土壤不同有機(jī)質(zhì)組分的提取方法研究[畢業(yè)論文+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述]

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　土壤不同有機(jī)質(zhì)組分的提取方法研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 環(huán)境工程 <

2、;/p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　摘要:本次實(shí)驗(yàn)采集了嘉興市二環(huán)路周邊表層土壤（0-20cm）樣品，測定不同土壤樣

3、品的pH值，有機(jī)質(zhì)含量，最后對(duì)土壤中胡敏酸進(jìn)行提取。從實(shí)驗(yàn)中，我們得出結(jié)論：根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)在酸堿溶液中溶解性的差別，對(duì)土壤樣品中胡敏酸進(jìn)行提取；提取時(shí)間和不同提取條件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響；有機(jī)質(zhì)含量與pH值之間幾乎不存在一定線性關(guān)系，土壤有機(jī)質(zhì)含量和提取出的胡敏酸量成正比；該法是一種簡單有效的方法。此次研究幫助我更好的了解了土壤有機(jī)質(zhì)的提取方法，有利于其他研究的進(jìn)一步開展，這對(duì)土壤學(xué)研究具有非常積極的意義。</p><

4、p>　　關(guān)鍵詞:土壤；有機(jī)質(zhì)；胡敏酸；提??；酸堿</p><p>　　Abstract: Surface soil samples were collected from the sites near the Second Ring Road of Jiaxing, and the different soil samples are determined of pH and organic matter

5、content, at last, the soil humic acid is extracted from the soil.From the experiments,we conclude that: according to the difference that the soil organic matter solubility in acid solution, humic acid were extracted from

6、 soil samples. Extraction time and extraction conditions on the experimental result of different impact. There</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要:I</b></p><

7、p><b>　　關(guān)鍵詞:I</b></p><p>　　Abstract......................................................................................................................................................Ⅱ</p

8、><p>　　Keywords....................................................................................................................................................Ⅱ</p><p><b>　　1 緒論1</b&g

9、t;</p><p>　　1.1 土壤有機(jī)質(zhì)的概念及分類…………………………………………………………………….2</p><p>　　1.2 土壤有機(jī)質(zhì)的來源…………………………………………………………………………….3</p><p>　　1.2.1 凋落物的分解…………………………………………………………………………..3</p><p

10、>　　1.2.2 根系分泌物......................................................................................................................4</p><p>　　1.2.3 其他代謝產(chǎn)物4</p><p>　　1.3 土壤有機(jī)質(zhì)與土壤肥力4</

11、p><p>　　1.3.1 對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響4</p><p>　　1.3.2 對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響5</p><p>　　1.3.3 對(duì)土壤生物學(xué)性質(zhì)的影響5</p><p>　　1.4 土壤有機(jī)質(zhì)的研究現(xiàn)狀............................................................

12、.................................................6</p><p>　　1.4.1 腐殖物質(zhì)對(duì)有機(jī)污染物吸附行為的影響……………………………………………..6</p><p>　　1.4.2 腐殖物質(zhì)對(duì)有機(jī)污染物解吸行為的影響……………………………………………..7</p><p>　　1.5 土壤胡敏酸的研究

13、現(xiàn)狀.............................................................................................................8</p><p>　　1.5.1 胡敏酸的作用........................................................................

14、..........................................9</p><p>　　1.6 土壤腐殖質(zhì)提取的相關(guān)研究動(dòng)態(tài)及最新成果.........................................................................9</p><p>　　1.6.1 土壤腐殖質(zhì)提取方法……………………………………………

15、……………………10</p><p>　　1.6.2 土壤腐殖質(zhì)提取研究的最新成果……………………………………………………12</p><p>　　2 實(shí)驗(yàn)部分..................................................................................................................

16、............................13</p><p>　　2.1 采樣區(qū)概況...............................................................................................................................13</p><p>　　2.2

17、供試土壤樣品采集...................................................................................................................13</p><p>　　2.3 土壤樣品采集與基本理化性質(zhì)分析....................................................

18、...................................14</p><p>　　2.3.1 土壤pH值.....................................................................................................................15</p><p>　　2.3.2

19、 土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）...................................................................................................15</p><p>　　2.4 土壤有機(jī)質(zhì)（胡敏酸）提取....................................................................

20、...............................16</p><p>　　2.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器............................................................................................................16</p><p>　　2.4.2 樣品預(yù)處理.....

21、...............................................................................................................16</p><p>　　2.4.3 胡敏酸提取原理及實(shí)驗(yàn)步驟.................................................................

22、.......................18</p><p>　　3 結(jié)果分析..............................................................................................................................................20</p><p>

23、　　3.1 各土樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果.......................................................................................................................20</p><p>　　3.2 pH值、有機(jī)質(zhì)含量、胡敏酸量三者間關(guān)系......................................

24、...................................21</p><p>　　3.3 相關(guān)問題分析...........................................................................................................................23</p><p>　　3

25、.4 土壤有機(jī)質(zhì)來源分析...............................................................................................................23</p><p>　　4 土壤中礦物質(zhì)和胡敏酸電鏡掃描圖及其分析……………………………………………………..26</p><p>　　4.

26、1 土壤中礦物質(zhì)電鏡掃描圖及其分析………………………………………………………...26</p><p>　　4.1.1 各土壤樣品中礦物質(zhì)電鏡掃描圖……………………………………………………26</p><p>　　4.1.2 礦物質(zhì)電鏡掃描圖分析………………………………………………………………28</p><p>　　4.2 土壤中胡敏酸電鏡掃描圖及其分析…

27、……………………………………………………...28</p><p>　　4.2.1 各土壤樣品中胡敏酸電鏡掃描圖……………………………………………………29</p><p>　　4.2.2 胡敏酸電鏡掃描圖分析………………………………………………………………31</p><p>　　5 結(jié)論...................................

28、...................................................................................................................32</p><p>　　參考文獻(xiàn)............................................................................

29、........................................................................33</p><p>　　致 謝.....................................................................................................................

30、...............................35</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長植物的疏松表層，其厚度一般在2m左右。土壤不但為植物生長提供機(jī)械支撐能力，并能為植物生長發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。</p><p>　　當(dāng)今我國土壤的基本狀況:

31、(1)人均數(shù)量偏少。(2)整體質(zhì)量偏低。(3)土壤退化現(xiàn)象仍較嚴(yán)重。其中整體質(zhì)量偏低主要原因?yàn)橥寥婪柿Φ拖隆Ｍ寥婪柿ΜF(xiàn)尚無直接度量的指標(biāo), 但一般認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)能大體反映土壤的肥力水平, 人們還常常輔以土壤養(yǎng)分含量和障礙因素狀況來進(jìn)行綜合判斷。</p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)(Soil Organic Matter，SOM)是土壤的重要組成部分，由一系列存在于土壤中、組成和結(jié)構(gòu)不均一、主要成分為C和N的有機(jī)化合物

