钒在自然界的分布很广，在地壳中的平均浓度为135μg/g[13]，大大超过铜、锌、钴等元素的平均浓度。但大部分钒的分布分散而不集中，因此钒广泛分布在大自然中并参与生物圈活动，土壤、大气及地球水层是生物体同环境进行钒交换的主要场所。

一、土壤和矿石中的钒

土壤中的钒常以难溶盐的形式存在，其中钒是三价的[3]。钒是土壤中某些固氮菌的必需元素，它具有加强农作物固定氮的作用，可以提高农作物的总含氮量，促进农作物生长。钒对豌豆的增产最为明显。

在无生命的环境中，钒元素主要以V（Ⅲ）和V（Ⅴ）氧化态存在于矿石中，现已发现有五十多种矿石含有钒。V³⁺的离子半径（74pm）和Fe³⁺的离子半径（64pm）相近，因此V（Ⅲ）几乎不生成自己的矿物而分散在铁矿或铝矿中，钒钛铁矿中的钒就是以这种形态存在的。V（Ⅴ）能形成独立的矿物——钒酸盐，常与磷、铀共生。钒最重要的矿物有绿硫钒矿VS₂或V₂S₅、铅钒矿或褐钒矿[Pb₅（VO₄）₃Cl]、钒云母KV₂（AlSi₃O₁₀）（OH）₂、钒酸钾铀矿K₂（UO₂）₂（VO₄）₂·3H₂O等。我国四川的攀枝花地区就蕴藏着极丰富的钒钛磁铁矿。此外，在某些沉积物如石油、页岩、沥青和煤中也含有钒。钒在这些沉积物中的含量非常高，如煤中钒的浓度为6000μg/g，且主要以V（Ⅳ）-卟啉形式存在[1]，而卟啉是来自生物体的，这说明生物体提供了能与钒结合的配位体。

二、水中的钒

淡水和海水中都含有钒。淡水中的钒一般是5价的，含量0.3～720ng/g，但在美国西部某地区钒的含量高达220ng/g[3]。

海水中的微量元素可由陆地上的岩石经风化后通过河流而流入海洋，也可由火山喷出物经由大气而进入海洋。海洋中钒的来源主要有富含钒的海洋沉积物、可富集钒的浮游生物以及溶于海水中的钒。

由于海水中钒盐的沉积，使得海洋沉积物和海洋淤泥中的钒浓度很高，约在10～100μg/g范围，而且高浓度的钒总是伴随着高含量的有机物出现，这一现象证明在这些有机物中存在着能与钒结合的配位体。正是由于这种络合作用使得海洋表层、石油和煤中钒的浓度特别高。

生活在海水中的海洋动物海鞘、海鼠、海参等从海水中摄取钒的能力较强[14]，在它们的灰分中钒含量达到15％。如在海鞘动物血液中钒的浓度就高达14500μg/g，以致其血细胞呈绿色。其中，钒主要以钒蛋白-血钒的形式存在[15]，这可能是由于海洋中的浮游生物富集了钒，然后这些浮游生物被海鞘摄入，使浮游生物中的钒在海鞘肠道内被吸收和消化而导致的。

三、大气中的钒

在自然界、海洋中的钒是通过海洋表面的泡沫产生气溶胶而进入大气的。陆地的钒则通过风力将风化的岩石和土壤带入天空；也有部分钒是由火山爆发而进入大气层的。总的看来，通过自然过程进入大气的钒在整个大气钒中所占的比重并不很大，仅为总钒量的3％；而海洋对大气中钒的贡献则相当少，对大气及土壤中钒与铁、锰、铝、钪及镧的比例的分析可发现[16]，大气中钒的大部分是人为引入的。大气钒含量在人类活动密集的地区较高，在远离人群而未受污染的地区则要低些。Antarctica的大气（可能是地球上最“干净”的大气）中钒的浓度为0.0007μg/g/cm³，比起较“干净”的夏威夷和太平洋东部的大气来，钒含量要低100倍。美国的夏威夷、旧金山、芝加哥、洛杉矶等城市大气中钒的平均含量为11ng/cm³，而另一些城市（如波士顿、纽约），其城市上空大气钒的含量为150～1400ng/cm³。

钒主要通过石油、煤的燃烧进入大气，其中用于取暖和发电的残油（6号油）含钒量是煤的300倍。石油中钒主要以有机金属卟啉化合物存在，在这些化石燃料的纯化过程中也没有除去钒，反而浓缩导致残油中钒的浓度很大，例如，Veneznelen石油含钒112μg/g，而在波士顿地区残油中钒的平均含量高达870μg/g[16]。大量的钒是由于残油燃烧而进入大气的。大气污染严重的地区，一般大气中钒的含量较高，工业社会将大量钒送入大气圈，从而改变了大气的原始分布，使人类与钒的接触机会和数量都大大增加。而人类能在多大程度上容忍这一变化呢？这正是有待人们解决的问题。