腐植酸与土壤中重金属离子的作用机理研究概况
不溶性腐植酸对重金属离子的吸附研究_马明广
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首届全国农业环境科学学术研讨会论文集
2005 年 11 月
但后面的实验结果证明， 不溶性腐植酸吸附重金属离 子主要以物理吸附为主，高温相变后，比表面积会略 有增大，因此吸附位并不会减少。 2.3 温度对不溶性腐植酸吸附重金属离子的影响 Cd ， Cu 在水中与羟基的络合作 为了排除 Pb ，
由图3可见，不溶性腐植酸对重金属离子的吸附 是吸热反应过程，随着温度的升高，吸附量增加。， 不溶性腐植酸吸附率随温度升高增大的机理是重金 属离子扩散速度相应提高和离子活度增大， 从而使重 金属离子进入不溶性腐植酸的结构中。 2.4 重金属离子在不溶性腐植酸中的吸附等温模型 Cd 、 Cu 将上述三种温度下， 不同浓度的 Pb 、
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首届全国农业环境科学学术研讨会论文集
2005 年 11 月
不溶性腐植酸对重金属离子的吸附研究
马明广, 吴应琴, 张 媛, 陈 慧
(西北师范大学化学化工学院溶性腐殖酸对水溶液中铅、镉、铜重金属离子的吸附特征，考察了温度和酸度及时间对吸附特征
的影响。 结果表明， 不溶性腐殖酸对重金属离子具有强烈的吸附作用。 在 pH=3. 5 时,吸附的最佳模型分别为 Frendlich， Linear 和 Frendlich。在 pH=7 时,实验浓度范围内 Pb2+，Cd2+和 Cu2+在不溶性腐殖酸中的吸附率分别为 98.73%，97.86% 和 99.25%。 关键词：不溶性腐植酸； 重金属离子； 吸附
吸附量（ mg/g）
10 3 2 1 6 4 2 0 0 20
2+
用， 以更好的考察不溶性腐植酸对这三种离子的吸附 作用, 实验选用 pH=3.5， 在 0.1MNaNO3 溶液的离子强 度下，分别在 25℃，45℃，65℃三个温度条件下对 不溶性腐植酸吸附 Pb ，Cd ，Cu 进行了考察，结果 如图 2 所示。
滩涂泥提取腐植酸及其对土壤重金属含量的影响
拆解场周 围， 去除碎 石 、 枯枝 、 叶等杂物 。土壤基 本理 化性 败
液提取腐植酸效率最好 ， 试验也选择 此种提取液 提取的腐植
酸进 行 重 金 属 有 效 态 、 溶 态 影 响 试 验 。 水
１１３ 其他试剂 ．．
氢氧化钠 、 氨水 、 盐酸等均为分析纯。 １１４ 所用设备仪器 酸度计 、 ．． 电子天平 、 恒温振荡水槽 、 恒
２２ 腐植酸对土壤 中水溶性重金属含量 的影响 ． 有研究表 明 ， 、 、 、 ４种 重金属 在 固体废 弃 铜 锌 铅 镍 物拆解场周围土壤 中表现 出较高 的富集趋势 ， 因此重 点对这
用可有效地 阻止重金属离 子进 入植株 中 ， 减轻 重金属 离子对
９ 、２ 、５ 、８ 、１ ６个浓度氢氧化钠和氨水提取 ， ％ １％ １％ １ ％ ２ ％ 混 合（ 滩涂泥 ： 碱液 ＝１： ） 搅拌 ２ｈ 室温静置过夜 ２ｄ 取上 ５ 、 ， ， 层液 ， ３ ％盐 酸调 ｐ 用 ５ Ｈ值为 ２ 静置 ６ｈ 取下层沉积物 ， ， ， 用蒸 馏水反 复洗 涤， 烘干（ Ｏ～ ０℃ ） ６ ８ 后得到腐植酸。 １２ ２ 腐植 酸对重金属 的土壤 吸附试验 ．． 将 ｌ ｇ２ 、 Ｏｍ 、０ｍｇ ３ ｇ４ ｇ５ ｇ ０ｍ 、０ｍ 、０ｍ 腐植酸分别加入 １０ｇ ０ 土壤 中 ， 加入去离 子 水使 土壤含水量为 田间最大持水量 的 ６ ％左右 ， １０ｍ ０ 于 ０ ｌ
锥 形 瓶 中恒 温 振 荡 ６ｈ 自然 风 干 。 ，
作物的毒害
。腐 植酸广 泛存在 于土壤 、 泊 、 流 、 洋 湖 河 海
。国 内
中， 是潜在的可大 力开发 和综合 利用 的有机资 源
腐植酸的生产大多取 自风化煤 或褐煤 ， 而从泥 炭 中提取 的腐 植酸的生理 活性却 优于前 者 Ｊ 。浙 江省 台州 市具有 丰富 的 滩 涂泥资源 ， 用从滩涂泥 中提取腐植 酸来改变 土壤 中重金 属 形 态， 以解决 台州市 固体废 弃物拆解地 土壤 的重 金属污染 问 题具有重大意义和 良好的开发前 景 ， 目前关于这 方面的报道
腐植酸对防治土壤重金属污染的作用
腐植酸对防治土壤重金属污染的作用土壤是人类不可缺少的、不可再生的自然资源，是人类赖以生存的物质基础。
土壤具有支持植物生长的生产能力，同时还具有同化和代谢外界进入如土壤物质的能力，具有承载一定污染负荷的环境容量。
所以，土壤也常被用于保护环境的净化剂。
当污染物超过土壤的消纳容量，就会产生土壤污染，引发食品安全问题。
对重金属污染，国内外采取施用石灰、磷酸盐、锌氧化物、磷矿粉、有机肥、EDTA鳌合剂等土壤改良剂，使重金属以碳酸盐、磷酸盐等形态沉淀，或被鳌合剂络合吸附，使其活性降低，减少或避免重金属对农产品的污染，收到很好的效果。
另外，采用种植结构调整是减少重金属对食品污染的一条有效易行农业技术措施。
将重金属污染地块安排种植非食用的花卉、林业苗本、绿化草坪作物，以及抗重金属污染禾木科作物和品种。
试验研究表明，采用具有多种特有功能的腐植酸类肥料、腐植酸类土壤改良剂与上述防治重金属污染措施相结合，是廉价而有效的综合性防治方法。
1高分子碱性腐植酸盐具有络合固定重金属，降低重金属活性的作用腐植酸含有竣基、酚经基和醒基等活性功能团，具有亲水性、吸附性、离子交换性、络合性、氧化还原性和生物活性。
腐植酸施人土壤中可与水溶态、吸附态的生物有效性重金属离子发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种化学反应，使重金属离子被络合和鳌合固定或吸附固定，降低重金属离子生物有效性，减少植物吸收量。
大量试验资料证明，施用石灰、氧化锌、磷灰石等土壤改良剂提高土壤pH值，可使重金属以碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐形态沉淀，降低生物有效性。
石灰等改良剂与腐植酸及有机肥配合施用，因石灰可促进腐植酸对重金属的络合鳌合作用，提高了防治重金属污染的效果。
如许正一等对台湾北部受铜、锌污染的水稻土修复研究试验证明，当氧化钙与绿肥、磷灰石和腐植酸组合施用时，提高了铜、锌的固定效果，使其生物有效性浓度降低。
赖鸿裕等(2004)在应用石灰、氧化锌和堆肥对福污染土壤修复研究时，使土壤pH值由5.4提升为7.5，从试验结果看石灰与堆肥配施固定镉效果也优于石灰单施，镉在小麦籽粒中含量达到了台湾的卫生标准。
土壤腐殖质对重金属离子吸附-解吸作用的研究探讨
金属离子的迁移及其在沉积物中的富集成岩与腐殖质对 金属离子络合 、 吸附作用有很大关系 ， 当腐殖质与重金属 形成易溶性螯合物时 ， 便促进重金属的迁移 ， 反之重金属