32、組成，土壤有機(jī)質(zhì)的成分中既有化學(xué)結(jié)構(gòu)單一、存在時(shí)間只有幾分鐘的單糖或多糖，也有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、存在時(shí)問可達(dá)幾百到幾千年的腐殖質(zhì)類物質(zhì)(Humic Substance)．既包括主要成分為纖維素、半纖維素的正在腐解的植物殘?bào)w，也包括與土壤礦質(zhì)顆粒和團(tuán)聚體結(jié)合的植物殘?bào)w降解產(chǎn)物、根系分泌物和菌絲體，土壤有機(jī)質(zhì)中所含的C為土壤有機(jī)C(Soil Organic Carbon，SOC)[1]。土壤有機(jī)質(zhì)與養(yǎng)分供給、土壤物理性質(zhì)的改善及防止土壤侵蝕有重要關(guān)

33、系。首先，土壤有機(jī)質(zhì)是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中作物速效養(yǎng)分的來源，作物吸收的大部分N、P、S和一些微量元素來源于土壤有機(jī)質(zhì)的礦化，有機(jī)質(zhì)也對(duì)團(tuán)聚體的構(gòu)成有作用，從而可改善土壤的耕性、透氣性和透水性．土壤有機(jī)質(zhì)的吸水能力可達(dá)自身重量的幾十倍，因此，它對(duì)保持土壤水分有積極作用，土壤礦質(zhì)顆粒與有機(jī)質(zhì)形成團(tuán)聚體后可增強(qiáng)土壤的抗風(fēng)蝕和水蝕能力，一部分水溶性有機(jī)質(zhì)可影響施入土壤中農(nóng)藥的效果和存留時(shí)間，因此，土壤有機(jī)質(zhì)在土壤質(zhì)量的</p><

34、;p>　　土壤有機(jī)質(zhì)是一個(gè)多組分體系，成分復(fù)雜，結(jié)合形態(tài)各異，因此土壤有機(jī)質(zhì)提取過程中的不完全性和提取時(shí)使用的化學(xué)試劑可能會(huì)破壞有機(jī)質(zhì)組分是土壤有機(jī)質(zhì)研究中存在的主要問題。土壤有機(jī)質(zhì)一直是土壤學(xué)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)，人們一直很關(guān)注發(fā)展新的提取和分離土壤有機(jī)質(zhì)的方法。</p><p>　　國外對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的研究極為活躍，主要集中在有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)、生化分析、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性等方面的研究。本文通過對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的概念、組成及來

35、源、與土壤肥力的關(guān)系及土壤有機(jī)質(zhì)（胡敏酸）提取方法的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述和討論，探索土壤有機(jī)質(zhì)組分的提取方法。</p><p>　　1.1 土壤有機(jī)質(zhì)的概念及分類 </p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)只占土壤總量的很小部分，但它在土壤肥力、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面都有著很重要的作用與意義。一方面它含有植物生長所需要的各種營養(yǎng)元素，是土壤微生物生命活動(dòng)的能源，對(duì)土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)都有

36、著深刻的影響。另一方面，它對(duì)重金屬、農(nóng)藥等各種有機(jī)、無機(jī)污染物的環(huán)境行為均有顯著影響，而且對(duì)全球碳平衡起著及其重要的作用。特別是現(xiàn)在對(duì)環(huán)境治理的重視程度加大，土壤有機(jī)質(zhì)研究顯得由為重要。</p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)主要可以分為兩大類：一類是與有機(jī)殘?bào)w的有機(jī)組成相似的普遍有機(jī)化合物，它包含于正在分解著的有機(jī)殘?bào)w中，是這些有機(jī)殘?bào)w的分解產(chǎn)物或利用這些殘?bào)w的微生物的代謝產(chǎn)物和合成產(chǎn)物。這一類物質(zhì)屬于有機(jī)化學(xué)中已知的

37、各種物質(zhì) (蛋白及其分解產(chǎn)物、碳水化臺(tái)物、碳?xì)浠衔锶缡?、脂肪族有機(jī)酸和酯類、醇類、酯類、醛類、樹脂類、含氮化臺(tái)物等)。在礦質(zhì)土壤中這些物質(zhì)的總含量約占有機(jī)質(zhì)總量的30％～40％；另一類是不能列為有機(jī)化學(xué)中現(xiàn)有任何一類的殊性物質(zhì)，它普遍存在于土壤和江湖河海底部淤泥中的特殊化合物。從18世紀(jì)80年代開始，土壤中的一類黑色物質(zhì)引起了人們的廣泛關(guān)注，隨著對(duì)其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)研究的深入，最后被定名為土壤腐殖質(zhì)。腐殖物質(zhì)，是土壤所特有的。其含量約

38、占有機(jī)質(zhì)總量的60％～70％。腐殖質(zhì)是土壤固相中最活躍的部分，它是土壤有機(jī)質(zhì)的重要組成部分，是有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物分解合成的黑色或黑褐色的膠體物質(zhì)[2]。</p><p>　　按照傳統(tǒng)的分組方法[3]，土壤腐殖物質(zhì)包括胡敏酸(humic acid，HA)、富里酸(fulvic acid，F(xiàn)A)和胡敏素(humin，HM)3個(gè)組分，其中HA溶于堿，但不溶于水和酸；FA既溶于堿，也溶于水和酸；而HM既不溶于堿，同時(shí)也不溶于

39、水和酸。</p><p>　　土壤中未分解的動(dòng)植物殘?bào)w和活的有機(jī)體被稱作有機(jī)殘?bào)w，在國內(nèi)被稱作土壤有機(jī)物．活的有機(jī)體一部分是土壤動(dòng)物和作物根系，另一部分是土壤微生物體占土壤有機(jī)質(zhì)總量的2%~12%．在現(xiàn)行的大部分研究工作中，通過微生物作用所形成的腐殖質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w和微生物體被合稱為土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)，對(duì)土壤中的有機(jī)殘?bào)w和微生物體是否應(yīng)該被包含在土壤有機(jī)質(zhì)中一直存在爭議在20世紀(jì)80年代以前，有些研究者認(rèn)為它們應(yīng)

40、該被包含在土壤有機(jī)質(zhì)概念之內(nèi)，將其排除在土壤有機(jī)質(zhì)范圍之外的提法依然占了上風(fēng)，如Stevenson在研究了那一時(shí)期阻前的大部分土壤有機(jī)質(zhì)概念之后就明確指出土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)等同于腐殖質(zhì)類物質(zhì)，甚至非腐殖質(zhì)類物質(zhì)也被他劃在了土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)之外[3]．這種對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的界定在某種程度上限制了土壤有機(jī)質(zhì)研究進(jìn)展。導(dǎo)致占土壤有機(jī)質(zhì)總量20％左右的有機(jī)殘?bào)w和微生物體在構(gòu)成土壤質(zhì)量的作用方面一直無法定位。幸好有些研究者打破了這一桎梏，將有機(jī)

41、殘?bào)w和微生物體也納入了土壤有機(jī)質(zhì)的范圍之內(nèi)正是這一概念上的突破推動(dòng)了土壤有機(jī)質(zhì)研究的快速發(fā)展。并出現(xiàn)了一系列新概念和新研究方法。土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)概念既包括腐殖質(zhì)類物質(zhì)和非</p><p>　　1.2 土壤有機(jī)質(zhì)的來源</p><p>　　1.2.1 凋落物的分解</p><p>　　凋落物是指森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，由生物組分產(chǎn)生的并歸還到林表地面，作為分解者的物質(zhì)

