隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，電鍍、采礦、冶金、化工等過程中會(huì)產(chǎn)生大量含鎳、銅、鈷等重金屬的廢水。廢水進(jìn)入江河湖泊，不僅對水體產(chǎn)生重金屬污染，而且用這些污水灌溉農(nóng)田，會(huì)造成農(nóng)田中嚴(yán)重的重金屬超標(biāo)。

1、腐植酸對重金屬離子的吸附和穩(wěn)定化作用

土壤中游離態(tài)的腐植酸很少，大部分腐植酸通過范德華力、氫鍵、靜電吸附等作用形成土壤有機(jī) - 無機(jī)復(fù)合體，這種腐植酸有機(jī) - 無機(jī)復(fù)合體能夠很好地與金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。腐殖酸中的羧基、羥基、羰基和氨基等均能與重金屬發(fā)生絡(luò)合、螯合反應(yīng)，使土壤中水溶態(tài)和交換態(tài)的重金屬含量降低;腐植酸還能與一些重金屬形成難溶性的鹽類，抑制重金屬的遷移，使重金屬在土壤中的穩(wěn)定性增強(qiáng)。土壤對可溶態(tài)的重金屬離子吸附量很小，即使有吸附，其穩(wěn)定性也很差。腐植酸能夠改變土壤中重金屬的存在形態(tài)，在土壤中加入腐植酸可以降低可溶態(tài)重金屬含量，增加碳酸鹽結(jié)合態(tài)、氧化物結(jié)合態(tài)的含量，使有機(jī)結(jié)合態(tài)的Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+含量降低，從而降低這些離子在土壤中的活性、毒性以及生物可利用性。

腐植酸是一種帶有負(fù)電荷、呈弱酸性的膠體，但腐植酸邊棱是帶正電荷的，土壤中粘土晶體表面帶有負(fù)電荷，所以土壤能夠吸附腐植酸膠體。由于大部分金屬離子帶有正電荷，腐植酸與土壤膠體結(jié)合，能夠增強(qiáng)對土壤中重金屬的吸附。腐植酸具有很大的比表面積，約為2000 m2/g，比粘土和金屬氧化物的比表面積都大。腐殖質(zhì)與金屬離子的作用有：離子相互作用、疏水作用、電子供體—受體相互作用，一般堿金屬離子和堿土金屬離子與表面帶負(fù)電荷的有機(jī)質(zhì)形成離子鍵。腐植酸是土壤有機(jī)質(zhì)的主要成分，呈弱酸性，且含有多種功能基團(tuán)，能夠與土壤溶液中的重金屬離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，降低土壤溶液中重金屬離子的含量。

2、腐植酸對重金屬離子的氧化還原作用

腐植酸能將土壤中重金屬離子還原，形成穩(wěn)定的螯合物。參與反應(yīng)的腐植酸基本單元主要是醌類物質(zhì)，還原過程為：氧化態(tài)的腐植酸結(jié)合來自電子供體的電子，轉(zhuǎn)化為還原態(tài)的的羥醌，而后通過電子轉(zhuǎn)移使金屬離子還原，還原后的腐植酸又重新轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)，這樣重復(fù)循環(huán)，形成對金屬離子持續(xù)的還原轉(zhuǎn)化，減少土壤中重金屬離子的遷移。作為還原劑，腐植酸能夠使土壤中的鎘、汞形成穩(wěn)定的硫化物沉淀，使毒性較高的六價(jià)鉻還原為毒性較小的三價(jià)鉻，降低鉻毒性。腐植酸能夠?yàn)橥寥乐械纳锾峁┗|(zhì)和能源，間接影響土壤中重金屬離子活動(dòng)能力。

土壤溶液pH值的變化也會(huì)影響腐植酸對土壤中重金屬的凈化和修復(fù)。當(dāng)土壤溶液的pH值為4~7 時(shí)，腐植酸通過吸附作用能夠較好地去除土壤中的二價(jià)鎳離子。土壤溶液pH值對土壤中鉻離子去除也有很大影響。隨著pH值的升高，腐植酸對六價(jià)鉻的去除能力降低，當(dāng)pH值為3 時(shí)，腐植酸對六價(jià)鉻的去除效果最好，且隨著腐植酸量的增加，六價(jià)鉻的去除率上升。