天然有机质和金属离子在矿物表面的共吸附

天然有机质(NOM)在土壤、沉积物和水体等环境中无处不在,其中富里酸和胡敏酸是主要形态。富里酸及胡敏酸活性高,易与天然矿物颗粒和金属离子发生相互作用,影响矿物的表面化学特性以及金属离子的形态与迁移性,进而在控制环境中金属离子的生物有效性和毒性等方面起重要作用。本文主要综述了富里酸和胡敏酸等NOM和金属离子在矿物表面共吸附特性与主要影响因素,归纳了表面络合模型和现代光谱技术在上述三元体系研究中的应用及其反应机制研究进展。NOM在较大程度上改变了金属离子在矿物表面的吸附特性和反应机制,并受体系pH、金属离子类型和浓度、NOM浓度、NOM和金属离子的添加顺序、矿物类型等因素的影响。低pH时,NOM通常促进矿物对金属离子的吸附。NOM和金属离子在矿物表面的共吸附机制包括:NOM和金属离子竞争吸附表面活性吸附位点;在溶液中形成NOM-金属离子络合物;形成金属离子桥接矿物表面位点与NOM的A型三元络合物(矿物-金属离子-NOM)或NOM联接矿物表面与金属离子的B型三元表面络合物(矿物-NOM-金属离子);静电作用改变表面电荷特征。最后展望了天然有机质等配体与金属离子在矿物表面共吸附有关的研究热点和方向。     

草炭水溶解态有机质与金属离子络合稳定常数的测定

采用离子交换平衡法测定草炭水溶解态有机质与 Cu2 +、Pb2 +、Zn2 +、Cd2 + 4种金属离子 ,在 2种 p H条件下的络合稳定常数 .结果表明 ,金属离子与草炭水溶解态有机质通常形成混合或多核络合物 ;2种 p H条件下的络合配位数和稳定常数序列均为 :Cu2 + >Pb2 + >Zn2 + >Cd2 + ,高 p H条件下 ,络合配位数和稳定常数均明显增大     

有机无机长期配施对小麦产量和土壤有机组分的影响

通过8 a定位试验,比较了不施肥、单施化肥、施用有机肥和有机无机肥料配合施用对小麦产量和土壤有机组分的影响。结果表明:肥料的施用显著提高了小麦产量,其中以化肥配施有机肥对小麦产量的提升效果最为明显;三种施肥处理有效提高了土壤有机质、腐殖质、胡敏酸和富里酸的含量以及胡敏酸和富里酸的比值,且以施用有机肥处理的土壤有机质、胡敏酸和富里酸的含量最高,化肥配施有机肥处理次之,但化肥和化肥配施有机肥的胡敏酸和富里酸比值最高,有机肥处理次之;有机肥处理和化肥配施有机肥处理土壤腐殖质松结态、稳结态、紧结态含量显著高于施用化肥,但松/紧态比值以化肥配施有机肥处理最高,有机肥处理次之,化肥处理最小。由此可见,长期坚持化肥配施有机肥不仅显著提高了小麦产量、土壤有机质含量,而且有效提高了胡敏酸和富里酸比值以及腐殖质的松/紧比,促进了有机质活化,改善了耕地质量。     

酸度对胡敏酸与镉和锌离子络合反应的影响

用离子交换平衡法研究了不同pH下胡敏酸与锌、镉单独及复合存在下形成络合物的稳定性及配位数.结果表明:在Zn2+,Cd2+单独存在时,络合反应的稳定常数及配位数随着pH值的增大而增大;相同pH条件下,Zn2+和胡敏酸络合物的稳定常数及配位数大于Cd2+.在Zn2+,Cd2+复合存在时,pH的变化与胡敏酸络合金属离子的稳定常数及配位数没有明显依存关系;与单独存在时相比,在pH 3.5和pH7.0时,Zn2+,Cd2+和胡敏酸络合物的稳定常数和配位数都减小;而在pH 5.0时,Cd2+和胡敏酸络合物的稳定常数和配位数都增大,Zn2+和胡敏酸络合物的稳定常数和配位数都减小.     

