腐植酸在土壤污染与修复中的应用

（一）修复重金属污染土壤

腐植酸作为土壤有机质的主要成分，是天然的土壤改良剂，在土壤重金属污染治理中起到至关重要的作用。腐植酸对重金属污染土壤的缓冲和净化机制主要有：（1）将重金属离子还原，形成螯合物，从而钝化重金属离子。（2）通过离子交换及络合反应，形成土壤有机一无机复合体，将土壤中重金属离子吸附固定，防止其进人生物循环。通常情况下，范德华力、氢键、静电吸附、阳离子键等是土壤有机—无机复合体键合的主要机理。（3）稳定土壤结构，为土壤微生物活动提供基质和能源，从而间接地影响土壤重金属离子的活动能力。

研究表明，由于腐植酸组成不同，对金属离子络合能力有很大差异。胡敏酸与金属离子形成的络合物是难溶的，从而可降低土壤中金属离子的生物有效性。[1]富里酸和金属离子形成易溶络合物，将金属离子淋洗出土壤的根层，从而降低金属离子对食物链的危害。pH值也影响腐植酸作为洗脱剂修复重金属污染土壤的效果，在pH值为4～7时，腐植酸通过吸附作用可较好地去除土壤中的Ni2+。腐植酸可作为表面活性剂去除污染土壤中的Cd效果显著，使用1 mmol/L乙酸作为萃洗液，不同浓度的腐植酸作为洗脱剂去除Cd。在酸性条件下，腐植酸可与Cd形成弱配合物，这种配合能力随pH值的降低而降低，Cd的去除率最高可达90％。研究显示，风化煤腐植酸可以提高土壤中有机结合态汞的含量，从而有效降低土壤中汞的挥发量，且其效果要优于泥炭和褐煤。实验表明，向铊污染土壤中加入腐植酸可促进土壤铊酸可交换态向Fe/Mn氧化物结合态和有机质结合态转化，降低重金属的可迁移性和生物可利用性。[2]

（二）修复有机污染土壤(www.xing528.com)

多环芳烃（polycyclic aromatic，hydrocarbons，PAHs）是一组有毒污染物，其中许多烃类化合物有致癌性和致突变性。PAHs的高疏水性是因为它具有低的生物可利用度，在土壤活化期间加入腐植质可以提高它的生物利用度。通过在生物反应器中添加腐植质来监测其对土壤活化作用的影响，实验证明，腐植质的存在加速了PAHs的降解，提高了微生物聚生体的矿化速率，这些结果也显示了腐植质在杂芬油污染的生物活化效率中可以提高微生物聚生体的性能。具有表面看起来像胶束结构的腐植酸还可以通过提高PAHs的溶解性来加速PAHs的降解，因此加速了PAHs对微生物的生物可利用性。实验证明在许多被PAHs污染的土壤区域，生物修复是特定的修复技术。然而由于PAH。低的溶解性抑制了微生物的吸收，因此利用生物修复是有限的。添加人工合成的表面活性剂来提高PAHs的溶解性会对微生物有毒并且会更加抑制生物修复，但是天然的腐植酸就可以加速PAHs的生物降解。

多氯联苯（polychlorinated biphenyls，PCBs）在土壤中的含量一般比在上部空气中的含量高出10倍以上。若仅按挥发损失计，曾测得土壤中PCBs的半衰期可达10～20年。PCBs的高疏水性大大地降低了其在污染比较久的土壤中的生物可利用度，因此限制了它们的生物降解能力。在用表面活性剂处理的土地处理方法中，PCBs在重污染土壤中的生物降解能力可以被显著地提高，而腐植质就是天然的表面活性剂，腐植质的存在可以增加PCBs的溶解性，还可以增加特效菌在腐植质不同比率的条件下对PCBs不同的接近程度。腐植酸在用漆酶去除PCBs方面的作用研究显示，在腐植酸存在的条件下，羟基的PCBs可以被漆酶快速降解，但速率常数随着腐植酸浓度的增加而下降，在腐植酸浓度为150 mg/L时反应完全。