重金属在土壤-植物体系中的

重金属污染对土壤环境与农作物的影响在现代工业发展中，重金属污染已成为不可忽视的环境问题。

重金属因其化学稳定性和毒性对环境和生物具有潜在的危害。

尤其是在农业生产中，重金属污染对土壤环境和农作物产量及质量产生着显著的影响。

首先，重金属污染会对土壤环境产生长期的影响。

重金属在土壤中积累的速度比较缓慢，但一旦进入土壤，很难被分解和移动，造成积累现象。

这种长期积累会导致土壤环境的质量下降，影响土壤的肥力和生态功能。

例如，镉和铅在土壤中积累过多会抑制土壤微生物的活性，破坏土壤的有机质分解能力，导致土壤酸化和结构松软，极大地限制了土壤的利用价值。

其次，重金属污染对农作物产量和质量有直接影响。

农作物生长过程中，重金属可以通过土壤被吸收进入植物体内，进而进入人类食物链。

重金属在植物体内的积累会影响植物的生长和发育，导致农作物产量减少。

同时，重金属对农作物的毒性也会导致农产品的质量下降。

例如，过量吸收的镉会在稻谷中积累，使其含镉量超标，对人体健康产生慢性危害，例如引发骨质疏松症等疾病。

要解决重金属污染对土壤环境和农作物的影响，需要采取一系列综合性措施。

首先，加强监测和评估工作，及时发现和控制重金属污染源。

利用先进的检测技术和监测装置，对重金属污染进行实时监测，及早发现问题，采取相应的治理措施。

其次，加强农业管理，提高土壤质量和生态功能。

采取科学合理的施肥技术，合理利用有机肥料，增加土壤的有效养分含量，提高农作物的生长能力。

此外，推广绿色农业和循环农业模式，减少化学农药和化学肥料的使用，降低对土壤环境的污染。

此外，也需要加强对农产品的安全监管。

建立健全的重金属污染防控体系，确保农产品的质量安全。

加强对农产品的采样和检测，加大力度打击和处罚偷工减料、虚报和销售含重金属超标农产品的行为。

综上所述，重金属污染对土壤环境与农作物产量和质量产生着显著的影响。

为了解决这一问题，我们需要加强对重金属污染的监测和防控，改善农业管理方式，推广绿色农业模式，并加强农产品的安全监管。

1影响重金属在土壤—植物体系中迁移的因素土壤的理化性质（PH，土壤质地，土壤的氧化还原电位，土壤中有机质含量）重金属的种类、浓度及在土壤中的存在形态,植物的种类、生长发育期（4）复合污染（5）施肥2生物富集biologicaNTRATION:指生物通过对环境（水、土壤、大气）中某种元素或难降解的物质的积累，使其在集体内的浓度超过周围环境中浓度的现象。

条件：1、污染物在环境中较稳定2生物能吸收3不易被生物转化分解的3生物放大biomagification:指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象4生物积累;生物从周围环境（水、土壤，大气）和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象5多氯联苯（PCBs）在环境中的迁移和转化：光化学分解和生物转化6持久性有机物污染物为什么能够进行远距离传输1、持久性有机污染物（POPs）具有挥发性和半挥发性有机物,易于挥发至大气中,随大气进行传输2.POPs具有稳定性（或称为持久性）,能在环境中长时间存在而不发生降解正是由于其挥发性强流动性大,并且持久性强,导致其能能在环境中持续存在并远距离传播. 7全称是Pharmaceutical and Personal Care Products，简称PPCPs药物及个人护理品:PPCPs 作为一种新兴污染物日益受到人们的关注。

PPCPs种类繁杂，包括各类抗生素、人工合成麝香、止痛药、降压药、避孕药、催眠药、减肥药、发胶、染发剂和杀菌剂等。

许多PPCPs 组分具有较强的生物活性、旋光性和极性，大都以痕量浓度存在于环境中。

兽类医药、农用医药、人类服用医药以及化妆品的使用是其导入环境的主要方式。

由于该类物质在被去除的同时也在源源不断地被引入到环境中，人们还将其称为“伪持续性”污染物。

城市污水是一种重要的资源，其处理的好坏将直接影响到人体的健康和受纳水体的水质。

5、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度 化学组成 和 性质 有关，去除方式有第一章绪论、填空 1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占__80%-90%_ 。