有机物料培肥对风沙土结合态腐殖质中富里酸与胡敏酸的影响

通过不同的试验设计 ,三年间对风沙土进行秸秆等有机物料培肥 ,研究其结合态腐殖质中富里酸与胡敏酸含量的变化。结果表明 ,不同的有机物料培肥均能提高风沙土松结态、稳结态富里酸的含量 ,处理间胡敏酸含量的变化不十分明显 ,但胡敏酸与松结态、稳结态腐殖质的比值 ,随着培肥年限的增加 ,与 CK处理比较 ,有降低的趋势。松结态、稳结态腐殖质中胡敏酸与富里酸的比值 ,与 CK处理比较 ,也呈降低趋势。经统计分析表明 ,以处理低量麦秸 +泥炭全肥 +泥炭效果最好。     

四湖地区不同水型水稻土的腐殖质分布特征

在四湖地区采集了不同潜育程度5个水稻土剖面共20层样品，用傅积平改进法测定了样品的腐殖质组成，分析了松结态和稳结态中胡敏酸和富里酸的含量。结果表明，潜育度越高，表层土壤的有机质含量上升，土壤松结态、稳结态腐殖质中的胡敏酸、富里酸含量和紧结态腐殖质的含量也越高，紧结态腐殖质在重组有机质中的比例下降，而稳结态和松结态腐殖酸的比例增高。胡敏酸、富里酸和紧结态腐殖质的含量范围分别为0．4～8．8、0．5～10．1、8．4～14．6 g／kg。松结态胡敏酸和富里酸含量均高于相应土壤中稳结态的含量。胡敏酸／富里酸比值(H／F)在松结态中为0．67～0．98，稳结态中为0．85～1，重度潜育土、中度潜育水稻土和潴育型中比值增大，依次为0．73～0．92、0．89～0．98和0．91～0．99。     

胡敏酸吸附重金属Cu2+ Pb2+ Cd2+的特征及影响因素

采用碱溶酸沉淀法提取腐殖质中的胡敏酸,研究了胡敏酸对Cu2+Pb2+Cd2+的吸附特征及作用机理.结果表明,在相同初始浓度下,胡敏酸对Cu2+的吸附强度要大于对Pb2+和对Cd2+的吸附.吸附强度顺序为Cu2+＞pb2+＞＞Cd2+.Langmuir、Freundlich和Temkin方程对Pb2+Cd2+的吸附呈显著关系,但其中Freundlich方程为最佳拟合方程;对Cu2+的吸附,Langmuir等温式拟合程度最高,Freundlieh方程其次,Temkin方程则不适合.pH是影响胡敏酸对Cd2+和Cu2+吸附的主要因素,而对Pb2+吸附的影响较小.总体上低pH值均不利于吸附剂对重金属离子的吸附,随着pH值的增加(pH=2～8),不论吸附量还是吸附率都呈上升趋势.通过红外光谱表征反应物,结果表明,胡敏酸与Pb2+Cd2+的结合点主要发生在羧基和酚羟基之间,而Cu2+与胡敏酸的结合除了在羧基和酚羟基之间外,更多地发生在羧基和羧基之间.     

长期轮作施肥对土壤有机质及其组分的影响

研究了长期轮作施肥对土壤有机质及其组分的影响，结果表明：在不施肥耕种条件下，通过粮豆轮作，基本可以维持土壤有机质的平衡，但其活性有机质含量、腐殖酸总量及胡敏酸含量却在不断下降，单施化肥，开始时土壤有机质含量降低，以后随耕种年限的延长，基本可以维持在较低水平，活性有机质、腐殖酸总量、胡敏酸和胡敏素含量降低，富里酸含量提高；施用有机肥处理，特别是施用高量有机肥，有利于提高胡敏酸和胡敏素比例，而减少富里酸的生成，培肥作用较为明显。     

