水體、土壤和大氣是一個(gè)有機(jī)整體,是人類賴以生存的環(huán)境,也是生物圈的重要組成部分。目前,水體、土壤和大氣環(huán)境安全不容樂觀,污染源無論從哪個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入,都可以通過循環(huán)進(jìn)入整個(gè)生物圈。腐植酸作為環(huán)境友好產(chǎn)業(yè),具有天然、綠色、環(huán)保的屬性,在環(huán)境污染治理方面發(fā)揮著重要作用。通過檢索中國知網(wǎng)期刊數(shù)據(jù)庫,篩選2000—2017年摘要中含有腐植酸、腐殖酸、黃腐酸、黑腐酸、棕腐酸、胡敏酸、富里酸、胡敏素、腐殖質(zhì)等關(guān)鍵詞的腐植酸科研文獻(xiàn),共計(jì)5059篇,其中涉及環(huán)境污染治理類文獻(xiàn)共計(jì)638篇,占腐植酸科研文獻(xiàn)總數(shù)的12.61%。
環(huán)境污染治理類文獻(xiàn)來源于216種刊物,涉及環(huán)境、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥四大領(lǐng)域的土壤、水處理、核化學(xué)、電鍍、染料、農(nóng)藥殘留、抗生素殘留等多個(gè)類型。通過對216種刊物發(fā)表環(huán)境污染治理類文獻(xiàn)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)分析,獲得發(fā)文量前10的刊物(表1)。
表1 腐植酸治理環(huán)境污染發(fā)文量前10的刊物
由表可知,《腐植酸》雜志共發(fā)表52篇腐植酸治理環(huán)境污染的科研文獻(xiàn),占環(huán)境污染治理類科研文獻(xiàn)總數(shù)中的8.52%??梢?,《腐植酸》雜志作為腐植酸行業(yè)會刊,引領(lǐng)腐植酸產(chǎn)業(yè)在治理環(huán)境污染方面發(fā)揮效用。
腐植酸組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜且多樣,含有羥基、羧基、碳氧鍵等基團(tuán),因而具有多種物理化學(xué)性質(zhì)。腐植酸可通過物理吸附(范德華力)、化學(xué)吸附(氫鍵、肽鍵、共價(jià)鍵等)、絡(luò)(螯)合、離子交換、氧化還原、光敏化等作用對進(jìn)入環(huán)境的污染物進(jìn)行吸附、絡(luò)合、光解;或是與其他物質(zhì)形成復(fù)合吸附劑對污染物進(jìn)行吸附,如腐植酸/凹凸棒(HA/ATP)、酚醛-腐植酸樹脂、聚丙烯酸鈉-腐植酸吸附樹脂、納米腐植酸/改性蒙脫土、殼聚糖交聯(lián)不溶性腐植酸小球吸附劑等;或是作為添加劑對污染物的降解起促進(jìn)作用。這些文獻(xiàn)研究表明:① 腐植酸通過吸附、絡(luò)合、鈍化重金屬;② 腐植酸通過氫鍵和范德華力降解五氯苯酚;③ 腐植酸通過光敏化作用降解胺菊酯;④ 腐植酸通過氧化還原作用降解苯二酚;⑤ 腐植酸與鐵絡(luò)合形成腐植酸-鐵絡(luò)合物通過光化學(xué)作用促進(jìn)阿特拉津的降解;⑥ 腐植酸-Fenton氧化工藝通過微波強(qiáng)化有效降解硝基苯廢水;⑦ 腐植酸主要通過羥基自由基促進(jìn)卡馬西平紫外光解;⑧ 腐植酸與針鐵礦復(fù)合主要以疏水性分配作用、氫鍵作用、離子交換和表面絡(luò)合機(jī)制為主對泰樂菌素吸附;⑨ 腐植酸中的醌基、酚基基團(tuán)促進(jìn)高錳酸鉀氧化苯酚;⑩ 腐植酸酯醚吸附材料對草枯醚的吸附機(jī)制以疏水分配和π-π作用為主。上述腐植酸治理污染的作用,受溫度、pH、污染物濃度等條件的影響,效果不同。
經(jīng)文獻(xiàn)證實(shí),腐植酸在土壤污染治理、水體污染治理、大氣污染治理等方面均有研究成果。其中,有關(guān)土壤污染治理的文獻(xiàn)309篇,有關(guān)水污染治理的文獻(xiàn)238篇,大氣污染治理的文獻(xiàn)8篇,其他類文獻(xiàn)83篇。可以看出,腐植酸在土壤污染治理方面的研究最多,大氣污染治理方面的研究相對最少。土壤中污染物的遷移相對較慢,更容易對其進(jìn)行固定或清理。水體中污染物容易遷移,各類污染物一旦進(jìn)入水系,治理難度會更大。大氣污染物主要通過腐植酸穩(wěn)氮固碳作用,減少氨氮化合物和二氧化碳的排放。腐植酸對土壤和水體污染的治理多為直接作用,而對大氣污染的治理多為間接作用。因此,根據(jù)污染物在不同載體中的擴(kuò)散能力及治理難度,土壤污染治理顯得尤為重要,加大腐植酸在土壤污染治理方面的應(yīng)用也尤為重要。
腐植酸治理污染物種類有無機(jī)污染物和有機(jī)污染物。其中,無機(jī)污染物涉及文獻(xiàn)388篇(表2),有機(jī)污染物涉及文獻(xiàn)227篇(表3),有機(jī)+無機(jī)污染物涉及文獻(xiàn)23篇。
表2 腐植酸治理不同無機(jī)污染物文獻(xiàn)數(shù)量分析
表3 腐植酸治理不同有機(jī)污染物文獻(xiàn)數(shù)量分析
由表2可知,無機(jī)污染物中治理重金屬文獻(xiàn)332篇、放射性核廢物文獻(xiàn)40篇、其他15篇;由表3可知,有機(jī)污染物中治理農(nóng)藥殘留類文獻(xiàn)50篇、多環(huán)芳烴類文獻(xiàn)33篇、酚類文獻(xiàn)33篇、染料類文獻(xiàn)12篇、抗生素類文獻(xiàn)13篇、石油及石油衍生物文獻(xiàn)11篇、其他82篇。污染物種類共計(jì)143種。
通過對腐植酸治理水體、土壤、大氣污染文獻(xiàn)分析,相同的污染物可能存在于整個(gè)生物圈中,而腐植酸的作用機(jī)理則是相通的。從污染物載體治理困難程度而言:大氣污染>水污染>土壤污染。因此,土壤污染治理尤為重要,腐植酸、腐植酸肥料反哺土壤,或鈍化、或吸附、或降解土壤中的污染物,對土壤污染治理作用顯著。腐植酸人必須積極響應(yīng)國家號召,以保護(hù)“水土氣生命共同體”為己任,全面開展環(huán)境污染治理。只有這樣,土與肥才能和諧美好。