吳洪燕，李清君，陳士更，吳欽泉*，高 斌，陳衛(wèi)民，劉同信

不同分子量腐植酸的結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)土壤鎘有效性的影響①

吳洪燕1, 2，李清君3，陳士更1, 2，吳欽泉1, 2*，高 斌2，陳衛(wèi)民1, 2，劉同信1, 2

(1 農(nóng)業(yè)部腐植酸類肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安 271600；2 山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司，山東泰安 271600；3 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018)

為探究不同分子量腐植酸組分的結(jié)構(gòu)特征，利用褐煤粉提取腐植酸進(jìn)行超濾分級(jí)，獲得4個(gè)不同分子量的腐植酸組分。研究發(fā)現(xiàn)，分子量大于50 kDa和小于1 kDa的腐植酸分別占總腐植酸的49.66%、47.07%，中間兩個(gè)組分占比很??；腐植酸的理化性質(zhì)和功能主要是由1 kDa以下的腐植酸和50 kDa以上的腐植酸所決定的。1 kDa以下的腐植酸總酸性基、羧基和酚羥基官能團(tuán)含量最高，酚羥基占總酸性基的比例也較高，腐植酸的芳香化程度、縮合度隨分子量的增大而增大，含氧官能團(tuán)含量、E4/E6值隨分子量的增大而減少。通過盆栽試驗(yàn)，探索了不同分子量腐植酸對(duì)土壤Cd有效性的影響，土壤對(duì)Cd的吸附量隨腐植酸分子量的增大而減少，各處理均在500 mg/L時(shí)達(dá)到吸附平衡；土壤Cd的解吸量亦隨腐植酸分子量的增大而減少。小分子量腐植酸的酸性官能團(tuán)豐富，對(duì)土壤重金屬的吸附絡(luò)合能力更強(qiáng)，可以降低土壤對(duì)Cd的吸持能力，提高其移動(dòng)性和生物有效性；大分子腐植酸則主要起吸持和固定作用，降低重金屬的移動(dòng)性和生物有效性。

腐植酸；超濾分級(jí)；土壤鎘污染

鎘(Cd)因其毒性高、遷移性強(qiáng)而成為重要的重金屬污染物之一。據(jù)2014年《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》[1]顯示，我國(guó)土壤重金屬污染總超標(biāo)率為16.1%，其中土壤Cd污染物點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)到7.0%，位居榜首。目前，我國(guó)Cd污染耕地涉及11個(gè)省份共25個(gè)地區(qū)[2]。土壤中的Cd極易被作物吸收，其在影響農(nóng)田作物品質(zhì)與產(chǎn)量的同時(shí)，還會(huì)通過食物鏈的富集效應(yīng)進(jìn)一步影響人類的健康[3-4]。腐植酸是一種結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的高分子有機(jī)混合物，含有豐富的羧基、酚羥基、羰基和甲氧基等活性含氧官能團(tuán)[5]。這些基團(tuán)使得腐植酸在施用到土壤中后能和Cd2+發(fā)生吸附、絡(luò)合、螯合等反應(yīng)，從而影響土壤環(huán)境中Cd2+的形態(tài)轉(zhuǎn)化、移動(dòng)性和植物有效性[6]。不同分子量腐植酸(HA)對(duì)金屬離子的絡(luò)合吸附能力有較大差異，其絡(luò)合產(chǎn)物的穩(wěn)定性也不同[7-8]，且對(duì)作物的促生效果差異較大[9]。本研究結(jié)合前人對(duì)腐植酸分子量分級(jí)的基礎(chǔ)[7-9]，以褐煤為供試材料，從中分離獲得4種不同分子量的腐植酸，通過結(jié)構(gòu)表征分析來探究不同分子量腐植酸的組分及結(jié)構(gòu)差異；在腐植酸及其不同組分的作用下，進(jìn)行土壤對(duì)Cd2+的等溫吸附解吸試驗(yàn)，明確不同分子量腐植酸對(duì)土壤Cd有效性的影響，為腐植酸緩解重金屬污染提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 褐煤 采用來自黑龍江黑河西崗子煤礦(127°17′ E，49°56′ N)褐煤作為提取腐植酸的原料，粉碎后過80目篩，測(cè)定理化性質(zhì)(表1)。

表1 供試褐煤理化性質(zhì)