金属吸附试验
翟莹雪等 同志 的实验证明 ，随着离子强
会沉积下来。所以 ， 关于腐殖质对重金属离子吸附作用的
研究 ， 能为土壤重金属污染防治和土壤环境保护提供科学
１１ 在 同一 温 度 下 、 ．． ２ 同一 ｐ 值 下 不 同离子 浓 度 的 重 Ｈ
力， 对它们在环境 中的迁移 、 转化 和生物有效性起着十分
重要的作用 。 由于腐殖酸中活性羧基 、 酚基的氢可质子化 ，
所 以能 与金 属离 子 进行 离子 交换 而将 它 吸附 。 境 中各 种 环
（ａｇ ｕｒ ｏ ｐｔ ｖ ｄｏ ｔｎ Ｌ ｎｍ ｉＣ ｍ ｅｔｅ ｓｒ ｉ ）模 型竞 争 吸 附研 究方 面 ｉ Ａ ｐ ｏ ｉ
吸作用和吸附机制 的研究则较少 ， 而且研究 主要集 中于溶
解性腐殖质 ， 对不溶性腐殖质的研究还较少。本文主要从
土壤腐殖质对重金属的吸附作用 、 吸作用和吸附机制三 解 方面进行综述 ， 并在此基础上进行总结分析 ， 希望为今后
文 献 标 志码 Ａ
状况和最新进展 ， 并对今后的研究方向进行分析 ， 以促进吸 附 一解吸作用研 究的继续深入开展 。 关键词
中图 分 类 号 Ｓ ３６ ２ １ ．＋ ２ ５
土壤腐殖质是土壤有机质 的主体 ， 是具有弱酸性的高
分子有机化合物。 土壤腐殖质又分为可溶性腐殖质和不溶 性腐殖质 ， 可溶性腐殖质包括胡敏 酸和富里酸 ， 不溶性腐 殖质为胡敏素 。 腐殖质在土壤 中可呈游离的腐殖酸和腐殖
４ ５６７ ８９ １ ， 强 酸性 条 件 下 ， 、 、 、、、 、０ 在 大量 的氢 离 子 与重 金
重金属离子与腐殖质的相互作用机理研究
重金属离子与腐殖质的相互作用机理研究作者：侯博特,李婉玲来源：《农业与技术》2014年第06期摘要：随着工业发展，重金属污染已成为不可忽视的存在。
如何更加合理有效的解决重金属污染问题成了当下研究的热点。
本文主要阐述了腐殖质与重金属离子作用的机理以及国内外关于这方面的相关研究成果。
关键词：腐殖质；重金属离子中图分类号：S141.4文献标识码：A环境问题已成为当今世界的焦点问题。
工业的飞速发展，为人类带来了越来越高的生活水平，但盲目的追求物质生活的同时，得到的不光是进步，还有日益恶劣的环境。
微生物难以自然降解转化的污染物逐渐堆积，比较明显的就是其中的重金属污染物，如As(Ⅴ)、Mn(Ⅳ)、Cr(Ⅵ)等。
重金属在进入环境后，会一直积累而不会被轻易去除，随水转移，进而污染邻接的土壤或地下水。
腐殖质（Humus Substance ,HS)是化学、生物、物理长期作用下的动植物形成的复杂、较稳定的大分子有机化合物，普遍存在于水体、底泥、土壤中。
由于腐殖质可以络合吸附金属离子，因此促发了金属离子在环境中的迁移以及在沉积物中的岩化，当重金属与腐殖质反应形成易溶性螯合物时，就造成了重金属的转移，逆向则会使重金属沉积。
腐殖质可以被用于改善土壤。
它能够吸附富集土壤中的重金属，避免其在土壤中持续扩散所可能导致的危害，从而降低污染。
当被用于处理污水中的重金属离子时有不俗的效果，不但过滤速度上乘，而且沉降效果稳定。
因此，研究重金属离子与腐殖质的相互作用，可以为治理重金属的污染提供科学依据。
1 腐殖质物质的来源和结构特点1.1 腐殖质的来源HS在环境中无处不在,如陆地、海水和土壤沉积物中都有大量存在，部分土壤以及沉淀物质中，腐殖质的比例能达到10%，甚至更大[1]。
环境中植物组织的分解造成了HS的产生，且自然降解相较植物组织，更难以作用于HS。
由于来源和来源材料年龄不同，HS的性质具有多样性，不同的理化结构也造就了他们不同的功能。
腐植酸在土壤改良中的研究与应用技术详解
腐植酸在土壤改良中的研究与应用技术详解20世纪80年代我国科研工作者经过大量农学试验, 总结出腐植酸5大功效。
国外学者也认为, 腐植酸在植物营养领域主要起着刺激植物生长、改良土壤及增效肥料等方面作用。
近年研究发现, 腐植酸对土壤重金属的生物活性有较大的钝化作用。
藉此, 本文主要总结分析近年来腐植酸在土壤改良方面研发与应用进展, 为腐植酸在农业和环保领域研发与应用提供参考。
1.腐植酸在土壤保水和作物抗旱中的应用研发具有土壤保水和作物抗旱性能的土壤改良剂, 是解决我国农业干旱缺水和低产等问题的主要技术途径之一。
腐植酸是一种在自然界中大量存在的多元有机酸, 其优良的土壤保水和作物抗旱性能, 使得腐植酸及其衍生物等土壤改良剂的研发与应用发展迅速。
目前, 国内腐植酸土壤改良产品包括腐植酸保水剂、腐植酸多功能可降解液态地膜等。
1.1 腐植酸保水剂应用土壤保水剂号称植物“微型水库”, 是一种独具三维网状结构的有机高分子聚合物。
在土壤中能将雨水或灌溉水迅速吸收保持并缓慢释放, 从而保证根际水分充足。
黄占斌总结土壤保水剂对土壤改良的直接和间接效应, 作用的基本原理包括: (1) 自身吸水、保水和释水原理; (2)促进土壤改良和水土保持原理; (3) 提高肥料和农药等农化产品利用原理; (4) 调节植物生理节水效应原理。
腐植酸是一种吸水与蓄水能力极强的胶体物质, 其三维网络交联有大量羧基、酚羟基、醇羟基和羰基等活性亲水基团, 可与H2O形成氢键, 从而吸收大量水分, 形成水凝胶, 腐植酸类物质的吸水率可高达到500%~600%, 为粘土颗粒的10倍。
腐植酸吸水溶胀后将水分子固定在网络空间内, 可降低蒸发速率, 加压情况下不易流失, 保水与缓释水效果优良。
腐植酸保水剂具有吸水-释水-干燥-再吸水的反复吸水性能。
研究发现, 腐植酸保水剂初始吸水倍率为615 g/g, 保水倍率随使用次数增加而下降, 但5次反复吸水后, 吸水率仍达初始倍率68%以上。
重金属离子与腐殖质的相互作用机理研究
重金属离子与腐殖质的相互作用机理研究近年来，随着全球气候变暖及水体污染程度的加剧，污染物对环境中的植物和动物的危害日益突出。
特别是重金属离子的污染，已经成为影响环境的重要污染物。
值得注意的是，污染物有时会被土壤中的微生物吸收，并与土壤组分，如腐殖质结合起来，从而形成重金属离子-腐殖质复合物，并影响重金属的迁移形式及行为。
近年来，随着人类对环境安全的日益重视，研究重金属离子与腐殖质之间的相互作用机理及其影响机制，已经受到了科学家们的广泛关注。
在重金属离子和腐殖质之间的相互作用研究中，影响机理可分为物理作用和化学作用两大类。
首先，在物理作用方面，重金属离子与腐殖质结合后，它们之间的空间分布通常会发生变化，这会影响到重金属离子的稳定性，从而影响重金属的迁移性能。
其次，在化学作用方面，重金属离子与腐殖质的结合能够形成一种更稳定的形式，从而降低重金属离子的活性，也就是说，它们被腐殖质“包裹”后，重金属离子的活性会发生变化，从而影响重金属的行为。
此外，重金属离子与腐殖质的相互作用还可能影响重金属的生物毒性行为。