2、环境化学研究的对象是： 环境污染物 。

3、环境中污染物的迁移主要有 机械、物理 -化学 和生物迁移 三种方式。

4、人为污染源可分为 _工业 _、 __农业 _、__交通_、和__生活 _。

5、如按环境变化的性质划分， 环境效应可分为 环境物理 、环境化学 、环境生物 三种。

二、选择题1、属于环境化学效应的是 AA 热岛效应B 温室效应C 土壤的盐碱化D 噪声 2、五十年代日本出现的痛痛病是由 _ A 污染水体后引起的A CdB HgC PbD As 3、五十年代日本出现的水俣病是由 _B__污染水体后引起的A CdB HgC PbD As第二章大气环境化学一、填空题1、写出下列物质的光离解反应方程式：（1）NO 2+ h νNO + O （2）HNO 2 + h νHO + NO 或HNO 2 + h ν H + NO 2（3）HNO 3 + h νHO + NO 2 （4）H 2CO + h νH + HCO 或 H 2CO + h ν H 2 + CO （5）CH 3X + h ν CH 3 + X 2、大气中的 NO 2可以转化成 HNO 3 、 NO 3和 HNO 3 等物质。

3、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成 光化学烟雾的主要参与者。

4、乙烯在大气中与 O 3 的反应机理如下：CH 2（O 3）CH 2O 3 + CH 2 == CH 2H 2CO+H 2COO干沉降和湿沉降两种。

6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是：CFmCln + hv CFmCln-1 + ClCl + O3 O2 + ClOClO +O O2 + Cl7、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题中的__________ 温室效应_________ 、___臭氧层破坏__________________________ 、光化学烟雾 ___等是由大气污染所引起的。

一、影响重金属在土壤—植物体系中迁移的理化性质（一）pHpH的大小显著影响土壤中重金属离子的存在形态和土壤对重金属的吸附量。

由于土壤胶体一般带负电荷，而重金属在土壤中大多以阳离子形式存在，因此，一般来说，土壤pH越低，H+越多，重金属被解吸得越多，其活动性就越强，从而加大了土壤中重金属向生物体内迁移的数量。

如pH=4时，土壤中镉的溶出率超过50%；当pH达到7.5时，镉就很难溶出；pH>7.5时，94%以上的水溶态镉进入土壤中，这时的镉主要以粘土矿物和氧化物结合态及残留态形式存在。

Cd(OH)2 = Cd2+ + 2OH-（Ksp = 2.0×10-14）[Cd2+][OH-]2 = 2.0×10-14[Cd2+] = 2.0×10-14/ 1.0×10-14/ [H+]2log[Cd2+] = 14.3–2pH因此，[Cd2+] 随pH 值的升高而减少.反之，pH 值下降时土壤中重金属就溶解出来，这就是酸性土壤作物受害的原因。

但对部分主要以阴离子状态存在的重金属来说，则正好相反。

（二）土壤质地土壤质地影响着颗粒对重金属的吸附，一般来说，质地粘重的土壤对重金属的吸附能力强，降低了重金属的迁移转化能力。

如小麦盆栽试验结果表明，随着土壤质地的改变，即从砂壤→轻壤→中壤→重壤→粘土，麦粒对汞的吸收率呈规律性减少。

（三）土壤的氧化还原电位土壤的氧化还原电位影响重金属的存在形态，从而影响重金属化学行为，迁移能力及对生物的有效性。

一般来说，在还原条件下，很多种金属易产生难溶的硫化物，而在氧化条件下，溶解态和交换态含量增加。

但以阴离子状态存在的砷的情况正好相反。

对某些重金属来说，在不同的氧化还原条件下，不同价态的化合物的溶解性和毒性显著不同。

以镉为例，CdS是难溶物质，但在氧化条件下CdSO4的溶解度要大很多。

而实验发现镉对水稻生长的抑制与镉的溶解度有关。

（四）土壤中有机质含量土壤中有机质含量影响土粒对重金属的吸附能力和重金属的存在状态，有机质含量较高的土壤对重金属的吸附能力高于有机质低的土壤。

第一章绪论一、填空1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占8090。

2、环境化学研究的对象是：环境污染物。

3、环境中污染物的迁移主要有机械、物理-化学和生物迁移三种方式。

4、人为污染源可分为_工业_、农业_、交通_、和生活_。

5、如按环境变化的性质划分，环境效应可分为环境物理、环境化学、环境生物三种。

二、选择题1、属于环境化学效应的是AA热岛效应B温室效应C土壤的盐碱化D噪声2、五十年代日本出现的痛痛病是由_污染水体后引起的A B C D3、五十年代日本出现的水俣病是由污染水体后引起的A B C D三、问答题1、举例说明环境效应分为哪几类？2、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。