42、和能量的來源，借以維持生態(tài)系統(tǒng)功能的所有有機(jī)物質(zhì)總稱。它不僅具有水源涵養(yǎng)能力、養(yǎng)分供應(yīng)能力、促進(jìn)土壤生物活動(dòng)強(qiáng)度、保護(hù)森林土壤等重要作用，而且還能起到減小雨滴功能，增強(qiáng)滲透能力，提高地表粗糙程度，降低地表徑流等。此外，在提高森林生產(chǎn)力、能量轉(zhuǎn)化、物質(zhì)循環(huán)和水量平衡等方面，凋落物及枯枝落葉層也具有重要的意義。森林凋落物每年有大量的有機(jī)質(zhì)歸還土壤，是土壤有機(jī)質(zhì)的主要來源。因此，在國外對(duì)森林凋落物的研究相當(dāng)活躍。凋落物的質(zhì)和量，加上溫度、雨量

43、等外界環(huán)境因素共同決定了相應(yīng)土壤中有機(jī)質(zhì)的含量。凋落物在分解過程中，其所含的營養(yǎng)物質(zhì)逐漸釋放到土壤中，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高有明顯的作用。胡承彪等在對(duì)杉木林和常綠落葉闊葉混交林凋落物分解對(duì)相應(yīng)土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量貢獻(xiàn)的研究表明，兩類森林凋落物分解對(duì)相應(yīng)土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量都有增加。陳立新等對(duì)落葉松人工林凋落物研究，對(duì)同一落葉松林分在不同年齡階段時(shí)土壤肥力的分析表明，15年間，土壤有機(jī)質(zhì)、全N和全P平均值均有提高，尤其是土壤表層增加更為明

44、顯，凋落物在微生物分解過程中，氣態(tài)C素不斷消</p><p>　　1.2.2 根系分泌物</p><p>　　根系作為植物與土壤的接觸面，從土壤中吸收水分、養(yǎng)分的同時(shí)，也對(duì)土壤產(chǎn)生影響。除根系穿插的影響外，更主要的是根系在其生育期間不斷以根產(chǎn)物的形式，釋放到土壤中去，影響土壤的物理、化學(xué)以及生物學(xué)性狀，直接或間接地影響土壤的養(yǎng)分有效性、腐殖質(zhì)及微生物活動(dòng)，進(jìn)而影響土壤有機(jī)質(zhì)的含量。根系分

45、泌物的種類繁多，不同植物的種類和數(shù)量也有一定的差異。根系分泌物中的低分子物質(zhì)種類繁多，主要包括低分子量的糖、氨基酸、有機(jī)酸及某些酚類物質(zhì)。目前至少有10種低分子量糖和20種氨基酸在根系分泌物中發(fā)現(xiàn)，糖類中以葡萄糖和果糖較普遍。氨基酸除蛋白類氨基酸外，還有非蛋白類氨基酸存在。有機(jī)酸研究較晚，它們大部分是三羧酸循環(huán)的中間體，有機(jī)酸對(duì)根際pH、根際微生物活性影響很大。根系分泌物中另一類物質(zhì)是維生素類物質(zhì)。此外，酶也是根系分泌物的成分之一。&l

46、t;/p><p>　　1.2.3 其他代謝產(chǎn)物</p><p>　　土壤中的動(dòng)物和微生物殘?bào)w以及進(jìn)入土壤的各種有機(jī)體的代謝產(chǎn)物，也是土壤有機(jī)質(zhì)的一個(gè)主要來源。盡管進(jìn)人土壤的這些有機(jī)殘?bào)w有的來自野生的，有的來自栽培的，有的來自木本植物的，有的來自草本植物的，有的來自根、莖、葉，有的來自花、果實(shí)。但是，從化學(xué)角度來看，它們都是由有機(jī)組分：苯一醇溶性物質(zhì)、熱水溶性物質(zhì)、半纖維素、纖維素、木質(zhì)素、粗

47、蛋白質(zhì)組成。進(jìn)入土壤中的各種有機(jī)殘?bào)w和代謝產(chǎn)物在土壤微生物和酶的作用下將經(jīng)歷著一系列的生物和化學(xué)變化，并將不斷與土壤礦質(zhì)部分發(fā)生各種反應(yīng)進(jìn)而影響土壤有機(jī)質(zhì)的構(gòu)成和含量。</p><p>　　1.3 土壤有機(jī)質(zhì)與土壤肥力</p><p>　　人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)主要在土壤上進(jìn)行, 人類所需要的農(nóng)產(chǎn)品均直接或間接從土壤中生產(chǎn), 土壤性質(zhì)在很大程度上制約著植物的生長發(fā)育和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的效果, 所

48、以土壤是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ), 是人類不可或缺的自然資源。</p><p>　　1.3.1 對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響</p><p>　　土壤結(jié)構(gòu)、土壤水分和土壤溫度是土壤物理性質(zhì)的三個(gè)重要方面。土壤結(jié)構(gòu)的形成過程主要與土壤中團(tuán)聚體有關(guān)，團(tuán)聚體的大小、形狀和特性直接影響土體的松板和孔隙狀況以及水、氣、熱和根系活動(dòng)。而在團(tuán)聚體形成過程中，作為膠結(jié)劑的3種重要膠體物質(zhì)是有機(jī)膠體、粘粒和鐵錳氧化物膠體，其中

49、以有機(jī)膠體最重要。機(jī)質(zhì)對(duì)土壤松緊度有著極其顯著的影響心，由于根系的分割擠壓、土壤微生物和動(dòng)物的活動(dòng)使水穩(wěn)性團(tuán)聚體和較大的微團(tuán)粒大量產(chǎn)生，土壤容重下降，形成了良好的土壤結(jié)構(gòu)，使土壤的抗沖性和抗蝕性增強(qiáng)。對(duì)于同一土類不同林型的土壤容重，有報(bào)道顯示闊葉林或針闊混交林土壤容重小于純針葉林，這是由于闊葉林或針闊混交林凋落量大，土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，土壤結(jié)構(gòu)得到不斷的改善。土壤水分是構(gòu)成土壤肥力的重要因素之一，也是土壤物理性質(zhì)的一個(gè)重要方面。據(jù)研究，

50、有機(jī)質(zhì)含量高的林地，土壤總孔隙度、持水量和滲透速度均比較高。土壤溫度與植物生長有密切的關(guān)系，土溫過高或過低都不利于土壤生物的活動(dòng)和土壤中各種生化反應(yīng)的進(jìn)行。土壤有機(jī)質(zhì)通過對(duì)土壤顏色的影響，進(jìn)而影響土壤的吸熱、散熱能力，從而對(duì)土壤溫度起間接作用。據(jù)張秉剛等報(bào)道，土壤溫度的動(dòng)態(tài)變化，主要原因是太陽</p><p>　　1.3.2 對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響</p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)是土壤化學(xué)

