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土壤是植物、动物和人类赖以生存的物质基础,因此,土壤质量的优劣直接影响人类的生活、生产和社会经济可持续发展。自20世纪20年代以来,随着工业的迅速发展和农业生产的现代化,所造成的土壤重金属污染日益严重,因而引起人们的广泛关注。土壤中重金属的积累不仅能导致农作物减产和品质下降,而且还可通过食物链途径危害人体健康。重金属进入到土壤后,会通过溶解、沉淀、络合、凝聚、吸附等各种反应,形成了不同的化学形态。从20世纪70年代开始,许多研究人员发现：重金属的生物毒性不仅仅取决于它的总量,更多的是受到了它的存在形态的影响。不同形态的重金属能够产生不同的环境效应,从而直接的影响重金属的毒性、迁移以及在自然界中的循环。通过对重金属的化学形态的相关研究将有助于我们了解重金属在土壤中的迁移转化规律,分散富集过程及其对土壤环境和植物营养的影响。对预测土壤中重金属环境容量、临界含量、生物毒性和生物有效性,都有重要意义。还可为科学的进行土壤环境污染风险评估和重金属污染土壤的修复提供依据。本文采用土培实验和Tessier连续提取法研究了重金属Cr、Cd、Pb、Ni在我国北方四种主要农业土壤(褐土、潮土、棕壤、黑土)中的形态分布,以及不同Cr、Cd、 Pb、Ni负荷对土壤中重金属形态的影响。得出了如下主要结论：(1)自然土壤中Cr的形态以残渣态为主。自然土壤中Cd的形态以可交换态和碳酸盐结合态为主,土壤中Cd的生物有效性和环境风险较高。褐土中Pb的形态以铁锰氧化物结合态为主,潮土、棕壤、黑土中Pb的形态以残渣态为主。棕壤中Ni的形态以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,褐土、潮土、黑土中Ni的形态以残渣态为主。(2)随着土壤中Cr负荷的增加,除残渣态Cr含量增加不明显外,其余各形态Cr含量均明显增加。随着土壤中Cd负荷的增加,可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态Cd含量明显增加,有机结合态和残渣态Cd含量保持稳定。随着土壤中Pb、Ni负荷的增加，Pb、Ni各形态含量明显增加。Cr在褐土中趋向于形成活性较低的铁锰氧化物结合态和活性较高的可交换态，在潮土、棕壤和黑土中趋向于形成活性较低的铁锰氧化物结合态和有机结合态。Cd在土壤中趋向于形成活性较高的可交换态和碳酸盐结合态。Pb在土壤中趋向于形成活性较低的铁锰氧化物结合态和活性较高的碳酸盐结合态。Ni在土壤中趋向于形成活性较低的铁锰氧化物结合态。(3)随着土壤中Cr负荷的增加，可交换态和碳酸盐结合态Cr比例上升，残渣态Cr比例下降。随着土壤中Cd负荷的增加，可交换态Cd比例上升，有机结合态和残渣态Cd比例下降。随着土壤中Pb负荷的增加，碳酸盐结合态Pb比例上升，有机结合态和残渣态Pb比例下降。随着土壤中Ni负荷的增加，可交换态和碳酸盐结合态Ni比例上升，有机结合态和残渣态Ni比例下降。