第二章大气环境化学一、填空题1、写出下列物质的光离解反应方程式：（1）2+ hν + O（2）2 + hν + 或2 + hν H + 2（3）3 + hν + 2（4）H2+ hν H + 或H2+ hν H2 +（5）3X + hν 3+ X2、大气中的2可以转化成3、3和3等物质。

3、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。

4、乙烯在大气中与O3的反应机理如下：(O3)22O3 + 22H225、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度、化学组成和性质有关，去除方式有干沉降和湿沉降两种。

6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是：+ 1 ++ O3O2 +O2 +7、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题中的温室效应、臭氧层破坏、光化学烟雾等是由大气污染所引起的。

8、大气颗粒物的三模态为爱根核模、积聚模、_粗粒子模。

9、大气中最重要的自由基为。

10、能引起温室效应的气体主要有2_、4、、_氯氟烃等。

11、11和1211的分子式分别为3和2。

12、大气的扩散能力主要受风和湍流的影响。

13、大气颗粒物按粒径大小可分为_总悬浮颗粒物、_飘尘_、降尘、可吸入颗粒物。

14、根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层_、热层和逸散层。

土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素的探究摘要：重金属在土壤—植物系统中的生物有效性及其影响因素一直是环境科学领域的重要探究课题。

本文起首概述了重金属在土壤中的来源和迁移转化过程，然后重点阐述了重金属在植物体内的吸纳、转运和积累机制。

此外，文章还探讨了土壤性质、植物物种、土壤微生物、重金属浓度和土壤管理等因素对重金属生物有效性的影响。

最后，本文对重金属生物有效性探究的将来进步方向进行了展望。

1. 引言重金属指密度大于5克/立方厘米的金属元素，例如铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）、锌（Zn）等。

在土壤-植物系统中，重金属的来源主要分为自然来源和人为排放来源。

重金属往往会通过沉积、渗漏和固体废物等途径进入土壤系统，然后被植物吸纳并积累。

由于重金属具有生物积累、生物富集和生物放大的特点，其在土壤-植物系统中的生物有效性引起了广泛的关注。

2. 重金属在土壤中的迁移转化2.1 重金属的来源重金属的来源多种多样，自然源包括岩石风化、土壤成分和自然水源等；人为源则主要来自于矿区开采、工业废弃物排放和农药施用等。

2.2 重金属的迁移转化重金属在土壤中的迁移转化主要通过溶解、吸附、迁移、沉积和析出等过程实现。

土壤的pH值、有机质含量、土壤粒径、土壤微生物和环境因素等都会对重金属的迁移转化过程产生影响。

3. 重金属在植物体内的吸纳、转运和积累机制3.1 植物对重金属的吸纳植物根系通过根毛、根尖和根皮等结构对土壤中的重金属进行吸纳，重金属离子则通过活跃传输和被动扩散的方式进入植物体内。

