黃腐酸絡(luò)合銅離子光譜學(xué)特征及機理構(gòu)建

徐恒山，鞏冠群1，*，張英杰1，，袁 飛，張永霞

1. 煤炭加工與高效潔凈利用教育部重點實驗室，江蘇 徐州 221116 2. 中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇 徐州 221116

引 言

腐殖質(zhì)(humus，HS)對金屬離子的化學(xué)遷移、環(huán)境濃度分布、微生物利用與吸收[1]有重要影響。 根據(jù)HS在不同pH環(huán)境下溶解特性，HS分為可溶于酸堿的黃腐酸(fulvic acid，F(xiàn)A)、可溶于堿但不溶于酸的腐植酸(humic acid，HA)以及既不溶于酸也不溶于堿的腐黑物[2-4]。 HA含大量官能團，分子尺度從幾納米到100 nm；FA分子半徑約為1 nm，分子結(jié)構(gòu)中含有大約5～10個可電離的羧基和最多一個含N或S官能團，F(xiàn)A與金屬離子絡(luò)合物比HA的更穩(wěn)定[5]；同時，由于具有較多羥基、羧基等親水基團，相較于HA絡(luò)合物，F(xiàn)A更具有親水性，水溶液中分散性更好[6]。 因此，F(xiàn)A通過絡(luò)合作用對水體、土壤中不同金屬離子濃度控制、遷移規(guī)律及轉(zhuǎn)化利用研究具有重要價值[7]，是近年科學(xué)研究熱點。

FA與金屬離子相互作用的位點是特定的，不同金屬離子與FA相互作用的位點也不盡相同[8]。 FA來源物質(zhì)和生成途徑的多樣性，導(dǎo)致FA分子量、構(gòu)象、質(zhì)子親和力以及羧基、酚羥基等含氧官能團數(shù)量存在一定差異[9]。 FA分子不同特性構(gòu)成影響金屬離子結(jié)合過程及作用規(guī)律，與金屬離子的鍵合主要與羥基和羧基有關(guān)，而形成FA絡(luò)合物分子特性不僅與FA的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與其分子中官能團數(shù)量、種類和構(gòu)象相關(guān)，且后者還可以通過金屬配位絡(luò)合物的形成來構(gòu)成超分子結(jié)構(gòu)[10](圖1)。 目前，F(xiàn)A與金屬離子的相互作用機理還缺少精準(zhǔn)、全面、系統(tǒng)性研究。

*X表示另一個大分子結(jié)構(gòu)圖1 鐵離子與FA四種羥基配位絡(luò)合作用[10]Fig.1 The coordination complexation of iron ionswith the four hydroxyl groups of FA[10]

銅是生物體物質(zhì)代謝和生化反應(yīng)過程不可缺少的微量元素，主要以離子的形式被生物吸收轉(zhuǎn)化利用，在水溶液中以一價亞銅離子(Cu+)和二價銅離子(Cu2+)兩種氧化態(tài)存在，銅在兩種氧化態(tài)之間的轉(zhuǎn)化影響其反應(yīng)性、溶解性和生物利用度。 二價金屬銅離子Cu2+在很多工礦企業(yè)周圍水源及土壤中存量超標(biāo)，對生態(tài)環(huán)境造成了重要影響，傳統(tǒng)的藥劑及生物處理容易產(chǎn)生二次污染，尋找綠色環(huán)保、性能優(yōu)良的處理方法是目前亟待解決的重要科學(xué)問題。 研究表明，Cu2+與FA主要以絡(luò)合的形式存在水環(huán)境中，不能立即被生物利用，但是能有效降低銅毒性[11-13]。 研究FA與Cu2+的絡(luò)合作用機理有助于揭示環(huán)境中銅的具體形態(tài)、毒性控制和生物利用度等，進而實現(xiàn)FA與Cu2+絡(luò)合規(guī)律及機理的科學(xué)應(yīng)用。 本工作結(jié)合紅外光譜、三維熒光光譜及差分光譜等多光譜譜圖特征表征研究結(jié)果，重點闡述FA與Cu2+的絡(luò)合過程規(guī)律、作用機理及影響因素，并指出未來發(fā)展的問題和挑戰(zhàn)。

