土壤中鉻的價態(tài)及形態(tài)

鉻鹽系列產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用于化工、皮革、電鍍等多種行業(yè)。我國鉻鹽的生產(chǎn)工藝多采用鉻鐵礦有鈣氧化焙燒-硫酸酸化法。長期以來，由于鉻鹽廠規(guī)模小、布點多、污染范圍廣;工藝落后、管理不善、設(shè)備陳舊老化;鉻渣排放量大、隨意排放嚴重、處理率低等問題，鉻渣的治理一直未得到有效解決，造成總量約1250萬噸土壤遭受鉻污染，危害環(huán)境的事件也頻頻發(fā)生。

1.土壤中鉻的價態(tài)

鉻在自然界中屬于多價態(tài)金屬元素，價態(tài)從-2價到+6價，但不存在游離價態(tài)，一般以Cr(III)和Cr(VI)形式存在于土壤中，有時也出現(xiàn)極不穩(wěn)定的Cr(IV)和Cr(V)兩種中間價態(tài)。土壤中的Cr(III)和Cr(VI)具有相反的化學(xué)和物理特性。進入土壤后的Cr(III)傾向于被土壤吸附固定，或在弱酸性或堿性環(huán)境下形成Cr(OH)3沉淀，故很難發(fā)生遷移，其含量一般也高于Cr(VI)，對植物的危害相對較輕。自然條件下，Cr(VI)主要以陰離子形式存在，當(dāng)pH>6.4時，主要以CrO42-形式存在，當(dāng)pH<6.4時，則以HCrO4-形式存在。Cr(VI)在全部pH范圍內(nèi)都是水溶性的，氧化性強，活性高，不易被土壤膠體吸附，遷移性強，對動植物的毒性比Cr(III)大100倍。

2.土壤中鉻的形態(tài)

土壤中鉻經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，會形成不同的結(jié)合形態(tài)。不同結(jié)合態(tài)的鉻毒性和生物利用性不同，故要想?yún)^(qū)分研究，必須選用合理的提取劑將其逐步提取出來。從20世紀70年代初至今，有關(guān)金屬不同結(jié)合形態(tài)的提取方法普遍接受的有Tessier 提出的五步提取法或改進的Tessier連續(xù)提取法、BCR(TheCommunity Bureauof Reference)三步提取法。改進的Tessier連續(xù)提取法將重金屬的結(jié)合形態(tài)分為水溶態(tài)、交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)6種。

水溶態(tài)和可交換態(tài)是指吸附在土壤礦物顆粒及其他成分表面上的重金屬，該形態(tài)下的重金屬不穩(wěn)定，易解吸，具有較大的遷移性和生物毒性。碳酸鹽結(jié)合態(tài)是與碳酸鹽結(jié)合或以碳酸鹽沉淀形式存在的重金屬，該形態(tài)易受pH影響，酸性環(huán)境下易溶解釋放而進入環(huán)境中。鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)是被Fe2O3、FeO、MnO2等包裹或形成氫氧化物沉淀的形態(tài)，該形態(tài)內(nèi)有較強的離子鍵，相對穩(wěn)定。有機物結(jié)合態(tài)是重金屬與有機質(zhì)活性基團發(fā)生鰲合作用形成鰲合態(tài)鹽類的一種形態(tài)，較穩(wěn)定，易受土壤有機質(zhì)的影響。殘渣晶格態(tài)的金屬存在于硅酸鹽、原生和次生礦物等土壤晶格中，在環(huán)境中最穩(wěn)定，可認為是惰性的。