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摘 要：文针对不同的土壤类型，并结合环境条件的变化，介绍了有机酸对土壤重金属有效性的影响及其产生的不同效果。
关键词：土壤 有机酸 重金属 有效性
土壤是人类赖以生存和发展的基本资源，是农业的基础。但随着人口的增长和工业化进程的加快，土壤环境问题日益突出。重金属污染是土壤环境中尤为突出的问题之一。土壤是有机物无比庞大的天然仓库，有机酸在土壤中随着各种有机物的分解和生物生命活动不断形成、转化并积累。土壤中有机酸作为有机配体，与土壤固相表面及土壤溶液中的各种离子（包括重金属离子）相互作用，从而影响土壤对金属离子的活性[1]。
一、有机酸对土壤重金属活性的影响
1.有机酸的来源和种类
土壤中有机酸来源于动植物残体的分解、微生物代谢、根系分泌物和施入土壤中有机质的转化。植物在正常生理条件下，其光合作用所同化的碳有高达30%通过根系分泌到土壤中去[2]。迄今为止，土壤中发现的有机酸有：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、乙醇酸、丙二酸、羟基苯甲酸、苯丙烯酸等。
2.有机酸对土壤吸附和解吸重金属离子的影响
重金属离子在土壤颗粒表面的吸附有专性吸附和非专性吸附，吸附作用的选择性可能会出现重金属离子与脱质子化的-OH基团和-COOH基团形成配位化合物，这对植物微量元素的有效性和土壤重金属污染有重要意义。土壤中的有机酸作为有机配体，即与土壤固相表面进行相互作用，又与重金属离子相互作用，从而影响土壤或矿物对重金属离子的吸附与解吸。
有机酸影响土壤吸附-解吸重金属离子的机制有电性效应、键合效应、竞争效应及其它效应[3]。有机酸浓度影响土壤重金属离子吸附-解吸的规律是几种效应综合作用的结果。体系pH的改变会使吸附体表面电荷、配位体数量与价态、配合物数量和价态以及金属元素存在形态发生改变，从而影响到金属元素的吸附效果。
土壤类型的不同也显著影响重金属与有机酸之间的交互作用。周东美等（2002）研究表明，对于黄棕壤和黑青土，加入柠檬酸、EDTA以后明显降低了土壤对镉的吸附，而在红壤上有机物的存在对镉的影响则随介质pH的改变而发生显著变化。在酸性条件下，有机物的存在增加镉在红壤上的吸附，而随着pH的增加，有机物的存在减少镉在红壤上的吸附。
此外，土壤中碳酸钙对土壤吸附解吸重金属也有很大影响。研究表明，土壤中添加CaCO3 可使镉的吸附量增加，外界加入镉的浓度越高，增加幅度越大。这是因为除CaCO3本身具有吸附能力外，还可以影响反应体系的平衡系数。而且添加CaCO3后，土壤镉的解吸量下降。去除CaCO3 后，栗钙土镉的解吸量明显增加。黄土去除碳酸盐后，吸持铜离子的数量大幅度降低；碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态铜含量明显降低，而可交换态铜含量显著增加。
二、有机酸对土壤重金属有效性的影响及其机制
有机酸对土壤重金属有效性的影响比较复杂，可提高、降低有效性，或无显著影响。有机酸对重金属的影响效果不仅与有机酸本身的性质和重金属的性质有关，也与土壤条件、作物种类以及施肥与灌溉条件有关。有机酸可以改变土壤重金属的形态，影响植物的营养状况和生理活性，从而影响土壤重金属的有效性。
1.有机酸对土壤重金属有效性的影响
有机酸对土壤重金属有效性的影响效果大体可归纳为三类：提高重金属的有效性，降低重金属的有效性，对重金属的有效性没有显著影响。
1.1提高重金属的有效性
有机酸可通过向植物供应本身所含有的重金属、活化土壤中原有的非有效态重金属、改变重金属向根的扩散速度、调节植物对元素的吸收作用等方面而促进植物对重金属吸收。
1.2降低重金属的有效性