与腐殖质结合的重金属离子比独立的重金属离子具有较大的生物毒性。
这是因为那些被腐殖质“包裹”的重金属离子和单独的重金属离子具有明显不同的物理和化学性质，因此它们的生物毒性行为也会有所不同。
另外，重金属离子和腐殖质之间的相互作用还可能影响物种数量、种群生态系统结构及重金属在环境中的浓度。
例如，重金属离子和腐殖质结合后，重金属离子的毒性会更强，从而对环境中活细菌等微生物产生毒性影响，进而影响这些微生物的数量。
此外，重金属离子与腐殖质的相互作用也可能影响重金属的环境迁移和分布，从而影响重金属的环境浓度，从而对环境结构及种群数量产生影响。
研究重金属离子和腐殖质的相互作用机理及其影响机制，不仅可以更好地揭示污染物的迁移及其对环境的危害，同时也可以为环境治理提供理论依据。
根据上述分析，明确了重金属离子和腐殖质之间的相互作用机理，有助于准确把握土壤中污染物的行为特征，使重金属离子的潜在危害最大限度降低。
腐植酸对固废拆解地重金属污染土壤修复效果的研究
ｂ ｅａ ｖ ｉａ ｌ ｔｔ ｎ ｃ ｎａ ｎ ｔｄ ｓ ｉ ｗｅｅ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄｓｇ ｉｃ ｎｌ． Ｗ ｈ ｎ３ ｌ ｎｄａ ａｌｂｅ ｓａｅｉ ｏ ｔｍｉ ａｅ ｏ１ ｒ ｅ ｒａ ｅ ｉｎｆ ａ ｔ ｉ ｙ ｅ ０ｍｇｏ ｕｍｉ ｃｄｗａ ｄ ｅ ｎ ｏ１ ０ ｆｓ ｉ ｓ ｍｐｅ．ｔｅｒ — ｆｈ ｃａ ｉ ｓａ ｄ ｄｉｔ ０ ｇｏ ｏｌ ａ ｌ ｈ ｅ
关键词 土壤 污染 ； 腐植 酸； 水溶 态； 效 态 有 中图分 类号 Ｘ ３ ５ 文献标 识码 Ａ 文章编号
０ １ — ６１２０ ）３ ０５ — ２ ５ ７ ６ １ （０ ８ ２ ～１１ ４ ０
Ｓｔ ｙ ｏ ｍｅ ｉｔｏ ｆｃ ｆＨｕ ｉ ｉ ｎ Ｈ ｅ ｖ ｅａ ｎ ａ ｉａ ｅ ｉ ｏ ｏ ｉ ａ ｔ ｓｓ ｅ ｈ ｉｇ ＰＩ ｃ ｕｄ ｎ Ｒｅ ｄａ ｉｎ Ｅｆｅ ｔｏ ｍ ｃＡｃｄ ｏ ａ ｙ Ｍ ｔ ｌＣｏ ｔ ｍ ｎ ｔ ｄ ＳｏＩ ｆＳ ｌｄ Ｗ ｓｅＤｉａ ｓｍ ｌｎ ａ ｅ
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安 徽 农 业 科 学 。ｏｍｓ ｏ Ａ ｈｉ ｇｉ ｃ．０ ８ ３ （３） １ ５ Ｊｕ Ｊ ｆ ｎ ｕ ｒ Ａ ．Ｓｉ２ ０ 。６ ２ ：０１４—１ １５ １ １８ ０ ５ ，０ ５
责 任 编辑张杨林来自责任 校 对卢瑶
腐 植 酸 对 固 废 拆 解 地 重 金 属 污 染 土 壤 修 复 效 果 的 研 究
腐植酸在土壤改良中的研究与应用
腐植酸在土壤改良中的研究与应用摘要：腐植酸是一种具有改良土壤、提高化肥利用率。
提高农作物的抗逆性，提高农产品的质量。
腐植酸还能显著地抑制土壤中的重金属的生物有效性。
通过对国内外腐植酸的研究，对其在土壤中的研究和应用进行了综述，并对其在土壤中的应用和研究进行了综述。
同时，本文还就我国腐植酸工业发展面临的问题，给出了一些对策。
关键词：腐植酸环境；材料；土壤；重金属污染；盐碱地改良前言腐植酸是一类含有大量芳烃和各种功能基团的有机弱酸性聚合物。
在自然腐植酸盐中，以腐植酸的最多，占全部有机物质的比重最大，但其含量却低于1%；盐水中的腐植酸含量也很高。
因此，在实践中，可利用的是一种具有较高的热能的腐植酸。
煤中含有大量的腐植酸，风化煤和褐煤，是腐植酸的重要原料。
20世纪80年代，通过大量的农业实验，我们得出了五种不同的腐植质的作用。
国内外的研究人员也发现，在植物养分中，它的功能是促进植物生长，改良土壤，促进化肥的使用。
最近，人们已经注意到，腐植质能有效地抑制土壤中的重金属。
通过对国内外腐植酸盐的研究和利用现状的综述，对其在农林、环境等领域的研究及推广具有一定的借鉴意义。
一、腐植酸保水剂的应用土壤保水剂是一种具有独特立体网状结构的有机高分子聚合物，被称为植物“微型水库”。
在土壤中可以快速地吸收和维持降雨和灌溉水，使根系得到充分的水分，黄占斌归纳了土壤保水剂对改善土壤的直接和间接影响：①自身吸水、保水、释放机理；②推进土壤改良与水土保持的原则；③改进化肥、杀虫剂等农化产品的使用原则；④调控植物的节水生理作用机理。
腐植酸是一种具有高吸水性和储水性的胶体材料，它具有大量的羧基等三维交联结构，能够与H2O发生氢键作用，因此可以大量地吸收水分，形成水凝胶；腐植酸材料的吸水性可以达到5-600%，是普通黏土的10倍以上。
腐植酸吸收膨胀后，通过吸附膨胀的方式，使水分在网状结构中的吸附和吸附，减少了蒸发量，在压力作用下不会损失，具有良好的保水性和缓释性，腐植酸保水剂的重复吸水性表现为吸水－释水－干燥一再吸水。
腐植酸与土壤中重金属离子的作用机理研究概况
腐植酸与土壤中重金属离子的作用机理研究概况*卢 静 朱 琨 侯 彬 赵艳锋（兰州交通大学环境与市政工程学院 兰州 730070）摘 要：在分析我国农田土壤重金属污染状况的基础上，阐述了腐植酸与铬、镉、锌等金属离子在土壤中的作用机理研究现状，认为通过范德华力、氢键、静电吸附、阳离子键桥等形成土壤有机-无机复合体，使腐植质的胶团被吸附在土壤颗粒表面，使带正电的金属离子更牢固地与土壤结合，从而有效防止被农作物吸收。
文章指出，腐植物质的结构及其与金属离子作用机理的研究，对于促进腐植酸土壤环境保护领域的应用与相关的技术开发具有重要意义。
关键词：腐植酸 土壤 重金属离子 作用机理中图分类号：TQ320.6 文献标识码：A 文章编号：1671-9212(2006)05-0001-05General Situation of the Reaction Mechanisms of Humic Substanceswith Heavy Metal Ions in SoilLu Jing, Zhu Kun, Hou Bin, Zhao Yanfeng(School of Environmental and Municipal Engineering Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, 730070) Abstract: On the basis of analyzing the exact contamination situation of agricultural soils in China, the utilization of humic substances to prevent heavy metal contamination from wastewater irrigation is reviewed while the reaction mechanisms of humic substances with heavy metal ions, such as Cr, Cd and