標籤: 暫無標籤

一類天然的大分子芳香族羥基羧酸。廣泛存在於土壤有機質、泥炭、褐煤、風化煤以及湖泊和海洋沉積物中。煤經人工氧化(如用空氣、臭氧或硝酸處理)可形成再生腐植酸,如煤用硝酸輕度氧化所得的產物稱為硝基腐植酸。提取的方法是先用酸處理,脫去部分礦物質,再用稀鹼溶液萃取,萃取液加酸酸化,即可得到腐植酸沉澱。

1 腐植酸 -概念

中文名稱:腐植酸 

英文名稱:humic acids 

其他名稱:總腐植酸;腐殖酸

定義:能溶於稀苛性鹼和焦磷酸鈉溶液的一組多種縮合的含酸性基的高分子化合物。包括「原生腐植酸(primary humic acid)」、「再生腐植酸(secondary humic acid)」;「黃腐植酸(fulvic acid)」、「棕腐植酸(hymatomalenic acid)」、「黑腐植酸(pyrotomalenic acid)」;「 結合腐植酸(combined humic acid)」和「遊離腐植酸(free humic acid)」等 。

所屬學科:煤炭科技(一級學科);煤炭加工利用(二級學科);煤化學及煤質分析(三級學科) 

一類天然的大分子芳香族羥基羧酸。廣泛存在於土壤有機質、泥炭、褐煤、風化煤以及湖泊和海洋沉積物中。煤經人工氧化(如用空氣、臭氧或硝酸處理)可形成再生腐植酸,如煤用硝酸輕度氧化所得的產物稱為硝基腐植酸。提取的方法是先用酸處理,脫去部分礦物質,再用稀鹼溶液萃取,萃取液加酸酸化,即可得到腐植酸沉澱。根據腐植酸在溶劑中的溶解度,可分為三個組分:①溶於丙酮或乙醇的部分稱為棕腐酸;②不溶於丙酮部分稱為黑腐酸;③溶於水或稀酸的部分稱為黃腐酸(又稱富里酸)。腐植酸大分子的基本結構是芳環和脂環,環上連有羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等官能團。與金屬離子有交換、吸附、絡合、螯合等作用;在分散體系中作為聚電解質、有凝聚、膠溶、分散等作用。腐植酸分子上還有一定數量的自由基,具有生理活性。

      腐植酸是動植物遺骸,主要是植物的遺骸,經過微生物的分解和轉化,乙基地球化學的一系列過程造成和積累起來的一類有機物質。它的總量大得驚人,數以萬億噸計。江河湖海,土壤煤礦,大部分地表上都有它的蹤跡。由於它的廣泛存在,所以對地球的影響也很大,涉及到碳的循環、礦物遷移積累、土壤肥力、生態平衡等方面。所以首先注意和研究它的是土壤學家,大概兩百年前就開始研究了。到目前,環境科學家對它越來越重視。但是作為一類可以開發利用的資源來看待,恐怕還僅僅是開始。人類文明發展得愈迅速,愈感到資源的短缺。這樣一類數以萬億噸計的潛在有機資源,理應受到重視。當然,作為資源利用的角度來考慮,不是隨便什麼地方的腐植酸,都有利用價值。土壤所含的腐植酸總量最大,但在其中的含量平均不足百分之一,鹹淡水中含有的總量也不小,但是濃度更低,作為資源開發,是不可能的。最有希望加以開發利用的腐植酸資源,是一些低熱值的煤炭,諸如泥炭、褐煤和風化煤。在它們之中,腐植酸含量達10-80%。從這個意義上說,腐植酸的生產和應用,也可以說是煤化工的一個方面。中國煤炭蘊藏量是非常豐富的,根據資料,有泥炭50億噸,褐煤1265億噸,風化煤尚沒有統計數據,但煤的總儲量有6000億噸,其中風化煤當然也不在少數。應該說更有發展前途。

2 腐植酸 -用途

腐植酸及其製品有多種用途。在農業方面,與氮、磷、鉀等元素結合製成的腐植酸類肥料(例如:用氨  金微腐植酸沖施肥中和腐植酸可製成腐植酸銨肥料),具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生長、改善農產品質量等功能;硝基腐植酸可用作水稻育秧調酸劑;腐植酸鎂、腐植酸鋅、腐植酸尿素鐵分別在補充土壤缺鎂、玉米缺鋅、果樹缺鐵上有良好的效果;腐植酸和除草醚、莠去津等農藥混用,可以提高藥效、抑制殘毒;腐植酸鈉對治療蘋果樹腐爛病有效。在畜牧業方面,腐植酸鈉用於鹿茸止血,硝基腐植酸尿素絡合物作牛飼料添加劑也有良好的效果。在工業方面,腐植酸鈉用於陶瓷泥料調整;低壓鍋爐、機車鍋爐防垢;腐植酸離子交換劑用於處理含重金屬廢水;磺化腐植酸鈉用於水泥減水劑;腐植酸製品還用作石油鑽井泥漿處理劑(見油田化學品);提純腐植酸用作鉛蓄電池陰極膨脹劑。中國有上述多種產品,應用比較廣泛。 

