题目

重金属在土壤中的含量为多少时会对人类的健康产生危害?

提问时间：2020-11-03

答案

土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象.重金属是指比重等于或大于5.0的金属,如Fe、Mn、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等；As是一种准金属,但由于其化学性质和环境行为与重金属多有相似之处,故在讨论重金属时往往包括砷,有的则直接将其包括在重金属范围内.由于土壤中铁和锰含量较高,因而一般认为它们不是土壤污染元素,但在强还原条件下,铁和锰所引起的毒害亦引起足够的重视.
土壤一旦遭受重金属污染就很难恢复,因而应特别关注Cd、Hg、Cr、Pb、Ni、Zn、Cu等对土壤的污染,这些元素在过量情况下有较大的生物毒性,并可通过食物链对人体健康带来威胁.
1、重金属的土壤化学行为
进入土壤中的重金属的归宿将由一系列复杂的化学反应和物理与生物过程所控制.虽然不同重金属之间某些化学行为有相似之处,但它们并不存在完全的一致性.当它们加入土壤后,最初的可动性将在很大程度上依赖添加重金属的形态,也就是说这将依赖于金属的来源.在消化泥污中,与有机质相缔合的金属占有相当大的比例,仅有一小部分以硫化物、磷酸盐和氧化物而存在.熔炼厂的颗粒排放物含有金属氧化物；燃烧石油时,铅以溴代氯化物形式排出,但在大气和土壤中容易转化为硫酸铅和含氧硫酸铅.由于形态的不同,进入土壤中的金属离子的形态和量也很不相同,并直接影响重金属在土体的迁移、转化及植物效应.
在不同土壤条件下,包括土壤的重金属类型、土地利用方式（水田、旱地、果园、林地、草场等）,土壤的物理化学性状（土壤的酸碱度、氧化还原条件、吸附作用、络合作用等）的影响,都能引起土壤中重金属元素存在形态的差异,从而影响重金属的转化和作物对重金属的吸收.
1）土壤氧化-还原条件与重金属的迁移转化：土壤是一个氧化-还原体系,土壤水分状况,土壤中有机质和硫的含量都处于动态变化之中.土壤中的氧化还原体系是一个由众多无机的和有机的单质氧化-还原体系组成的复杂体系.在无机体系中,重要的有氧体系、铁体系、硫体系和氢体系等.由起主导作用的决定电位体系控制.其中O2－H2O体系和硫体系在土壤氧化还原反应中作用明显,对重金属元素价态变化起重要作用.
（1）O2－H2O体系：土壤中的氧主要来源于大气.降水和灌溉水也可带进以部分溶解氧.在水稻田中,稻根分泌的氧以及某些藻类光合作用放出的氧气也是来源之一.
（2）H2体系：在旱地土壤中氢气是很少的,但在淹水状态下的强烈还原状态的土层中,往往有H2的积累.
O2-H2O体系和H2体系是组成土壤氧化－还原体系的两个极端体系,土壤中其它的氧化－还原体系则介于两者之间.因此,这两个体系就构成了土壤氧化-还原电位的上限和下限.
（3）硫体系：土壤中的硫以无机和有机两种形态存在,其含量一般在0.05%.在氧化条件下以硫酸盐的形式存在；在还原条件下以硫化氢或金属硫化物形式存在.
金属元素按其性质一般可以大致分为难溶性（氧化固定）元素和还原难溶性（还原固定）元素,例如,铁、锰等属于前者；镉、铜、锌、铬则属于后者.氧化-还原作用不仅会使重金属元素还发生价态变化,而且还会使重金属元素的形态发生变化.例如,在氧化还原电位低时（+100mv左右）砷酸铁可还原成亚铁形态,电位进一步降低,以致使砷还原为亚砷酸盐,增强砷的移动性.相反,土壤中铁、铝组分的增加,又可能使水溶性砷转化为不溶态砷.