進(jìn)入土壤中的有機(jī)污染物有天然有機(jī)污染物和人工合成有機(jī)污染物兩種,前者主要是在自然條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的,后者主要是由于人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)產(chǎn)生的。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,產(chǎn)生大量的有機(jī)工業(yè)廢水,這些廢水直接或間接地對(duì)水體周圍的土壤造成污染。生活中洗滌劑的使用以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中有機(jī)農(nóng)藥、地膜等使用,使有機(jī)污染物殘留在土壤中,造成土壤有機(jī)物污染。有機(jī)污染物會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生有害影響,不僅影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育,降低作物品質(zhì)和產(chǎn)量;同時(shí),有機(jī)物能夠通過(guò)植物進(jìn)行富集,并通過(guò)食物鏈的作用進(jìn)入人體,嚴(yán)重威脅人類健康。
1、腐植酸對(duì)土壤中有機(jī)污染物的吸附沉淀作用
腐植酸主要是通過(guò)物理吸附、分配、氫鍵、共價(jià)鍵等途徑與有機(jī)污染物結(jié)合,降低有毒有機(jī)污染物在土壤中的生物有效性。腐植酸具有表面活性劑增溶作用,使有機(jī)物從土壤中洗脫出來(lái),然后把淋洗液抽到地表做進(jìn)一步處理,降低有機(jī)物在土壤中的含量。腐植酸與土壤膠粒形成的有機(jī) - 無(wú)機(jī)復(fù)合膠體,進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)有機(jī)物的吸附。腐植酸對(duì)離子的吸附性能,能夠使有機(jī)物的陽(yáng)離子緊緊吸附在腐植酸分子周圍,減少了土壤中有機(jī)污染物的遷移。
腐植酸分子量的大小直接影響對(duì)有機(jī)污染物的吸附有效果。隨著腐植酸分子量的增大,對(duì)疏水性有機(jī)物的吸附增強(qiáng);在腐植酸結(jié)構(gòu)中,脂肪結(jié)構(gòu)的增加,促進(jìn)腐植酸對(duì)疏水性物質(zhì)的吸附,芳香結(jié)構(gòu)的增加,減弱腐植酸對(duì)疏水性物質(zhì)的吸附,其極性強(qiáng)弱可能是控制疏水性有機(jī)物吸附的一個(gè)重要參數(shù)。與此同時(shí),腐植酸類物質(zhì)能夠很好地固定、沉淀有機(jī)污染物,這種作用在水體中更為顯著,能夠很好地減輕有機(jī)污染物造成的水體污染。
2、腐植酸對(duì)土壤中有機(jī)污染物氧化還原作用
腐植酸含有多種功能基團(tuán),其中一些功能基團(tuán)有可逆性的氧化還原和離子交換功能,可以降低土壤中有機(jī)物的含量,其機(jī)理主要有以下兩種方式:
(1) 腐植酸能夠?qū)㈦娮訌倪€原態(tài)的化合物轉(zhuǎn)移到芳香族化合物等有毒有機(jī)污染物上,將這些有機(jī)污染物降解,這個(gè)過(guò)程中腐植酸僅起到電子轉(zhuǎn)遞體的作用。李蘭生等研究表明,腐植酸類物質(zhì)對(duì)六六六降解有促進(jìn)作用,其原因是腐植酸類物質(zhì)促進(jìn)了水中激發(fā)氧和˙OH生成,氧化了有機(jī)物,降解產(chǎn)物主要是醇類和酚。
(2)腐植酸接受有毒有機(jī)污染物提供的電子,將這些有機(jī)污染物氧化,這個(gè)過(guò)程中腐植酸作為電子受體,該方式能夠支持菌體的生長(zhǎng),形成一種新型的細(xì)菌厭氧呼吸方式—腐植酸類物質(zhì)呼吸。有關(guān)研究表明,發(fā)揮腐植酸類物質(zhì)呼吸作用的成分主要是腐植酸中醌類成分,在氧化降解有機(jī)物過(guò)程中起到最終電子受體的作用。
3、腐植酸促進(jìn)土壤微生物對(duì)有機(jī)物的降解腐植酸是一種有機(jī)物質(zhì),可以為土壤中的微生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。腐植酸能夠改良土壤結(jié)構(gòu),減少土壤容重,增加土壤空隙度和通透性,調(diào)節(jié)土壤pH值,降低土壤中的鹽分,從而為微生物提供一個(gè)非常好的生存環(huán)境,使微生物大量繁殖,促進(jìn)微生物對(duì)土壤中有機(jī)物的降解。同時(shí),腐植酸能夠提高氧化酶的活性,加快對(duì)有機(jī)污染物的降解速度。