文档介绍：土壤重金属化学形态的生物可利用性评价
雷鸣1,廖柏寒2*,秦普丰1
1. 湖南农业大学资源环境学院,湖南长沙 410128;2. 中南林业科技大学国际学院,湖南长沙 410004
摘要:重金属化学形态是近年来土壤化学、植物营养和环境科学研究领域的一个热点和难点,利用重金属的化学形态分布和
含量变化来评价重金属的生物可利用性,有利于全面研究重金属的危害性和治理重金属污染土壤。结果表明,水溶态和交换
态的重金属易被生物吸收利用,而残留态重金属一般不被生物利用,其它形态如碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物
结合态的生物可利用性主要取决于外界环境的变化。
关键词:生物可利用性;化学形态;污染土壤;重金属
中图分类号:X13 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2007)05-1551-06
由于工业“三废”的排放、城市生活污水和垃圾、 1 化学形态的分类及其分析方法
农业活动、及矿产开发和金属冶炼,造成大量的重所谓化学形态,Stumm认为是某一元素在环境
金属元素在土壤中积累。重金属进入土壤后,与土中以某种离子或分子存在的实际形式[7]。我国学者
壤中的矿物质(主要是粘土矿物和硅酸盐矿物)、有汤鸿霄认为:形态实际上包括价态、化合态、结合
机物(主要是植物生理代谢的产物,如腐植酸等)及态和结构态4个方面,分别表现出不同的生物毒性
微生物发生吸附、络合和矿化作用,伴随着能量的和环境行为[8]。由于土壤中重金属的存在形态比较
变化,导致重金属元素的赋存形式的改变以及时空复杂,自二十世纪的七八十年代以来,许多学者对
迁移变化。从土壤物理化学角度来看,土壤中不同土壤重金属的各个形态的分级和提取剂的选择两
形态的重金属处于各自不同的能量状态,它们在适个方面进行了大量的研究[9],由于不同的研究从不
当的环境条件下是可以相互转化的,重金属的形态同的研究目的和研究对象出发,采用的形态分析方
是决定其对生物有效性的基础[1]。研究表明,某一法也有所不同。当前主要采用连续提取法
重金属在土壤中的总量并不能真实评价其环境行(Sequential extraction procedures)来研究土壤重金
为和生态效应,而重金属在土壤中的形态含量及其属存在的化学形态,这种方法是用不同化学性质的
比例才是决定其对环境及周围生态系统造成影响提取剂逐步提取环境样品中不同相态的重金属元
的关键因素[2-4]。目前,土壤中重金属形态研究方素的方法。该方法最大特点是用几种典型的提取剂
法主要有化学形态分析法和生物有效性分析法。化替代自然界中数目繁多的化合物,模拟自然条件下
学形态分析法是指利用反应性不断增强的化学试重金属与周围环境发生的各种反应,将非常复杂的
剂将土壤重金属分为不同活性的结合态,从而评估问题得以简化。虽然按操作定义的分级提取方式存
重金属的移动性和生物有效性;生物有效性分析法在两个根本性的问题,即所用提取剂缺乏选择性与
是通过分析被生长在污染土壤的生物所吸收的重提取过程中痕量元素的再吸收及再分配[6],但是各
金属的浓度,研究不同形态重金属被生物吸收或在种模拟实验结果表明,连续提取法能够以较高的准
生物体内积累的过程[5]。化学形态分析法是生物有确度和精密度将土壤中各形态的重