51、性質(zhì)的一個(gè)重要方面，也是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一。從總的趨勢看，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量是不斷增加的，這主要是植被演替過程中，凋落物不斷積累和分解而對(duì)土壤長期作用的結(jié)果。此外，土壤有機(jī)質(zhì)是土壤動(dòng)物、微生物的主要食物，而土壤中這些生物的活動(dòng)又可加速有機(jī)質(zhì)的分解，并產(chǎn)生各種酸性物質(zhì)及絡(luò)合物，加速養(yǎng)分富積，提高土壤養(yǎng)分的有效性。對(duì)同一樹種根際土壤的pH值與非根際土壤比較得出，其總的趨勢是根際土壤pH值低于非根際土壤。根際pH值的變化是由于根系呼

52、吸作用釋放CO2以及在離子的主動(dòng)吸收和根尖細(xì)胞伸長過程中分泌質(zhì)子和有機(jī)酸所致。土壤有機(jī)質(zhì)含有大量的活性基因，對(duì)土壤陽離子交換量有較大的貢獻(xiàn)。</p><p>　　1.3.3 對(duì)土壤生物學(xué)性質(zhì)的影響</p><p>　　生活在土壤中的生物(包括土壤動(dòng)物和土壤微生物)以及酶對(duì)土壤腐殖質(zhì)的形成起重要作用，是土壤有機(jī)質(zhì)新陳代謝的內(nèi)在動(dòng)力。而土壤生物的最終物質(zhì)、能量來源是包括凋落物在內(nèi)的植物殘?bào)w以

53、及由其降解而來的土壤有機(jī)質(zhì)，可見，土壤生物、酶與土壤有機(jī)質(zhì)互為因果關(guān)系。土壤動(dòng)物的絕大部分生活在有落葉覆蓋的表土層，因?yàn)檫@里土壤有機(jī)質(zhì)含量高，為各種土壤動(dòng)物提供了大小不同的生存空間和豐富的食物[5]。</p><p>　　1.4 土壤有機(jī)質(zhì)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　全世界已經(jīng)合成出各種化學(xué)物質(zhì)約1000萬種，每年還新合成約10萬種。許多物質(zhì)在生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸和使用過程中不可避免地進(jìn)

54、入環(huán)境，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。很多有機(jī)物是易揮發(fā)、難降解的“三致”污染物，通過食物鏈逐步富集嚴(yán)重危害人體健康。如城市空氣受多環(huán)芳烴類污染會(huì)導(dǎo)致癌癥發(fā)病率和死亡率的升高；多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)等污染物對(duì)人體內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生干擾作用，出現(xiàn)“陰盛陽衰”的現(xiàn)象。研究這些有機(jī)污染物在土壤環(huán)境中的行為和歸宿，包括分布、遷移、富集、轉(zhuǎn)化過程，已成為環(huán)境科學(xué)的重要課題之一。土壤有機(jī)質(zhì)、粘土礦物、pH值、溫度和有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)影響土壤對(duì)

55、有機(jī)污染物的吸附，其中土壤有機(jī)質(zhì)是主要的影響因素。</p><p>　　1.4.1腐殖物質(zhì)對(duì)有機(jī)污染物吸附行為的影響</p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)與有機(jī)污染物結(jié)合后，有利于它們的進(jìn)一步降解，這些從環(huán)境保護(hù)的角度來看是非常有意義的。土壤腐殖物質(zhì)對(duì)有機(jī)污染物吸附/解吸機(jī)理的研究是環(huán)境科學(xué)中重要的課題之一。因?yàn)橥寥乐杏袡C(jī)污染物的歸屬和生物有效性主要決定于它們同土壤間的相互作用。吸附和解吸是決定

56、土壤中有機(jī)污染物行為的一對(duì)關(guān)鍵過程，它控制著有機(jī)污染物的活動(dòng)性、生物可利用性、毒性以及歸宿。因此，只有徹底弄清了吸附機(jī)理，才能建立正確的污染物的遷移和歸宿模型，合理進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，制定出有效的修復(fù)方案。目前，圍繞有機(jī)污染物自身的物理化學(xué)性質(zhì)，腐殖物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)以及它們之間相互作用的機(jī)理問題的研究已經(jīng)取得了一些成果。</p><p>　　土壤/沉積物對(duì)有機(jī)污染物的吸附實(shí)際上是由土壤/沉積物中的礦物組分和土壤中

57、腐殖物質(zhì)兩部分共同作用的結(jié)果。研究表明：與土壤腐殖物質(zhì)相比，土壤中的礦物組分對(duì)有機(jī)污染物的吸附是次要的，而且這種吸附多是以物理吸附為主，在動(dòng)力學(xué)上符合線性等溫吸附模式。因此，土壤吸附有機(jī)污染物機(jī)理的研究主要是從土壤腐殖物質(zhì)角度進(jìn)行的。在80年代初期，一般選擇可溶性的腐殖酸主要是胡敏酸作為吸附相。Chiou建立了一個(gè)被普遍接受的線性分配模型，其大意是：疏水性有機(jī)化合物吸附實(shí)際上是其在組成和分子結(jié)構(gòu)上都均勻的土壤腐殖質(zhì)(尤指胡敏酸)上的分配

58、過程。但實(shí)驗(yàn)中常常觀察到一些非線性吸附和吸附物之間的競爭性吸附現(xiàn)象，為了解釋該現(xiàn)象又提出了一些新吸附模型。如雙模模型，它是將土壤腐殖物質(zhì)分為溶解相和孔隙填充相兩個(gè)部分的雙模式吸附模型。這兩個(gè)部分都會(huì)對(duì)吸附產(chǎn)生影響,但機(jī)理卻完全不同。其中有機(jī)污染物在此相上的吸附是一個(gè)線性分配過程，而在孔隙填充相中的吸附則服從蘭格繆爾吸附等溫模型,吸附與解吸的速率較慢，存在解吸的滯后現(xiàn)象。Xing和他的同事們也提出的內(nèi)部孔隙模型，主張吸附物在腐殖質(zhì)中進(jìn)行線

59、性分配的同時(shí)在腐殖質(zhì)的內(nèi)部孔隙中也發(fā)生著表面吸附</p><p>　　腐殖酸富含軟碳，而胡敏素則多硬碳。有機(jī)污染物在橡膠質(zhì)的HA/FA上吸附和解吸可以用線性分配理論描述，吸附/解吸之間沒有滯后現(xiàn)象；而在玻璃質(zhì)的胡敏素的吸附則以不可逆的化學(xué)吸附為主，存在明顯的解吸滯后現(xiàn)象。此外還有一些研究者指出其中可能含有一小部分不同于普通腐殖物質(zhì)的高表面積的碳質(zhì)材料，并稱其為黑碳。他是胡敏素的主要組成成分，HA與FA中的含量都較

60、少。該物質(zhì)被認(rèn)為是使一些非極性吸附物產(chǎn)生非線性吸附及解吸滯后現(xiàn)象的主要因素。Chiou等通過比較極性與非極性有機(jī)污染物在HA(不含或含很少量的HSACM)和胡敏素(含有豐富的HSACM)吸附發(fā)現(xiàn)：有較強(qiáng)吸附能力的HSACM的表面吸附是使非極性有機(jī)污染物產(chǎn)生非線性吸附的主要因素，而與土壤腐殖物質(zhì)中活性基團(tuán)的表面相互作用是使極性有機(jī)污染物產(chǎn)生非線性的主要原因。因此可以說腐殖物質(zhì)中的胡敏素是致使有機(jī)污染物產(chǎn)生不可逆吸附的主要原因，所以胡敏素在

