腐植酸(Humicacid) 简称HA :是动、植物遗骸,主要是植物遗骸经过微生物的分解和转化,以及地球物化反应等一系列过程形成和积累起来的一类有机物质,含富里酸(fulvicacid, FA)和胡敏素(humin, HM) 。
组成成份:主要由C、H、O、N、S等元素组成。
组成结构:含有羧基、羟基、酚羟基、醇羟基和醌基等多种官能团。
分子结构模型:
腐植酸特点
1、是大分子有机混合物,天然弱酸性。有三个组成:黄腐酸、黑腐酸和棕腐酸。通常呈黑色或棕色胶体状态,其颜色和比重随煤化程度的加深而增加。
2、分子量从几万到几百万,具有疏松的“海绵状”结构,比表面积为330~340 m2/g,具有强大的吸附能力。
3、是一种亲水性可逆胶体,比重在1.330~1.448之间。
4、羧基、羟基、酚羟基、醇羟基、磺酸基等多种活性功团,易与金属离子形成络合、螯合反应。
黄腐酸
黄腐酸是从天然腐殖质中提取,是一种能溶于碱、酸和水的一组分子量较小,稀溶液呈黄色或棕黄色的物质。它是一种植物生长调节剂,能促进植物生长,能提高植物抗逆、增产和改善品质。
黄腐酸是构成土壤腐殖质最好的核心成分,是有机物分解再分解生成的分子量小、全水溶的有机芳香族类物质,是土壤中最好的腐植酸成分,是形成土壤团粒结构的核心物质。
一、来源
1、矿源黄腐酸
风化煤,褐煤,草炭土
自然界FA的总量尽管很多,但大部分含量不超过1‰,难以提取和直接利用。泥炭和煤炭(包括褐煤和风化煤)中HAs含量都较高,是目前腐植酸类工业加工和利用的主要原料来源。
其中泥炭中的FA含量最高,其加工利用早已引起国外学者的关注。众所周知,泥炭是成煤的初期阶段,也是形成HA和FA的重要阶段。这个阶段是植物残体腐殖化初期,实际还是以喜氧微生物作用为主,泥炭化后期才进入厌氧细菌活跃期。因此,现代泥炭仍然大量保存着原始植物成分(纤维素、半纤维素、木质素、单宁质、蛋白质等),其HA和FA也不可避免地与这些非腐殖物质相“亲合”。
褐煤和风化煤中的黄腐酸(以下统称煤炭黄腐酸,CFA)则不同,它们的生成后期已经受过厌氧细菌作用(褐煤),甚至经过了长期的地质化学(高温、高压、风化氧化)作用和演变(风化煤),植物原来的成分已分解殆尽,而其中的HA和FA都经过复杂的芳香缩合-异构化过程。因此,泥炭和煤炭不仅生成年代、地质化学条件不同,而且原始植物也不同,这就决定了它们的化学组成和性质及加工工艺的差异。
2、生物质制备黄腐酸
利用生物质采取生物发酵或化学方法制备。
二、形成过程
黄腐酸
是一种溶于水的灰黑色粉末状物质。它是一种植物生长调节剂,能促进植物生长,有促进植物生长尤其能适当控制作物叶面气孔的开放度,减少蒸腾,对抗旱有重要作用,能提高植物抗逆能力,增产和改善品质作用,主要应用对象为小麦、玉米、红薯、谷子、水稻、棉花、花生、油菜、烟草、蚕桑、瓜果、蔬菜等;可与一些非碱性农药混用,并常有协同增效作用。
黄腐酸固体为深棕色、味酸、无臭、易溶于水、乙醇、稀酸、稀碱和含水丙酮。
黄腐酸结构组成
1、元素组成:C 54.82% H 2.29% O 41.14% N 0.66% S 1.09%。
2、功能团含量:总酸基8.76毫克当量/克(羟基6.12毫克当量/克,酚羟基2.64毫克当量/克)。
腐殖酸
同义腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质,广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域。尤其是现在提倡生态农业建设、无公害农业生产、绿色食品、无污染环保等,更使"腐植酸"备受推崇。事实证明,人类的生活和生存离不开腐植酸。
腐植酸,是动植物遗骸,主要是植物的遗骸,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。它的总量大得惊人,数以万亿吨计。江河湖海,土壤煤矿,大部分地表上都有它的踪迹。由于它的广泛存在,所以对地球的影响也很大,涉及到碳的循环、矿物迁移积累、土壤肥力、生态平衡等方面。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,咸淡水中含有的总量也不小,但是浓度更低。最有希望加以开发利用的腐植酸资源,是一些低热值的煤炭,诸如泥炭、褐煤和风化煤。在它们之中,腐植酸含量达10-80%。我国煤炭蕴藏量是非常丰富的,根据资料,有泥炭50亿吨,褐煤1265亿吨,风化煤尚没有统计数据。从这个意义上说,腐植酸的生产和应用,也可以说是煤化工的一个方面。
腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环,环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。
分矿化:黑色片状,像煤渣一样
生化:土黄色,粉状腐殖酸有效含量低,黄腐酸有效含量高。