近日，农业农村部环境保护科研监测所产地环境监测预警团队揭示了金属离子本征属性如何影响其与腐殖酸的结合及腐殖酸聚集，并建立了联系分子配位与胶体聚集的模型框架。相关研究成果发表于环境领域顶刊《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）。

腐殖酸与金属离子的络合及其聚集过程，影响重金属和养分离子的环境归趋。其中，不同配位的形成条件，以及金属离子诱导腐殖酸聚集的机制，仍存在不同认识。

研究发现，金属离子电负性与电子壳层数的乘积与结合位点选择性密切相关（R²=0.997）。双齿螯合在局部热力学上更有利，但受分子位阻和构象限制，实际体系中仍以单齿配位为主。随着离子负荷升高，结合方式转向羧基介导的分子间配位桥联。维系腐殖酸聚集体的主要内聚力来自范德华力和氢键；金属离子通过减弱负电荷之间的排斥、形成配位桥，促进聚集并稳定聚集网络。将分析范围扩展至一价、二价和三价离子后，临界凝聚浓度的对数与log(离子电荷平方×电子壳层数)呈较强相关性（R²=0.951）。该研究解释了单齿与双齿配位的差异，揭示了分子配位—胶体聚集机制，为研究重金属环境风险、养分元素循环及有机碳稳定性提供了理论依据。

该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.6c05123