61、很大程度上固定了環(huán)境中有機(jī)污染物。</p><p>　　1.4.2腐殖物質(zhì)對(duì)有機(jī)污染物解吸行為的影響</p><p>　　有機(jī)污染物的解吸過程主要是胡敏素在起作用，胡敏素是導(dǎo)致解吸滯后現(xiàn)象的主要原因。目前，對(duì)解吸過程也展開了大量的研究，解吸行為可以為我們更好的理解腐殖物質(zhì)可能的吸附機(jī)理和結(jié)構(gòu)構(gòu)成提供依據(jù)。如果吸附是可逆的，吸附物分子不改變吸附劑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，那么通過分配方式進(jìn)入腐殖物質(zhì)中疏水性

62、污染物就不會(huì)產(chǎn)生解吸滯后現(xiàn)象，但在實(shí)驗(yàn)中確實(shí)觀察到了該現(xiàn)象。Werth指出土壤/沉積物中的慢解吸可能與有機(jī)物在腐殖物質(zhì)之間內(nèi)部的擴(kuò)散和孔隙間的擴(kuò)散有關(guān)，該過程進(jìn)行的很慢；同時(shí)競爭性吸附也導(dǎo)致混合物中某一化合物的擴(kuò)散速率常數(shù)比該化合物單獨(dú)時(shí)的大。White指出在芘存在的情況下，菲的解吸速率增加。芘加快菲的擴(kuò)散是通過其優(yōu)先吸附在本應(yīng)是菲吸附的納米級(jí)的小孔隙中造成的。Zhao提出在玻璃性區(qū)域中的擴(kuò)散比在橡膠性區(qū)域中的擴(kuò)散要慢的多，因?yàn)榍罢叨鄤?/p>

63、性，并且含有小孔隙結(jié)構(gòu)，有機(jī)物一旦進(jìn)入玻璃質(zhì)的胡敏素相微孔中，就會(huì)延誤了分子的擴(kuò)散。不同組分腐殖物質(zhì)的滯后程度不同，一般按以下順序：胡敏酸<土壤<胡敏素，由此可見胡敏素的滯后程度最大，該趨勢與等溫線非線性趨勢是一致的。與HA相比，胡敏素低的滯后指數(shù)和吸附指數(shù)(N)也說明可其組成和結(jié)構(gòu)中含較</p><p>　　土壤的物理特性主要指土壤溫度、水分含量及土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)等。較高的土溫有利于土壤微生物活動(dòng)，促

64、進(jìn)土壤營養(yǎng)分解和植物生長，動(dòng)物利用土溫避開不利環(huán)境、進(jìn)行冬眠等。土壤水分直接影響各種鹽類溶解、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、有機(jī)物分解。土壤水分不足不能滿足植物代謝需要，會(huì)產(chǎn)生旱災(zāi)，同時(shí)好氣性微生物氧化作用加強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)消耗加劇。土壤中空氣含量和成分也影響土壤生物的生長狀況，土壤結(jié)構(gòu)決定其通氣度，其中CO2含量與土壤有機(jī)物含量直接相關(guān)。土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和土壤的水分空氣和溫度狀況密切相關(guān)</p><p>　　土壤酸堿度是土壤最重要的化學(xué)

65、性質(zhì)，因?yàn)樗峭寥栏鞣N化學(xué)性質(zhì)的綜合反映，對(duì)土壤肥力、土壤微生物的活動(dòng)、土壤有機(jī)質(zhì)的合成和分解、各種營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化和釋放、微量元素的有效性以及動(dòng)物在土壤中的分布都有著重要的影響。</p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)能改善土壤的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)的含量越多，土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量也越多，因此在富含腐殖質(zhì)的草原黑鈣土中，土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量極為豐富；而在有機(jī)質(zhì)含量很少，并呈堿性的荒漠地區(qū)，土壤動(dòng)物非常貧乏。&l

66、t;/p><p>　　然而，土壤腐殖質(zhì)作為土壤有機(jī)質(zhì)的主要組成物質(zhì)，由于其本身的不均一性和空間變異性，給研究者帶來了極大的難度。致使到目前為止，仍有許多不清楚之處。例如，土壤腐殖質(zhì)的形成轉(zhuǎn)化、化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)、及其對(duì)環(huán)境因素和人為措施的響應(yīng)規(guī)律等。土壤有機(jī)質(zhì)的重要性和復(fù)雜性共存，這是激勵(lì)研究者勇于探索的不竭動(dòng)力。</p><p>　　1.5 土壤胡敏酸的研究現(xiàn)狀</p><

67、p>　　此次研究中我們主要提取土壤腐殖質(zhì)中的胡敏酸。胡敏酸是土壤有機(jī)質(zhì)中含量最高、組成最穩(wěn)定的組分，是一類復(fù)雜的天然大分子，其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的活性基團(tuán)，同時(shí)又具有疏松的“海綿狀”結(jié)構(gòu)和巨大的表面能，能夠吸附許多有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)，對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量有重要的影響。</p><p>　　竇森（1992）對(duì)土壤有機(jī)培肥后胡敏酸結(jié)構(gòu)特征變化規(guī)律進(jìn)行了探討，結(jié)果表明，土壤有機(jī)培肥一般使胡敏酸的均分子量、C/H比、O/C比

68、、羧基含量、總酸度、反應(yīng)熱和高、低比降低，胡敏酸的結(jié)構(gòu)趨于簡單化和年輕化。這有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)的活性和改善土壤肥力狀況。竇森（1998）的研究表明，用5mol/LKOH—MeOH在N2和70℃下進(jìn)行溫和水解，可得到2218～4116mg/g的水解產(chǎn)物。用薄層層析法將中性組分分為烷(烯)烴類、芳香化合物類、酯類、酮類、醇類和極性化合物類，回收率平均為86%。連種23年玉米和連種23年小麥條件下土壤的HA組分有一定差異，前者含更多的中性組

69、分，后者含較多的酸性組分。姚鐵（2001）等研究了不同培肥條件下土壤胡敏酸性質(zhì)和組成的變化。胡敏酸是一種高度非均質(zhì)的多分散性的高分子聚合物，用酒精分級(jí)沉淀法可以獲得較為理想的均一級(jí)分，并且酒精濃度越高獲得的級(jí)分縮合度、芳構(gòu)化度和分子量越小，這種方法是研究土壤腐殖質(zhì)的一個(gè)有效手段。杜麗亞（2005）等研究了不同pH值條件下微生物和胡敏酸對(duì)有機(jī)氯農(nóng)藥降解的影響，結(jié)果表明，胡敏酸對(duì)農(nóng)藥在土壤中的降解和轉(zhuǎn)化有影響，具體的表觀作用與其他</

70、p><p>　　1.5.1胡敏酸的作用</p><p>　　腐殖質(zhì)的作用，在很大程度上取決于腐殖酸表面大量功能團(tuán)的含量。胡敏酸中較活潑的功能團(tuán)大部分屬于含氧功能團(tuán)，如羧基、酚羥基和醇羥基等。這些功能團(tuán)可與土壤中的金屬離子、粘土礦物、水合氧化物發(fā)生相互作用，對(duì)土壤營養(yǎng)元素的保持與釋放，以及對(duì)土壤中所進(jìn)行的物理化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)都有著重要影響。土壤有機(jī)質(zhì)，尤以其中胡敏酸，可以加強(qiáng)植物呼吸過程，提高