3.2 重金属在植物体内的转运和积累植物体内的转运和积累是重金属在土壤-植物系统中生物有效性的关键环节，主要通过根部与地上部的运输和分配来实现。

在植物体内，重金属会与蛋白质和有机酸等结合形成络合物，被运输到地上部的各个组织。

4. 影响重金属生物有效性的因素重金属在土壤-植物系统中的生物有效性受到浩繁因素的影响，包括土壤性质、植物物种、土壤微生物、重金属浓度和土壤管理等。

重金属污染对农作物生长的影响在现代工业化社会中，重金属污染已经成为一个严重的环境问题。

重金属污染指的是镉、铬、汞、铅等重金属元素在环境中的积累，对人类及生态系统产生危害。

这些重金属物质对农作物生长也有明显的影响。

本文将探讨重金属污染对农作物生长的种种影响，并提出可能的解决方案。

首先，重金属污染对土壤的污染会直接影响到农作物的生长。

这些重金属元素通过工业废弃物的排放、化肥的滥用以及土壤自然含量等途径进入土壤。

一旦超过了一定的浓度，重金属物质将对土壤的理化性质产生改变，破坏土壤结构，影响土壤的肥力和透气性。

土壤中的重金属元素会在植物根系吸收到，并通过植物的内物流而积累在植物的各个部位中。

这将导致农作物的生理代谢紊乱，降低植物的抗病能力和产量。

有研究表明，重金属污染对稻谷、小麦等主要粮食作物的生长有明显的抑制作用。

其次，重金属污染对植物的生理特性和养分吸收有着深远的影响。

重金属污染会导致土壤的酸碱度发生变化，进而影响土壤中的氮、磷、钾等养分的有效性。

植物根系吸收养分的能力会因为重金属元素的干扰而降低，长期以往，植物将缺乏必要的营养元素，影响其正常生长和发育。

此外，重金属污染还会干扰植物的光合作用、呼吸和传导等生理过程，导致叶绿素含量下降、气孔关闭，降低了植物光合效率，从而影响农作物的生长速度和产量。

近年来，人们开始意识到重金属污染对农作物的危害，提出了一些解决方案来减轻其影响。

第一，需要加强重金属污染的监测和治理。

通过建立完善的环境监测体系，及时掌握土壤和水体中重金属元素的含量，从源头上控制重金属的排放。

此外，还需要采取一些生物修复技术，如植物吸收和累积修复、微生物降解等手段来清除土壤中的重金属污染物质。

另外，农业生产中的科学管理也能在一定程度上减轻重金属污染对农作物生长的影响。

农民需根据土壤的性质进行适宜施肥，减少化肥的使用量，避免滥用化肥引起的土壤重金属元素浓度过高。

此外，合理轮作、改良土壤结构、配置合理的农作物种植顺序也能减轻农作物暴露在重金属污染中的风险。

第四章土壤环境化学一、名词解释1、土壤环境背景值：是指在不受或很少受人类活动影响和不受或很少受现代工业污染与破坏的情况下，土壤原来固定有的化学组成和结构特征。

2、原生矿物与次生矿物：地壳中最先存在的，经风化作用后任然遗留在土壤中的一类矿物，其原有的化学组成和晶体结构均未改变。

主要的原生矿物有：石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、橄榄石、方解石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等；在土壤的形成过程中，由原生矿物转化形成的新矿物，统称次生矿物。

包括各种简单的盐类（碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和氯化物）、游离硅酸、三氧化物（R2O3•XH2O）；次生铝硅酸盐（蒙脱石、伊利石、高岭石）等。

或原生矿物是指各种岩石受到不同程度的物理风化，而未经化学风化的碎屑物，其原有的化学组成和结晶构造均未改变。

次生矿物是在岩石或矿石形成之后，其中的矿物遭受化学变化而改造成的新生矿物，其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物。

3、活性酸度：土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，通常用pH表示。

活性酸度的来源主要是CO2溶于水形成的碳酸和有机物质分解产生的有机酸，以及土壤中矿物质氧化产生的无机酸，还有施用的无机肥料中残留的无机酸，如硝酸、硫酸和磷酸等。

此外，由于大气污染形成的大气酸沉降，也会使土壤酸化，所以它也是土壤活性酸度的一个重要来源。

潜性酸度：土壤潜性酸度是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+的反映。

当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们通过离子交换作用进入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH值降低。

只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度，其大小与土壤代换量和盐基饱和度有关。

活性酸度与潜性酸度的关系：活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。

二者可以互相转化，在一定条件下处于暂时平衡状态。

土壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。

土壤胶体是H+和Al3+的贮存库，潜性酸度则是活性酸度的贮备，土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多，二者的比例，在砂土中约为1000；在有机质丰富的粘土中则可高达1×104—1×105。

重金属在土壤一植物体系中的迁移及其机制(1)土壤一植物体系土壤‘植物体系具有转化储存太阳能为生物化学能的功能，一而微量重金属是土壤中植物生长酶的催化剂；微量重金属又是一个强的“活过滤器”，当有机体密度高时，生命活力旺盛，可以经过化学降解和生物代谢过程分解许多污染物；一微量重金属可以促进土壤中许多物质的生物化学转化，但土壤受重金属污染负荷超过它所承受的容量时，生物产量会受到影响。