1 FA與Cu2+絡(luò)合機理

目前，F(xiàn)A與Cu2+作用規(guī)律研究還不是非常深入，尤其是對其作用過程機理的揭示尚無科學(xué)定論。 有研究[14-15]認為FA與Cu2+之間的相互作用為絡(luò)合反應(yīng)，由特定的絡(luò)合位點控制，其中，羧基與酚羥基等含氧酸性官能團是Cu2+與FA絡(luò)合的主要位點，但FA的含氮官能團對絡(luò)合過程也有一定的影響，芳香碳結(jié)構(gòu)和疏水性結(jié)構(gòu)也可能有助于FA與Cu2+的絡(luò)合。 近年來，研究者通過傅里葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)、三維熒光光譜(three dimensional fluorescence spectrum, 3DEEM)等對Cu2+與FA絡(luò)合前后進行交叉表征，對Cu2+與FA絡(luò)合前后的差異進行解釋和機理闡述，有力促進了相關(guān)研究進程。

Ephraim 等[16-17]發(fā)現(xiàn)聚電解質(zhì)效應(yīng)和功能異質(zhì)性對FA與Cu2+絡(luò)合平衡有影響，F(xiàn)A水溶液中分子組分比例依次為： pK值為1.8的羧酸占24.5%，pK值為3.4的羧酸占30.4%，pK值為4.2的羧酸占據(jù)22.4%，pK值為5.7的酸性醇(烯醇)占據(jù)22.7%；與Cu2+與FA絡(luò)合形成雙齒結(jié)構(gòu)有關(guān)的是pK值為3.4的羧基和pK值為5.7的羥基，而且FA分子在低pH值下氨基羧酸位點相對較少，對低濃度Cu2+可以實現(xiàn)高度選擇性絡(luò)合，pH值在3.5～6的實驗結(jié)果與計算模型預(yù)測結(jié)果相符；但是，當(dāng)pH值超過6時，F(xiàn)A與Cu2+絡(luò)合特性預(yù)測與實驗不符。 這可能與溶液中Cu2+在 pH>5時以[Cu(OH)]+的形式存在，而[Cu(OH)]+又可能在失去質(zhì)子的同時，與FA-Cu2+絡(luò)合物發(fā)生不可逆的相互作用有關(guān)。 雖然該研究發(fā)現(xiàn)FA與Cu2+絡(luò)合位點，但未能對FA與Cu2+絡(luò)合位點(羧基與酚羥基)進行詳細解釋，作用機理仍需深入研究。

不同濃度下，Cu2+與FA羧基和酚羥基結(jié)合，表現(xiàn)出明顯的雙齒絡(luò)合特征，作用過程部分非特異性靜電相互作用一般較小可忽略不計[18-19]。 與FA作用過程中Cu2+分為可溶性Cu2+、與羧基類位點絡(luò)合的Cu2+、與酚羥基類位點絡(luò)合的Cu2+和位于Donnan相中的Cu2+；而且與酚羥基類位點絡(luò)合的Cu2+數(shù)量比羧基類位點絡(luò)合Cu2+數(shù)量少1～2個數(shù)量級[18-21]。 因此，F(xiàn)A與Cu2+的絡(luò)合數(shù)量主要受羧基類位點控制，酚基型位點的作用較小，但酚羥基類位點有助于FA與Cu2+的絡(luò)合物的穩(wěn)定性，羧基和酚羥基為FA絡(luò)合Cu2+過程主要絡(luò)合作用位點[20-21]。 目前，F(xiàn)A分子結(jié)構(gòu)中其他官能團在Cu2+絡(luò)合過程中是否有作用及作用機理還需理論及實驗數(shù)據(jù)支撐。

利用FTIR及3DEEM光譜研究發(fā)現(xiàn)[18]，Cu2+在FA上的吸附主要有離子交換和表面絡(luò)合兩種活性位點，表面絡(luò)合位對Cu2+的吸附親和性高于離子交換位，表面絡(luò)合位的吸附容量小于離子交換位的吸附容量，Cu2+在FA上的吸附主要以表面絡(luò)合為主。 同時，對FA與Cu2+總吸附容量和最大吸附容量研究也表明羧基和酚羥基為FA與Cu2+絡(luò)合的主要絡(luò)合位點[23-24]。 通過比較Cu2+結(jié)合前后FA與FA-Cu絡(luò)合物的FTIR特征官能團光譜差異[22](見圖2)，發(fā)現(xiàn)官能團—OH峰強度在3 447 cm-1附近發(fā)生了急劇下降(大約偏移了20 cm-1)，—COOH峰強度在1 630 cm-1附近發(fā)生了急劇下降(其中位移約20 cm-1)，證實兩種基團已參與絡(luò)合反應(yīng)；FA-Cu絡(luò)合物峰強度在1 120(偏移約5 cm-1)和1 035 cm-1(偏移約10 cm-1)之間減小，表明FA-Cu絡(luò)合物是通過對羥基中C—O的高親和力而形成；610 cm-1附近的峰強度(幾乎沒有偏移發(fā)生)降低，表明含氮基團可能部分參與了吸附過程；FA-Cu絡(luò)合物在1 370～1 400 cm-1附近峰強度增加，意味著吸附后COO-含量增加[19-22]。