71、細(xì)胞膜的滲透性，促進(jìn)養(yǎng)分迅速進(jìn)入植物體。胡敏酸的鈉鹽對(duì)植物根系生長具有促進(jìn)作用，試驗(yàn)結(jié)果證明胡敏酸鈉對(duì)玉米等禾本科植物及草類的根系生長發(fā)育具有極大的促進(jìn)作用。胡敏酸可作為還原劑將有毒的Cr6+還原為Cr3+作為Lewis硬酸，Cr3+能與胡敏酸上的羧基形成穩(wěn)定的復(fù)合體，從而限制動(dòng)植物對(duì)其的吸收性。胡敏酸通過對(duì)金屬離子的絡(luò)合、鰲合和吸附、還原作用，可降低重金屬的毒害作用。</p><p>　　1.6 土壤腐殖質(zhì)提

72、取的相關(guān)研究動(dòng)態(tài)及最新成果</p><p>　　本次研究以嘉興市中環(huán)路表層土壤為研究對(duì)象，在其路周邊實(shí)地采集多個(gè)土壤樣品，根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)在酸、堿液中溶解性的差別，分別提取土壤胡敏酸和富里酸，并且不斷優(yōu)化提取時(shí)間和提取條件，建立起土壤中有機(jī)質(zhì)組分的提取方法，并且探討不同提取條件及周圍環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。</p><p>　　1.6.1 土壤腐殖質(zhì)提取方法</p><

73、p>　　土壤中的腐殖物質(zhì)大多數(shù)是同無機(jī)成分相結(jié)合以復(fù)合體形式存在，大部分不溶于水。為了研究腐殖物質(zhì)的本質(zhì)和特征，需要將腐殖物質(zhì)同無機(jī)成分分離開來。</p><p>　　目前最常用的提取劑是NaOH和Na4P2O7或其混合液。含強(qiáng)堿的提取劑雖具有提取效率高等優(yōu)點(diǎn)，但也存在提取過程中腐殖物質(zhì)被氧化。下面就對(duì)幾種成熟傳統(tǒng)腐殖酸提取的方法進(jìn)行概括歸納如下：</p><p>　　(1)酸抽提劑

74、法。童同家等采用酸抽提劑法從風(fēng)化煤中提取了能滿足汽車用蓄電池技術(shù)條件要求的腐殖酸。其制備工藝:風(fēng)化煤→加入稀硫酸→蒸汽煮沸→攪拌沉淀→取出上部液體→水洗pH 5→沉淀物烘干→粉碎過篩→包裝。</p><p>　　(2)酸抽提劑法提取腐殖酸工藝簡單，易于操作，生產(chǎn)周期短，而且省去堿法用的碳酸物，因此酸法腐殖酸價(jià)格與堿法腐殖酸價(jià)格相比，約降低30%。但酸抽提劑法提取的腐殖酸因含雜質(zhì)太多，應(yīng)用受到了限制。</p&

75、gt;<p>　　(3)微生物溶解法。微生物溶解法提取腐殖酸反應(yīng)周期長，產(chǎn)率低，但反應(yīng)溫和，可清潔轉(zhuǎn)化，產(chǎn)物生物活性高，現(xiàn)主要處于試驗(yàn)研究階段，離工業(yè)生產(chǎn)還有一定差距。</p><p>　　(4)堿溶酸析法。目前主要采用堿溶酸析法即堿抽提劑法生產(chǎn)腐殖酸，方法十分簡單而被廣泛利用。徐東耀等用硫酸溶液和氫氧化鈉溶液從褐煤中提取了腐殖酸。</p><p>　　由于某些原料中游離的腐

76、殖酸含量不是很高，直接抽提腐殖酸的提取率很不理想。為了提高腐殖酸的提取率，通常對(duì)原料先做預(yù)處理再進(jìn)行堿溶酸析。常用的預(yù)處理方法有空氣氧化預(yù)處理、硝酸氧化預(yù)處理、超聲波預(yù)處理3種。針對(duì)特殊的原料，在提取腐殖酸的過程中可采用一些較為特殊的方法。例如，對(duì)于水體沉積物而言，灰分較多，文啟孝等用稀HCl、HF 混合液對(duì)其進(jìn)行了預(yù)處理，達(dá)到了降低灰分的目的。土壤中腐殖質(zhì)由難溶于水的鈣、鎂、鐵、鋁等離子絡(luò)合，易溶于水的鉀、鈉等離子結(jié)合的腐殖質(zhì)以及極少

77、量游離態(tài)存在的腐殖質(zhì)等組成。楊敏等采用0.1mol/L焦磷酸鈉和0.1mol/L氫氧化鈉混合液提取腐殖質(zhì)，可以將土壤中難溶于水和易溶于水的結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)一次絡(luò)合成易溶于水的腐殖質(zhì)鈉鹽，從而比較完全地將腐殖質(zhì)提取出來，再用鹽酸溶液將腐殖酸沉降出來。</p><p>　　采用堿溶酸析法提取的腐殖酸有機(jī)質(zhì)含量較高；樣品分子中芳香環(huán)和脂肪鏈上的羧基以及羥基中存在可離解的氫離子，使得腐殖質(zhì)有酸度和交換容量，從而使其與許多有機(jī)

78、物、無機(jī)物有發(fā)生作用的潛在能力。</p><p>　　此外，非離子性有機(jī)溶劑二甲基亞砜(DMSO)在酸性條件下可溶解很多種天然高分子有機(jī)物質(zhì)。土壤中的腐殖物質(zhì)也能被溶解。有人已經(jīng)對(duì)酸性二甲基亞砜和堿混液提取土壤胡敏酸效率及其特性進(jìn)行研究比較，研究結(jié)果表明，對(duì)于供試土壤，用兩種溶劑提取腐殖物質(zhì)、胡敏酸的提取率、1％吸光度、元素組成、官能基組成和非腐殖性成分含量等，可以認(rèn)為，與堿混液相比，酸性DMSO提取出來的胡敏酸

79、具有暗色化程度高、不飽和度高、羧基含量多以及非腐殖性成分少等特征。即具有腐殖化程度高的特征，因此，這種提取法在研究有機(jī)質(zhì)在土壤中的腐殖化過程以及形成的穩(wěn)定胡敏酸的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，可能是一種取代堿性溶液的較好的腐殖質(zhì)提取劑。</p><p>　　胡敏酸和富里酸的提取還可采用國際腐殖酸協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)制備方法。其流程圖和具體步驟如下:</p><p>　　1）室溫條件下，風(fēng)干土壤若干克用1mol?L-1

80、HCl調(diào)節(jié)pH為1至2，然后加入0.1mol?L-1HCl(土:液=1:10)，振蕩1小時(shí)，離心分離(重復(fù)3次)，上清液用XAD一8樹脂吸附后，0.1 mol?L-1NaOH淋洗—酸提取的富里酸。</p><p>　　2)殘余土壤用2mol?L-1，NaOH調(diào)節(jié)pH7.0后，在N2條件下加入0.1 mol?L-1NaOH(土:液=1:10)振蕩4小時(shí)，離心分離，(沉淀為粗胡敏素成分)。(重復(fù)操作至浸提液無色或淡黃