1.1.2 土壤 采集無Cd污染的農(nóng)田表層土樣(0 ～ 20 cm)，自然風(fēng)干后過10目篩，保留部分土樣用于吸附解析試驗(yàn)，其余按4 kg/盆裝入直徑22 cm的塑料盆，制備人工Cd污染土壤。向盆中均勻澆灌硫酸鎘溶液，Cd2+濃度為10 mg/kg，干濕交替培養(yǎng)半個(gè)月后，將盆內(nèi)土壤混合均勻，測(cè)定土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)(表2)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 腐植酸分級(jí) 將褐煤制備的腐植酸溶液(編號(hào)H0)倒入超濾分級(jí)設(shè)備中，分別通過孔徑為50、10、1 kDa的超濾膜，獲得4種不同分子量的腐植酸組分： <1 kDa(編號(hào)H1)、1 ～ 10 kDa(編號(hào)H2)、10 ～ 50 kDa(編號(hào)H3)、>50 kDa(編號(hào)H4)。將H0～ H4各組分pH調(diào)至8.5 ± 0.05。

表2 供試土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)

注：pH按水︰土=2.5︰1(︰)的比例測(cè)定；電導(dǎo)率按水:土=5︰1(︰)的比例測(cè)定。

1.2.2 吸附解吸試驗(yàn) 取6份無Cd污染的土樣各100 g，分別添加30 mg H0～ H4的腐植酸水溶液(以碳計(jì)，土壤質(zhì)量的0.03%)，并以原土作對(duì)照(CK)，分別混勻后風(fēng)干備用。

吸附試驗(yàn)：取上述土樣各0.5 000 g，按水土比50︰1加入以0.01 mg/L NaNO3溶解的不同濃度的硫酸鎘溶液(50、100、200、300、400、500、600 mg/L Cd2+)，以轉(zhuǎn)速180 r/min恒溫25 ℃振蕩4 h后靜置一夜，離心取上清，采用原子吸收分光光度法測(cè)定Cd濃度，根據(jù)吸附平衡前后上清液Cd濃度差值，計(jì)算吸附量。

解吸試驗(yàn)：去上清液后，洗凈土壤表層。在殘留土壤中加入25 ml 0.01 mg/LNaNO3溶液，混勻，在相同條件下振蕩4 h后靜置過夜，離心15 min后取上清，重復(fù)兩次后將上清用0.01 mg/LNaNO3定容至100 ml，過濾后測(cè)定Cd濃度。

1.2.3 盆栽試驗(yàn) 盆栽試驗(yàn)于2020年5月至2021年1月在山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司溫室大棚進(jìn)行。選用直徑為20 cm的塑料盆，裝土4 kg，設(shè)3個(gè)濃度梯度，分別以每盆0.4、1.2、2.0 g(土重的0.01%、0.03%、0.05%)添加H0～ H4的腐植酸(以碳計(jì))，并以原土作對(duì)照，共16個(gè)處理，3次重復(fù)，混勻后培養(yǎng)，分別于第8、16、32、48天進(jìn)行土壤樣品采集。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 不同分子量的腐植酸結(jié)構(gòu)表征 利用重鉻酸鉀容量法測(cè)定不同分子量腐植酸的碳含量，利用堿溶氯化鋇沉淀電位滴定法測(cè)定總酸性基團(tuán)，利用堿溶酸析醋酸鈣法(常量法)測(cè)定羧基官能團(tuán)。酚羥基含量為總酸性基團(tuán)與羧基含量之差。

1.3.2 紫外可見光光譜 準(zhǔn)確稱取純腐植酸樣品20 mg，溶于70 ml 0.05 mol/L NaHCO3溶液中，充分溶解后用1% NaOH或0.1 mol/L HCl調(diào)pH至8.0，用0.05 mol/L的NaHCO3溶液定容至100 ml。用上海佑科752N紫外可見分光光度計(jì)分別測(cè)定其在465 nm和665 nm波長(zhǎng)下的光密度，以0.05 mol/L NaHCO3溶液作空白，取3次測(cè)定的平均值為測(cè)定結(jié)果。

1.3.3 傅里葉變化紅外光譜(FTIR) 稱取約0.01 g腐植酸樣品和1 g光譜級(jí)干燥的KBr置于瑪瑙研缽中研磨混合均勻，壓片后利用天津中科瑞捷的Great10傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試分辨率為4 cm–1；樣品及背景掃描時(shí)間為32 cm/s，在400 ～ 4 000 cm–1波數(shù)范圍內(nèi)記錄樣品的FTIR光譜。使用OriginPro 8.5校正光譜、基線，并處理數(shù)據(jù)。

