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腐植酸与腐殖酸
“腐植酸”之名
  “腐植酸”这个名词至今也还是个问题。土壤学家强调它形成过程中的微生物作用,坚持叫作“腐殖酸”。而煤炭化学家则以其主要是由植物演化而来,认为应该叫作“腐植酸”。目前,在行业应用领域内,一般通用“腐植酸”。
  腐植酸的概念
  由于腐植酸不是纯物质,是类型物质,是复杂的混合物。它的组成随来源不同而差异很大,再加上,近几年来通过发酵制取腐植酸的性质仍在界定之中,只是把这一类性质接近的物质统称为“腐植酸”。广泛意义上的腐植酸概念为:动植物遗骸,主要是植物遗骸,经过微生物的分解和转化,以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。
  腐植酸作用机理
  土壤有机质主要分成两大类:一类是新鲜的和分解不完全的动植物残体;另一类是腐殖质。
  腐殖质中除包括有机残留物、进一步分解的产物和微生物再合成的产物外,主要成分是腐植酸。泥炭、褐煤和风化煤中含有的煤炭腐植酸,与土壤腐植酸的结构、性质和对土壤及作物的影响有类似之处。用储备丰富的煤炭腐植酸及其系列制品当做肥料施用,可以作为土壤腐植酸的补充来源。
  煤炭腐植酸作为一种有机胶体,长期施用可以促进土壤团聚体的形成,改善土壤的结构状况,使土壤通气、透水性能良好,并且降低盐碱土的酸碱度。
  腐植酸具有固氮、分解磷酸盐、固钾的能力,因此,腐植酸能够促进作物对氮、磷、钾的吸收,对氮肥、磷肥和钾肥具有增效作用。
  另外,从农业应用角度看,腐植酸还具有较强的抗旱、抗病、抗低温、抗盐渍作用。腐植酸具有广泛的生理药理活性。从毒性上看,腐植酸的毒性不大,黄腐酸的毒性更低,临床也没有明显的副作用。
  腐植酸形成机理
  腐植酸在自然界中广泛存在,从开发利用的角度讲,泥炭、褐煤和风化煤是制取腐植酸的良好原料,农作物秸秆、酒厂废液、糖厂废渣和其他农副产品等非煤资源是制取发酵(生化)腐植酸的良好原料。
  造煤植物在成煤过程中,受到微生物和水介质的作用,经过分解和合成的变化,形成腐植酸。
  泥炭是由植物变成煤第一阶段的产物,还保留有植物残体,但出现了腐植酸。
  泥炭转化为褐煤的过程叫成岩作用,它主要受温度、压力等地质化学因素的影响,植物残体消失了,腐植酸继续存在,但含量上有变化,性质上产生差别。
  褐煤向烟煤演变时,腐植酸失水、脱羧、缩合直到消失,形成中性物质,煤化学上称为腐黑物。
  烟煤自然风化或者人工氧化形成腐植酸。
  腐植酸的分类
  按照来源:腐植酸可分为天然腐植酸和人造腐植酸两大类。在天然腐植酸中,又按存在领域分为土壤腐植酸、煤炭煤腐植酸、水体腐植酸和霉菌腐植酸等。
  按照生成方式:腐植酸可分为原生腐植酸和再生腐植酸(包括天然风化煤和人工氧化煤中的腐植酸)。
  按照在溶剂中的溶解性和颜色分类:腐植酸可分为黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸。在早先的文献中,还有灰腐酸、褐腐酸和绿色腐植酸的称呼,其实都是不同溶剂分离出来的。
  按照天然结合状态:可以分为游离腐植酸和(钙、镁)结合腐植酸。
  按照腐植酸的腐植化程度(吸光系数等指标):分为A型、B型(真正的腐植酸)和RP型和P型(不成熟的腐植酸)等。
  腐植酸原料分布
  腐植酸的总量大得惊人,数以万吨计。在江河湖海、咸淡水域、土壤煤矿、页岩等有机矿物中都有分布,大部分地表上都有它的踪迹。
  土壤所含的腐植酸总量最大,但在其中的含量平均不足百分之一;
  咸淡水中含有的问题也不小,但浓度更低,作为资源开发,是不可能的。泥炭、褐煤和风化煤腐植酸含量较高,含量从10%到80%,是制取腐植酸的良好原料。
  我国煤炭含量是非常丰富的,根据资料,有泥炭50亿吨,占世界总量的4.79%左右;褐煤1265亿吨,占世界总量的4.82%左右;风化煤尚没有确切的统计数据,预计在1000亿吨左右,占世界总量的9.3%左右。腐植酸原料资源主要分布在我国的内蒙古、新疆、山西、黑龙江、江西、云南、河南、福建、广西、吉林、四川等地。
  因此,腐植酸是一宗数量巨大的,尚未被充分注意和开发利用的有机资源。
  腐植酸的制取
  由于腐植酸原料来源多种多样,提取、纯化方法各不相同,在测定时,腐植酸的杂质很难除尽。腐植酸在水溶液中,一方面会解离,另一方面又可能通过氢键或金属离子的桥键形成一种聚焦体。同一种原料,相同的提取条件,应用不同的提取剂和提取工艺会对腐植酸的提取能力产生较大的影响。因此,腐植酸的抽提技术存在着各种难题。通常情况下,有以下几种。
  1、碱法提取
  常用的提取剂有氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等。通过碱法提取的腐植酸盐溶液,根据黑腐酸、棕腐酸不溶于酸,而黄腐酸溶于酸的特性,在腐植酸溶液中加入无机酸,使溶液pH值控制在2左右,得到的黄色的溶液,即为粗黄腐酸。沉淀物中加入乙醇或丙酮,溶解的部分为棕腐酸,不溶物是黑腐酸。
  2、酸法提取
  主要的溶剂包括各种有机无机酸、如硝酸、草酸等。
  3、中性盐提取
  中性盐可以是氟化钠、草酸钠、焦磷酸钠等。
  4、有机溶剂萃取
  常用的有机溶剂有二甲亚砜、乙醇、丙酮等