土壤中重金属一有机化合物交互作用的研究是一个较为薄弱的环节，近年来得到了较多的关注。有关土壤中重金属与有机化合物的交互作用拟从两方面进行讨论，即重金属-有机化合物交互作用对元素或化合物土壤物理化学过程的影响，重金属-有机化合物交互作用对土壤中生物学过程的影响。

(一)重金属-有机化合物交互作用对外源物质土壤物理化学过程的影响

从物理化学角度来考虑，重金属-有机污染物的交互作用对外源物质土壤化学过程的影响主要表现在吸附、解吸、配位、氧化还原以及沉淀等，这些过程的发生将会对化学物质在土壤中行为产生重要的影响，从而使得土壤对重金属的吸持、水溶性和生物有效性等发生改变。

1．对土壤吸附行为的影响

重金属在土壤中吸附行为的影响因素非常多。重金属的存在通常不会影响有机污染物(特别是分子形态存在的有机物)在土壤上的吸附，它本身在土壤有机质上的吸附主要是通过与有机质官能团之间的配位作用产生的。极性有机污染物则可以通过静电作用以及在土壤中的黏粒矿物上形成氢键等方式被吸附在土壤表面从而可能和重金属发生竟争吸附。带负电荷的重金属含氧基团，如铬酸根和砷酸根等，在矿物、土壤以及次生表面矿物上的吸附经常会受到共存阴离子如根际分泌物的干扰。小分子有机酸阴离子直接地竞争吸附点位，间接地改变土壤表面的净电荷，从而影响其他阴离子在表面上的吸附。

(1) Cd-有机化合物

以Cd-小分子有机污染物之间的交互作用为例，添加柠檬酸、EDTA等可降低镉在黄棕壤和青黑土中的吸附。有机污染物如邻苯二胺、邻苯二酚以及氨基乙酸的存在对镉的吸附-解吸具有非常明显的影响，特别是在酸性介质中口在酸性条件下，这些有机污染物能够与镉形成带正电荷的镉配合物，并进一步与土壤发生离子交换从而普遍增加了镉在青黑土上的吸附。有机污染物-镉体系较之纯镉体系，交换态镉的含量明显减少，而非交换态Q的含量明显增加，反映了有机污染物与镉发生了显著的交互作用。镉在有机污染物-镉体系中的解吸率与总吸附量的倒数呈明显的正相关，即镉-有机配合物在土壤中的解吸能力比镉离子要弱。可见，有机化合物的存在导致吸附在上壤表面的镉主要以较难解吸的镉-有机配合物形式存在(Zhou et al. 2003)。

水溶性有机物(DOM)对重金属的吸附亦有明显的影响，垃圾渗滤液中的DOM能促进土壤对重金属Cd等的吸附(付美云等2006)，在有垃圾渗滤液DOM存在的条件下，土壤对Cd的吸附量比对照处理(无垃圾渗滤液DOM)高1.13～1.42倍，填埋年限较长的垃圾渗滤液较之年限较短者的影响更为明显。

(2) Cu-有机化合物

铜在红壤和青黑土中的吸附和解吸过程以及邻苯二胺影响的研究结果表明，在酸性条件下(pH<5)邻苯二胺增加了红壤对铜的吸附量，且随着邻苯二胺浓度的增加而增加。邻苯二胺对铜在青黑土的吸附量的影响不明显；但邻苯二胺的存在使青黑土和红壤上的吸附铜更易解吸。邻苯二胺含有胺基，在酸性条件下，溶液中邻苯二胺与铜形成配合物，并与土壤发生交换反应从而增加了铜在土壤中的吸附。

农药2,4-D对Cu在乌栅土胶体和红壤胶体上吸附影响的研究结果表明，2,4-D增加了Cu在土壤胶体上的吸附，2.0 mmol/L 2,4-D的存在使乌栅土和红壤胶体对Cu的最大吸附量较没有2,4-D时分别增加了82％和174％。2,4-D的浓度越高，Cu的吸附量越大，这主要是由于2,4-D的存在显著增加了平衡液的pH，从而增加了土壤胶体表面所带负电荷量(荚德安等2008)。

用黏土矿物蒙脱石(Ca型)和高岭石作为吸附剂研究了有机农药(苄嘧磺隆)对Cu吸附-解吸的影响(司友斌等2001)。结果表明，Cu在比表面积和阳离子交换容量(CEC)大的蒙脱石上吸附量较高；而在高岭石上吸附量较低。蒙脱石对Cu的吸附主要是静电吸附，吸附的Cu较易解吸；高岭石主要通过专性吸附机制而吸附Cu，吸附的Cu较难解吸。农药对Cu在黏土矿物上吸附-解吸有显著的影响，增加了Cu在蒙脱石上的吸附，这是因为农药的桥接作用，农药的浓度越高，Cu的吸附量越大，解吸量越低。农药对Cu在高岭石上吸附的影响，则是低pH时增加，高pH降低；而解吸率的变化与此相反。

铜与四环素(TC)在蒙脱石上的吸附结果表明(Wang et a1. 2008)，在pH低于6.5时，Cu(Ⅱ)在蒙脱石上的吸附随TC的加入而增加，这可能是由于Cu(Ⅱ)经由TC桥接作用或TC-Cu(Ⅱ)配合物较Cu²⁺有更强的吸附亲合力所致，在一个较宽的pH范围内，Cu²⁺的存在可增加TC在矿物上的吸附，从而减少了TC和Cu²⁺的移动性。

2．对化学物质氧化还原过程的影响

(1) Cr(Ⅵ)-苯酚类化合物

Cr(Ⅵ)和对甲氧基苯酚(PMP)在红壤胶体上的吸附行为表明(Zhou et al. 2001)，随着溶液酸度的增加，分子形态的对甲氧基苯酚含量渐渐增加。纯水体系中，六价铬与对甲氧基苯酚在pH>4.7时未发现有反应发生；可是，在红壤胶体的存在下，则可在不同pH条件下明显观察到Cr(Ⅵ)与对甲氧基苯酚的氧化还原反应(图5-6)，其氧化产物确定为苯醌。图5-7为Cr (Ⅵ)在对甲氧基苯酚存在和不存在条件下在红壤胶体上的吸附等温线。由图可以看出，对甲氧基苯酚的存在使Cr (Ⅵ)的吸附量明显增加，反映出对甲氧基苯酚对Cr (Ⅵ)的还原作用。

图5-6 不同pH下Cr(Ⅵ)与PMP在红壤胶体上的反应

图5-7 Cr(Ⅵ)在土壤胶体上的吸附量(O无PMP ■96 mg PMP/L)

(2) Cr(Ⅵ)-苯胺类化合物

当六价铬和对氯苯胺在土壤胶体中共存时，在一定的酸度范围内将可以观察到六价铬对对氯苯胺的氧化作用，土壤胶体可以作为六价铬与对氯苯胺的催化反应活性中心。对于不同类型的土壤胶体，其发生交互作用的pH不同，对于青黑土、黄棕壤和砖红壤胶体，其发生反应的最高pH分别为4.0，4.5和5.0，说明砖红壤胶体较黄棕壤和青黑土胶体具有较强的催化活性，这与它们所包含的铁、铝氧化物的多少是一致的。