【假一罚四】重金属污染土壤修复与生态农业绿色发展研究刘雪著

刘雪，女，山东青岛人，毕业于南京大学环境科学与工程专业，博士研究生学历。现就职于西南林业大学，副研究员，硕士生导师，云南省高层次引进青年人才，西南林业大学高层次引进人才。云南省“山地农村生态环境演变与污染治理重点实验室”、云南省“土壤重金属污染修复与绿色种植安全”高层次创新创业团队、西南林业大学环境修复与健康研究院、西南林业大学土壤污染与修复研究中心核心成员。主要研究方向为重金属污染土壤修复与安全利用、食品安全与风险阻控、重金属高背景土壤环境风险与修复标准、湿地重金属与营养盐循环。主持国家自然科学基金地区项目、青年项目、国家重点研发计划项目子课题、云南省高端外国专家项目、云南省基础研究计划面上项目、云南省教育厅项目等10余项；发表SCI一区/二区论文30余篇；国际环境领域一区TOP期刊CriticalReview in Environmental Science &. Technology (IF2021 =12.6)青年编委。

第一章土壤重金属元素及其分布迁移

第一节土壤中常见的重金属元素

一、汞Hg(Mercury)

汞的原子序数80，原子量为200.59。汞是在常温常压下唯一以液态存在的金属，沸点为356.6℃，熔点为-38.87℃，密度为13.59g/cm。

汞的内聚力很强，在空气中稳定，常温下蒸发出汞蒸气，汞蒸气有剧毒。天然汞是汞的七种同位素的混合物。汞微溶于水，有空气存在时溶解度增大。汞在自然界中普遍存在，一般动植物中都含有微量的汞，因此一般食物中都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢。

汞不与大多数的酸反应，如稀硫酸。但是氧化性酸，如浓硫酸、浓硝酸和王水可以溶解汞并形成硫酸盐、硝酸盐和氯化物。①与银类似，汞也可以与空气中的硫化氢反应。汞还可以与粉末状的硫反应，这一点被用于处理汞泄漏以后吸收汞蒸气的工具里（也可用活性炭和锌粉）。汞具有恒定的体积膨胀系数，其金属活跃性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。一般汞化合物的化合价是+1或+2，+4价的汞化合物只有四氟化汞。汞的用途较广，常用于制造科学测量仪器(如福廷气压计、温度计等）、药物、催化剂、汞蒸气灯、电极、雷汞等。汞容易与大部分普通金属（包括金和银，但不包括铁)形成合金，这些合金统称汞合金，冶金工业常用汞齐法（汞能溶解其他金属形成汞齐）提取金、银等金属。在中医学上，汞用作制备治疗恶疮、疥癣药物的原料。汞可用作精密铸造的铸模和原子反应堆的冷却剂以及镉基轴承合金的组元等。由于其密度非常大，物理学家托里拆利利用汞第一个测出了大气压的准确数值。此外，汞还可以用于制造液体镜面望远镜，利用旋转使液体形成抛物面形状，以此作为主镜进行天文观测的望远镜。

二、镉Cd（Cadmium)

镉的原子序数48，原子量为112.41。镉是银白色有光泽的金属，熔点为320.9℃，沸点为765℃，密度为8.65g/cm3，莫氏硬度为2.0。镉有韧性和延展性，在潮湿空气中缓慢氧化并失去金属光泽，加热时表面形成棕色的氧化物层。高温下镉与卤素反应激烈形成卤化镉，也可与硫直接化合生成硫化镉。镉可溶于酸，但不溶于碱。镉的氧化态为+1、+2。氧化镉和氢氧化镉的溶解度小，溶于酸，但不溶于碱。镉可形成多种配离子，如Cd（NH3）、CdCl2等。镉的毒性较大，日本因镉中毒曾出现“痛痛病”。①镉作为合金组土元可配成合金，如含镉0.5%~1.0%的硬铜合金，有较高的抗拉强度和耐磨性。镉（98.65%）一镍（1.35%）合金是飞机发动机的轴承材料。较多低熔点合金中含有镉，著名的伍德易熔合金中镉含量达12.5%。镉主要用于钢、铁、铜、黄铜和其他金属的电镀，对碱性物质的防腐蚀能力较强。镉可用于制造体积小和电容量大的电池。镉的化合物大量用于生产颜料和荧光粉。硫化镉、硒化镉、碲化镉用于制造光电池。镉具有较大的热中子俘获截面，因此银（80%）-锢（15%）-镉（5%）合金可作原子反应堆的中子吸收控制棒。镉还用于制造电工合金，如电器开关中的电触头多采用银氧化镉材料，具有导电性能好、燃弧小、抗熔焊性能好等优点，广泛用于家用电器开关、汽车继电器等。

本书属于农业发展方面的著作，本书将重金属污染土壤修复与生态农业相结合，探寻促进我国生态农业绿色发展的对策，全书主要阐述了土壤重金属元素的相关基础问题，对重金属污染土壤的修复技术进行了深入探讨，以发展的眼光透视生态农业绿色发展的基础条件，为建构生态农业绿色创新发展策略奠定理论基础。该书体现出生态农业供给侧改革可以发挥引导农业绿色创新发展的重要作用，促进生态农业绿色发展，提高农业生产经济价值。