非腐解有机物培肥对苏打草甸水稻土腐殖质结合形态的影响

几种非腐解有机物为施于苏打草甸水稻土后，对土壤中不同结合形态的腐殖质的动态变化进行了研究。结果表明，非腐解有机物料施入供试水田土壤后，土壤中的公结态腐殖质和联结态腐殖质均较对照大幅度增加，而穗结态和紧结是显著差异，从所测得的胡敏酸和富里酸含量的动态变化看，土壤松结态和联结态腐殖质的胡敏酸，富里酸的含量也都有所提高，但松结态腐殖质中以胡敏酸增加的度明显，而联结态腐殖质中以富里酸增加的幅度明显。     

不同结合态胡敏酸的性质、结构研究

采用化学分析、热分析和红外光谱分析技术对楼土、黑垆土不同结合态胡敏酸的性质和结构进行了研究。结果表明，胡敏酸结合的牢固程度不同，其性质结构也各异。稳结态和松态胡敏酸相比，前者芳构化度高、缩合度大、分子颗粒在、分散度小、羧基含量多；后者脂肪族增多、活化度高。     

典型岩溶流域不同土地利用类型土壤腐植酸与钙的关系

为了阐明岩溶地区不同土地利用类型中土壤腐植酸的分布特征及其与钙的关系，以滇东南典型岩溶流域普者黑流域为研究对象，分析流域内裸地、林地、旱地、水田和湿地5种土地利用类型中土壤表层（0~10 cm）、亚表层（10~20 cm）的水溶性有机质（WSOM）、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）的分布情况，并进一步探究土壤中腐植酸的结构特征及其含量与钙的关系。结果表明：研究区5种土地利用类型土壤中WSOM、HA和FA含量的空间变幅均较大（P<0.05），且表层 > 亚表层（P<0.05），腐植酸含量（WSOM、HA、FA三者含量之和）的大小依次为旱地（13 289.97 mg·kg^-1） > 湿地（10 007.02 mg·kg^-1） > 林地（9 136.76 mg·kg^-1） > 水田（8 708.724 mg·kg^-1） > 裸地（3 395.13 mg·kg^-1）； 5种土地利用类型土壤PQ值（HA在腐植酸中的比例）以及HA/FA（可以在一定程度上反映土壤有机质的稳定性）的空间变幅较大且变化规律相似，大小排序均为水田 > 湿地 > 林地 > 旱地 > 裸地（P<0.05）；红外图谱分析表明5种土地利用类型土壤的腐植酸具有类似的结构组成和官能团信息，除含有一定量的芳香结构外，还含有大量的羟基、氨基、酚羟基、醇羟基以及脂肪链结构；冗余分析表明土壤全钙及各形态钙在很大程度上影响腐植酸的种类及含量。研究表明，普者黑岩溶流域内5种土地利用类型土壤腐植酸含量空间变幅较大，结构相似且特征明显，与土壤钙的关系密切，同时普者黑流域内5种土地利用类型土壤的腐殖化程度较高，腐植酸品质较好。     

H_2O_2氧解褐煤产腐植酸的试验研究

[目的]探讨H2O2氧解褐煤产腐植酸的最佳工艺条件。[方法]采用H2O2降解云南曲靖褐煤制备黄腐酸,提取了褐煤及氧化残煤中的腐植酸,并利用pH分级法分出主要组分,对褐煤降解前后所提取的腐植酸进行了化学组成分析。[结果]对黄腐酸产率影响最大的因素是煤与氧化剂质量比,其次是氧化降解温度,H2O2浓度影响最小。优化工艺条件为:煤与H2O2质量比1∶0.60,氧化降解温度45℃,氧化降解时间210 min,H2O2浓度为20%。在最佳工艺条件下,黄腐酸的产率达20.40%。腐植酸官能团含量分析及红外光谱结果表明,降解产物黄腐酸中总酸性基团、羧基含量显著提高;OHA中的活性官能团含量及主要组分的沉淀酸度都较HA中的高。[结论]该研究为褐煤制备优质腐植酸提供了一种新的方法。     

