重金属在土壤中以哪些结合态形式存在并简述其环境效应 环境化学

重金属在土壤中的存在形态受其组份以及理化特性的影响，所以其存在形式特别复杂，可以分为以下几种形态 ：

1、交换态:

可进行离子交换以及专性吸附是这种形态重金属的特征。这种形态的重金属可以在阳离子的溶液中被释放出来，可以直接在土壤中被生物吸收 。 

2、碳酸盐结合态 ：

通过较为温和的酸就可以将其释放的沉淀或共沉淀的活性形态重金属，也可以称为生物有效态重金属； 

3、锰铁结合态：

在土壤氧化物中共沉淀或是专性吸附，但是在还原状态下可以被释放到土壤里。

4、残渣态：

在矿物晶格中包含的重金属形态，较难迁移和被生物利用，对于环境来说是比较安全的，只有在遇到酸、螯合剂或者微生物时才会被释放到环境中，对生态产生影响。 

5、有机结合态：

重金属在这种形态下的含量会受到土壤中有机质含量以及配位基团含量的影响，而且金属离子的外层电子轨道形态也可以影响它。

重金属在土壤中的环境效应：

重金属通过溶解、凝聚、沉降等各种反应形成的存在形态及化学性质决定了重金属在土壤中的迁移及对人体的危害程度，重金属的存在形态决定了迁移转化特点、危害程度以及污染的性质。

重金属大多数是属于具有独特的可变价态的过渡性元素，可以在一定条件下发生氧化还原反应。重金属价态不同，它的毒性和活性也不同。

扩展资料：

土壤中重金属污染

土壤中重金属污染具有普遍性、隐蔽性、不可逆性、巨大危害性等特点。

其来源广泛，既有自然来源，也有人为来源，主要包括采矿及冶炼活动、金属加工工艺、农药及肥料的不合理施用、含铅汽油的使用、电池制造产业、工业废弃物的随意堆放、污水灌溉及污泥施肥、大气沉降、电厂的运行等。

重土壤金属污染问题是如今面临的主要环境问题之一，对人类的健康产生不利影响，因此需要有经济、可靠的方法进行土壤改良。重金属污染土壤改良的主要途径有解吸溶解途径以及固化稳定途径。

生物炭是在氧气限制条件下高温( ＜ 900 ℃) 热分解生物质产生的一种富含碳、细粒度、多孔的材料。具有表面吸附的作用，并且能对土壤中重金属的生物有效性和迁移性产生影响，加之其价廉、环保等优点，生物炭在处理土壤重金属问题方面已得到越来越多的关注。

铁锰氧化物结合态是指污染物铅、或镉在土壤中有一部分以铁锰氧化物结合态形式存在。任何重金属，通常在土壤中都不是以单一形态存在的，而是以交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物及有机结合态、残渣态等多种形态存在，所有形态中的含量之和才是土壤中该种重金属的总含量。形态检测即通过逐步提取的方法获得不同形态中的该种重金属含量，从而得出总含量中不同形态的含量比例

重金属元素的化学形态区分，目前在环境化学、土壤化学和环境地球化学研究中广泛采用连续提取法，所谓连续提取法是采用有选择性的浸提剂，逐级提取沉积物以及土壤中固相组分所结合的重金属元素。目前，在环境化学研究中应用较多的是Stover（1976）的方法，而在土壤化学和环境地球化学领域应用较多的则是Tessier（1979）和Shuman（1985）方法以及在此基础上发展起来的形态分级体系。本文采用中国科学院南京土壤研究所土壤圈物质循环开放实验室提出的连续提取法程序（邵孝侯等，1994），该方法吸取了前人方法的许多优点和近年来的研究成果，特别适合于多元素等离子光谱分析（表7-1）。

表7-1 等离子体光谱多元素分析连续提取步骤

续表

在环境化学、土壤化学和环境地球化学等领域，通常把重金属元素化学形态区分为交换态、碳酸盐结合态、无定形氧化锰结合态、有机态、无定形氧化铁结合态、晶质氧化铁结合态和残余态。

1）交换态（EXC）：指位于粘土矿物或腐殖质等活性组分的交换位上的重金属元素。

2）碳酸盐结合态（CARB）：指被吸持于碳酸盐或与之形成共沉淀的重金属元素。

3）无定形氧化锰结合态（MnOX）：指吸持在无定形氧化锰或与之形成共沉淀的重金属元素。

4）有机态（O.M）：指被沉积物或土壤中有机质络合或螯合的重金属元素。

5）无定形氧化铁结合态（AFe）：指被无定形氧化铁组分吸持或共沉淀的重金属元素。从矿物学角度认识，所谓无定形氧化铁，实际上是指沉积物或土壤中的非晶态氧化铁组分。

6）晶质氧化铁结合态（CFe）：指被晶质氧化铁矿物吸持或共沉淀的重金属元素。在矿物学中，这部分重金属元素实际上是指被氧化铁矿物表面吸附或呈类质同象存在于氧化铁矿物晶格中的重金属元素。

7）残余态（RES）：指由提取上述六种化学形态重金属元素的浸提剂不能浸取，牢固结合于其他矿物（主要是一些硅酸盐矿物和硫化物矿物）晶格中的重金属元素。

---