有机酸可能通过几种途径降低土壤重金属的有效性：提高土壤pH，增加土壤固相有机质对重金属的吸附，有机酸和重金属结合形成不易被植物吸收的形态等。张敬锁等（1999）通过土培试验发现，向土壤中施入EDTA并不能增加水稻和小麦对Cd的吸收，反而有所降低。而土壤中施入腐植酸可抑制土壤汞向植物体内迁移，其抑制作用随富里酸施用量的增加而减弱，随胡敏酸施用量的增加而增强。
1.3在许多情况下，有机酸对重金属的有效性没有影响或影响不显著，这主要是由于有机酸的各种影响相互抵消所致
2.有机酸对植物吸收重金属的影响机制
植物对重金属的吸收与积累，主要取决于土壤环境中重金属的含量、形态与活性、植物的种类和属型、以及环境条件的变化。土壤重金属含量是影响植物体中重金属积累量的重要因子，在重金属含量相同的前提下，生长在不同土壤上的植物体内重金属含量也存在明显的差异，这是由于土壤性质影响着土体中重金属的形态，从而影响到重金属的有效性，造成不同土壤供给植物有效性重金属能力的不同。重金属液相中的形态与植物吸收重金属也有密切关系。重金属的液相形态是指存在于溶液中的重金属所呈现的形态，一般认为，游离重金属离子是有效性最高的形态，有机结合态的金属是否有效，与配位化合物的分子量大小、金属种类和电性等因素有关。大分子配合物（如与胡敏酸形成的配合物）难以被植物吸收。
三、结语
不同种类有机酸对于重金属活化机制的影响相差很大，而且不同浓度的有机酸对土壤重金属的影响效果也不尽相同。目前有关有机酸种类、浓度对土壤重金属元素的化学行为及生物有效性影响方面的研究有待进一步深入探讨。
参考文献
[1]李瑛，李洪军，张桂银. 几种电解质对土壤吸附铜离子的影响[J]. 生态环境，2003，12（1）：8～11.
[2]贺纪正. 土壤表面化学的发展和研究进展[C]. 第四届全国青年土壤科学工作者学术讨论会论文集，北京农业大学出版社，1992，135～141.
张桂银，董元彦，李学垣，等. 不同pH、电解质浓度条件下草酸對针铁矿吸附Cd（II）的影响及机制[J]. 植物营养与肥料学报，2001，7（3）：305～310.
关键词：土壤 有机酸 重金属 有效性
土壤是人类赖以生存和发展的基本资源，是农业的基础。但随着人口的增长和工业化进程的加快，土壤环境问题日益突出。重金属污染是土壤环境中尤为突出的问题之一。土壤是有机物无比庞大的天然仓库，有机酸在土壤中随着各种有机物的分解和生物生命活动不断形成、转化并积累。土壤中有机酸作为有机配体，与土壤固相表面及土壤溶液中的各种离子（包括重金属离子）相互作用，从而影响土壤对金属离子的活性[1]。
一、有机酸对土壤重金属活性的影响
1.有机酸的来源和种类
土壤中有机酸来源于动植物残体的分解、微生物代谢、根系分泌物和施入土壤中有机质的转化。植物在正常生理条件下，其光合作用所同化的碳有高达30%通过根系分泌到土壤中去[2]。迄今为止，土壤中发现的有机酸有：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、乙醇酸、丙二酸、羟基苯甲酸、苯丙烯酸等。
2.有机酸对土壤吸附和解吸重金属离子的影响
重金属离子在土壤颗粒表面的吸附有专性吸附和非专性吸附，吸附作用的选择性可能会出现重金属离子与脱质子化的-OH基团和-COOH基团形成配位化合物，这对植物微量元素的有效性和土壤重金属污染有重要意义。土壤中的有机酸作为有机配体，即与土壤固相表面进行相互作用，又与重金属离子相互作用，从而影响土壤或矿物对重金属离子的吸附与解吸。
有机酸影响土壤吸附-解吸重金属离子的机制有电性效应、键合效应、竞争效应及其它效应[3]。有机酸浓度影响土壤重金属离子吸附-解吸的规律是几种效应综合作用的结果。体系pH的改变会使吸附体表面电荷、配位体数量与价态、配合物数量和价态以及金属元素存在形态发生改变，从而影响到金属元素的吸附效果。