Zn, are supposed including formation of organic-inorganic complexes by hydrogen bonds, static electrical adsorption and cation bond etc. As a result, colloidal structural groups of humic substances are adsorbed on the soil surfaces in addition to adsorb metal cations to promote them binding effi ciency. Finally, the heavy metals that retain in the soil matrix can be prevented crops from absorption. Furthermore, the investigations on the reaction of humic substances with metal ions play an important role in environ-mental protection and the relative technical development.Key words: humic acid; soil; heavy metal ion; reaction mechanism随着工业发展及城市化程度的不断提高,水资源日趋紧张。
腐殖酸对污泥中重金属的稳定化研究
随着 经济 的发展 和工业化 水平 的不断提 高 ，电镀 产 业得到 了迅猛 发展 ，电镀 产业在 发展过 程 中极 易造 成 场地 的重金 属 污染 。】，其 污 染主 要 集 中在 污水 处 理厂、原材料堆场附近 ＿４＿ ，如何对其进行修复和治理 已成为研 究 的热 点 。在重 金属污 染修 复技术 中 ，固化 ／稳定化技术 因操作简单、适 用范 围广、成本低等优 点 ，成 为 目前 应 用较 为广 泛 的技 术 之 一 ［７－９］ｏ高 重金 属 含量 电镀 污 泥 的处理 多以水 泥 固化再 安 全填 埋为 主 ，其他方法鲜见报导。本研究以某厂 电镀污泥为研 究对象，选用腐殖酸和高温改性腐殖酸作为稳定剂 ， 采 用毒性 浸 出实验探 讨 了稳 定剂投加 量、振荡 时 间等 条 件对重 金属稳 定化性 能影 响 ，对 比改性前 后腐殖 酸 对 重金 属 的吸 附能力 。 同时对 稳 定后重 金 属形 态进 行 了研究 ，探 讨稳 定剂 的添加对 重 金属 活性 的影 响 ，
关 键 词 改性腐殖酸；电镀污泥；重金属 ；稳定化 中图分类号 ：Ｘ７８１．１ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０００－８０９８（２０１６１０４．００３５．０３
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｈ ｕｍ ｉｃ Ａｃｉｄ ｏｎ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｅａｖｙ Ｍ ｅｔａｌｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ Ｓｌｕｄｇｅ
Ｈａｎ Ｘｕｅｆｅｎｇ Ｚｈａｏ Ｂａｏｆｕ Ｚｈｕ Ｔｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＢｕｓｉｎｅｓｓＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １２３０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｅｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｕｍｉｃ ａｃｉｄ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｌｕｄｇｅ，ａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ
腐植酸对重金属离子吸附性能的研究
腐植酸对重金属离子吸附性能的研究摘要：本实验研究了pH值、吸附时间、吸附剂量、初始浓度等因素对腐植酸吸附Cu2+、Pb2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+吸附性能的影响，同时研究了腐植酸对单、多种金属离子的吸附性能。
为腐植酸作为重金属废水治理提供技术工艺上的参考。
关键词：腐植酸；吸附；重金属离子前言随着工业的迅猛发展，工业污染日益严重，重金属污染则是工业污染中最显著的问题。
重金属具有毒性大、容易被生物富集和生物放大、不易被微生物降解等特性[1]。
对水体中重金属的有效处理，是降低生物链中动植物体内重金属含量的的关键。
目前人们采取的治理废水重金属离子的传统方法主要有化学法、物理化学法和生物法[2]。
其中吸附法可在更广泛的pH值范围内去除重金属，而活性炭价格高，吸附性能低，选择低价高吸附性能的重金属吸附剂成为治理重金属废水的研究方向之一。
腐植酸（Humic Acid）结构中有较多的羰基、羧基、醇羟基、酚羟基和甲氧基等活性官能团，能与重金属发生强烈的吸附作用、络合作用、氧化还原作用，使废水中的重金属得以转化、迁移、降低其毒性[3]。
本实验我们研究了腐植酸对不同重金属离子的最佳吸附条件和吸附性能，同时比较了腐植酸对单、多种离子的吸附性能。
二、实验部分2.1 实验仪器与试剂实验仪器：pHS-3C 实验用pH计、ZR4-6混凝试验搅拌机测试仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-OES）、G2X-9070MBE 数星鼓风干燥箱、FA2004N 分析天平。
实验试剂：硝酸铜、硫酸镍、硫酸锌、重铬酸钾、硝酸铅、盐酸、和氢氧化钠,各试剂均为分析纯；腐植酸（工业纯）：广州俊爵化工有限公司提供。
2.2实验步骤在1000ml 烧杯中加入500ml去离子水，称适量金属盐溶于上述去离子水中，搅拌使其充分溶解，用2.0mol/L的盐酸溶液和氢氧化钠溶液调节pH，取20ml 溶液检测吸附前溶液中的金属离子浓度；称适量的腐植酸于上述溶液中，搅拌吸附2h，待溶液澄清后取上层清液20ml 溶液检测吸附后溶液中的金属离子浓度，计算腐植酸的吸附性能。
腐植酸在土壤与肥料中的应用
腐植酸在土壤与肥料中的应用腐植酸是一种天然有机物质，广泛存在于土壤和肥料中。
它是由植物残渣和动物废物在土壤中经过微生物分解而形成的。
腐植酸具有很多的生物学和化学特性，这使得它在土壤改良和植物营养方面具有重要的应用价值。
