腐植酸在修复土壤中的效应

土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。 在土壤修复行业,已有的土壤修复技术达到一百多种,常用技术也有十多种,大致可分为物理、化学和生物三种方法。修复土壤污染的技术原理可包括为:(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式,降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性; (2)降低土壤中有害物质的浓度。 在农业土壤污染治理、土壤改善过程中,腐植酸体现出了惊人的效果。 为什么是腐植酸? 腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质。 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。现代工业中一些发酵工艺也能生产出腐植酸。 腐植酸的原料来源可以分成两大类:煤类物质和非煤类物质。 前者主要包括泥炭、褐煤和风化煤;在它们之中,腐植酸含量达10-80%。 我国煤炭蕴藏量是非常丰富的,根据资料,有泥炭50亿吨,褐煤1265亿吨,风化煤尚没有统计数据。 后者包括土壤、水体、菌类和其他非煤物质,如含酚、醌、糖类等物质,它们经过生物发酵、氧化或合成可以生成腐植酸类物质,如现在市场上粮食发酵生产味精所产生的腐植酸。 腐植酸是腐殖质的主要组成部分,化学结构复杂,是一个含有羧基、酚基、酮基、酚羟基等多种活性功能团的混合物,腐植酸的特殊结构和理化特性决定了它在生态修复上的重要作用。 腐植酸是怎样修复土壤的 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。 1、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。 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、铅等固定。 2、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。 […]

腐植酸

腐植酸补充土壤有机质,是优化土壤生态环境的必然选择

腐植酸广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及褐煤、风化煤、泥炭等自然界之中。腐植酸是土壤的,她从土壤中来,到土壤中去。 腐植酸是补充土壤有机质的最佳选择 2016年5月28日,国务院印发了《土壤污染防治行动计划》,简称“土十条”。保证土壤生态系统和谐,必须把住土壤投放关;必须划出一条红线,本源性的可以投放,增加土壤负担、带来新的污染的物质就不能投放。 腐植酸是土壤的构成部分,工业提取的 煤炭腐植酸与土壤腐植酸形成过程相似,具有相似的物理特性、化学组成、分子结构及分子量范围,是土壤的本源性物质,是补充土壤有机质的必然选择。 腐植酸是优化土壤生态环境的必然选择 腐植酸具有胶体化学性质,是形成团粒结构体的天然胶结剂,而促进土壤中较大粒径的团聚体、微团聚体的形成,改善了土壤的物理性状;通过腐植酸形成的团粒,孔隙度增加,改善了土壤的通气性;腐植酸的胶体性质,继而形成团粒结构,增强了土壤的保水能力,提升了持水量。 腐植酸是土壤生命的承载者,为微生物提供碳源、氮源并伴其终身,对微生物的数量、种类、多样性具有促进作用;微生物是土壤生命的体现者,担当着分解者的角色,对腐植酸的形成与分解功不可灭。腐植酸的形成离不开土壤微生物,土壤微生物的生存和繁衍离不开腐植酸,二者相互依存,共同促进土壤的形成发育、肥力演变、物质循环及能量转化。可见,“土壤—腐植酸—微生物”三者密不可分,属于生命共同体。 腐植酸具有丰富的官能团(芳香环、共轭双键、酚羟基、羟基、羰基、羧基等),通过疏水吸附、分配、氢键、电荷转移、共价键、范德华力等多种作用,可以有效地与重金属或者有机污染物发生吸附、络(螯)合、氧化还原等反应,对重金属污染土壤的进行修复,能够充分发挥腐植酸“改良土壤”、“净化土壤”的特质,改变着土壤中有机污染物的吸附-解吸、迁移-转化等生态作用。几十年来,腐植酸通过与物理、化学和生物等三种方法结合,已经开展了土壤修复的大量试验、示范和推广,取得了良好的效果。 腐植酸肥料对农作物的作用机理 国发两个文件开创了中国经典(五大作用举世闻名)。1974年和1979年,国务院分别批转了国发〔1974〕110号、国发〔1979〕200号两个文件,对我国腐植酸事业的健康发展具有里程碑的意义。在两个文件推动下,32家科研单位连续5年,在全国19个省、市、自治区,开展了24种作物773个大面积田间试验,获得了腐植酸肥料在农业上“改良土壤、增效化肥、刺激生长、增强抗逆、改善品质”的五大作用,成为中国经典。 黄腐酸的“四剂功能”是植物抗旱剂、植物生长调节剂、农药缓释增效剂和化学元素络合剂。四次全国腐植酸化学会议奠定了基石,1979-1987年,中国化学会先后主办了4次“全国腐植酸化学学术讨论会”,累计发表252篇研究论文,深度阐明了腐植酸的基本化学结构,明确了黑腐酸、棕腐酸、黄腐酸三大组分的范围和特点等一系列成果。 腐植酸肥料的“两高三少”和“三剂化”效果。2015年5月28日,全国农技推广中心总结并发布了含腐植酸复合肥,在全国12个省市开展95个大面积田间试验示范成果,即腐植酸肥料的“两高三少”和“三剂化”效果。腐植酸肥料的“两高三少”是指肥料利用率高,作物产量高,肥料用量少,施肥次数少,有害气体排放少。“三剂化”效果是指肥料增效剂、土壤调理剂、作物生长刺激剂。