1.3.4 土壤鎘含量 將自然風(fēng)干土樣磨細(xì)過篩，測(cè)定土壤全Cd含量、有效態(tài)Cd含量。土壤全Cd含量采用王水回流消解原子吸收法[10]測(cè)定。土壤有效Cd含量采用原子吸收法[11]測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Excel 2016 處理數(shù)據(jù)，OriginPro 8.5進(jìn)行繪圖與分析，運(yùn)用SPSS 21分析相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐植酸及其各組分的結(jié)構(gòu)表征

2.1.1 碳含量分析 腐植酸各組分H1～ H4的碳含量差異較顯著(表3)，以H1和H4為主，分別占比47.07% 和49.66%，而H2和H3含量很少，僅占3.28%。這說明腐植酸的理化性質(zhì)功能可能主要由H1和H4決定。

表3 不同分子量腐植酸碳含量及比例

注：同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示差異顯著(<0.05)，下同。

2.1.2 酸性含氧官能團(tuán)特征 表4表明，所有組分的羧基官能團(tuán)占總酸性基的比例介于28.24% ～ 43.49%，酚羥基官能團(tuán)占總酸性基的比例為56.51% ～ 71.76%，可見，酚羥基是腐植酸最主要的酸性含氧官能團(tuán)?？偹嵝曰头恿u基官能團(tuán)含量均隨著分子量的增大而減少。其中，H1的總酸性基的含量比H2、H3高48.92%、46.29% ，比H4高65.93%，比H0高52.49%；H1的羧基含量比H2、H3、H4高37.33% ～ 96.82%，酚羥基含量高30.08% ～ 84.04%，所以H1酸度最強(qiáng)，活性最高。H2和H3的酸性官能團(tuán)含量相差不大，總酸性基含量都在5.6 mmol/g左右，H4總酸性基和酚羥基含量均明顯小于其他組分。

表4 腐植酸及各組分酸性含氧官能團(tuán)含量與分布

2.1.3 紫外可見光光譜特征 在465 nm和665 nm波長(zhǎng)下的腐植酸溶液吸光度之比(E4/E6)是腐植酸的一個(gè)特征性常數(shù)。褐煤腐植酸及各分級(jí)組分E4/E6值檢測(cè)結(jié)果見表5，E4/E6值與腐植酸分子量大小呈明顯的負(fù)相關(guān)，腐植酸分子量越小，E4/E6值越大。H1的E4/E6值比H2、H3分別高92%、120%，比H4高177%。E4/E6值與腐植酸芳香化程度有關(guān)，芳香化程度越高，E4/E6值越低。因此，小分子量腐植酸的碳鏈芳香化程度小于中高分子腐植酸。

2.1.4 傅里葉變化紅外光譜特征 由圖1可知，各樣品均表現(xiàn)出相似的紅外光譜特征：3 600 ～ 3 000 cm–1處強(qiáng)而寬的氫鍵締合–OH、–NH、–NH2伸縮振動(dòng)吸收峰，表明H0～ H4均含有大量的氫鍵締合–OH、–NH和–NH2基團(tuán)；3 000 ～ 2 800 cm–1為脂肪烴C-H伸縮振動(dòng)吸收峰；1 606 cm–1處包括羧酸根、芳環(huán)烴的骨架振動(dòng)C=C以及酮基共C=O氫鍵締合的伸縮振動(dòng)吸收峰；1 395 cm–1附近包括醇羥基O–H彎曲振動(dòng)、酚羥基的C–O伸展振動(dòng)以及脂肪烴中C–H彎曲振動(dòng)的吸收峰；1 123 cm–1處為糖類C–O伸縮振動(dòng)峰或羧基中O–H變形振動(dòng)峰。這些相似的紅外光譜特征都表明了不同分子量腐植酸和未分級(jí)腐植酸原液都具有類似的結(jié)構(gòu)組成和官能團(tuán)信息。