pH值对胡敏酸、富里酸与Cd~(2+)络合反应的影响

【目的】探讨pH值对新疆典型草原黑钙土中胡敏酸(HA)、富里酸(FA)与Cd离子络合物稳定性的影响。【方法】采用Schuber提出的离子交换平衡法测定腐殖质-Cd复合体的络合稳定常数和配位数。【结果】在不同pH值条件下,HA与Cd结合形成的复合体络合稳定常数在1.45～7.88,而FA与Cd的络合稳定常数在1.29～5.53。络合稳定常数和配位数随着pH值的增大而增大,但是HA-Cd的络合稳定常数和配位数均比FA-Cd的络合稳定常数和配位数高。【结论】pH值显著地影响HA-Cd、FA-Cd的络合稳定常数和配位数。在不同pH值条件下,HA-Cd的络合稳定常数、配位数以及吸附率均大于FA-Cd的络合稳定常数、配位数以及吸附率。     

不同调理剂对猪粪堆肥腐殖质特性及元素含量变化的影响

分别以木屑、泥炭及水葫芦作为猪粪堆肥的调理剂，制作有机堆肥，研究了3种堆肥体系在堆肥进程中腐殖酸（HA＋FA）及其组成、腐殖化指数（HI=HA／FA）、pH的变化过程，以及堆制前后1mol／L NH4Ac-0．05mol／L EDTA浸提态金属离子含量的变化。在此基础上讨论了HI、pH和阳离子交换量（CEC）之间的关系。结果表明，在整个堆肥制作中，HA＋FA和HA均呈现先下降后上升再稳中有降的趋现势，总体表现为增加；HI则上升明显，这些是堆肥腐熟和品质提高的重要表；pH变化因调理剂的不同而有较大的差异；除重金属Cr外，1mol／L NH4Ac-0．05mol／L EDTA浸提的绝大部分金属离子含量堆制后均有增加，3种堆肥增加幅度的顺序为：猪粪＋水葫芦〉猪粪＋木屑〉猪粪＋泥炭；堆制前后pH和HI的变化与堆制前后CEC变化分别呈较好的正相关和负相关，它们可以作为堆制前后交换态金属元素含量变化的指示指标。     

高锰酸钾对水中天然有机物氯化活性的影响

利用树脂分离技术将水中天然有机物分为腐殖酸(HA)、富里酸(FA)、亲水酸(HPIA)和其它亲水物质(HPI-NA)等4部分,研究了高锰酸钾对不同有机组分卤代活性的影响.结果表明,高锰酸钾增加了腐殖酸和其它亲水物质加氯的卤代活性,降低了富里酸和亲水酸的卤代活性,如投加0.75 mg/L高锰酸钾时,腐殖酸和其它亲水物质的卤代活性增加了39.3%和13.8%,而富里酸和亲水酸卤代活性降低了33.6%和46.9%;通过对SUVA的考察可知,高锰酸钾增加了腐殖酸和其它亲水物质的碳碳不饱和双键的含量,使其卤代活性增     

交换性阳离子和胡敏酸对粘土絮凝——分散的作用

选用Ｎａ、Ｃａ＾＋和胡敏酸（ＨＡ）研究不同价态的交换性阳离子、土壤有机质对纯矿物和土壤粘粒絮凝分散的作用。结果：粘粒悬浮液中Ｎａ或Ｃａ浓度较低时，土壤有机质均能提高纯矿物和土壤粘粒的分散程度，表现为粘粒悬浮液的临界絮凝浓度（ＣＦＣ）随ＨＡ添加量的增加而提高。当Ｎａ或Ｃａ浓度较高时，有机质推动对粘粒的分散作用。用Ｈ２Ｏ２去除土壤有机质后，土壤粘粒分散程度明显下降，ＣＦＣ减小，有机质含量较高的黄棕壤Ｃ     

