水体环境中天然有机质腐殖酸研究进展
摘要：腐殖酸是大量存在于土壤、河湖海沉积物以及风化煤、褐煤、泥炭中的天然有机高分子化合物。本文介绍了腐殖酸的组成、结构和性质；阐述了其在水处理中的应用以及其发展前景。着眼研究腐殖酸与土壤、水体和生物多界面的环境过程和机理。文章主要以水环境为例，对环境污染物效应和去除技术等几个方面的研究进展进行了简要的总结；对现代腐殖酸的研究趋势进行了展望。 关键词：天然有机质；腐植酸；腐植酸的性能；水处理；应用前景
水源水质复合污染的多介质联合作用机制及污染物的生物地球化学循环过程已经成为亟待解决的科学问题，其中天然有机质在其中起到很关键的作用。天然有机质腐殖酸对环境中碳的循环，金属离子和有机化合物的迁移转化，及水处理中消毒副产物的形成等都有重要影响。腐殖类物质广泛存在于土壤、底泥、湖泊、河流以及海洋中，它是指那些动、植物残体经微生物和化学过程分解后形成的一种褐色或黑色的复合物[1-2]。土壤和水体中的有机质主要为腐殖物质，可占这两种生态体系中总有机质的50%~80%[3-5]。
腐植酸是一种液态的有机质。一般土壤有机质的来源大都是动物、植物及微生物的残体或排泄物等经一连串长期物理、化学性及微生物作用而产生。其中腐植质是土壤有机质最重要的一种成分。这种黑色稠状的腐植质具有巨大的有机分子结构，使土壤之中有机质能充分发挥作用。所以，腐植质可视为土壤有机质的精华。而腐植酸又正是腐植质成分中最具生化活性，最具利用价值的部份。过去科学家们都是在实验室内从土壤或植物体内以化学方法提炼腐植酸，不但量少，且价格昂贵。目前已发展出从泥炭或含腐植质的矿石中萃取溶解出腐植酸的技术，如此不仅使腐植酸可以大量提供农业使用，且使腐植酸成为一种新兴的土壤改良剂。
一、天然有机质腐殖酸的研究历史
腐殖物质环境行为与其结构组成有密切关系，腐殖质与矿物组分一起构成土壤和水体颗粒物的主体，因此腐殖物质不是一种简单化合物，其组成复杂，没有统一的结构 。Ghabbour等[6]报道了研究者们从18世纪末就已经开始对腐植酸的研究。化学家、地球化学家、水文学家和环境学家也逐渐关注在生态圈无处不在的腐植质。
随着科学技术进步，研究 者逐渐深入地对腐 殖质的具体结构和微观特征等进行了较详细的研究。
目前，关于腐殖酸形成方式主要有４种假说：（1）植物转化：由植物残体中不为微生 物分解的组分转化而来；（2）生物化学：复杂有机物经微生物作用后部分矿化，再经氧化和缩合等作用形成单体腐殖酸，最终形成高分子腐殖酸；（3）细胞自溶 ：微生物自溶后的产物经过缩合和聚合后形成；（4）微生物合成：微生物在体内合成腐殖酸，死亡后将腐殖酸 自溶析出。专家从不同角度对腐殖酸的形成作了猜测，但这４种假说中哪一种更接近真实情况目前还很难说清楚，也许腐殖酸的形成是这４种过程共同作用的结果。
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二、腐植酸的性能及提取方法
1、腐殖酸的吸附性能
由于腐殖酸含有多种功能基，如羧基、醇羟基、酚羟基、羰基和甲氧基等，因而具有很高的反应活性(如吸附作用、络合作用、氧化还原作用)，能与环境中的金属离子、氧化物、氢氧化物、矿物质、有机质、有毒活性污染物等发生相互作用。
2. 提取方法
1）酸抽提剂法。
童同家等采用酸抽提剂法从风化煤中提取了能满足汽车用蓄电池技术条件要求的腐殖酸。其制备工艺：风化煤一加入稀硫酸一蒸汽煮沸—搅拌沉淀一取出上部液体一水洗→沉淀物烘干→粉碎过筛→包装。
酸抽提剂法提取腐殖酸工艺简单，易于操作，生产周期短，而且省去碱法的碳酸物，因此酸法腐殖酸价格与碱法腐殖酸价格相比，约降低30％。但酸抽提剂法提取的腐殖酸因含杂质太多，应用受到了限制。
2）微生物溶解法。
微生物溶解法提取腐殖酸反应周期长，产率低但反应温和，可清洁转化，产物生物活性高，现主要处于试验研究阶段，离工业生产还有一定差距。
3）碱溶酸析法。
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