FA與Cu2+絡(luò)合前后3DEEM光譜顯示(A峰和B峰均與高度共軛基團相關(guān)(如醌基)，C峰與羧基和羰基相關(guān)，在Cu2+吸附后，B和C峰均發(fā)生熒光猝滅，表明吸附過程包括羧基的結(jié)合作用，峰A的熒光強度增加表明FA-Cu絡(luò)合物可能比FA包含更多的CO-結(jié)構(gòu)，與FTIR光譜一致，也證實了羧基和酚羥基為FA與Cu2+絡(luò)合的主要位點[20-24]。 FA分子結(jié)構(gòu)中羧基、酚羥基、含氮基團等含量對Cu2+絡(luò)合起到?jīng)Q定作用(圖2)[22]，但是該研究基于離子交換和表面絡(luò)合的兩種吸附位點的假設(shè)，沒有綜合考慮FA分子結(jié)構(gòu)的整體效應(yīng)，也造成了該理論假設(shè)的部分缺陷。

Yan等[25]通過紫外可見差分光譜法研究FA結(jié)構(gòu)變化對FA與Cu2+絡(luò)合過程影響，并與模型化合物(磺基水楊酸、鞣酸和聚苯乙烯磺酸-馬來酸等)的光譜進行差分吸收結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)譜圖中存在6個高斯譜帶(A0，A1，A2，A3，A4和A5)，各譜帶峰強最大值分別位于波長為208，242，276，314，378和551 nm處(圖3)；模型化合物微光譜特征與實驗真值FA特征不同，但高斯譜帶A1，A3及A2的特征在很大程度上歸因于水楊基和多羥基酚基團的響應(yīng)，而高斯譜帶A4和A5僅能在FA的差分光譜中檢測到；這表明Cu2+與FA中發(fā)色官能團的相互作用可能涉及不同官能團的去質(zhì)子化(如水楊酸型基團和多酚羥基等)；該研究還發(fā)現(xiàn)Cu2+與FA中羧基和酚羥基鍵合的數(shù)量多于與凝膠靜電相互作用鍵合；同時，在不同的Cu2+濃度體系下，F(xiàn)A的離散官能團、整個電子躍遷系統(tǒng)、FA分子構(gòu)象會發(fā)生改變，與銅絡(luò)合引起的生色團相對位置也會發(fā)生改變；不同F(xiàn)A分子之間的分子效應(yīng)也對FA與Cu2+絡(luò)合過程有一定的影響。

圖2 9種FA絡(luò)合Cu2+前后FTIR及3DEEM譜圖[22]Fig.2 FTIR and 3DEEM spectra of 9 kinds of FA before and after complexing Cu2+ [22]

圖3 FA的差分光譜[25]Fig.3 Differential optical absorption spectroscopyof FA[25]

2 FA與Cu2+的絡(luò)合作用過程規(guī)律

2.1 pH值的影響

在FA與Cu2+的絡(luò)合過程中，pH值通過改變FA活性位點對Cu2+的親和力影響FA與Cu2+的絡(luò)合，主要由表面離子交換位點上Cu2+與H+之間的離子交換導(dǎo)致[26]，也可能是羧基在pH值介于2.5和7之間時解離形成羧酸根及酚羥基，會在pH值為8和13.5之間解離形成(C6H5O-)[27]，隨pH值的增加，F(xiàn)A表面的負電荷增加，對Cu2+的靜電吸引力增加，F(xiàn)A的絡(luò)合能力也隨之增加，同時pH值也會影響游離Cu2+的濃度，進而影響FA對Cu2+的絡(luò)合量。