腐植酸在土壤中有助于提高土壤的结构和肥力。
土壤中的腐植酸可以与土壤颗粒结合形成颗粒团聚体，增加土壤的团聚度和孔隙度，改善土壤的通透性和保水性。
腐植酸还可以吸附和固持土壤中的养分，防止它们的流失和淋失，提高土壤的肥力。
腐植酸能够促进土壤的微生物活动。
腐植酸作为微生物的生长和繁殖的营养来源，能够增加土壤中的微生物数量和多样性。
这些微生物可以分解有机物质，提供植物所需的养分，促进植物的生长和发育。
这些微生物还可以分解一些土壤中的有害物质，减少土壤中的污染物含量，改善土壤环境质量。
腐植酸还可以调节土壤的酸碱度。
腐植酸中的羧基和酚羟基可以与土壤颗粒表面的氢氧根离子和金属离子结合，并释放H+离子，起到增加土壤pH值的作用。
这样，腐植酸可以中和过多的酸性物质，调节土壤的pH值，提供适宜的生长环境。
腐植酸还可以与土壤中的重金属离子形成络合物，减少重金属在土壤中的生物有效性。
这对于防止重金属的积累和转移，保护环境和人类健康都具有重要意义。
腐植酸还可以增加土壤中的有机质含量，改善土壤的肥力和保持性。
在肥料中，腐植酸常常被用作有机肥的主要成分。
有机肥中的腐植酸可以提供植物所需的养分，促进植物的生长和发育。
腐植酸还可以改善肥料的利用率，减少养分的流失和浪费，降低环境污染的风险。
腐植酸在土壤和肥料中的应用具有多方面的益处。
它可以改良土壤结构和肥力，促进土壤微生物活动，调节土壤酸碱度，减少重金属污染，提高肥料利用率等。
在农业和环境领域，腐植酸的应用前景广阔，值得深入研究和推广应用。
浅谈腐植酸在防治土壤重金属污染中的作用
大量 试验 资料 证 明， 施 用石灰 、 氧化锌 、 磷 灰石 等土壤 改 良剂提 高土壤 Ｐ Ｈ
值， 可使 重 金属 以碳 酸盐 、 磷酸 盐 、 硫 酸盐形 态沉淀 ， 降 低生物有 效性 。 石灰 等改
可生 产 出安全无 公 害食 品 。 ３低分 子弱 酸性 腐檀 酸 能蟛增 强 土螂［ ｔ 金 属活性 ， 有利 于提 高檀物 修 复
土壤具有支持植物生长能力， 同时还具有同化和代谢外界进入土壤物质的
能力 ， 具 有承载一 定 污染负荷 的环境容 量 。 所 以， 土壤 也常被用 于保护 环境 的净 化 剂。 当污染 物超 过土壤 的 消纳容 量 ， 就会 产生 土壤污 染 ， 引发 食 品安全 问题 。 对 重金 属污 染 ， 国 内外采取 施用 石灰 、 磷酸 盐 、 锌 氧化物 、 磷 矿粉 、 有机 肥 、 Ｅ Ｄ Ｔ Ａ螯合剂 等土 壤改 良剂 ， 使重 金属 以碳酸盐 、 磷 酸盐 等形态 沉淀 ， 或 被螯合 剂 吸附 ， 使其 活性 降低 ， 减少 或避 免重 金属对 农产 品 的污染 ， 收 到很好 的效 果 。 另外 ， 采 用种植结 构调整 是减少 重金属对 食品污 染 的一 条有效 易行的 农业技术 措施 。 将 重金 属污 染地块 安排 种植 非食 用的花 卉 、 林业 苗木 、 绿化 草坪 作物 ， 以 及抗 重金 属污 染禾木 科作 物和 品种 。 试验 研究 表 明， 采 用具有 多种 特有 功能 的 腐植 酸类 肥料 、 腐植 酸类 土壤 改 良剂 与上述 防治重金 属污 染措旋 相结 合 ， 是廉 价而 有效 的综 合性 防 治方法 。 ２高 分子 碱性 腐檀 酸盐 具有 络合 圈 定重金 属 ， 降 低ｔ金 属 活性 的作 用 腐植 酸含 有羧 基 、 酚羟 基和醌 基等 活性功 能 团 ， 具 有亲 水性 、 吸 附性 、 离子 交换性 、 络合性 、 氧化还 原性 和生 物活性 。 腐 植酸 植入 土壤 中可与 水溶 态 、 吸附 态 的生物 有效 性重金 属离子 发生吸 附、 离子交换 、 氧化 还原 、 络合 螯合等各 种化 学反应 ， 使重 金属离 子被 络合和螯 合或 吸附固定 ， 降 低重金属 离子生 物有效 性 ，
腐植酸中能与重金属发生作用
腐植酸中能与重金属发生作用的主要有胡敏酸与黄腐酸，试验表明在酸性条件下，当溶液中存在六价铬离子时，黄腐酸会将Cr(Ⅵ)还原成C r(Ⅲ)，随后再与C r(Ⅲ)螯合，生成的螯合物与砂土颗粒表面有一定的结合能力，表现为对铬离子的吸附能力。
同时黄腐酸被结合在砂土颗粒的表面活性位置上，形成对微量金属作用更强的离子交换中心，这些作用均加强了砂土颗粒对重金属的吸附。
研究显示，胡敏酸还具有还原和螯合作用，且本身对重金属也具有一定的吸附能力，因此在酸性条件下，腐植酸影响砂土颗粒对重金属吸附性能是由胡敏酸和黄腐酸共同作用产生的。
有关实验也表明，在pH值为3的条件下，有腐植酸存在时砂土对水溶态铬去除率能达50%，而无腐植酸存在时，去除率只能达22%。
可见，腐植酸能明显增强砂土对重金属离子的吸附能力。
焦文涛等研究表明，随着土壤中腐植酸含量的减少，镉的吸附量相应降低，但解吸率却有不同程度的增加，说明腐植酸改变了土壤表面电荷，促进了土壤对重金属的化学结合和固定，降低了重金属的有效性。
例如腐植酸结构中的羟基易与土壤中的钙离子发生聚合反应，再通过植物根系的作用就具有促进土壤团粒结构形成的作用腐植酸对土壤保水性也有作用，因其是有机大分子亲水胶体，所以具有很强的吸水蓄水功能，腐植酸类物质吸水率可达500%～600%，是粘土颗粒吸水率的7～10倍，施用腐植酸土壤改良剂及腐植酸类肥料可以有效改善土壤水分状况。
腐植酸作为一种天然有机高分子物质，其分子含有的多种活性官能团，对重金属离子有良好的吸附、络合、氧化还原能力。
在水体中，在一定条件下腐植酸也是一种污染物，且当溶液中的pH值大于3.5时，其溶解性较强，所以很难将其作为吸附剂使用。
因此，必须将其制成不溶性的腐植酸才能作为吸附剂使用。
研究表明，可以将腐植酸在330℃进行高温相变，然后在2mol/L的CaCl2溶液中浸泡2h，使其转变成不溶性钙型腐植酸。
此时的腐植酸在中性pH 值范围内对重金属离子的吸附极佳且吸附稳定，对Pb2+、Cd2+和Cu2+的吸附率能达到98.73%、97.86%和99.25%。
腐植酸对防治土壤重金属污染的作用
腐植酸对防治土壤重金属污染的作用土壤是人类不可缺少的、不可再生的自然资源，是人类赖以生存的物质基础。
土壤具有支持植物生长的生产能力，同时还具有同化和代谢外界进入如土壤物质的能力，具有承载一定污染负荷的环境容量。
所以，土壤也常被用于保护环境的净化剂。
当污染物超过土壤的消纳容量，就会产生土壤污染，引发食品安全问题。
对重金属污染，国内外采取施用石灰、磷酸盐、锌氧化物、磷矿粉、有机肥、EDTA鳌合剂等土壤改良剂，使重金属以碳酸盐、磷酸盐等形态沉淀，或被鳌合剂络合吸附，使其活性降低，减少或避免重金属对农产品的污染，收到很好的效果。
另外，采用种植结构调整是减少重金属对食品污染的一条有效易行农业技术措施。
将重金属污染地块安排种植非食用的花卉、林业苗本、绿化草坪作物，以及抗重金属污染禾木科作物和品种。