因此，土壤一植物系统通过一系列物理化学或生物代谢过程对污染物举行吸附、交换、沉淀或降解作用，使污染物分解或去毒，从而净化和庇护了环境。

(2)污染物由土壤向植物体系中的迁移土壤中污染物通过植物根系根毛细胞的作用堆积于植物的茎、叶和果实部分。

迁移方式：污染物由土壤通过植物体生物膜的方式迁移，可分为被动转移和主动转移两类。

(3）影响重金属在土壤一植物体系中转移的因素①植物种类、生长发育期。

②土壤的酸碱性和腐殖质的含量。

如在冲积土壤、腐殖质火山灰土壤中加入Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等元素后，观看对水稻生长的影响：Cd造成水稻严峻的生育障碍；Pb几乎无影响。

在冲积土壤中，其障碍大小挨次为Cd Zn Cu Hg Pb；在腐殖质火山灰土壤中则为Cd Hg Zn Cu Pb。

③土壤的理化性质。

a.土壤质地； b.土壤中有机质含量； c.pH普通来说，土壤pH越低，土壤中的重金属向生物体内迁移的数量越大； d．土壤的氧化还原电位土壤Eh值的变幻可以挺直影响到重金属元素的价态变幻，并可导致其化合物溶解性的变幻。

④重金属的种类、浓度及存在形态。

如CdSO4、Cd3(PO4)2和CdS三种不同形态的福在土壤中，试验发觉对水稻生长的抑制与镐的榕解度有关。

⑤重金属在植物体内的迁移能力。

(4)典型重金属在土壤的堆积和迁移转化①镉(Cd)镉对生物体和人体是非必须的元素，它在生物圈的存在，经常给生物体带来有害的效应，是一种污染元素。

a．来源地壳中福平均量为0.15mg/kg，未污染土壤中Cd主要来源于其成土母质，我国土壤的背景值为0.017~0.33mg/kg,受污染土壤中Cd主要来源于冶炼厂、电镀厂、涂料第1页共3页。

重金属在城市工业区土壤—植物环境中分布特征及污染评价摘要对某工业区大型蓄电池厂周围土壤-植物中重金属铅、锌、铜、铬、镍含量分布、迁移和累积进行了研究，并利用内梅罗综合污染评价指数法和地质累积指数法对重金属污染进行了评价，结果表明土壤中重金属铅、锌、铜、铬、镍污染具有相似的污染源和途径，蓄电池工业生产是导致工业区污染的主要原因，建议在工业区种植能对重金属污染修复和累积的超富集植物。

关键词土壤-植物；重金属；分布特征；污染评价；城市工业区近年来，城市土壤污染逐渐成了研究的热点。

工业化和城市化是造成土壤中重金属积累的重要因素，尤其是工业生产活动使得大量重金属等污染物进入了城市土壤，打破了土壤环境的生态平衡，造成了土壤的严重污染。

重金属铅、铬等作为环境激素物质，由于大型工业废气、废渣的排放，富集在土壤中，它们不是作物生长的必需元素，而是一种对植物有积累性危害的污染物质。

特别是重金属铅进入环境后不能被微生物降解，一方面在土壤中残留、富集；另一方面被作物吸收，表现出毒害效应[1，2]，进入农田生态系统的铅参与农田生态系统的物质循环，通过土壤-植物系统进入食物链，危害人体健康[3]。

然而，重金属却可以明显地示踪城市土壤的污染，许多文献都报道了来自工业活动所产生的重金属污染物对城市土壤、植物、水体的污染[4-12]。

在我国，初期的城市规划和城市功能定位满足不了现在日益加剧的城市化进程，使得这些大型的企业都被包围在现在的都市中，这样重金属的污染物就很容易随着企业的生产活动进入城市的土壤、大气、水、植物系统等环境，从而进一步危害到周围居民的健康。

因此，笔者及时就地监测和研究某市大型城市工业区——蓄电池厂周围土壤-植物中重金属的分布、污染、迁移和积累规律，从而对估计工业生产对环境影响程度、城市建设功能规划的重新定位、避免城市居民健康受到危害和进一步深入地从污染源头进行综合治理和修复重金属污染等都具有重要的意义。

1 材料与方法1.1 样品采集在调查城市工业区重点污染源的基础上，把工业区分为A、B、C、D、E等5个区，其中中心位置D为某蓄电池厂；在样区进行土壤样品采集，深度0~10cm，采用多点取样组合分析，每个区域的代表性土壤混合样品均由该区域的10个分样品组成，采集的土壤样品按照区域的划分标记为SA、SB、SC、SD和SE；并在相应的区域采集地面的草本植物，每个植物样品均由15~20株组成。