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我国土壤重金属污染问题日趋广泛和严重,其中以土壤Cd污染问题尤为突出。天然有机质（NOM）因其存在广泛和极高的反应活性而在调控土壤Cd生物活性中扮演着十分重要的角色。NOM组分复杂,其对土壤重金属生物活性的影响是其各种组分综合作用的结果,仅仅研究NOM中的DOM组分、或HA和FA等特定组分难以揭示NOM影响土壤重金属生物活性的本质和NOM分子量连续分布的全貌。事实上,NOM中的HA和FA组分在基本分子构成单元上并无本质区别,而分子大小可能是其影响重金属活性的关键。因此,从NOM分子量大小分布角度出发,对NOM调控重金属活性的表观效应与NOM的分子组分分布特征开展同步研究,阐明两者的内在关联规律,可望进一步深化对NOM影响重金属生物与环境行为的认识。因此,本试验以污染危害大、污染范围广的重金属Cd为对象,采用切向超滤连续分级方法,将NOM区分为分子量大小不一的5种组分（F1,<5K;F2,5-10K;F3,10-30K;F4,>30K;F0未分级NOM）,在分析5种NOM组分基本结构组成及性质的基础上,采用完全组合实验设计,研究比较了NOM不同分子量组分在对紫色土Cd吸附-解吸的影响,分析了NOM不同分子量组分元素组成、活性功能基团含量与其对土壤Cd吸附-解吸行为影响的相互联系;探讨了在不同Cd污染水平下NOM对土壤Cd固-液分配以及可提取性的影响,揭示了不同Cd污染水平下土壤溶液Cd含量与pH,DOC之间以及土壤Cd形态与可提取性之间的关联规律。主要研究结果如下:1、不同分子量大小NOM元素组成及结构差异不同分子量NOM组分其元素组成和红外光谱特征基本相似,但C、H、O等元素含量有明显差异。C、H含量随着NOM分子量的增大而增大,而O元素则相反。表征腐殖酸结构和性质的指标O/C,（N+O）/C比值随着分子量的增加而降低,反映出NOM高分子量组分氧化程度更低,极性越弱。分子量>5k时,高分子量组分缩合程度和芳香化程度更低。总酸性基团、酚羟基均随着分子量的增大而减小,与O/C比值顺序一致,而羧基含量随分子量的增加变化较小。且红外光谱图显示,NOM与Cd结合过程中,醇基、羧酸、酚基、多聚糖、氨基、醛基、缔合羟基等均参与了反应。尽管5种不同分子量大小的NOM组分的红外吸收光谱具有相似性,但某些吸收特征峰强度存在一定差异。研究结果均显示高分子组分F4脂肪化程度高,芳香化程度低。2、不同组分NOM对紫色土Cd吸附解吸的影响（1）土壤中添加NOM各组分均增加了土壤对Cd的表观吸附能力和吸持强度,但不同组分、不同添加量的影响程度存在差异。不同添加量、不同NOM组分土壤吸附量较对照（原土,CK）增加了6.25%61.22%。随NOM用量的增加,对土壤Cd吸附能力的促进作用增加;添加不同分子组分NOM土壤对Cd吸附量顺序表现为:F1>F4>F3>F0>F2>CK。吸持强度顺序与其一致。等添加量下（以0.5%C）,组分F1促进作用最大,较F0提高了37.98%,而组分F2与未分级NOM（F0）相比Cd吸附量降低了6.68%。NOM组分对土壤Cd吸附-解吸的影响随其分子量大小的变化不存在线性依存关系:分子量<5k的NOM组分（F1）土壤对Cd吸附和吸持强度最高,而分子量>10k时NOM对土壤Cd的吸附量和吸持强度随着分子量的增加而增大,低分子组分可能主要通过影响土壤pH而改变其吸附性能,而高分子量组分还与其自身的吸附能力及分子结构有关。（2）将NOM不同组分先加入含Cd溶液,土壤对两者相互作用后溶液中Cd的吸附能力均明显加强,Cd吸附量较对照增加了32.72%48.64%,但不同组分NOM影响程度存在差异。不同组分NOM与Cd相互作用后,土壤Cd吸附量高低顺序为:F4>F3>F1>F0>F2。NOM组分对土壤Cd吸附的影响与其分子量大小的变化亦不存在线性依存关系。组分F4相较于F0对Cd吸附量增加了8.99%,而组分F2较F0降低了2.68%。