腐植酸是自然界中一类复杂的高分子有机质混合物,含有羧基、酚羟基等活性官能团，广泛存在于土壤有机质、泥炭、褐煤、风化煤及湖泊和海洋沉积物中。腐植酸在农业生产中已经得到广泛应用并取得显著的效果。随着我国土壤污染问题的日益加剧，腐植酸在修复污染土壤中的应用开始受到关注。了解腐植酸修复污染土壤的基本原理、应用现状，对开辟腐植酸新的应用领域、促进土壤修复产业的健康发展具有重要意义。
　　　　　　
腐植酸对重金属污染土壤的修复原理
   
　　  2014年4月，国家公布了针对全国土壤污染状况的调查公报。公报显示：全国土壤环境状况总体不容乐观，耕地土壤环境质量堪忧；耕地土壤污染点位超标率为19.4％，其中82%以上的超标污染物是无机物，即通常所说的重金属元素。而腐植酸因其分子内含有多种活性官能团，能够通过与重金属的吸附络合作用和氧化还原作用达到降低重金属污染土壤中的有效态，从而实现对被污染土壤的修复与安全利用。
  　　腐植酸对重金属的吸附络合 腐植酸是带电荷的高分子有机聚合胶体，含有很多活性官能团，通过与土壤中的重金属发生离子交换吸附、络(螯)合吸附、专性吸附(选择吸附)等形式，对土壤重金属具有很强的结合能力。已有研究表明，腐植酸不仅可以固定常见的重金属元素汞、镉、铅、砷、铬、铜、镍，而且对铊、铕和放射性元素241Am也有吸附固定的效果。研究发现，腐植酸对土壤中砷的吸附与其组成有密切的关系，HA能促进土壤对砷的吸附，随着其添加量的增加，促进吸附的作用也逐渐加强，而FA则会抑制土壤对砷的吸附。腐植酸一方面自身可以通过络合等反应与重金属离子发生反应，还可以通过改变矿物颗粒表面性质来实现对重金属离子的吸附。通常在土壤当中，腐植酸与铁氧化物的复合物会增强对土壤中砷的吸附作用。
  　　腐植酸对土壤重金属的氧化还原 腐植酸能改变土壤中重金属的存在形态，形成稳定的螯合物等，改变重金属离子的生物有效性，从而减少重金属进入食物链，减少对人体的伤害。腐植酸具有明显的还原能力。腐植酸在有氧和无氧条件下均会发生氧化还原反应，其氧化还原能力来源于结构中氧化还原功能基团（醌、酚等官能团）的存在。尤其是醌基团在电子传递中起到了重要的作用。目前很多学者都集中在HA对Fe和Cr的还原研究上。有学者对HA还原Cr开展了很多研究工作，发现来自同一土壤的HA和FA对Cr的还原速率差异较不同土壤的HA对Cr还原的差异更大。         
　　　
腐植酸在有机污染土壤修复中的应用
   