试验研究表明，采用具有多种特有功能的腐植酸类肥料、腐植酸类土壤改良剂与上述防治重金属污染措施相结合，是廉价而有效的综合性防治方法。
1高分子碱性腐植酸盐具有络合固定重金属，降低重金属活性的作用腐植酸含有竣基、酚经基和醒基等活性功能团，具有亲水性、吸附性、离子交换性、络合性、氧化还原性和生物活性。
腐植酸施人土壤中可与水溶态、吸附态的生物有效性重金属离子发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种化学反应，使重金属离子被络合和鳌合固定或吸附固定，降低重金属离子生物有效性，减少植物吸收量。
大量试验资料证明，施用石灰、氧化锌、磷灰石等土壤改良剂提高土壤pH值，可使重金属以碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐形态沉淀，降低生物有效性。
石灰等改良剂与腐植酸及有机肥配合施用，因石灰可促进腐植酸对重金属的络合鳌合作用，提高了防治重金属污染的效果。
如许正一等对台湾北部受铜、锌污染的水稻土修复研究试验证明，当氧化钙与绿肥、磷灰石和腐植酸组合施用时，提高了铜、锌的固定效果，使其生物有效性浓度降低。
赖鸿裕等(2004)在应用石灰、氧化锌和堆肥对福污染土壤修复研究时，使土壤pH值由提升为，从试验结果看石灰与堆肥配施固定镉效果也优于石灰单施，镉在小麦籽粒中含量达到了台湾的卫生标准。
腐殖酸对土壤植物修复重金属的研究文献综述
腐殖酸+磷酸钙对土壤植物修复重金属Pb、Cd的研究文献综述摘要：植物修复技术被认为是治理重金属污染最为绿色的方法，因为此技术成本低、实施方便、无污染。
超富集植物的研究是重金属污染植物修复的重点，然而一种植物由具有富集重金属特性到应用于现实的重金属污染修复并非易事。
研究表明，在现实条件下，植物修复技术应用于治理土壤重金属污染中存在一些约束。
本文系统地总结了目前超富集植物的研究方法和研究现状，详细叙述了镉、铜、砷、镍的污染现状、危害及最新的植物修复技术究进展，通过分析超富集植物在现实条件下修复土壤重金属污染的不足，提出土壤重金属污染植物修复的方向。
关键词：腐殖酸；磷酸钙；植物修复；重金属Pb、Cd一、前言：当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。
由于镉的毒性最强,铅的分布最广,所以成为重金属污染植物修复的研究重点与热点。
植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤重金属污染的生态技术,其机理主要是通过某些植物腐烂形成的腐殖质对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目的。
腐植酸是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。
它的总量大得惊人，数以万亿吨计。
江河湖海，土壤煤矿，大部分地表上都有它的踪迹。
由于它的广泛存在，所以对地球的影响也很大，涉及到碳的循环、矿物迁移积累、土壤肥力、生态平衡等方面。
腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。
与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。
本文简要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。
主要对超富集植物的概念和特征、成功案例与不足进行了阐述，集中介绍了铅、镉两种重金属污染及其植物修复技术，对土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植物修复技术的强化措施进行了综述,希望能为植物修复的近期研究工作提供借鉴。
腐植酸土壤修复技术
腐植酸土壤修复技术腐植酸对重金属和有毒有机污染物污染土壤的修复作用主要包括：腐植酸对重金属和有机物的吸附沉淀作用、氧化还原作用，以及腐植酸能够促进土壤微生物对有机污染物的降解等。
实践证明，腐植酸对于土壤修复和改良的作用是十分明显的。
一、腐植酸改变了被污染的土壤中重金属存在的形态重金属的累积和富集带给土壤极大的压力，其存在于土壤中的形态多数都是螯合态或者络合态，腐植酸富含大量离子，它可以用自身的离子替换掉螯合态和络合态中的重金属离子，使重金属不易被作物吸收，农作物不易受到重金属污染。
轻腐植酸（黄腐酸）分子量较低，有利于重金属的活化、增容、解吸。
例如用含黄腐酸的溶液浇灌“超累积植物”肾蕨（超累积植物就是指对重金属或其他污染物有耐受性的植物），可以明显提高对各种重金属的吸收。
重腐植酸（包括棕腐酸、黑腐酸）分子量较大，对重金属有还原和吸附固定的作用，可降低重金属的有效性，如对镉、汞、铅等的固定。
二、腐植酸降低了被污染的土壤中有机物的毒害程度土壤的另一个破坏者是有机污染物，来源主要是石油及裂解产物、农药、有机合成制品（如塑料地膜等）。
腐植酸能够通过增加对有机物的吸附量和稳定性，固定在土壤中，使污染物失去活性，或者诱导有机物的活性自由基光解、化学降解，从而达到为土壤“解毒”的功效。
以重腐植酸为原料生产的腐植酸“可降解地膜”，既有增温保墒保肥作用，用后2～3个月又降解为腐植酸有机肥，使作物自然出苗，省工省时，避免了塑料地膜造成的“白色污染”。
三、腐植酸可用于地下水位低于1米的盐碱地治理腐植酸能够和其他辅助剂的钙铁离子结合，促进地表20～30厘米的细颗粒土壤形成大颗粒团粒结构，降低了细颗粒土壤的毛细现象，大大减少了蒸发水分携带盐分到地表面和逐渐积聚形成的盐渍化，这是从源头上彻底治理盐碱地的最有效得方法。
四、腐植酸在肥料上的应用肥料也是向土壤中带入重金属、造成土壤污染的因素之一，比如低含量的磷肥、低品质的硅钙土壤调理剂、低品质的有机肥等。
煤基腐殖酸对土壤重金属铜活性和生物有效性的改变-土壤污染论文-农学论文
煤基腐殖酸对土壤重金属铜活性和生物有效性的改变-土壤污染论文-农学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——随着矿产的大量开采和冶金工业的迅速发展，大量重金属进入人类的生产、生活环境之中并造成严重污染。
铜是动植物生长发育所必需的营养元素，摄入量过低时会引起生命体新陈代谢紊乱、营养失衡，导致疾病发生，但过量摄入也会引起疾病，甚至。
外源铜在土壤中的大量累积，不仅影响了农作物的产量和品质，还可通过食物链影响人类健康。
因此，重金属铜在土壤环境中引发的问题既有植物营养问题又有土壤污染问题。
重金属污染土壤的修复是当今农业与环境科学领域的研究热点之一，传统的方法有施用有机肥、石灰等改良剂以降低土壤中重金属活性，或改变耕作制度以避免其通过食物链造成二次危害。