表5 腐植酸在紫外–可見區(qū)域的E4/E6光譜特征

圖1 腐植酸及其不同組分樣品的FTIR譜

5種腐植酸樣品在某些特征吸收峰強(qiáng)度上存在一定差異，說明其結(jié)構(gòu)單元和官能團(tuán)數(shù)量有所不同。在3 000 ～ 2 800 cm–1處的脂肪烴C–H伸縮振動(dòng)吸收峰，H4吸收峰最強(qiáng)，說明H4含有較多的脂肪烴，脂肪化程度較高。1 123 cm–1處H0和H1吸收峰最明顯，其他組分幾乎沒有吸收峰出現(xiàn)，說明腐植酸分級(jí)后，小分子腐植酸可能含有較多的多糖C–O伸縮振動(dòng)結(jié)構(gòu)。同樣在指紋區(qū)900 ～ 600 cm–1處H1及H0存在若干吸收振動(dòng)峰，而H2、H3、H4在此段波長(zhǎng)處無吸收振動(dòng)峰，說明低分子量組分含有較多的C–H或–CH2。

綜上，各腐植酸產(chǎn)品均含有氨基、羰基、羧基、酮基、醇羥基、酚羥基、脂肪烴等多種官能團(tuán)，但小分子量腐植酸的含氧官能團(tuán)數(shù)量較多。

2.2 腐植酸及其各組分對(duì)土壤鎘有效性的影響

2.2.1 土壤吸附Cd差異 圖2表明，各處理土壤Cd的吸附量隨著Cd2+濃度的增加而增加，且均呈先快速增加后緩慢上升并最終趨于平衡的趨勢(shì)。在腐植酸添加量相同的前提下，除了H0處理，其他處理土壤Cd吸附量大小順序均為：H1>H2>H3>H4>CK。說明H1～ H4的添加均增加了土壤對(duì)Cd的表觀吸附能力，但不同分子量腐植酸對(duì)土壤吸附Cd的影響程度不同，這可能與其結(jié)構(gòu)組成不同進(jìn)而影響吸附絡(luò)合重金屬離子的能力有關(guān)。由圖2可知，各處理均在Cd2+濃度為500 mol/L達(dá)到吸附平衡，此時(shí)H1處理吸附量最高，比CK增加了87.33%，H4處理吸附量最低，比CK處理增加了31.02%。

圖2 添加不同分子量腐植酸對(duì)土壤Cd吸附量的影響

與H0相比，H1處理對(duì)Cd的吸附量增加了6.33% ～ 34.62%，H4處理對(duì)Cd的吸附量降低了1.95% ～ 15.07%。這說明腐植酸各組分中，H1比H4更有利于提高土壤對(duì)Cd的吸附能力。

2.2.2 土壤Cd解吸差異 解吸特性與土壤對(duì)重金屬的吸持能力密切相關(guān)，解吸量會(huì)直接影響土壤與農(nóng)作物中重金屬的含量，解吸率則可以反映土壤對(duì)Cd 的吸持強(qiáng)度。由圖3可知，各處理土壤Cd解吸量均隨Cd2+濃度的增加而增大。除H0處理外，其他各處理土壤Cd解吸量大小順序均為：H1>H2>H3>H4>CK，與土壤Cd的吸附規(guī)律一致。

圖3 添加不同分子量腐植酸對(duì)土壤Cd解吸量的影響

圖4表明，CK處理Cd的解吸率隨著Cd2+濃度增大呈先增大后減小的趨勢(shì)；在300 ～ 600 mg/L時(shí)，其解吸率均明顯高于其他處理?？梢姡诟逤d2+水平下，施用腐植酸能提高土壤對(duì)Cd的吸持強(qiáng)度。除Cd2+濃度為600 mg/L時(shí)，H1處理解吸率均大于其他處理，比H0高1.20% ～ 12.34%，比H4高1.07% ～ 13.67%。可見H1處理的土壤雖然吸附能力強(qiáng)，但吸持強(qiáng)度弱，這可能與小分子量腐植酸聚合度、芳香化程度低有關(guān)。

圖4 不同處理土壤Cd解吸率差異

綜上，施用H1使得土壤對(duì)Cd的吸附能力最強(qiáng)，但也極大地降低了土壤對(duì)Cd的吸持效果，從而提高了土壤Cd的移動(dòng)性和有效性；相反，施用H4使得土壤對(duì)Cd的吸附能力相對(duì)較弱，但卻增加了土壤對(duì)Cd的固定，從而降低了土壤Cd的移動(dòng)性和有效性。

