镉的迁移转化

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。

土壤中重金属镉的迁移转化由于土壤的强吸附作用，镉很少发生向下的再迁移而累积于土壤表层，在降水的影响下，土壤表层的镉的可溶态部分随水流动就可能发生水平迁移，进入界面土壤和附近的河流或湖泊而造成次生污染土壤中水溶性镉和非水溶镉在一定的条件下可相互转化，其主要影响因素为土壤的酸碱度氧化- 还原条件和碳酸盐的含量。

与铅铜锌砷及铬等相比较，土壤中镉的环境容量要小得多，这是土壤镉污染的一个重要特点。

铅的迁移转化铅是人体的非必需元素土壤中铅的污染主要来自大气污染中的铅沉降和铅应用工业的三废排放土壤中铅的污染主要是通过空气水等介质形成的二次污染铅在土壤中主要以二价态的无机化合物形式存在，极少数为四价态多以 2)(PbOH、3PbCO或243)(POPb等难溶态形式存在，故铅的移动性和被作物吸收的作用都大大降低在酸性土壤中可溶性铅含量一般较高，因为酸性土壤中的 H+ 可将铅从不溶的铅化合物中溶解出来植物吸收的铅是土壤溶液中的可溶性铅绝大多数积累于植物根部，转移到茎叶种子中的很少。

植物除通过根系吸收土壤中的铅以外，还可以通过叶片上的气孔吸收污染空气中的铅。

铬的迁移转化铬是人类和动物的必需元素，但其浓度较高时对生物有害土壤中铬的污染主要来源于铁铬电镀金属酸洗皮革鞣制耐火材料铬酸盐和三氧化铬工业的三废排放及燃煤污水灌溉或污泥施用等土壤中铬通常以四种化合形态存在，两种三价铬离子3Cr 2CrO，两种六价铬阴离子Cr2O7和Cr2O4其中3)(OHCr的溶解性较小，是铬最稳定的存在形式，而水溶性六价铬的含量一般较低，但六价铬的毒性远大于三价铬的毒性土壤中的有机质如腐殖质具有很强的还原能力，能很快地把六价铬还原为三价铬，一般当土壤有机质含量大于 2 时，六价铬就几乎全部被还原为三价铬[7-9] 由于土壤中的铬多为难溶性化合物，其迁移能力一般较弱，而含铬废水中的铬进人土壤后，也多转变为难溶性铬，故通过污染进入土壤中的铬主要残留积累于土壤表层铬在土壤中多以难溶性且不能被植物所吸收利用的形式存在，因而铬的生物移作用较小，故铬对植物的危害不像 Cd、Hg等重属那么严重有研究结果表明，植物从土壤溶液吸收的铬，绝大多数保留在根部，而转移到种子果实中的铬则很少。