腐殖酸是一种可变电荷有机胶体，含有多种功能基如羧基、酚羟基等，具有很高的反应活性，对环境中金属离子具有强烈结合能力，使之成为环境中有害重金属离子的重要络合剂和聚沉剂，从而对重金属元素在环境中的迁移、转化和生物有效性起着十分重要的调控作用。
同时腐殖酸又是土壤的重要改良剂，因此利用腐殖酸来治理重金属不失为一举两得的好办法。
现有的研究以腐殖酸与重金属的反应机理为重点的居多，而针对腐殖酸对重金属生物效应影响的研究明显不足，小白菜在我国栽培十分广泛，栽培面积在世界四大油料作物中居第 2 位，因此，本研究以小白菜为对象，研究煤基腐殖酸与外源铜的效应，为利用煤基腐殖酸改变土壤重金属铜的活性和生物有效性，进而安全利用或修复重金属铜污染土壤提供理论基础。
1 材料和方法1.1 试验材料供试土壤采自山西农业大学资源环境学院实验站耕层土壤，为石灰性褐土，其基本性质为pH 值7.5，CEC 11.23 cmolkg-1，有机质19.38 gkg-1，铜含量52.68 mgkg-1。
经风干后过1 mm 筛，充分混匀备用。
供试植物为小白菜（Brassica campestris L. ssp.Chinensis L.），品种为新五月慢。
腐殖酸对土壤中重金属活性和植物有效性的影响
腐殖酸对土壤中重金属活性和植物有效性的影响王成贤【摘要】The problems of soils contaminated by heavy metals are widespread in our country.Heavy metals environmental behavior is always a hot topic.Humic acid is an important part of soil organic matters, it has important effect on environmental behavior of heavy metals in soil.Starting with components and structural features of humic acid, mobility, species and phytoavailability of heavy metals were reviewed, and the influence machine was discussed.%土壤遭受重金属污染的状况在我国非常普遍。
重金属在土壤中的环境行为，特别是其活性和植物有效性一直是学术界研究的热点。
腐殖酸也是土壤有机质的重要组成部分，因其特殊的结构和性质，势必会对土壤中重金属的环境行为产生重要的影响。
本文从腐殖酸的组分和结构特点入手，对腐殖酸对土壤中重金属的迁移性、形态变化、植物有效性等方面的影响进行了综述，并对其影响机制进行了探讨。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】3页(P38-40)【关键词】重金属;腐殖酸;植物有效性;土壤【作者】王成贤【作者单位】嘉兴学院南湖学院，浙江嘉兴 314001【正文语种】中文【中图分类】X53近年来，由于各种工农业活动的影响，环境中的重金属污染急速增加，其中土壤的重金属污染更为严重。
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腐植酸与土壤中重金属离子的作用机理研究概况*卢 静 朱 琨 侯 彬 赵艳锋（兰州交通大学环境与市政工程学院 兰州 730070）摘 要：在分析我国农田土壤重金属污染状况的基础上，阐述了腐植酸与铬、镉、锌等金属离子在土壤中的作用机理研究现状，认为通过范德华力、氢键、静电吸附、阳离子键桥等形成土壤有机-无机复合体，使腐植质的胶团被吸附在土壤颗粒表面，使带正电的金属离子更牢固地与土壤结合，从而有效防止被农作物吸收。
文章指出，腐植物质的结构及其与金属离子作用机理的研究，对于促进腐植酸土壤环境保护领域的应用与相关的技术开发具有重要意义。
关键词：腐植酸 土壤 重金属离子 作用机理中图分类号：TQ320.6 文献标识码：A 文章编号：1671-9212(2006)05-0001-05General Situation of the Reaction Mechanisms of Humic Substanceswith Heavy Metal Ions in SoilLu Jing, Zhu Kun, Hou Bin, Zhao Yanfeng(School of Environmental and Municipal Engineering Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou, 730070) Abstract: On the basis of analyzing the exact contamination situation of agricultural soils in China, the utilization of humic substances to prevent heavy metal contamination from wastewater irrigation is reviewed while the reaction mechanisms of humic substances with heavy metal ions, such as Cr, Cd and Zn, are supposed including formation of organic-inorganic complexes by hydrogen bonds, static electrical adsorption and cation bond etc. As a result, colloidal structural groups of humic substances are adsorbed on the soil surfaces in addition to adsorb metal cations to promote them binding effi ciency. Finally, the heavy metals that retain in the soil matrix can be prevented crops from absorption. Furthermore, the investigations on the reaction of humic substances with metal ions play an important role in environ-mental protection and the relative technical development.Key words: humic acid; soil; heavy metal ion; reaction mechanism随着工业发展及城市化程度的不断提高,水资源日趋紧张。
