土壤是陆地生态系统的重要组成要素，土壤重金属元素通过土壤迁移至植物体，不仅影响植物对营养元素的吸收和运移，干扰新陈代谢，影响植物生长和繁殖，而且经由食物链影响动物和人体健康。比如居住地表层土壤中的铅对人群，特别是对儿童健康构成威胁，影响儿童智力发育、骨骼生长可导致人体生理、生物化学、行为功能紊乱等危害。土壤重金属总量虽能反映土壤重金属富集程度，但重金属生物可利用性、生物毒性较大程度上取决于生物有效量。假设土壤环境质量标准多以土壤元素总量为标准，假设土壤重金属质量有100%的生物有效性。由于形态组成不同，等量重金属所表现出的环境生物效应差异很大，采用总量很难科学评价土壤铅污染水平，所以生物有效量逐渐成为土壤污染评价与风险预测的重要依据。

土壤元素生物有效性

    土壤元素生物有效态通常指土壤中生物可吸收的元素形态。土壤元素生物有效性是指实验测得的有效量与总量土壤元素生物有效量和总量的比值。土壤元素生物有效性表征公式为：生物有效性=土壤元素化学提取量/土壤元素总量×100。土壤污染物可经呼吸、口腔摄入、皮肤吸收等途径进入人体。土壤一作物、土壤一水、土壤一动物或人体系统中元素迁移富集是土壤重金属污染风险评价与预测的研究重点。土壤金属元素生物有效性不仅与元素地球化学行为有关。而且受土壤酸碱性、阳离子交换量、氧化还原位、有机质含量、质地、粘土矿物组成、其他元素浓度以及吸附和解吸作用的控制。生物对元素的吸收还与生物种类有关。只有综合考虑土壤元素活化迁移行为、生物毒性、生物可利用性，才能客观评价土壤元素污染程度。例如与重金属镉较易迁移进入作物不同，土壤铅活动迁移能力很弱，作物可食部分及水体中铅浓度一般较低，污染土壤铅浓度常远高于食物和饮水。土壤摄入成为人体铅暴露的重要途径。因而土壤铅污染评价除了考虑土壤一作物、土壤一水体系外，较应注重口一手摄人途径。由此提出了土壤铅生物可给性概念。生物可给性是指从土壤中解吸出来，能溶于胃液。并能被人体吸收进入血液循环系统的潜在毒物组分占总量的比例，即土壤中直接进入人体消化系统并可被人体胃肠道溶解吸收的元素量占总量的比例。现今对金属元素生物有效性和可给性的定义比较混乱，界线不清。医学和药学领域对药物生物有效性的定义是指一次用药剂量到达循环系统的药物原成分的比例，静脉给药的有效性为100％。有人认为土壤金属元素生物有效态是指在一定生理条件下经解吸活化，并迁移进入血液循环系统的那部分元素，即被生命体吸收、迁移至毒性作用部位的潜在有毒物质量。由于土壤元素生物有效性概念的复杂性，美国土壤沉积物中污染物生物有效性委员会倾向于采用“生物有效性过程”概念，包括环境污染物溶解、迁移以及有机生命体吸收的机理，是与土壤沉积物有关的。决定植物和动物化学物质暴露的各种物理、化学和生物的相互作用。广义地讲，生物有效性过程描述了一种化学物质作用于生物界的能力。常以化学提取法、植物吸收试验、微生物和酶活性试验及同位素稀释法等。多种方法研究土壤铅等重金属的生物有效态，以生物吸收量验证实验获得的生物有效量的科学性。活体生物实验以及体外试验是研究土壤铅生物可给性的主要方法。 

土壤地球化学作用

    从固定吸附状态中活化溶出是决定土壤金属元素生态环境效应的关键，直接关系到元素对土壤微生物的影响。以及在土壤一水、动植物、人体问的迁移循环。元素行为、赋存形态及其分配取决于土壤多相体系中离子与土壤组分间的复杂反应。即土壤酸碱性、氧化还原电位、有机质、粘土矿物组成等控制下的溶解、络合、扩散、迁移、吸附、吸收、沉淀、挥发等作用。其中粘土矿物和氧化物表面的专属吸附和离子交换作用，碳酸盐、氢氧化物、磷酸 盐沉淀物的形成。与土壤有机质或无机组分形成复合体等。对金属元素生物有效性都有重要影响。例如当土壤溶液中阴阳离子浓度较出其溶解度时，铅磷酸盐的沉淀、铁锰氢氧化物对铅的专属吸附、碳酸盐缓冲作用对铅吸附的影响等，这些作用都将导致土壤铅生物有效性较低。