隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，電鍍、采礦、冶金、化工等過程中會產(chǎn)生大量含鎳、銅、鈷等重金屬的廢水。廢水進入江河湖泊，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，會造成農(nóng)田中嚴重的重金屬超標。

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 - 無機復合體，這種腐植酸有機 - 無機復合體能夠很好地與金屬離子發(fā)生絡合反應。腐殖酸中的羧基、羥基、羰基和氨基等均能與重金屬發(fā)生絡合、螯合反應，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。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，增加碳酸鹽結合態(tài)、氧化物結合態(tài)的含量，使有機結合態(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合，能夠增強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電荷的有機質形成離子鍵。腐植酸是土壤有機質的主要成分，呈弱酸性，且含有多種功能基團，能夠與土壤溶液中的重金屬離子發(fā)生離子交換反應，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。參與反應的腐植酸基本單元主要是醌類物質，還原過程為：氧化態(tài)的腐植酸結合來自電子供體的電子，轉化為還原態(tài)的的羥醌，而后通過電子轉移使金屬離子還原，還原后的腐植酸又重新轉化為氧化態(tài)，這樣重復循環(huán)，形成對金屬離子持續(xù)的還原轉化，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，使毒性較高的六價鉻還原為毒性較小的三價鉻，降低鉻毒性。腐植酸能夠為土壤中的生物提供基質和能源，間接影響土壤中重金屬離子活動能力。

土壤溶液pH值的變化也會影響腐植酸對土壤中重金屬的凈化和修復。當土壤溶液的pH值為4~7 時，腐植酸通過吸附作用能夠較好地去除土壤中的二價鎳離子。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，腐植酸對六價鉻的去除能力降低，當pH值為3 時，腐植酸對六價鉻的去除效果最好，且隨著腐植酸量的增加，六價鉻的去除率上升。