水资源的匮乏，使污水成为灌溉用水的来源之一。
这对于解决我国水资源短缺问题起到了重要作用。
2005年全国废水排放总量为524.5亿吨，其中工业废水排放量为243.1亿吨[1]。
目前，我国污水处理率低，灌溉水中有害物质严重超标。
根据我国第二次污灌区环境质量状况普查统计结果（基准年为1995年），我国利用污水灌溉的农田面积为361.84×104h m2，占我国总灌溉面积的7.33%，占地表水灌溉面积约10%[2]。
该资料表明，我国37个主要污灌区中有明显污染点22个，其中多半是积累性重金属超标[3]。
据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%[4]。
因盲目使用污水作为灌溉水源，导致农作物品质产生严重的影响[5]。
腐植质是一种广泛存在于水体、土壤中的有机化合物，是动、植物残体通过微生物分解、合成的高分子有机物。
根据在酸碱性水溶液中的溶解度，可以将腐植质分类为：胡敏酸（humic acid，即腐植酸，H A）溶于碱溶液，但不溶于酸性溶液（一般p H ＜2）；富里酸（fulvic acid，煤化学中称黄腐*甘肃省自然科学基金资助项目，编号：3ZS06-A25-025。
酸，F A）在所有的p H条件下都溶；胡敏素（煤化学中称腐黑物，h u m i n）不溶解的残留大分子部分。
土壤腐植酸中的活性功能团对农药有很高的吸附性，农药被腐植酸吸附后往往降低毒性，延缓分解；腐植酸因带负电且阳离子代换量高，对吸附土壤重金属离子起着重要的作用，同时具有很好的络合性能，对重金属离子可起到显著的络合吸附作用，在合适的条件下，这种吸附作用可有效地阻止重金属离子进入植株中，减轻重金属离子对作物的毒害。
1 腐植质的性质与结构1.1 腐植质在土壤中的特性腐植物质的整体呈黑色，富里酸颜色较淡，呈黄色至棕红色，而胡敏酸的颜色较深，呈棕黑色至黑色，这是由于富里酸和胡敏酸各自的分子量的大小和发色基团组成及其比例不同所引起的。
腐植酸分子量的变动范围在几至几百万之间，我国几种主要土壤胡敏酸和富里酸的平均分子量分别在890～2550和675～1450之间，我国主要土壤表土中胡敏酸和富里酸的元素组成(无灰干基)见表1[6]。
表1 我国主要土壤表土中腐植物质的元素组成(无灰干基)Tab.1 Element composition of humic substanceson surface soil土壤中腐植酸的相对密度在1.4～1.6g/c m3之间，土壤腐植酸胶体粒子的直径在1～1000n m 范围。
当p H＝2.5时，有小球体(直径在1.5～2n m 之间)、球聚集体（直径在20～30n m之间）和低收缩、多孔、不规则的球状聚集体，厚度为10～30n m，结构为上面有许多孔（直径在20～100n m 之间）的海绵状结构；当p H≥4.5时，结构为很少收缩、多孔的薄片状结构，直径在20～200n m 之间。
腐植酸分子中含有多种功能基。
其中主要是含氧的酸性功能基，包括芳香族和脂肪族化合物上的羧基和芳香环上的酚羟基，其中羧基是最重要的功能基。
此外，腐植物质中还存在着一些中性功能基和碱性功能基，中性功能基主要有醇羟基、醚基、酮基、醛基酯；碱性功能基主要有胺基和酰胺基。
正是由于腐植酸中存在着多种功能基，所以腐植酸在土壤中表现出多种活性，如离子交换、对金属离子的络合作用、氧化-还原性以及生理活性等。
以单位质量计算，腐植酸因带负电荷而产生的阳离子交换量(CEC)为5～12mol/kg，以单位体积计算，C E C值为0.4～0.80m o l/L, 远超过土壤硅酸盐粘土矿物的CEC含量。
在通常情况下，腐植酸具有弱酸特性，因而对酸碱度有较大的缓冲作用。
此外，腐植酸的化学活性还反映在与A13+、F e3+、C u2+等金属离子以及与铁、铝氧化物及其水合氧化物之间的络合作用上。
腐植酸的羧基等重要的功能基不总是以游离基团存在，而一般是与金属离子络合、以复合体的方式存在。
1.2 腐植酸的分子结构特点目前所假定的腐植酸分子模型主要有F l a i g （1960）的腐植酸模型和Stevenson（1982）的腐植酸模型以及Schnitzer和Khan（1972）的FA模型。
其中Stevenson（1982）的腐植酸模型比较典型，其中有自由和结合的酚羟基、醌结构，N和O 是桥接单元，羧基连接在芳香环或脂肪结构上[7]。
Stevenson的腐植酸模型如图1所示。
不少研究者通过光谱分析、电子显微镜、居里点热解—质谱、软电离—质谱、场致离子化—质谱等技术所得的信息又对腐植酸的结构提出了修正，认为腐植质是大分子集合物，是由许多相对小的和化学性质不同的有机分子由氢键和疏水图1 Stevenson的腐植酸模型Fig.1 Humic acid model suggested by F. J. Stevenson2 腐植酸在土壤中与重金属离子作用的机理土壤腐植物质按其存在状态的不同，可分为游离态腐植物质和结合态腐植物质，土壤中游离态腐植物质很少，绝大多数是结合态的，尤其是在粘粒矿物和阳离子紧密结合时以有机-无机复合体的形式存在。
通常52%～98%的土壤有机质集中在粘粒部分。
土壤有机-无机复合体的形成过程十分复杂，通常认为范德华力、氢键、静电吸附、阳离子键桥等是土壤有机-无机复合体键合的主要机理。
土壤胶体结构中有机-无机复合体见图2。
图2 土壤胶体结构中有机-无机复合体Fig.2 Organic-inorganic complexes in soil structure复合体形成过程中可同时有两种或更多种机理起作用，主要取决于土壤腐植物质类型、粘粒矿物表面交换性离子的性质、表面酸度、系统的水分含量等。
腐植物质-金属离子复合体的稳定常数反映了金属离子与有机配位体之间的亲和力，一般金属-富里酸复合体条件稳定常数的排列次序为：F e 3+＞A l 3+＞C u 2+＞N i 2+＞C o 2+＞P b 2+＞C a 2+＞Z n 2+＞M n 2+＞M g 2+，其中稳定常数在p H为5.0时比p H为3.5时稍大，这主要是由于羧基等官能团在较高pH条件下有较高的离解度[6]。
作用连接而成的簇[8]。
与这个模型相对应的是胶束的概念，即有机分子在水溶液的条件下亲水基团排列在外侧以便防护内部的疏水基团和邻近的水分子接触。
腐植酸是一种带负电荷的大颗粒胶体，而土壤中粘土晶体表面也带负电荷，但腐植酸边棱是带正电荷的，对腐植酸有很强的吸附能力。
由于粘土吸附了腐植酸，从而加强了土壤对金属离子的吸附或络合。
土壤和水环境中的腐植质对金属离子总键合容量为0.2～0.6m m o l/g，其中三分之一是质子交换点位，剩余为配位点位[9]。
腐植酸比表面积约为2000m/g，比粘土和金属氧化物的比表面积都大。