根據(jù)條件親和譜(conditional affinity spectrum，CAS)可以描述絡(luò)合劑在不同濃度下平衡狀態(tài)親和力或結(jié)合能的有效分布，Xu等[18]利用CAS對FA與Cu2+絡(luò)合規(guī)律表征，發(fā)現(xiàn)CAS值準(zhǔn)確反映了pH值對羧基和酚羥基型絡(luò)合位點對Cu2+親和力的影響；隨著pH值的增加，CAS對羧基和酚羥基的親和力都向較高條件遷移，但是酚羥基向右遷移較明顯，與FA與Cu2+絡(luò)合時質(zhì)子交換所消耗的能量減少有關(guān)(圖4)。

實驗揭示[28-29]給定pH條件下，與羧基位點質(zhì)子相比，需要較大的離子交換能量才能去除酚羥基位點質(zhì)子，導(dǎo)致pH值對酚羥基銅的影響比對羧酸銅的影響更大，即隨著pH值的增大，酚羥基的作用逐漸減小，羧基逐漸為控制FA與Cu2+絡(luò)合的主要位點。 Zhang等[22]研究pH對FA與Cu2+絡(luò)合過程規(guī)律時發(fā)現(xiàn)在pH值達到pHzpcp(電荷零點處的pH值)之前，隨著pH值從3升到4，F(xiàn)A的電離度也增大，F(xiàn)A表面產(chǎn)生更大的負電荷，使得FA對溶液中陽離子的吸引力增大，F(xiàn)A的絡(luò)合能力隨著pH值的增大而增大，此時Cu主要以帶正電荷的Cu2+和[Cu(OH)]+形式存在；當(dāng)pH值高于pHzpcp時，隨著pH值從4增加到11，F(xiàn)A的絡(luò)合能力顯著下降，這可能與Cu2+的水解和FA聚集體的形成相關(guān)(圖5)。

2.2 FA組分差異的影響

由于來源、生成途徑以及后續(xù)的提取分級的多樣性，出現(xiàn)FA具有不同數(shù)量的酚羥基、羧基以及不同的質(zhì)子親和力[22, 30-31]，與Cu2+絡(luò)合特征也不相同。

圖4 不同pH值下CAS平均值的羧基和酚羥基分布的雙對數(shù)擬合參數(shù)表征不同銅離子濃度下活性位點對銅親和力，表征FA上活性位點分布)[18]Q1: 羧基；Q2: 酚羥基

圖5 pH對FA與Cu2+絡(luò)合過程的影響[22]Fig.5 The effect of pH on the complexationprocess of FA and Cu2+ [22]

Joaquim等[32]用分子熒光光譜發(fā)現(xiàn)城市垃圾堆肥和畜禽糞便堆肥中提取的FA與從土壤中提取的天然FA結(jié)構(gòu)組成上有一定的差異，但與從低腐殖質(zhì)土壤(如落葉層和上層土壤)中提取的FA有一定的相似性，堆肥提取FA與天然土壤FA弱絡(luò)合位點的光譜相似(<420 nm)，而天然土壤FA強絡(luò)合位點的譜帶出現(xiàn)在較大波長(>420 nm)處；堆肥FA計算出的IcuL(結(jié)合位點熒光強度)都在30～40之間，而天然FA則為0，這表明在堆肥FA樣品中，約30%～40%的熒光基團不具有絡(luò)合能力，在天然FA中熒光基團幾乎完全由絡(luò)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成，而堆肥FA的絡(luò)合位點的數(shù)量較少，絡(luò)合能力較低，這可能與腐殖化程度較低有關(guān)[32-33]。

相較于從天然土壤提取的FA，從堆肥污泥提取的FA相對強酸結(jié)構(gòu)(pK值為3)濃度較低，而這種相對強酸結(jié)構(gòu)與水楊酸結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，在絡(luò)合過程發(fā)揮積極作用，使得兩種FA在絡(luò)合能力上存在一定的差異[33]。 在堆肥污泥提取FA中，除含氧結(jié)構(gòu)外，含氮結(jié)合位點結(jié)構(gòu)可能在絡(luò)合反應(yīng)中也起重要作用；而天然土壤與Cu2+絡(luò)合主要是由羧基和酚羥基結(jié)構(gòu)引起的。 隨著FA萃取次數(shù)的增加，F(xiàn)A有機碳、芳香性、分子極性、羧基和酚羥基含量均降低，分子量、脂肪含量和含氮基團含量增加，F(xiàn)A與Cu2+的絡(luò)合能力隨之降低，Cu2+與FA不同萃取組分絡(luò)合能力有明顯差異，但含氮基團對絡(luò)合作用貢獻隨著萃取次數(shù)的增加而逐漸提高[22](圖6)。