海洋环境中重金属的迁移与转化重金属是指密度大于等于5g/cm³的金属元素，如汞、铅、铬、镉等。

它们的存在对海洋环境中的生态系统和生物多样性产生了深远的影响。

本文将探讨海洋环境中重金属的迁移与转化机制，以及对环境和生物的潜在影响。

一、重金属的来源重金属的来源多种多样，主要包括工业废水、农业农药、矿产开采和大气沉降等。

这些重金属经过排放和泄漏进入海洋环境，成为海洋系统的潜在污染源。

二、重金属的迁移与转化重金属在海洋环境中经历多种迁移与转化过程。

其中，溶解状态和颗粒态是两种主要形式。

1. 溶解态迁移与转化溶解态重金属主要以有机和无机形式存在于海水中。

其迁移与转化受到溶解度、络合反应、沉降和再悬浮等因素的影响。

有机物的存在会促进重金属的络合形成胶状颗粒，从而影响重金属的生物有效性。

2. 颗粒态迁移与转化颗粒态的重金属主要以悬浮粒子的形式存在。

它们的迁移与转化受到水体运动、沉积作用、颗粒形态和化学性质等因素的影响。

颗粒态重金属可以通过沉降沉积于底栖生物的生境中，进而影响海洋生态系统的结构和功能。

三、环境中重金属的生物效应海洋环境中的重金属对生物产生潜在的毒性影响。

它们可以通过积累和生物放大作用逐级转化，最终进入人体食物链。

重金属对海洋生物的影响主要通过氧化应激、细胞毒性和基因毒性等途径实现。

当海洋生物受到重金属的暴露时，可能引发代谢紊乱、生殖障碍、免疫抑制和发育异常等不良影响。

四、减少重金属污染的方法为了保护海洋环境和生态系统，必须采取有效的措施减少重金属污染的发生和传播。

以下是一些可行的方法：1. 排放控制：建立严格的排放标准，对工业废水和农药进行监测和限制，避免过量排放。

2. 废弃物管理：加强废弃物的分类处理，特别是针对含有重金属的产业废弃物，选择合适的处理技术。

3. 环境监测：建立完善的海洋环境监测网络，对重金属进行实时监测，及时发现异常情况并采取相应的措施。

4. 生态修复：采用生态修复技术，如植物吸附和海洋湿地的建设，有助于减少重金属的迁移和转化。

大气中重金属的迁移与转化机制随着工业化进程的加速，大气中重金属的排放量也在不断增加。

重金属污染对环境和人类健康产生了严重影响，因此研究重金属在大气中的迁移与转化机制至关重要。

本文将从几个方面介绍这一问题。

首先，重金属在大气中的来源多种多样。

工业生产过程中的大气排放是主要来源之一，例如铅、汞、镉等重金属在燃煤和冶炼过程中会释放出来。

此外，车辆尾气和城市垃圾焚烧等直接排放也会导致重金属进入大气。

另外，土壤和水体中的重金属通过挥发、气溶胶和颗粒物的方式进入大气。

综上所述，重金属在大气中的来源复杂多样，需要针对不同来源采取不同的监测和控制措施。

其次，重金属在大气中的迁移主要通过气溶胶和颗粒物的方式进行。

重金属物质可以与大气中的其他颗粒物结合形成复合颗粒物，而这些颗粒物可以通过降水或沉积作用来迁移到地面。

气溶胶颗粒物的迁移主要受到大气环境因素的影响，例如风速、温度、湿度等。

此外，气溶胶颗粒物对重金属的迁移也具有选择性，不同颗粒物的特性会导致重金属的迁移途径与速率有所不同。

重金属在大气中的转化机制是重要的研究内容之一。

一方面，重金属可以通过化学反应与大气中的其他物质发生转化。

例如，重金属可以与硫酸根、硝酸根等形成络合物，并在此过程中改变其形态和活性。

另一方面，重金属还可以经历生物地球化学过程的影响，例如与生物质燃烧产生的有机物质相互作用。

这些转化过程会对重金属的迁移和毒性产生重要影响，因此需要进一步的研究以更好地了解其机制。

此外，不同季节、地理位置和大气环境条件也会影响重金属在大气中的迁移与转化。

温度、湿度和风速等因素会对气溶胶颗粒物的运动和迁移起到重要调节作用。

此外，大气中的酸碱度也会影响重金属的溶解度和活性。

因此，在开展大气重金属迁移与转化机制的研究时，需要全面考虑这些因素的影响。

在监测与治理重金属污染方面，了解重金属在大气中的迁移与转化机制也具有重要意义。

通过监测大气中的重金属含量和组分，可以更准确地评估其对环境的影响和危害程度。

重金属镉(Cd)在植物体内转运途径研究进展宋瑜;马艳华;唐希望;何鑫【摘要】对Cd在植物体内的转运途径进行了综述.二价金属离子与重金属Cd离子竞争特异性离子通道会影响植物对重金属Cd的吸收,这种影响与植物基因型、土壤溶液金属离子的种类和浓度密切相关.重金属Cd在植物根部完成木质部装载后需要通过木质部和韧皮部进行长距离运输,但重金属Cd趋向于在植物根部积累,仅有一小部分会转移运往地上部.Cd的螯合形态对植物耐受性和区域化影响尚待进一步明晰和阐明.【期刊名称】《中国环境管理干部学院学报》【年(卷),期】2019(029)003【总页数】4页(P56-59)【关键词】镉;转运;竞争;区域化;木质部装载;长距离运输【作者】宋瑜;马艳华;唐希望;何鑫【作者单位】河北环境工程学院秦皇岛市农村生态环境重点实验室,河北秦皇岛066102;河北科技师范学院,河北秦皇岛 066004;河北环境工程学院秦皇岛市农村生态环境重点实验室,河北秦皇岛 066102;河北环境工程学院秦皇岛市农村生态环境重点实验室,河北秦皇岛 066102【正文语种】中文【中图分类】X173镉（Cd）是一种有毒重金属，属于植物正常生长、繁殖的非必需元素。

植物在遭受轻度Cd胁迫后会出现叶片枯黄、茎间缩短、根系生物量减少等现象，在遭受重度Cd胁迫时植物体内酶的活性、植物叶片叶绿素含量、光合作用效率都会降低，抑制对养分的吸收甚至引起植物死亡[1]。

植物各器官对重金属Cd的富集能力不同，通常是根>茎>叶>花>果实，重金属Cd可以通过植物生物富集作用进入食物链，对人体造成伤害，如引起慢性中毒和诱发癌症等[2-3]。

