土壤中铬的价态及形态

铬盐系列产品广泛的应用于化工、皮革、电镀等多种行业。我国铬盐的生产工艺多采用铬铁矿有钙氧化焙烧-硫酸酸化法。长期以来，由于铬盐厂规模小、布点多、污染范围广;工艺落后、管理不善、设备陈旧老化;铬渣排放量大、随意排放严重、处理率低等问题，铬渣的治理一直未得到有效解决，造成总量约1250万吨土壤遭受铬污染，危害环境的事件也频频发生。

1.土壤中铬的价态

铬在自然界中属于多价态金属元素，价态从-2价到+6价，但不存在游离价态，一般以Cr(III)和Cr(VI)形式存在于土壤中，有时也出现极不稳定的Cr(IV)和Cr(V)两种中间价态。土壤中的Cr(III)和Cr(VI)具有相反的化学和物理特性。进入土壤后的Cr(III)倾向于被土壤吸附固定，或在弱酸性或碱性环境下形成Cr(OH)3沉淀，故很难发生迁移，其含量一般也高于Cr(VI)，对植物的危害相对较轻。自然条件下，Cr(VI)主要以阴离子形式存在，当pH>6.4时，主要以CrO42-形式存在，当pH<6.4时，则以HCrO4-形式存在。Cr(VI)在全部pH范围内都是水溶性的，氧化性强，活性高，不易被土壤胶体吸附，迁移性强，对动植物的毒性比Cr(III)大100倍。

2.土壤中铬的形态

土壤中铬经过一系列复杂的物理化学反应，会形成不同的结合形态。不同结合态的铬毒性和生物利用性不同，故要想区分研究，必须选用合理的提取剂将其逐步提取出来。从20世纪70年代初至今，有关金属不同结合形态的提取方法普遍接受的有Tessier 提出的五步提取法或改进的Tessier连续提取法、BCR(TheCommunity Bureauof Reference)三步提取法。改进的Tessier连续提取法将重金属的结合形态分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态6种。

水溶态和可交换态是指吸附在土壤矿物颗粒及其他成分表面上的重金属，该形态下的重金属不稳定，易解吸，具有较大的迁移性和生物毒性。碳酸盐结合态是与碳酸盐结合或以碳酸盐沉淀形式存在的重金属，该形态易受pH影响，酸性环境下易溶解释放而进入环境中。铁锰氧化物结合态是被Fe2O3、FeO、MnO2等包裹或形成氢氧化物沉淀的形态，该形态内有较强的离子键，相对稳定。有机物结合态是重金属与有机质活性基团发生鳌合作用形成鳌合态盐类的一种形态，较稳定，易受土壤有机质的影响。残渣晶格态的金属存在于硅酸盐、原生和次生矿物等土壤晶格中，在环境中最稳定，可认为是惰性的。