圖6 絡(luò)合Cu2+前后FA的FTIR譜峰面積[22]Fig.6 FTIR peak area of FA before and aftercomplexing with Cu2+[22]

2.3 金屬離子競爭效應(yīng)及離子強度的影響

在FA與Cu2+的絡(luò)合過程中，溶液中存在的其他金屬離子(Fe3+，Mg2+和Al3+等)與Cu2+發(fā)生競爭吸附，同時，F(xiàn)A對Cu2+的絡(luò)合能力隨著溶液的離子強度(緩沖液中的離子如K+和Na+)的增加而下降，研究認為，可能與正電荷離子進入FA的電子層而增強電荷屏蔽效應(yīng)有關(guān)，使FA的靜電吸附容量顯著下降，同時，溶液中K+濃度增加會抑制Cu2+與FA的絡(luò)合[34-36]。

Iglesias等[37]利用電位滴定測定FA與Cu2+和Ca2+的絡(luò)合容量，并對 Cu2+和Ca2+在FA上的競爭效應(yīng)進行了深度分析。 研究指出，隨著Ca2+濃度的增加，銅的絡(luò)合程度降低，而鈣離子濃度越高，銅的絡(luò)合程度降低得越明顯，且Cu2+與FA絡(luò)合比Ca2+與FA絡(luò)合更依賴pH值，Cu2+所占據(jù)的位點數(shù)量僅占FA上電離酸基總濃度的20%。 Ca2+的競爭主要影響Cu2+-FA絡(luò)合物的最大結(jié)合容量，而對結(jié)合常數(shù)影響較小，說明Ca2+與Cu2+在FA上的絡(luò)合位點相類似，Ca2+會競爭FA上Cu2+的特定結(jié)合位點，但對FA對Cu2+絡(luò)合能力影響不大，而Cu2+與FA絡(luò)合更依賴于pH值是因為Cu2+比Ca2+在高pH值下更容易沉淀，游離Cu2+比游離Ca2+濃度更少。

Rey-Castro等[29]利用CAS研究發(fā)現(xiàn)FA對不同離子親和性各不相同，Al3+，Ca2+，Mg2+，F(xiàn)e3+，Cu2+及Zn2+六種離子共存時，Al3+會優(yōu)先與FA的酚類位點絡(luò)合，Ca2+，Mg2+會對FA中羧酸類位點顯示出更大的有效親和力，F(xiàn)e3+，Cu2+和Zn2+會與FA的酚類位點和羧酸類位點結(jié)合形成雙齒類絡(luò)合物[圖7(a,b)]。 因此，在存在其他金屬離子的條件下，F(xiàn)A對Cu2+的絡(luò)合能力的下降不僅僅歸因于FA中Cu2+的特定絡(luò)合位點被其他離子競爭性吸附，也由于FA在其他離子的影響下對Cu2+靜電吸引力的減小，使得FA對Cu2+絡(luò)合能力下降。

圖7 (a)不同金屬離子與FA酚羥基位點結(jié)合的(km,jcm)nm,j值[29]；(b)不同金屬離子與FA羧基位點結(jié)合的(km,jcm)nm,j值((km,jcm)nm,j表征競爭離子濃度，該值越高，該離子的競爭效應(yīng)越強)[29]

Zhang等[38]通過逐步提取方法從湖泊沉積物中獲得9種FA，比較FA與Cu2+, Pb2+, Cd2+絡(luò)合前后FTIR光譜，3 447和1 630 cm-1附近的峰強度顯著下降，在1 120，1 035和610 cm-1處峰強度下降，表明FA的羧基、酚羥基、醇類、多糖類物質(zhì)、以及含氮官能團參與了絡(luò)合反應(yīng)；分別對610～620，1 620～1 730和3 300～3 500 cm-1處FA與Cu2+，Pb2+和Cd2+絡(luò)合前后的峰面積積分計算發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)A與金屬離子絡(luò)合前后酚羥基的峰面積的差異為FA-Pb>FA-Cd>FA- Cu，表明酚羥基對Pb2+的親和性強于Cd2+和Cu2+；而羧基和含氮基團峰面積表征的絡(luò)合能力高低顯示為Cu2+> Pb2+> Cd2+，這表明這些基團對Cu2+的親和力強于其他基團(圖8)。

