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腐植酸专栏 | 腐植酸是如何改良和修复土壤的?

沃鲸 

腐植酸为啥能修复土壤

土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。


在土壤修复行业,已有的土壤修复技术达到一百多种,常用技术也有十多种,大致可分为物理、化学和生物三种方法。


从根本上说,污染土壤修复的技术原理可包括为:


(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式,降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性;


(2)降低土壤中有害物质的浓度。在农业土壤污染治理、土壤改善过程中,腐植酸体现出了越来越好的效果。

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为什么是腐植酸


腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质。


腐植酸是动植物遗骸,主要是植物的遗骸,经过微生物的分解和转化,以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。


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腐植酸的原料来源主要包括泥炭、褐煤和风化煤;在它们之中,腐植酸含量达10-80%。我国煤炭蕴藏量是非常丰富的,根据资料,有泥炭50亿吨,褐煤1265亿吨,风化煤尚没有统计数据。


腐植酸是腐殖质的主要组成部分,化学结构复杂,是一个含有羧基、酚基、酮基、酚羟基等多种活性功能团的混合物,腐植酸的特殊结构和理化特性决定了它在生态修复上的重要作用。


腐植酸如何修复土壤


腐植酸对“重金属和有毒有机污染物”污染土壤的修复作用主要包括:腐植酸对重金属和有机物的吸附沉淀作用;氧化还原作用;以及腐植酸能够促进土壤微生物对有机污染物的降解等。


实践证明,腐植酸对于土壤修复和改良的作用是十分明显的。


1.腐植酸改变了被污染的土壤中重金属存在的形态


重金属的累积和富集带给土壤极大的压力,其存在于土壤中的形态多数都是螯合态或者络合态,腐植酸富含大量离子,它可以用自身的离子替换掉螯合态和络合态中的重金属离子,使重金属不易被作物吸收,农作物不易受到重金属污染。


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黄腐酸分子量较低,有利于重金属的活化、增容、解吸。例如用含黄腐酸的溶液浇灌“超累积植物”肾蕨(超累积植物就是指对重金属或其他污染物有耐受性的植物),可以明显提高对各种重金属的吸收。


腐植酸(包括棕腐酸、黑腐酸),分子量较大,有对重金属有还原和吸附固定的作用,可降低重金属的有效性,如对镉、汞、铅等固定。


2.腐植酸降低了被污染的土壤中有机物的毒害程度


土壤的另一个“破坏者”是有机污染物,来源主要是石油及裂解产物、农药、有机合成制品(如塑料地膜等);腐植酸能够通过增加对有机物的吸附量和稳定性,固定在土壤中,使污染物失去活性,或者诱导有机物的活性自由基光解、化学降解,从而达到为土壤“解毒”的功效。


以重腐植酸为原料生产的腐植酸“可降解地膜”,既有增温保墒保肥作用,用后2~3个月又降解为腐植酸有机肥,作物自然出苗,省工省时,避免了塑料地膜造成的“白色污染”。


3.腐植酸可用于地下水位低于1米的盐碱地治理


腐植酸能够和其他辅助剂的钙铁离子结合,促进地表20~30厘米的细颗粒土壤形成大颗粒团粒结构,降低了细颗粒土壤的毛细现象,大大减少了蒸发水分携带盐分到地表面和逐渐积聚形成的盐渍化,这是从源头上彻底治理盐碱地的最有效方法。


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腐植酸在肥料上的应用


肥料也是向土壤中带入重金属,造成土壤污染的因素之一,比如低含量的磷肥、低品质的硅钙土壤调理剂、低品质的有机肥等;


目前,腐植酸越来越广泛应用在高品质肥料领域,比如各种含腐植酸的复合肥,腐植酸水溶肥,含腐植酸的有机肥、有机无机肥等,除了对肥料的增效作用以外,还能改善土壤团粒结构、增强有益微生物活性,也能如上文所述,对土壤盐渍化、重金属、有机物污染等起到逐步治理作用。

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