81、色為止。)</p><p>　　3)浸提液加入6 mol?L-1HCI或4 mol?L-1H2SO4調(diào)節(jié)pH為1.2，靜置12至16小時(shí)后，離心分離(重復(fù)操作至上清液無色或淡黃色為止)。上清液富里酸(粗)成分，沉淀為胡敏酸(粗)成分。</p><p>　　4)胡敏酸成分，在氮?dú)鈼l件下用少量的0.1 mol?L -1NaOH溶解，加入一定量的(K)NaCl，用6000rap20分鐘離心以除去

82、夾雜物。</p><p>　　5)胡敏酸沉淀用加入0.1 mol?L-1HCl:0.3 mol?L-1HF(1:1)調(diào)成懸濁液，室溫下振蕩8小時(shí)(重復(fù)操作，直至沉淀的灰分含量小于1%為止)。</p><p>　　6)沉淀的胡敏酸用.0.1 mol?L-1NaOH溶解，裝入透析袋中，用去離子水透析(用硝酸銀檢驗(yàn)無Cl-1，為止)。經(jīng)陽離子交換樹脂交換后(pH=3.5)冷凍干燥。獲得胡敏酸的樣

83、品。</p><p>　　7)富里酸成分用XAD一8樹脂柱吸附(流速:3倍柱體積/小時(shí))，0.65倍的樹脂量蒸餾水洗滌。非吸附液為非腐殖物質(zhì)。</p><p>　　8)吸附的富里酸用0.1 mol?L-1NaOH(1至2倍樹脂柱)淋洗后用水洗凈。洗凈液用6mol?L-1HCI調(diào)節(jié)pH為1，加入濃HF使其最終濃度為0.3 mol?L-1，再用XAD一8樹脂柱吸附、0.1 mol?L-1NaO

84、H(1~2倍樹脂柱)淋洗、水洗凈后，通過陽離子交換樹脂、然后再小于40℃溫度下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至小體積，冷凍干燥后保存在干燥器中備用。</p><p>　　1.6.2 土壤腐殖質(zhì)提取研究的最新成果</p><p>　　最新的相關(guān)研究成果為由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所于2004年07月23日申請(qǐng)專利的土壤中胡敏酸及胡敏素分級(jí)連續(xù)提取方法。此發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中土壤有機(jī)質(zhì)的一種提取方

85、法，具體說就是一種提取土壤有機(jī)質(zhì)中的胡敏酸和胡敏素的新方法。本發(fā)明改進(jìn)了傳統(tǒng)提取混合液的組成成分，減少了被提取物發(fā)生堿解的幾率；另一關(guān)鍵點(diǎn)是在提取的過程中對(duì)被提取物進(jìn)行分離，將提取的過程與樣品分級(jí)融為一體，最終獲得多個(gè)分級(jí)樣品而不是一個(gè)，從而更好的滿足科研需要。</p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)一直是土壤學(xué)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)，在過去的50年里，對(duì)土壤質(zhì)量可持續(xù)性觀念的增強(qiáng)和尋找快速判斷人為因素對(duì)土壤質(zhì)量影響方向指標(biāo)的強(qiáng)

86、烈愿望導(dǎo)致了土壤有機(jī)質(zhì)的研究重點(diǎn)發(fā)生了急劇變化；對(duì)農(nóng)業(yè)措施反映慢的土壤腐殖質(zhì)類物質(zhì)的研究正在退出土壤有機(jī)質(zhì)研究領(lǐng)域，而側(cè)重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向了土壤中未受微生物作用或正在受微生物降解的有機(jī)殘?bào)w；也出現(xiàn)了新的土壤有機(jī)質(zhì)研究概念和對(duì)應(yīng)測試手段：土壤有機(jī)質(zhì)的比重分組、與有機(jī)質(zhì)結(jié)合的土壤顆粒大小分組、土壤團(tuán)聚體中的POM和iPOM以及土壤水溶性有機(jī)質(zhì)和微生物體C等概念和測試手段被相繼提了出來。但不管將來研究土壤有機(jī)質(zhì)的方向往何處發(fā)展，有機(jī)質(zhì)研究在土壤研究

87、中的地位不會(huì)改變，現(xiàn)階段仍以胡敏酸和富里酸為代表的腐殖質(zhì)研究為主。</p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)是一個(gè)多組分體系，成分復(fù)雜，結(jié)合形態(tài)各異，因此土壤有機(jī)質(zhì)提取過程中的不完全性和提取時(shí)使用的化學(xué)試劑可能會(huì)破壞有機(jī)質(zhì)組分是土壤有機(jī)質(zhì)研究中存在的主要問題。土壤有機(jī)質(zhì)一直是土壤學(xué)研究領(lǐng)域的熏點(diǎn)，人們一直很關(guān)注發(fā)展新的提取和分

88、離土壤有機(jī)質(zhì)的方法。</p><p>　　除一部分腐殖質(zhì)以游離態(tài)的形式存在外，絕大部分的土壤有機(jī)質(zhì)與土壤無機(jī)成分形成有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體。腐殖質(zhì)是一類廣泛存在于自然界的天然高分子有機(jī)物。它具有比表面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、帶有多種活性官能團(tuán), 能夠與許多有機(jī)、無機(jī)物發(fā)生相互作用。在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域有廣泛的用途。有機(jī)質(zhì)根據(jù)其溶解性質(zhì)可以分為3個(gè)級(jí)分: 富里酸(既溶于酸又溶于堿) , 胡敏酸(只溶于堿而不溶于酸) , 胡

89、敏素(酸和堿中都不溶解)。胡敏酸由于其在自然界含量豐富, 在一定條件下不易流失, 可以開發(fā)成很好的新材料, 倍受人們青睞。</p><p>　　研究腐殖質(zhì)性質(zhì)時(shí)，首先必須選擇合適的溶劑將其從土壤中提取出來，再對(duì)提取物進(jìn)行分組和純化。Stevenson認(rèn)為好的提取方法應(yīng)滿足以下四點(diǎn)要求：不改變組分性質(zhì)，提取的有機(jī)組分未與粘土或無機(jī)離子結(jié)合，提取的組分具有代表性，適應(yīng)于各種類型土壤[1]。</p>&l

90、t;p>　　本研究根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)在酸堿溶液中溶解性的差別，對(duì)土壤樣品中胡敏酸進(jìn)行提取。結(jié)果表明該法是一種簡單有效的方法。</p><p>　　2.1 采樣區(qū)概況</p><p>　　嘉興市位于浙江省東北部、長江三角洲杭嘉湖平原腹地，是長三角洲的重要城市之一，市境介于東經(jīng)120°18′～121°16′，北緯30°21′～31°02′之間，東臨大

