(1)土壤一植物体系土壤‘植物体系具有转化储存太阳能为生物化学能的功能，一而微量重金属是土壤中植物生长酶的催化剂；微量重金属又是一个强的“活过滤器”，当有机体密度高时，生命活力旺盛，可以经过化学降解和生物代谢过程分解许多污染物；一微量重金属可以促进土壤中许多物质的生物化学转化，但土壤受重金属污染负荷超过它所承受的容量时，生物产量会受到影响。

因此，土壤一植物系统通过一系列物理化学或生物代谢过程对污染物进行吸附、交换、沉淀或降解作用，使污染物分解或去毒，从而净化和保护了环境。

(2)污染物由土壤向植物体系中的迁移土壤中污染物通过植物根系根毛细胞的作用积累于植物的茎、叶和果实部分。

迁移方式：污染物由土壤通过植物体生物膜的方式迁移，可分为被动转移和主动转移两类。

(3）影响重金属在土壤一植物体系中转移的因素

①植物种类、生长发育期。

②土壤的酸碱性和腐殖质的含量。如在冲积土壤、腐殖质火山灰土壤中加入Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等元素后，观察对水稻生长的影响：Cd造成水稻严重的生育障碍；Pb几乎无影响。在冲积土壤中，其障碍大小顺序为Cd>Zn>Cu>Hg>Pb；在腐殖质火山灰土壤中则为Cd>Hg>Zn>Cu>Pb。

③土壤的理化性质。

a.土壤质地；

b.土壤中有机质含量；

c.pH一般来说，土壤pH越低，土壤中的重金属向生物体内迁移的数量越大；

d．土壤的氧化还原电位土壤Eh值的变化可以直接影响到重金属元素的价态变化，并可导致其化合物溶解性的变化。

④重金属的种类、浓度及存在形态。如CdSO4、Cd3(PO4)2和CdS三种不同形态的福在土壤中，实验发现对水稻生长的抑制与镐的榕解度有关。

⑤重金属在植物体内的迁移能力。

(4)典型重金属在土壤的积累和迁移转化

①镉(Cd)镉对生物体和人体是非必需的元素，它在生物圈的存在，常常给生物体带来有害的效应，是一种污染元素。

a．来源地壳中福平均量为0.15mg/kg，未污染土壤中Cd主要来源于其成土母质，我国土壤的背景值为0.017~0.33mg/kg,受污染土壤中Cd主要来源于冶炼厂、电镀厂、涂料工业废水、电池、磷肥等。

b．迁移转化存在：在0~15cm土壤表层积累，主要以CdCO3、Cd3(PO4)2和Cd(OH)2的形式存在。在pH>7的土壤中分为可给态、代换态和难溶态。

吸收：根＞叶＞枝＞花、果、籽粒。蔬菜类叶菜中积累多，黄瓜、萝卜、番茄中少，福进入人体，在骨骼中沉积，使骨骼变形，导致骨痛症。

土壤pH是影响重金属迁移转化的重要因素，如：

Cd(OH)2一→Cd²⁺ 十2OH- Ksp=2.0×10^-14

[Cd2+][OH-]2＝2.0×10^-14

[Cd2+]=2.0×10^-14/1.0×10^-14/[H+]2

lg[Cd2+]=14.3一2pH

因此，[Cd2+］随PH的升高而减少，反之，pH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。

微生物转化：微生物特别是某些特定菌类对福有较好的耐受性，可望用于工厂处理含镉废水。

②砷（As)砷是类金属元素，不是重金属，但从它的环境污染效应来看，常把它作为重金属来研究。

a．来源 土壤中砷的背景值大约为0.2~40mg/kg，我国土壤中平均含砷量约为9mg/kg，而受污染土壤的砷含量可高达550mg/kg。土壤中砷的污染主要来自化工、冶金、炼焦、火力发电、造纸、玻璃、皮革及电子等工业排放的“三废”，其中化工、冶金工业排放量最高。

b．迁移转化 形态：水溶态、吸附态和难溶态，前两者又称可给态砷，可被植物吸收。

毒性大小顺序为：As2O3＞甲基化砷＞H3AsO3>H3ASO4。

吸收：有机态砷一→被植物吸收一→体内降解为无机态一→通过根系、叶片的吸收一→体内集中在生长旺盛的器官。如水稻，根＞茎叶＞谷壳＞糙米。

微生物转化：一许多微生物都可使亚砷酸盐氧化成砷酸盐；而甲烷菌、脱硫弧菌、微球菌等都还可以使砷酸盐还原成亚砷酸盐。

③铬（Cr)

a．来源 铬是人类和动物必需的元素，但其浓度较高时对生物有害。土壤中铬的背景值大约在20~200mg/kg。土壤中铬的污染主要来源于冶金、电镀、金属酸洗、皮革揉制、印染工业的“三废”排放及燃煤、污水灌溉或污泥施用等。

b．迁移转化 存在：常以三价和六价铬形式存在，90％以上被土壤固定，难以迁移。土壤胶体强烈吸附三价铬，随pH的升高，吸附能力增强。

迁移转化：土壤对六价铬的吸附固定能力低，约为8.5％~36.2%，进入土壤的六价铬在土壤有机质的作用下很容易还原成三价。

在pH6.5~8.5、MnO2起催化作用条件下，三价铬也可以氧化成六价铬，反应式如下：

4Cr(OH)2＋+3O2+2H2O一→4Cr2-4＋12H+

铬在作物中难以吸收和转化。

④汞（Hg)

a．来源 汞是一种对动植物及人体无生物学作用的有害元素。天然土壤中汞的含量很低，其背景值一般为0.1~1.5mg/kg。土壤中汞的天然源主要来自岩石风化，人为源来自含汞农药的施用、污水灌溉、有色金属冶炼及生产和使用汞的企业排放的工业“三废”。

b．迁移转化 汞进入土壤后，有95％以上可被土壤持留或固定，土壤豁土矿物和有机质强烈吸附汞。汞在土壤中的转化可分为非微生物转化和微生物转化。

非微生物转化：2Hg＋一→Hg2+十Hg

微生物转化：HgS(硫杆菌）一→Hg2+（抗汞菌）一→Hg

汞的甲基化：在有氧或好氧条件下，微生物使无机汞盐转变为甲基汞，称为汞的生物甲基化。这些微生物是利用机体内的甲基钻胺素转移酶来实现汞的甲基化的。生成的甲基汞具有亲脂性，能在生物体内积累富集，其毒性比无机汞大100倍。烷基汞中只有甲基汞、乙基汞和丙基汞为水误病的致病性物质。

⑤铅（Pb)

a．来源 铅是人体的非必需元素，天然土壤中铬的背景值大约在2-~200mg/kg，平均为10~20mg/kg。土壤中铅的污染主要来自大气污染中的铅沉降，如铅冶炼厂含铅烟尘的沉降和含铅汽油燃烧所排放的含铅废气的沉降等，此外，其他应用铅的工业企业的“三废”排放也是土壤铅的污染源。

b．迁移转化 存在：可溶态的铅含量很低，主要以Pb(OH)2、PbCO3、Pb(SO4)2等难溶盐形式存在。Pb2+可以置换勃土矿物上的Ca2+，在土壤中很少移动。

吸收：植物吸收主要在根部，大气中的铅可通过叶面上的气孔进入植物体内，如蓟类植物能从大气中被动吸附高浓度的铅，现已确定作为铅污染的指示作物。