土壤中重金属元素的迁移转化1

• 如表所示，各重金属元素在土壤中的浓度具有显著差 别，在不超出表列浓度范围情况下，这些重金属元素 还不致于造成环境危害。
进入土壤的重金属在日后的走向有多个方面：
• ①吸附在土壤中，分为溶解和不溶两种状态；
• ②被植物或其他生物吸收；
• ③进入排水，随之离开土体； • ④因挥发进入大气。
三、土壤中重金属元素的迁移转化 • （一） 重金属元素在土壤中的污染特征
• （三）富集系数法
•
• •
利用含量较高的抗风化物质TiO2或Al2O3作为指 示矿物，用下式计算某一元素的富集系数：
富集系数大于1，表示该元素对土壤有污染，应予剔 除（建议富集系数小于1.5为未污染土壤）。富集系数应明 确指出为表层，因为同一母质上发育的土壤，在自然成土 过程中，土壤中某元素有可能向下淋溶、淀积。做该检验 时还应注意，同一剖面不同层次的土壤应发育于同一母质 上，才能按此法计算，否则应作钛、锆比，以确定剖面是 否为同一母质发育的土壤。
• （二）差异检验法
• • • • • • • • 也可用Fisher对比法进行t检验：
n——为样品数； Sd——为表、底土元素浓度差之标准差，
d——为表、底土某元素浓度差。 上述二式中的显著性水平P大于0.1时，差异无显著性， 表示处于背景水平；差异显著则表示该土壤表土可能或已 被污染，应予以剔除。该法适宜于区域性的土壤检验。具 体土壤则需做表层土壤与底土层土壤某一元素的比值，如 比值显著大于1者，则认为有污染.
• （二）差异检验法
• 用表、底土层间的化学元素含量的差异显著 性去判别。其方法是选出表层土样平均含量高于 底土层样平均含量的元素作为检验对象，如表土 含量大于底土含量的频率大于1／2时，可用下式 求出大值：
• • • • • • • •
n1、n2——分别为表、底土样品数； S1、S2——分别为表、底土元素的标准差， 标准差（S）的求法： Ci为某污染物的实测浓度。
（2）不同类型的重金属对作物产生的危害情况有所不同。
（3）微生物不仅不能降解重金属，相反地，某些重金属可 在土壤微生物作用下转化为金属有机化合物(如甲基汞等)， 产生更大的毒性。 （4）同种重金属，由于在土壤中存在的形态不同，其迁移 转化特点和污染性质、危害程度也不相同。
1.重金属在土壤环境中的分布特征 重金属是构成地壳的元素，在土壤环境中分布广 泛。重金属在土壤环境中存在背景值。而且由于成 土母岩、母质、成土过程等因素的差异、重金属元 素在土壤环境中的背景值存在着空间分异的特征。 2 重金属污染源
采矿和冶炼是向环境中释放重金属的最主要污染源。
煤和石油的燃烧也是重金属的主要释放源。
（3）重金属作为中心离子能够接受多种阴离子和简 单分子的独对电子，生成配位络合物；还可以与一 些大分子有机物如腐殖质、蛋白质等生成螯合物。 难溶性的重金属盐形成络合物、螯合物以后，其在 水中的溶解度可能增大，并在土壤环境中迁移。
4重金属污染的生态效应特征
（1）一般重金属对生物体产生毒性的浓度范围有的较大， 而有的则很小。
3重金属污染的化学特性
（1）过渡元素有可变价态，能在一定的幅度内发生 氧化还原反应。但是，重金属的价态不同，其活性 和毒性是不同的。 （2）重金属在环境中易发生水解反应生成氢氧化物， 也可以与一些无机酸反应生成硫化物、碳酸盐、磷 酸盐等，这些化合物的溶度积都比较小，易生成沉 淀物，在土壤中不易迁移，且积累于土壤中。
（一）平均值加标准差法
• • • • • • • • • • • •
（1）将样本排序： x1≤x2…≤xi…≤xn（n＞3） （2）求平均值。表达式： （3）求标准差。表达式：
式中：x1，x2，xi，…xn——代表土壤样品中某元素的含 量，n为样品数； s——为标准差。 ts由置信水平决定，一般选择ts等于2或3，分别对应于95
第三节 重金属对土壤的污染
土壤无机污染物中以重金属比较突出。原因在于 重金属不能为土壤微生物所分解，而易于在土壤 中积累，甚至在土壤中可能转化为毒性更大的甲 基化合物。有的通过食物链以有害浓度在人体内 蓄积，严重危害人体健康。
• 一、土壤中重金属元素的来源 • 二、土壤中重金属元素的背景值 • 三、土壤中重金属元素的迁移转化
• （四）元素相关分析法 • 根据发育在同一母质上的样品、元素之间存在 着一定相关性。该法关键是要找出一个能代表自 然含量水平（即未受污染）而又与其他元素具有 一定相关的某化学元素做依据。然后通过计算求 出相关系数。相关性好的，再求出线性回归方程， 并对回归方程建立95％的置信带（区）。处于置 信带内的样点，可认为是背景含量，落在置信带 外的，则认为含量不正常，有可能为污染造成。
一、土壤中重金属元素的来源
• 1、微量重金属元素主要来自于原生岩石，正 常发育的土壤中也会含有一定数量的重金属。 • 2、重金属的土壤污染源多数出自于人们的生 产和生活活动。 ①人类大规模的地球化学活动 ②矿物加工，部分产物或尾矿进入到土壤中； ③施用化肥，农药等
二、土壤中重金属元素的背景值
环境背景值是指环境中诸因素，如大气、水体、 土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下， 化学元素的含量及其赋存形态。 土壤环境中重金属元素背景值是指一定区域内 自然状态下未受人为污染影响的土壤中重金属元素 的正常含量。 土壤环境背景值的测定和研究是环境科学中的 一项基础工作，它能为土壤环境质量评价、污染趋 势预测、重金属在土壤中的迁移转化规律的研究提 供科学依据。
• 研究土壤背景值，首先要确定各种代表性土壤和母质 中重金属元素的自然含量。
• 已受人为污染的土壤中某种重金属元素的含量和其自 然含量相比较，就可以获得该种元素是否因人为作用 而在土壤中积累或积累量高低的基本概念。
土壤环境中重金属元素背景值检验方法主要有：
• （一）平均值加标准差法 • 平均值加标准差的方法，即在一定区域内的土壤 中用重金属元素自然含量的平均值加二倍或三倍标准 差的方法，以确定土壤是否受到重金属污染的标准。对大于平均值加二倍或三倍标准差的样品视为可疑污 染值，应予以剔除。其表达式：