圖8 依次提取的9種FA與Cu2+，Pb2+，Cd2+絡(luò)合前后的FTIR譜[38]Fig.8 FTIR spectra before and after complexation of 9 kinds of FA with Cu2+，Pb2+，Cd2+[38]

Li等[39]采用FTIR光譜對湖泊沉積物提取FA與重金屬絡(luò)合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征研究發(fā)現(xiàn)，酚羥基、羧基和含氮基團是提供重金屬離子絡(luò)合位點的主要官能團；而FA對Cu2+，Pb2+，Cd2+的吸附量在較高離子濃度環(huán)境下趨于穩(wěn)定，相反在較低離子濃度(小于0.1 mol·L-1)時，F(xiàn)A吸附能力變化幅度大(圖9)。 分析認為當(dāng)離子強度增加時，一方面陽離子會中和FA表面的負電荷，使FA的雙電子層被壓縮，降低了FA對金屬離子的靜電吸引力，促使FA變成聚集體，阻礙金屬離子進入FA內(nèi)部；同時，溶液中存在部分K+和Na+就近優(yōu)先進入黃腐酸的電子層而增強電荷屏蔽效應(yīng)，與Cu2+，Pb2+和Cd2+發(fā)生競爭性吸附FA，占據(jù)了FA表面酸性官能團(如羧基)的絡(luò)合位點，形成部分質(zhì)子置換的鉀鹽，黃腐酸對Cu2+的絡(luò)合能力會隨著溶液中離子如K+和Na+的增加而下降，降低了FA吸附Cu2+，Pb2+和Cd2+能力[39-40]。

圖9 離子強度對FA與金屬離子絡(luò)合的影響[39]Fig.9 The effect of ionic strength on thecomplexation of FA and metal ions[39]

2.4 其他影響

FA與Cu2+的絡(luò)合也會受到自身濃度的影響，不同官能團吸附規(guī)律也有差異。 Cu2+濃度越高，F(xiàn)A的酚羥基類位點的吸附作用越?。煌瑯釉谳^高的Cu2+濃度條件下，Cu2+主要與FA中的羧基類位點形成單齒絡(luò)合物，F(xiàn)A中含有大量的羧基，F(xiàn)A對Cu2+的吸附容量會隨著Cu2+濃度的增加而增加[27]。 但是，F(xiàn)A的濃度增加，F(xiàn)A對Cu2+的吸附能力不變，出現(xiàn)Cu2+的吸附量減少現(xiàn)象；這可能是由于電荷輔助氫鍵促進分子間力的增加使得FA分子之間發(fā)生酚羥基和羧基等官能團參與自聚集或均共軛[33, 40]，F(xiàn)A中酚羥基和羧基總量降低；進而導(dǎo)致Cu2+的吸附量減少。

3 結(jié) 論

紅外光譜、熒光光譜及差分光譜等現(xiàn)代檢測技術(shù)，對FA與Cu2+絡(luò)合前后動態(tài)特征分析，尤其是絡(luò)合位點及絡(luò)合過程規(guī)律揭示起到重要作用，揭示了FA中的酚羥基、羧基、含氮基團、pH值、離子濃度以及FA的組分差異等對FA與Cu2+絡(luò)合的重要影響，有力促進了黃腐酸相關(guān)學(xué)科技術(shù)理論在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、生態(tài)修復(fù)及環(huán)境治理等多領(lǐng)域科學(xué)應(yīng)用。 但是，綜合目前研究結(jié)果可見，F(xiàn)A與Cu2+絡(luò)合機制研究中仍存在一些問題及挑戰(zhàn)；如，目前對FA與Cu2+絡(luò)合過程探索均是基于實驗室層面數(shù)據(jù)進行分析，對自然環(huán)境中FA與Cu2+絡(luò)合應(yīng)用研究非常欠缺；相關(guān)作用過程規(guī)律仍不清晰和系統(tǒng)性；FA的分子結(jié)構(gòu)對絡(luò)合作用機理影響還不精準(zhǔn)、明確等，因此，面對黃腐酸相關(guān)在學(xué)科和行業(yè)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的美好前景，未來這些問題亟需實現(xiàn)有效突破，以促進黃腐酸基礎(chǔ)理論及應(yīng)用的創(chuàng)新、健康、科學(xué)發(fā)展。