土壤中重金属形态分析及其环境学意义

生态学杂志ChineseJournalofEcology2005，24(12)：1499-1502土壤中重金属形态分析及其环境学意义*韩春梅王林山巩宗强¨许华夏(中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳110016；东北大学理学院，沈阳110006)1引言摘要介绍了土壤重金属的形态及各种分析方法。重点说明了土壤中重金属形态分布及影响因素；讨论了影响土壤环境中重金属形态转化的因素，重金属形态与重金属在土壤中的迁移性、可给性、活性的关系，重金属污染土壤修复与重金属形态分布的关系。形态分析在一定程度上反映自然与人为作用对土壤中重金属来源的贡献，并反映重金属的生物毒性。重金属可以因形态中某一个或几个方面不同而表现出不同的毒性和环境行为。关键词土壤，重金属，形态，形态分析中圈分类号X171．5文献标识码A文章编号1000—4890(2005)12—1499一O4Chemicalformsofsoilheavymetalsandtheirenvironmentalsignificance．HANChunmei一．WANGLin—shanz,GONGZongqiangx，XUHuaxia(InstituteofAppliedEcology。ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China；CollegeofScience，NortheasternUniversity，Shenyang110006，China)．Chi—neseJournalofEcology，2005，24(12)：1499～1502．Thispaperintroducedthechemicalformsofsoilheavymetalsandtheiranalyticalmethods，withthefocusonthedistributionandconversionofdifferentformheavymetalsandtheiraffectingfactors．Thechemicalformsofsoilheavymetalsareofsignificanceforevaluatingtheirmobilityandbioavailability，andthepossibilityofsoilremediation，whilechemicalformanalysiscouldreflectthecontributionsofnaturalandhumanactivitiestothesourcesofsoilheavymetalsandtheirecotoxicities．Soilheavymetalscouldhavedifferenttoxicitiesanden—vironmentalbehaviorsduet0theirchemicalformconversi0n．Keywordssoil，heavymetal，chemicalform，chemicalformanalysis土壤中的重金属较难迁移，具有残留时间长、隐蔽性强、毒性大等特点，并且可能经作物吸收后进入食物链，或者通过某些迁移方式进入到水、大气中，从而威胁人类的健康与其它动物的繁衍生息[19,26]。因此治理重金属污染的河流沉积层和土壤一直是国内外瞩目的热点和难点研究课题。重金属的生物毒性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定。不同的形态产生不同的环境效应，直接影响到重金属的毒性、迁移及在自然界的循环[21,24J。土壤中重金属的形态及其转化对研究重金属的环境效应及重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。本文介绍了土壤中重金属的形态分析方法及其环境学意义。2土壤中重金属的形态及形态分析2．1重金属形态重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态和结构态四个方面，即某一重金属元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。重金属可以因形态中某一个或几个方面不同而表现出不同的毒性和环境行为，尤其是重金属在土壤和沉积层中的形态更具有重要意义，因为土壤和沉积层媒质理化性质非常复杂，和重金属可以发生多种类型的反应和作用。因此土壤和沉积层中重金属的形态分析也成为环境土壤学中的一个重要内容。对于重金属形态，目前还没有统一的定义及分类方法。常见土壤和沉积层中重金属形态分析方法有以下几种：Tessier等[33]将沉积物或土壤中重金属元素的形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁一锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态5种形态；Cambrell认为土壤和沉积物中的重金属存在7种形态，即水溶态、易交换态、无机化合物沉淀态、大分子腐殖质结合态、氢氧化物沉淀吸收态或吸附态、硫化物沉淀态和残渣态[；Shuman将其分为交换态、水*国家重点基础研究发展规划项目(2004CB418506)和国家自