壤重金属对植物产品的污染,其次是它们对生[4][5-8]态环境的影响和对农作物的危害,这些危害又与它们在土壤中的生物有效态密切相关。综上,土壤重金属有效态与土壤环境质量标准有密切关系。1土壤重金属有效态及其影响因素土壤重金属的生物有效性是指其能被生物吸收利
5、用的程度。土壤重金属通过饮用水和呼吸空气进入人体的数量是很少的,主要的途径是食物链,即通过动植物食品进入人体。因此土壤重金[3,8-9]属的生物有效态主要是对植物而言的,即主要是能够被植物所利用的部分。基于上述阐述,收稿日期:2007-09-19基金项目:广东省科技计划项目(2006B13501008;2007B030103010)·7·广东微量元素科学2008年GUANGDONGWEILIANGYUANSUKEXUE第15卷第1期以下所讨论的土壤重金属有效态均指的是植物有效态。由于重金属生物有效性与重金属的形态关系很密切,
6、所以可以说凡是影响土壤重金属形态分布的因素都会影响生物有效性。归纳起来影响土壤中重金属的生物有效性的因素主要有以下几方面:(1)pH值:重金属的生物有效性与土壤的pH值密切相关。绝大多数情况下,重金属的生物有效性随pH值的降低而增加,即酸性土中重金属的生物有效性较高,中性或碱性土中重金属的生物有效性较低。(2)氧化还原电位:氧化还原电位可直接改变重金属的氧化状态,从而影响溶解,吸附/解吸,沉淀和土壤中的其它相互作用。氧化还原电位还可通过影响土壤微生物的活性来改变土壤的pH。通常来说,降低氧化还原电位可提高pH,提高氧化还原电
7、位可降低pH,pH值改变多少是由土壤的缓冲能力来决定。(3)CEC:一般认为CEC与重金属生物有效性是负相关的,即CEC越高土壤重金属生物有效性越低。其原因是由于阳离子交换容量上升,土壤对于重金属离子吸附固持作用增大,使得其有效性降低。但是CEC重金属的影响与重金属的种类有较大关系。(4)有机质含量:土壤有机质含量的多少对重金属的毒性大小影响也很重要。胶态有机质对重金属离子有很强的亲和势,所以对添加重金属的保持能力往往与有机质含量具有良好的相关性。有机质可以提供阳离子交换反应位,但它对阳离子的强亲和势是由于有机质的基团或官能
8、团与金属离子形成了螯合物和(或)络合物。有机质含量丰富的土壤由于重金属离子的络合作用降低了交换态重金属的含量,其毒性相应减小。有机质对重金属化学形态的影响因重金属种类的不同而不同。有机质对镉的化学形态分布影响较小,但对铅的形态分布有很大改变。(5)粒径组成(黏粒含量):黏粒含量较多的土壤,
