土壤重金属形态组成

1.典型异常区土壤重金属形态组成

浙北、浙东、浙中多目标区域地球化学调查发现了一系列的区域性土壤重金属异常区，其中杭州市及其近郊、绍兴市及其近郊、宁波盆地为Cd、Hg、Pb、Cu、Zn等多种重金属的复合异常区。对这些异常的查证工作，取得了土壤重金属形态组成特征，见表5-6。

表5-6 杭州、绍兴、宁波异常区土壤Cd、Hg、Cu、Pb、Zn形态含量平均值

注：含量单位Cd、Hg为ng/g，Cu、Pb、Zn为mg/kg；样品数杭州5件，绍兴13件，宁波13件。

由表可见，尽管浙北、浙东、浙中3地区成土地质背景不同，对于某个具体的重金属元素来说，虽在各个异常区的形态含量及其占总量的比例有所不同，但在浙江地区土壤中总体形态组成是基本相似的。

1）各种形态组分中，离子交换态Cd百分比最高，弱有机结合态、铁锰氧化态占据相当比例，而残渣态占总量约1/5，是5种重金属元素中残渣态比例最低的元素。这表明Cd是现时条件下土壤中活动性最强、最容易活化进入生态食物链的有害重金属元素。

2）离子交换态Hg占总量的比例很小，而残渣态比例却很高，其次为有机结合态。由此可见，尽管土壤Hg含量较高（污染累积较为严重），由于其活动性弱，引发生态危害的可能性并不大。由于其主要赋存于比较稳定的残渣态中，土壤环境变化对土壤Hg的活化溶出的影响相对较轻。

3）Cu、Pb、Zn离子交换态占总量的比例不是很高，以Cu较低。这3种元素在土壤中主要以残渣态、弱有机结合态、铁锰氧化态存在，另外碳酸盐结合态也占据一定的比例。因此，土壤经受氧化作用、酸化作用将使土壤中一定量的Cu、Pb、Zn活化溶出，从而易于引发较为严重的生态环境效应。

2.土壤重金属形态含量的垂向变化

以宁波盆地2条土壤剖面Hg、Cd元素为例，说明土壤元素形态组成的垂向变化。Hg相态组成在垂向上的变化见表5-7。由表可见，与杭州、绍兴、宁波3个异常区表层土壤中Hg的形态组成相类似，土壤垂向剖面上残渣态Hg占绝对主导地位，尤其是在Hg全量很高的表层土壤中残渣态Hg达80%以上。从表层向深层残渣态Hg的含量及其所占总量的比例呈逐渐下降的趋势。其次为有机结合态Hg，尤其是弱有机结合态Hg的比例从地表向深层呈增长趋势。不同深度土壤中离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态Hg含量变化不大，所占比例也很小。

表5-7 宁波盆地土壤Hg形态组成垂向变化特征

注：Hg含量单位为ng/g。

由表5-8可见，与Hg元素形态组成明显不同的是，离子交换态、碳酸盐结合态Cd含量比例明显增加，而残渣态比例大大下降。且离子交换态Cd比例随深度增加而呈下降的趋势。这表明表层土壤不仅累积了高含量Cd（从其全量得到反映），而且表层土壤中Cd在整个土壤剖面上最具活动性，表层土壤以Cd的累积及其高的活性有效比例，使土壤Cd污染具有较大的生态危害风险。

表5-8 宁波盆地土壤Cd形态组成垂向变化特征

注：Cd含量单位为mg/kg。