人類對腐植酸的研究,自從1786年從土壤中首次得到已有214年歷史了。如果以中國「葯聖」明代著名醫藥學家李時珍《本草綱目》著作中編入的「烏金散」為個例的話,那腐植酸的應用已有四百多年了,這充分說明了腐酸殖古老的歷史。   中國腐酸殖有組織的研究始於五十年代末,主要是從泥炭利用開始的。六十年代,全國掀起了利用腐殖酸肥料和改良土壤的熱潮,聲勢很大。真正受到國家重視和推動則是七十年代中期以後。當時,國務院副總理王震同志還親自抓,國務院先後於1974年和1979年兩次以國發110號和200號文件,全面推動了中國腐殖酸的綜合開發和利用。八十年代,隨著全國腐植酸事業的不斷發展,國家經貿委於1987年批准成立了「中國腐植酸工業協會」,負責統一組織和協調全國的腐植酸工作。一些腐植酸資源貯量大的省、市,還納入了政府工作序列,為此專門成立了腐殖酸辦公室。 

按照來源,腐酸殖可分為天然腐植酸和人造腐植酸兩大類。在天然腐殖酸中,又按存在領域分為土壤腐植酸、煤炭煤腐殖酸、水體腐酸殖和黴菌腐植酸等。   

按照生成方式,腐植酸可分為原生腐植酸和再生腐植酸(包括天然風化煤和人工氧化煤中的腐植酸)。   

按照在溶劑中的溶解性和顏色分類,腐植酸可分為黃腐酸、棕腐酸、黑腐酸。在早先的文獻中,還有灰腐酸、褐腐酸和綠色腐酸殖的稱呼,其實都是不同溶劑分離出來的。   

按照天然結合狀態,又分為遊離腐植酸和(鈣、鎂)結合腐植酸。   

按照腐植酸的腐植化程度(吸光係數等指標),分為A型、B型(真正的腐植酸)和RP型和P型(不成熟的腐植酸)等。   

儘管腐殖酸的分類多種多樣,但對我們的研究和應用工作影響不大。

3 腐植酸 -環境影響

腐殖質是動植物經過長期的物理、化學、生物作用而形成的複雜有機物,水體底泥土壤等都含有腐殖質,腐殖質是大分子聚合物,化學結構複雜,都帶有羧基、酚基、酮基等活性基團,其分子量從102~106 。來源不同,腐殖質的組成也不同,腐殖質按其在酸、鹼中的溶解性差異可分為:腐殖酸又稱胡敏酸(HA) 、富里酸(FA) 、腐黑物。天然飲用水中的有機物質,主要為HA ,其濃度範圍從地下水的20μg/ L 到地表水的30 mg/ L ,含量愈高,水質衛生狀況愈差。一般水源中腐殖酸的含量在10 mg/ L 左右,占水中總有機物的50 %~90 % ,天然飲用水源中腐殖酸的存在給人類及動植物帶來了一系列的影響: (1) HA 是微量金屬元素的絡合劑。腐殖酸的存在,一方面會使水中金屬離子和微量元素含量下降,礦化度降低,從而破壞了人體對某些元素如Ca、Mg、Mn、V、Mo 、SO2 -4 等的吸附和平衡;另一方面,可以影響金屬離子的毒性和生物有效性。(2) 水體中的腐殖酸類物質是鹵化副產品的重要前驅物。腐殖質極易在水廠加氯過程中形成消毒副產品DBPs 和三鹵甲烷類致癌物質THMs。據報道,幾乎所有水生天然有機物都可能在消毒過程中被氯化,其中占溶解態水生有機物一半左右的腐殖酸是產生THMs 最重要的先驅物質。研究表明,溶解態腐殖酸類是天然水體中生成MX(一種具有強致突變性的消毒副產品) 的主要前驅物,其中的一些酚、醛、芳香酸類化合物可能在MX的形成中起重要作用 。(3) 腐殖酸是導致大骨節病的主要環境因素之一。大骨節病病區居民飲用水往往是陰暗潮濕的窖水,得不到充足的陽光照射,水中腐殖酸發生光解少,因而含量高。(4) 水體酸化引起腐殖質(HS) 特性改變,從而對環境造成影響。隨著人類生存環境的不斷惡化,酸雨的形成,湖泊等自然水體中pH 下降。水體中的HS 有機含氮量升高,其疏水性物質與親水性物質比例降低,碳的含量和羧基的酸性降低,氧的含量和酚、醛的酸性增強,進而導致魚類的毒性和浮游植物的初級生產量增加並使一些主要浮游動物物種消失,巨型植物減少,處理流域的附生植物增加 。

上一篇[flickr]    下一篇 [加法原理]

相關評論

同義詞:暫無同義詞