【专题评述】腐植酸在重金属污染土壤修复中的研究进展

腐植酸在重金属污染土壤修复中的研究进展

黄彦锋 1，2 郑继亮 3 杨进昌 4 赵东叶 5* 宿新泰 1，2*

1 华南理工大学环境与能源学院，广东省固体废物污染控制与资源化重点实验室 广州 510006

2 中新国际联合研究院 广州 510000

3 新疆心连心能源化工有限公司 玛纳斯 832200

4 广东拉多美化肥有限公司 广州 510000

5 美国奥本大学土木与环境工程系 奥本 AL 36849

摘 要：随着中国工业化和城市化进程的加快，不可避免的土壤重金属污染给生态系统带来极大的危害。腐植酸因其独特的结构和性质，在土壤重金属污染修复中具有非常重要的作用。本文结合国内相关研究进展，分别从土壤重金属污染、腐植酸修复土壤重金属的作用机理及其应用效果 3 方面进行总结分析，提出腐植酸修复重金属污染土壤的前景展望。

关键词：腐植酸 重金属污染 土壤修复

中图分类号：TQ314.1，X53 

文章编号：1671-9212(2021)03-0054-07

改革开放以来，重金属随着工业排放、采矿释放、生产消费等多个途径排入环境 [1]。然而，土壤与重金属的相互作用极易受土壤酸碱度、氧化还原条件等环境条件的影响，导致重金属极大地危害以人类为主的生态系统 [2]。作为常见的大分子有机质，腐植酸因其结构中含有羧基、羟基、甲氧基、胺基、羰基等多种活性官能团而被广泛应用于土壤重金属的污染修复中 [3]。本文在分析我国土壤重金属污染研究进展的基础上，综述阐明了腐植酸修复土壤重金属的作用机理及其应用效果，并对腐植酸修复土壤重金属进行前景展望。期望为腐植酸在重金属污染土壤修复的相关研究和应用中提供参考。

1 土壤重金属污染

1.1 土壤重金属污染现状

随着中国工业化和城市化进程的加快，土壤同时受到工业生产活动和农业生产活动的影响。很多地区的土壤对污染物的结合能力和自净能力的平衡被打破，使其受到重金属和有机物的污染 [4]。相比有机物，重金属污染物在生态系统中具有高毒性、累积性、易迁移性和难生物降解性，导致近年来重金属重大污染事件频发（如图 1 所示）[5]。

1.2 土壤重金属污染危害

1.3 土壤重金属污染修复技术

2 腐植酸修复土壤重金属的作用机理

2.1 腐植酸对土壤重金属的物理吸附作用

2.2 腐植酸对土壤重金属的络（螯）合作用

2.3 腐植酸对土壤重金属的氧化还原作用

腐植酸因具有酚基、醌基等官能团而表现出明显还原能力，同时腐植酸分子内含有负电荷也对其还原能力起到积极作用[7]。通过腐植酸的还原作用，可以将重金属 Cr 从高毒性、高迁移性的价态还原为低毒性、低迁移性的价态。

程亮等 [35] 研究表明，以风化媒为原料，采用碱溶酸析沉淀法制备纳米腐植酸对含 Cr 废水的吸附率及吸附量分别为 97.5% 和 157.52 mg/g。王国静等 [36] 研究表明，富含腐植酸的风化媒经过活化处理可以将 Cr6+ 还原钝化在土壤中，从而降低土壤 Cr 生物毒性。Zhang 等 [37] 的研究表明（图 2），不同腐植酸成分的还原能力主要取决于苯酚和羟基含量而不是羧基含量，同时腐植酸的表面和整体极性也与其还原能力相关。

2.4 腐植酸对土壤重金属的淋洗作用

3.1 降低重金属毒性

3.2 改变土壤重金属含量或价态

3.3 改良土壤和促进植物生长

4 前景展望

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