（3）NOM可通过影响土壤性质或改变Cd在溶液中的存在形态,进而改变土壤对Cd的吸附性能,NOM组分在两种作用方式下,对土壤Cd吸附的影响不一致。不同组分NOM加入土壤时,以组分F1对土壤对Cd的吸附能力促进作用最大,组分F2最弱,在0.5%C条件下,F1土壤吸附量较CK增加了61.25%,F2土壤较CK仅增加了10.58%;而相同添加量下,NOM加入溶液与Cd相互作用后,土壤对其中的Cd的吸附量以高分子量组分F4最大,吸附量较CK增加了48.64%,组分F2作用最小,土壤Cd的吸附量仅较CK增加了32.72%。3、不同组分NOM对土壤Cd固-液分配的影响（1）在固定土壤中Cd污染水平分别为5mg/kg和10mg/kg条件下,NOM不同分子量组分加入到土壤后,显著改变了Cd在土壤固-液相的分配。土壤溶液(10000 r·min-1高速离心法提取)中Cd的浓度与NOM组分分子量大小存在负相关关系,NOM组分分子量越大,进入土壤溶液中的Cd浓度越低;相同NOM添加量水平下,土壤溶液中Cd浓度高低顺序为:F1>F0>F2>F3>F4。高分子量NOM组分对土壤中的Cd吸持固定作用高于低分子量组分。土壤中NOM添加量越高,土壤溶液中Cd浓度越高,土壤对Cd的固定吸持作用越弱。（2）添加NOM不同组分后,土壤固相Cd向溶液中的释放能力与NOM的溶出性能存在一致性关系,即土壤溶液中Cd浓度（y）和DOC浓度（x）存在正相关关系,其回归方程为:y=0.00715+0.0012x（r=0.392,N=96）,表明NOM组分越容易从土壤中溶出,相应释放进入土壤溶液的Cd浓度也越高,特别是当外源Cd污染水平相对较低（5mg/kg）时,这种趋势更为明显;土壤液相中Cd浓度（y）与土液体系pH（x）存在负相关关系（r=0.396,N=96）。即体系pH越高,Cd向土壤溶液迁移的能力越低。（3）NOM各组分均促进了土壤中酸溶态Cd以及可还原态Cd向残渣态Cd转化,且促进能力与NOM组分的分子量大小有关。各组分NOM土壤中酸溶态Cd以及还原态Cd含量与NOM分子量大小呈正相关关系,而残渣态Cd含量与NOM分子量大小呈负相关。（4）土壤液相中Cd的浓度受到固相Cd形态的制约,土壤溶液中Cd浓度与酸溶态Cd含量和还原态Cd含量呈显著正相关（p<0.05）,与残渣态Cd含量呈显著负相关（p<0.05）,与可氧化态Cd含量无明显相关。4、不同分子量组分NOM对紫色土CH3COONH4可提取性Cd的影响（1）在固定土壤中Cd污染水平分别为5mg/kg和10mg/kg条件下,NOM不同分子量组分加入到土壤后,各组分NOM加入土壤中均降低了土壤中可提取性Cd的含量,降幅为14.0%79.0%,降幅大小与NOM组分分子量、用量以及Cd污染水平有关。在土壤Cd浓度为5 mg/kg,且NOM用量较低（0.1%,0.2%）时,土壤中可提取性Cd含量大小顺序为:F1>F4>F0>F3>F2,可提取Cd与NOM组分分子量大小无相关性;而在土壤Cd浓度10 mg/kg),不同组分NOM作用下土壤Cd可提取性大小则表现为:F4>F3>F0>F2>F1,其可提取性Cd含量与NOM分子量大小成正比。在NOM用量较高（0.5%）,在不同Cd污染水平下,其各组分土壤中可提取性Cd含量大小顺序相一致:F1>F2>F0>F3>F4,可提取Cd含量与NOM分子量大小成反比。（2）添加NOM的土壤可提取性Cd含量随培养时间的延长基本都呈现先下降后上升的趋势,在培养至30天左右达到最低值,随后开始回升,最终都在60天后趋于稳定,且最终各处理可提取性Cd含量均低于对照。（3）相关分析表明,土壤可提取性Cd含量与土壤酸溶态Cd含量呈极显著正相关（p<0.01）,还原态Cd含量呈显著正相关（p<0.05）,与土壤酸溶态Cd含量的相关程度更高。土壤可提取性Cd含量与残渣态Cd含量呈极显著负相关（p<0.01）,土壤可提取性Cd含量与可氧化态Cd含量无明显相关。