91、海，南倚錢塘江，北負(fù)太湖，西接天目之水?，F(xiàn)轄海寧、桐鄉(xiāng)、海鹽、平湖、嘉善等5縣（市）和南湖、秀洲2個(gè)區(qū)，陸地總面積3915km2，全市戶籍人口336萬，外來人口180萬。嘉興市地處北亞熱帶南緣，屬東亞季風(fēng)區(qū)，冬夏季風(fēng)交替，四季分明，氣溫適中，雨水充沛，日照充足，年平均氣溫15.9℃，全年平均降水量1168.6mm，全年平均日照2017h。地勢低平，土壤母質(zhì)主要為淺海沉積物、河流沖積物及湖沼相沉積物。</p><p&g

92、t;　　對(duì)此，此次研究就對(duì)嘉興市交通干線周邊土壤進(jìn)行取樣和分析，對(duì)土壤中胡敏酸的提取方法進(jìn)行研究。</p><p>　　2.2 供試土壤樣品采集</p><p>　　2011年3月15日，在嘉興市中環(huán)路周邊分別進(jìn)行采樣，每隔1公里左右的路程采集馬路沿線花壇的表層土壤樣品，其中土壤表層樣品共采集20個(gè)，采集的均為表層土。采集的土壤樣品去除植物殘?bào)w及大顆粒礫石后裝250mL具塞磨口玻璃瓶。采

93、樣點(diǎn)分布圖如下：</p><p>　　圖1 采樣點(diǎn)分布圖</p><p>　　2.3 土壤樣品采集與基本理化性質(zhì)分析</p><p>　　本研究以嘉興市交通干線周邊的土壤來研究土壤有機(jī)質(zhì)提取方法，探索不同操作條件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。因此，實(shí)驗(yàn)研究的樣品采集主要包括：</p><p>　　在嘉興市中環(huán)路周邊附近土壤中實(shí)地采集了20個(gè)土壤表層樣

94、品。采集樣品時(shí)使用交通工具為汽車，采集使用的工具為鐵鍬。采集選用五點(diǎn)法，即在一個(gè)采樣點(diǎn)采集五個(gè)點(diǎn)位的土壤樣品，除去沙石枯枝殘葉，捏碎混合后選取適量的樣品裝瓶。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中我們選取2號(hào)，4號(hào)，6號(hào)，8號(hào)和10號(hào)樣品，分別提取表層土壤中胡敏酸。土壤的理化性質(zhì)有很多，但是目前比較認(rèn)可的，與污染物在土壤中滯留、分布、傳輸、降解、轉(zhuǎn)化等過程密切相關(guān)的主要物理化學(xué)性質(zhì)包括：土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)含量(SOM)、

95、土壤的含水率、土壤陽離子交換量（CEC）、土壤顆粒直徑等，本次研究主要測定土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)含量(SOM)，并為了更好的闡述土壤理化特性和污染物在土壤中分布之間的相關(guān)性，以便建立污染物的吸附特性與吸附劑理化性質(zhì)之間的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)開始之前，本研究按照國標(biāo)方法（GB7859-87），首先對(duì)此次重點(diǎn)討論的土壤物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測定，包括：</p><p>　　2.3.1 土壤pH值</p><p

96、>　　土壤酸堿性常用土壤pH值來表示。土壤pH值常被看作土壤性質(zhì)的主要變量，它對(duì)土壤的許多化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)過程都有很大影響，對(duì)土壤中的氧化還原、沉淀溶解、吸附、解吸和配位反應(yīng)起支配作用。參照GB7859-87，其測定方法選用電位法：用pH計(jì)測量其中的pH值（測定結(jié)果見表1），在測定pH之前，先對(duì)pH計(jì)進(jìn)行了校準(zhǔn)。</p><p><b>　　校準(zhǔn)方法：</b></p>&l

97、t;p>　　1、打開電源開關(guān)，按“pH/MV”按鈕，使儀器進(jìn)入pH測量狀態(tài)；</p><p>　　2、按“溫度”鍵使顯示為溶液溫度值（此時(shí)溫度指示燈亮），然后按“確認(rèn)”鍵，儀器確定溶液溫度后回到pH測量狀態(tài)。</p><p>　　3、把用蒸餾水清洗過的電極插入pH=6.86（0.025ml/L磷酸二氫鉀和磷酸二氫鈉溶液）的標(biāo)準(zhǔn)溶液中，待讀數(shù)穩(wěn)定后“定位”鍵（此時(shí)pH指示燈慢閃爍，表明

98、儀器在定位標(biāo)定狀態(tài)）使讀數(shù)為該溶液當(dāng)前溫度下的pH值。</p><p>　　4、把用蒸餾水清洗過的電極插入pH=4.00（0.05ml/L鄰苯二甲酸氫鉀溶液）的標(biāo)準(zhǔn)溶液中，待讀數(shù)穩(wěn)定后按“斜率”鍵（此時(shí)pH指示燈快閃爍，表明儀器在斜率標(biāo)定狀態(tài)）使讀數(shù)為該溶液當(dāng)時(shí)的pH值，然后按“確認(rèn)”鍵，儀器進(jìn)入pH測量狀態(tài)，pH指示燈停止閃爍，標(biāo)定完成。</p><p>　　5、用蒸餾水洗電極后即可對(duì)被

99、測溶液進(jìn)行測量。</p><p>　　2.3.2 土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）</p><p>　　一般說來，土壤有機(jī)質(zhì)主要來源于動(dòng)植物及微生物的殘?bào)w，其含量在不同土壤中差異很大，主要組成元素是C、O、H、N，其次是P和S，C/N比大約在10左右。土壤有機(jī)質(zhì)中主要的化合物組成是類木質(zhì)素和蛋白質(zhì)，其次是半纖維素、纖維素以及乙醚和乙醇等可溶性化合物，大多數(shù)土壤有機(jī)質(zhì)組分為非水溶性。</p>

100、;<p>　　準(zhǔn)確稱取5.0g樣品置于250mL燒瓶中，取30%濃度的H2O2溶液40mL和蒸餾水10mL，混合均勻，再將其加入裝有土樣的燒瓶中，搖動(dòng)，使溶液均勻，混合均勻后，將其靜置2h，待冷卻后，將溶液倒入100mL的離心管中，用3900r/min的速度，運(yùn)行30min，離心完后，再將上清液倒掉，取剩余土樣，將其轉(zhuǎn)移至小燒杯中，放入烘箱，待烘干后，測其剩余土壤重量，記錄，計(jì)算，各個(gè)樣品有機(jī)質(zhì)含量見表2。</p&g

101、t;<p>　　表1 土壤樣品pH值</p><p>　　表2 樣品有機(jī)質(zhì)含量</p><p>　　2.4 土壤有機(jī)質(zhì)（胡敏酸）提取</p><p>　　2.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)儀器和試劑見下一頁表3和表4。</p><p>　　2.4.2 樣品的預(yù)處理

102、</p><p>　　土壤樣品預(yù)處理:先將土壤樣品除去碎石、植物枝葉等雜物，經(jīng)碾壓至較小顆粒再烘干，等完全干燥后，用研缽碾碎至粉末狀，然后再過60目篩，去除雜質(zhì)。</p><p>　　由于實(shí)驗(yàn)各土樣采自不同地區(qū)，其水分含量不等，在實(shí)驗(yàn)之前需要對(duì)其進(jìn)行烘干處理，以便</p><p>　　表3 實(shí)驗(yàn)所需的主要儀器</p><p>　　表4 實(shí)