　　  虽然我国土壤受到有机污染物的污染程度相对较轻，但由于有机污染物种类和数量非常多，特别是许多工业场地有机污染问题比较突出。另外，有机农药的污染也不容忽视。而腐植酸通过对土壤中的有机污染物进行吸附沉淀和氧化还原，被认为是减少和降解土壤中有机污染物的有效技术措施。有文献报道，腐植酸对阿特拉津、灭草松、绿定宝、毒死蜱等农药的吸附降解作用明显。
  　　腐植酸对有机污染物的吸附沉淀 腐植酸是酸性物质的混合物，具有络合、吸附等功能，是一种吸附能力很强的吸附剂。腐植酸能键合水体中的有机物，如多氯联苯、多环芳烃等，影响其分布迁移。 腐植酸主要是通过物理吸附、分配、氢键、共价键等途径与有机污染物结合，降低有毒有机污染物在土壤中的生物有效性。此外腐植酸具有表面活性剂增溶作用，使有机物从土壤中洗脱出来。有研究表明，选用3种阴离子表面活性剂和腐植酸对黄土中柴油进行解吸实验，结果表明，柴油解吸量明显增加，去除率最高达到63%；把腐植酸添加到污染土壤当中，可有效降低有机污染物毒性，污染土壤中可提取有机污染物降低了70%~90%。
  　　腐植酸对有机污染物的氧化还原 腐植酸的氧化还原能力取决于其氧化还原官能团的分布及氧化还原范围，其中一些功能基团有可逆性的氧化还原和离子交换功能，对土壤中的有机污染物具有积极的影响。在众多的官能团中，醌基是腐植酸最主要的氧化还原官能团。从微生物处得到电子被还原的腐植酸转移电子给有机污染物，然后再次被氧化重新接受电子，腐植酸在这个过程中充当了“电子载体”的作用，氧化还原的重复循环形成了对有机污染物的持续还原转化，这不仅可以促进芳香类污染物的生物降解，而且可以还原降解土壤中更多的有机污染物。
　　  腐植酸促进土壤微生物降解有机物 腐植酸本身就是一种大分子有机质，能够为微生物提供碳源，刺激土壤中的微生物和酶的活性，为微生物的生长创造更加适宜的环境，有利于微生物的繁殖，降解有机污染物。
　　　　　　
腐植酸应用于污染土壤修复存在的问题与建议
   
　　  虽然将腐植酸应用于污染土壤修复已有大量的文献报道，但这些文献都是以原理阐述和实验室模拟试验的数据为主，距离实际大面积推广和场地修复工程化应用还有距离。利用腐植酸修复污染土壤还存在很多问题，代表性的问题包括以下几方面：
 　　（1）用于污染土壤修复的腐植酸产品定位不清晰。腐植酸作为肥料包括复合肥、液体肥、叶面肥，已有标准规范并得到行业和市场的广泛认可。但作为污染土壤修复产品时，应归属于修复剂、调理剂、改良剂、钝化剂、固化剂哪一种仍有争议，相应的产品标准也缺失，亟待规范。
 　　（2）腐植酸对重金属污染土壤吸附络合的稳定时间不明确。腐植酸修复重金属污染土壤的核心是通过吸附络合降低土壤中重金属的有效态和毒性，但也有报道称腐植酸对重金属的吸附固定存在一定可逆性。因此，对腐植酸钝化土壤重金属稳定时间的测算就非常关键，至少应与目前常用重金属钝化剂的钝化效率、稳定时间长短基本一致方可推广应用。
 　　（3）缺乏较大规模应用面积验证和修复工程案例。无论是用于重金属污染的土壤修复还是有机污染土壤修复，对农用地特别是耕地土壤的修复更强调确保农产品中污染物不超标，这就需要不同区域、不同类型土壤、不同污染程度的多点田间试验进行支撑。对于污染场地的修复应该有若干个污染场地修复工程的应用案例，目前这方面案例还不足。
  　　针对目前腐植酸应用于污染土壤修复存在的诸多问题，提出如下建议：
 　　（1）建议行业主管部门或中国腐植酸工业协会尽快制定腐植酸修复污染土壤相关产品的行业标准或团体标准，规范腐植酸修复污染土壤的产品名称、产品质量要求（如钝化率、吸附容量、有害物质限量等）、使用数量和范围，以及修复效果评价方法等内容。
 　　（2）深入研究腐植酸吸附络合固定重金属的作用时间，明确是否存在解吸的可逆性问题，尽快开展腐植酸修复产品与市场现有产品修复效果的比较试验，包括用量、成本、修复效果、环境友好性、对作物产量品种的影响等全方位的对比试验。
 　　（3）鼓励腐植酸土壤修复产品生产企业与从事环境修复特别是污染土壤修复的高校、科研单位以及大型修复企业集团开展产学研用的合作，在全国建立多个工程应用案例和修复示范基地，为加快腐植酸在污染土壤修复领域的应用提供样板和工程经验。