土壤类型的不同也显著影响重金属与有机酸之间的交互作用。周东美等（2002）研究表明，对于黄棕壤和黑青土，加入柠檬酸、EDTA以后明显降低了土壤对镉的吸附，而在红壤上有机物的存在对镉的影响则随介质pH的改变而发生显著变化。在酸性条件下，有机物的存在增加镉在红壤上的吸附，而随着pH的增加，有机物的存在减少镉在红壤上的吸附。
此外，土壤中碳酸钙对土壤吸附解吸重金属也有很大影响。研究表明，土壤中添加CaCO3 可使镉的吸附量增加，外界加入镉的浓度越高，增加幅度越大。这是因为除CaCO3本身具有吸附能力外，还可以影响反应体系的平衡系数。而且添加CaCO3后，土壤镉的解吸量下降。去除CaCO3 后，栗钙土镉的解吸量明显增加。黄土去除碳酸盐后，吸持铜离子的数量大幅度降低；碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态铜含量明显降低，而可交换态铜含量显著增加。
二、有机酸对土壤重金属有效性的影响及其机制
有机酸对土壤重金属有效性的影响比较复杂，可提高、降低有效性，或无显著影响。有机酸对重金属的影响效果不仅与有机酸本身的性质和重金属的性质有关，也与土壤条件、作物种类以及施肥与灌溉条件有关。有机酸可以改变土壤重金属的形态，影响植物的营养状况和生理活性，从而影响土壤重金属的有效性。
1.有机酸对土壤重金属有效性的影响
有机酸对土壤重金属有效性的影响效果大体可归纳为三类：提高重金属的有效性，降低重金属的有效性，对重金属的有效性没有显著影响。
1.1提高重金属的有效性
有机酸可通过向植物供应本身所含有的重金属、活化土壤中原有的非有效态重金属、改变重金属向根的扩散速度、调节植物对元素的吸收作用等方面而促进植物对重金属吸收。
1.2降低重金属的有效性
有机酸可能通过几种途径降低土壤重金属的有效性：提高土壤pH，增加土壤固相有机质对重金属的吸附，有机酸和重金属结合形成不易被植物吸收的形态等。张敬锁等（1999）通过土培试验发现，向土壤中施入EDTA并不能增加水稻和小麦对Cd的吸收，反而有所降低。而土壤中施入腐植酸可抑制土壤汞向植物体内迁移，其抑制作用随富里酸施用量的增加而减弱，随胡敏酸施用量的增加而增强。
1.3在许多情况下，有机酸对重金属的有效性没有影响或影响不显著，这主要是由于有机酸的各种影响相互抵消所致
2.有机酸对植物吸收重金属的影响机制
植物对重金属的吸收与积累，主要取决于土壤环境中重金属的含量、形态与活性、植物的种类和属型、以及环境条件的变化。土壤重金属含量是影响植物体中重金属积累量的重要因子，在重金属含量相同的前提下，生长在不同土壤上的植物体内重金属含量也存在明显的差异，这是由于土壤性质影响着土体中重金属的形态，从而影响到重金属的有效性，造成不同土壤供给植物有效性重金属能力的不同。重金属液相中的形态与植物吸收重金属也有密切关系。重金属的液相形态是指存在于溶液中的重金属所呈现的形态，一般认为，游离重金属离子是有效性最高的形态，有机结合态的金属是否有效，与配位化合物的分子量大小、金属种类和电性等因素有关。大分子配合物（如与胡敏酸形成的配合物）难以被植物吸收。
三、结语
不同种类有机酸对于重金属活化机制的影响相差很大，而且不同浓度的有机酸对土壤重金属的影响效果也不尽相同。目前有关有机酸种类、浓度对土壤重金属元素的化学行为及生物有效性影响方面的研究有待进一步深入探讨。
参考文献
[1]李瑛，李洪军，张桂银. 几种电解质对土壤吸附铜离子的影响[J]. 生态环境，2003，12（1）：8～11.
[2]贺纪正. 土壤表面化学的发展和研究进展[C]. 第四届全国青年土壤科学工作者学术讨论会论文集，北京农业大学出版社，1992，135～141.
张桂银，董元彦，李学垣，等. 不同pH、电解质浓度条件下草酸對针铁矿吸附Cd（II）的影响及机制[J]. 植物营养与肥料学报，2001，7（3）：305～310.