2.2.3 土壤有效Cd含量差異 由圖5 可知，H1、H2對(duì)土壤有效Cd有活化作用，H1的活化作用更強(qiáng)。H3、H4及H0對(duì)土壤有效Cd有鈍化作用，H4的鈍化作用更強(qiáng)。以0.4 g/盆的腐植酸施用量為例(圖5A)，在第8天時(shí)，H1處理土壤有效Cd含量顯著高于其他處理，比CK提高14.98%；H0、H2、H3、H4的土壤有效Cd含量分別比CK降低了25.96%、6.07%、27.88%、29.04%；其中H4處理有效Cd含量最低，為4.04 mg/kg。自第16天起，H2處理土壤有效Cd含量有所提高，并高于CK處理，H0、H3、H4處理的土壤有效Cd含量依舊顯著小于CK。

對(duì)于不同腐植酸施用量，H1處理后期施用量在0.4 g/盆時(shí)(圖5A)活化效果最弱，1.2 g/盆時(shí)(圖5B)活化效果最強(qiáng)；H4處理在施用量2.0 g/盆時(shí)(圖5C)對(duì)土壤Cd的固定作用最強(qiáng)，鈍化效果最好。

3 討論

3.1 腐植酸來源與其結(jié)構(gòu)和組成的差異

不同來源腐植酸的結(jié)構(gòu)與組成差異較大[12]，甚至同一來源不同方法提取的腐植酸也相差很大[13]。本文從褐煤中提取的腐植酸的結(jié)構(gòu)特征與風(fēng)化煤[14]、泥炭[15]和堆肥[16]腐植酸的傅里葉紅外光譜定性及定量分析結(jié)構(gòu)特征類似，表明研究所用腐植酸樣品有一定的代表性。采用超濾分級(jí)獲得的不同分子量腐植酸，在組成和結(jié)構(gòu)上也呈現(xiàn)出規(guī)律性的差異。E4/E6值通常是表征腐植酸品質(zhì)或縮合度、芳構(gòu)化程度的重要指標(biāo)，與其芳香性、縮合度和分子量呈負(fù)相關(guān)[17-18]。本研究中除了分子量在1 kDa以下的腐植酸E4/E6值顯著大于5，其他組分均小于5。表明1 kDa以下的腐植酸聚合度、芳構(gòu)化明顯比其他組分低，更容易被降解。結(jié)合紅外分析，小分子量腐植酸分子結(jié)構(gòu)中含有較多的羧基等含氧官能團(tuán)，較少脂肪結(jié)構(gòu)，因此其活性較高。

3.2 腐植酸所含官能團(tuán)對(duì)重金屬的吸附和生物有效性

吸附、絡(luò)合等作用可降低重金屬的暴露風(fēng)險(xiǎn)，或是通過氧化還原作用使變價(jià)金屬轉(zhuǎn)化為毒性和遷移性更小的價(jià)態(tài)，將土壤重金屬由較為活躍的形態(tài)向較為穩(wěn)定的形態(tài)轉(zhuǎn)化[19]。研究證明，腐植酸含酸性官能團(tuán)數(shù)量越多，對(duì)重金屬的吸附絡(luò)合作用越強(qiáng)[20]。本研究中各分子量腐植酸均不同程度地增強(qiáng)了供試土壤對(duì)Cd的吸附作用，但添加小分子量腐植酸(<1 kDa)的土壤對(duì)重金屬Cd的吸附能力最強(qiáng)，添加大分子量腐植酸(>50 kDa)的吸附能力最弱，這與前人的研究結(jié)果[21-23]類似。表明小分子有機(jī)酸、腐植酸以及富里酸等含酸性官能團(tuán)豐富，對(duì)土壤重金屬的吸附絡(luò)合能力更強(qiáng)，可以降低土壤對(duì)Cd的吸持能力，提高其移動(dòng)性和生物有效性。此外，大量研究表明腐植酸對(duì)土壤重金屬有鈍化作用[24-26]，但也有一些研究表明腐植酸對(duì)于土壤重金屬有活化作用[27-29]。本研究中小分子量腐植酸顯著提高了土壤中有效Cd的含量，大分子量腐植酸則明顯降低了土壤有效Cd的含量，且降鎘率最高達(dá)到了40.70%。這說明腐植酸影響土壤重金屬的效應(yīng)與機(jī)理十分復(fù)雜，其來源及分子組成上的差異性會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果不盡一致，因此，對(duì)于腐植酸組成性質(zhì)與結(jié)構(gòu)效應(yīng)的關(guān)系，值得深入探討。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)褐煤腐植酸經(jīng)超濾分級(jí)獲得的分子量在50 kDa以上的腐植酸和分子量在1 kDa以下的腐植酸共占96.73%，對(duì)腐植酸的主要理化性質(zhì)和功能起決定作用。1 kDa以下的小分子量腐植酸含氧官能團(tuán)含量顯著大于其他組分，活性較高；此外，腐植酸的分子量越大，其芳香化程度、縮合度、脂構(gòu)化程度越大，E4/E6值與含氧官能團(tuán)含量越小。1 kDa以下的小分子量腐植酸酸性含氧官能團(tuán)含量豐富，對(duì)土壤Cd的吸附絡(luò)合能力更強(qiáng)，但吸附強(qiáng)度較弱，可以降低土壤對(duì)Cd的吸持能力，提高其移動(dòng)性，對(duì)土壤Cd起到活化作用，從而顯著提高土壤有效Cd的含量。50 kDa以上的大分子量腐植酸主要對(duì)土壤Cd起吸持和固定作用，降低其移動(dòng)性，從而顯著降低土壤有效Cd的含量，對(duì)土壤有效Cd起到鈍化作用。