重金属Cd对植物产生毒害作用的关键在于其被根系吸收并运往地上部，这一系列的过程受到植物自身及其外部环境的影响，如土壤重金属Cd浓度、pH值、温度等。

重金属Cd进入植物根部时势必会受到根部外皮层、皮层、内皮层、木质部、韧皮部的影响，而重金属Cd从根部运往地上部又要通过茎木质部和韧皮部，直到进入叶片。

浅析镉在土壤中的污摘要：本文综述了土壤中镉污染的来源与危害，以及其在土壤中的存在形态和迁移转化规律，并着重介绍了镉的污染治理方法。

关键词：镉；土壤；迁移；形态；治理前言：镉是具有强毒性的重金属元素之一，而土壤又是食物链镉的重要来源，当人为因素使土壤镉显著增加时，食物链中的镉就会增加并将对人体健康产生影响。

虽然在土壤中镉的本底值比其它重金属低得多，但它是对人体健康威胁最大、影响最广的一种微量元素。

长期以来，国内外对镉污染及其环境行为十分关注。

1．镉污染来源(1)自然的镉主要来源于岩石和矿物中的本底值。

镉与铅锌矿、煤矿、磷矿有最密切的正相关关系，能在铅锌矿、含煤岩系、含磷地层周围形成镉元素高值区。

(2)人为来源的镉丰要来源于工业“三废”和含镉肥料大量施用。

工业废气是造成空气镉污染的主要来源，在偏远地区的空气中镉的含量一般低于1．Opg／mL，但在工业区周围的大气中镉的含量较高。

较高含量的镉通过降雨或沉降进入土壤，在土壤中积累。

工业废水灌溉：镉在电镀、颜料、镍镉电池工业、电视显像管制造中的应用非常广泛，随着采矿、冶炼和电镀工业的不断发展，大量的含镉废水排入河流中，用于灌溉必污染土壤。

大量的工业固体废弃物的堆积、农田施用污染的污泥、长期施用一些含镉的农用化肥也必然会造成镉在土壤中的大量沉积，造成土壤中镉的总帚增加。

2.镉污染的危害由于镉不能被土壤中微生物降解，半衰期超过20年，其污染为不可逆的积累过程；镉又是生物迁移性很强的重金属，极易被植物吸收并累积，超过一定限度不仅严重影响作物的产量、品质，而且可食部分极易通过食物链在人体内积累并危害人体健康。

镉是植物生长的非必需元素，当镉进入植物体内并积累达到一定程度时，植物就会表现出毒害症状，通常会出现生长迟缓、植株矮小、退绿、产量下降、质量下降等。

对人类而言，镉对人体健康的危害主要是污染土壤中的镉可以通过食物链进入人体造成严重的危害。

镉被人体吸收后主要分布在肝与肾中，与低分子蛋白质结合成金属蛋白。

镉一般在土壤表层0~15cm处积累。

在土壤中，镉主要以CdCO3，Cd（PO4）2，Cd（OH）2的形态存在，其中以CdCO3为主，尤其在碱性土壤中。

镉在土壤-植物系统中的迁移转化1．2．1镉在土壤环境中的存在形态镉在土壤中以水溶性镉和非水溶性镉两种形式存在。

水溶性镉常以简单离子或简单配离子的形式存在，如Cd2+、CdCl+,CdSO3，石灰性土壤中还有CdHCO3+。

非水溶性镉主要为CdS、CdCO3及胶体吸附态镉等。

其中，镉在旱地土壤中以CdCO3、Cd3(P04)2和Cd(OH)2的形态存在，并以CdCO3为主，尤其是在pH值>7的石灰性土壤中更以CdCO3居多；CdCO3形成的反应为Cd2++CO2+H2O=== CdCO3+2H+lgK=-6.07可导出土壤中为–lg[Cd2+]=-6.07+2pH+lg[CO2]可见旱地土壤中Cd2+浓度与pH呈负相关。

而镉在淹水土壤中则多以CdS的形态存在。

由于土壤对镉的吸附能力很强，土壤中呈吸附交换态的所占比例较大。

但土壤胶体吸附的镉一般随pH值的下降其溶出率增加，当pH=4时，溶出率超过50％，而当pH=7．5时，交换吸附态的镉则很难被溶出。

1．2．2镉的迁移转化由于土壤的强吸附作用，镉很少发生向下的再迁移而累积于土壤表层。

镉一般在土壤表层0~15cm处积累。

大多数土壤对镉的吸附率为80%~95%。

不同土壤吸附顺序为：腐殖质土>重壤土壤>壤质土>砂质冲积土。

因此镉的吸附与土壤中胶体的性质有关。

在降水的影响下，土壤表层的镉的可溶态部分随水流动就可能发生水平迁移，进入界面土壤和附近的河流或湖泊而造成次生污染。

土壤中水溶性镉和非水溶镉在一定的条件下可相互转化，其主要影响因素为土壤的酸碱度、氧化一还原条件和碳酸盐的含量。

1．2．3镉的生物迁移土壤中的镉非常容易被植物所吸收。

土壤中镉的含量稍有增加，就会使植物体内镉的含量相应增高。