玉米秸秆分解期间土壤腐殖质数量动态变化的研究

通过室内培养试验研究了玉米秸秆在暗棕壤和水稻土中分解期间全土及不同结合态胡敏酸、富里酸数量的动态变化。结果表明:无论全土还是不同结合形态腐殖质,胡敏酸的数量都以15 d或30 d为转折点先增加后减少,而富里酸的数量减少。培养初期,富里酸的形成速度大于胡敏酸;随培养时间延长,富里酸转化为胡敏酸或相互转化;玉米秸秆分解最终增加了可提取腐殖质中胡敏酸的比例。     

糠醛渣木质素接枝聚丙烯酸水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附性能研究

以糠醛渣木质素和丙烯酸为原料，制备了可有效去除水中Pb2+、Cu2+和Cd2+离子的糠醛渣木质素-g-聚丙烯酸水凝胶(FRL-g-PAA水凝胶)；研究了pH值、温度和离子强度对FRL-g-PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+性能的影响；分析了FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学的相关数据；采用XPS谱图进一步分析了FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的吸附机制。结果表明:在PAA水凝胶结构中引入糠醛渣木质素提高了水凝胶对重金属离子的平衡吸附容量，吸附体系pH值为5，降低温度有利于FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+重金属离子的快速、高效吸附；在K+的干扰下，FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的平衡吸附量顺序是Pb2+>Cu2+>Cd2+；FRL-g-PAA水凝胶和PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+均遵循准二级动力学方程和弗兰德里希模型的自发放热反应；XPS谱图证明了FRL-g-PAA水凝胶的羟基和羧基与重金属离子之间存在络合作用，FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附过程兼具物理吸附和化学吸附的特点。      

黑土中不同有机质组分对三氯乙烯吸附特征研究

文章采用分步提取法制备东北黑土有机质组分,研究不同有机质组分结构与性质,分析差异;运用批量平衡试验方法研究三氯乙烯(TCE)在三种有机质组分中吸附规律。结果表明,土壤中各有机质组分含量有较大差异,为HMFAHA,有机质组分中H/C,O/C和(N+O)/C比,为FAHAHM,说明FA组分脂肪性最高,极性最强;有机质组分对TCE吸附平衡时间为24 h,胡敏素(HM)对TCE吸附能力高于富里酸(FA)和胡敏酸(HA);试验浓度范围内,三种有机质组分对TCE吸附均符合Freundlich等温吸附曲线,吸附能力为HMHAFA。     

腐植酸对土壤砷化学形态及生物可给性的影响

利用in vitro方法研究了腐植酸(HAs)的两种活性组分——富里酸(FA)和胡敏酸(HA)及其不同比例(HA/FA)对土壤As在胃与小肠阶段生物可给性的影响,分析了As的生物可给性与HAs影响下As形态转化的关系。结果表明:在添加量≤1%C时FA和HA均可提高交换态As的分配比例,FA能显著促进土壤As由铝型As和铁型As向残渣态As转化,且随用量的增加转化作用增强,而HA的这种作用强度较弱,在HA添加量为5%C时甚至表现出相反的作用;FA和含3%C的HA处理显著增加了土壤As胃阶段生物可给性,FA和HA均显著增加了土壤As肠阶段生物可给性;HAs添加总量为1%C时,不同HA/FA的HAs均增加了土壤As的生物可给性,HA/FA为5/5时胃肠生物可给性最大,HA/FA为7/3时肠阶段生物可给性最小;HAs对土壤As生物可给性的影响与其影响As形态分布密切相关,在胃阶段对土壤生物可给性As具有显著影响的形态是交换态As和钙型As,单位交换态As对生物可给性As的贡献比钙型As大,在肠阶段对生物可给性As影响显著的是钙型As。