(A. 0.4 g/盆，B. 1.2 g/盆，C. 2.0 g/盆；同一培養(yǎng)時(shí)間圖柱上方小寫字母不同表示處理間差異顯著(P<0.05))

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Structural Characteristics of Humic Acids with Different Molecular Weights and Their Effect on Cadmium Availability in Soil

WU Hongyan1, 2, LI Qingjun3, CHEN Shigeng1, 2, WU Qinquan1, 2*, GAO Bin2, CHEN Weimin1, 2, LIU Tongxin1,2

(1 Key Laboratory of Humic Acid Fertilizer, Ministry of Agriculture, Tai’an, Shandong 271600, China; 2 Shandong Agricultural University Fertilizer Science and Technology Co., Ltd., Tai’an, Shandong 271600, China; 3 College of Resources and Environment, Shandong Agricultural University, Tai’an, Shandong 271018, China)

To explore the structural characteristics of different molecular weight humic acid fractions, lignite powders was used to extract humic acid for ultrafiltration classification, and four humic acid fractions with different molecular weights were obtained. It is found that phytic acid with molecular weight greater than 50 kDa and less than 1 kDa account for 49.66% and 47.07% of total phyphyic acid, respectively, and the middle two components are very little. The physicochemical properties and function of phytic acid are mainly determined by phyphyic acid below 1 kDa and above 50 kDa. Humic acid below 1 kDa have the highest contents of total acid group, carboxyl group and phenolic hydroxyl group. Compared with carboxyl group, phenolic hydroxyl group accounts for a higher proportion of total acid group. The degrees of aromatization and condensation of humic acids are increased with the increase of molecular weight, while the content of oxygen-containing functional groups and the value of E4/E6are decreased with the increase of molecular weight. The pot experiment was used to study the effects of different molecular weight humic acids on Cd availability in soil. The adsorption amount of Cd is decreased with the molecular weight of humtic acid, reaching adsorption equilibrium at 500 mg/L. And the desorption of soil Cd also decreased with the increase of the molecular weight of humtic acid. Small molecular weight humic acids rich in acidic functional groups, thus have stronger adsorption and complexation abilities of soil heavy metals, thus can reduce soil Cd adsorption capacity, improve its mobility and bioavailability; while large molecular humic acids mainly acts as adsorbent and immobilization, which can reduce the mobility and plant availability of heavy metals.

Humic acid; Ultrafiltration classification; Cadmium pollution

S153.1

A

10.13758/j.cnki.tr.2022.06.018

吳洪燕, 李清君, 陳士更, 等. 不同分子量腐植酸的結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)土壤鎘有效性的影響. 土壤, 2022, 54(6): 1233–1239.

泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才工程項(xiàng)目(LJNY202017)資助。

通訊作者(sdtawqq@sina.com)

吳洪燕(1989—)，女，山東德州人，碩士，工程師，主要從事腐植酸相關(guān)肥料研發(fā)與應(yīng)用。E-mail: nxwhy20092277@163.com