礦源黃腐酸與生化腐植酸區(qū)別

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1、1、黃腐酸的由來說起黃腐酸，我們不能不從腐殖質(zhì)（Humus）談起。腐殖質(zhì)的生成歷程和化學(xué)理論有多種流派，眾說紛紜，而目前比較公認(rèn)的是科諾諾娃（Kononova）[1]和斯蒂文森（Stevenson）[2]的學(xué)說。本資料主要根據(jù)他們的理論加以闡述。腐殖質(zhì)是植物（也包含部分動物和微動物）殘體在微生物作用以及后期復(fù)雜的地球化學(xué)作用下分解-合成的一類天然復(fù)雜大分子芳香族聚合物，參與形成腐殖質(zhì)的植物組分，主要是木質(zhì)素和多酚類物質(zhì)，但纖維素、半纖維素、淀粉、單寧、蛋白質(zhì)、脂肪等也參與了腐殖質(zhì)的生成。腐殖質(zhì)在地球上分布很廣：在土

2、壤、腐泥、江河湖海、死亡動植物殘體中有之，在有機垃圾、堆肥、發(fā)酵廢料中有之，而泥炭、褐煤、風(fēng)化煤中的含量更高。按腐殖質(zhì)在不同溶劑中的溶解性，主要可分為4個級分：黃腐酸、棕腐酸、黑腐酸和腐黑物。在這4個級分中，前3種統(tǒng)稱“腐植酸類物質(zhì)”（HAs）其中溶于堿而不溶于酸的級分稱作腐植酸（Humicacid，代號HA），而既溶于堿、又溶于酸（實際也部分溶于乙醇和丙酮）的Has叫做黃腐酸，原稱富里酸（Fulvicacid，代號FA），是瑞典化學(xué)家奧登（Odén）于1919年最早命名的。因此，F(xiàn)A是腐植酸類“家族”中的重要成員

3、之一。自然界FA的總量盡管很多，但大部分含量不超過1‰，難以提取和直接利用。泥炭和煤炭（包括褐煤和風(fēng)化煤）中HAs含量都較高，是目前腐植酸類工業(yè)加工和利用的主要原料來源。其中泥炭中的FA含量最高，其加工利用早已引起國外學(xué)者的關(guān)注。眾所周知，泥炭是成煤的初期階段，也是形成HA和FA的重要階段。這個階段是植物殘體腐殖化初期，實際還是以喜氧微生物作用為主，泥炭化后期才進入?yún)捬跫?xì)菌活躍期。因此，泥炭黃腐酸（PFA）的形成期，與土壤黃腐酸（SFA）、生物發(fā)酵黃腐酸（BFA）的形成期比較接近。因此，現(xiàn)代泥炭仍然大量保存著原始植

4、物成分（纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、單寧質(zhì)、蛋白質(zhì)等），其HA和FA也不可避免地與這些非腐殖物質(zhì)相“親合”。而褐煤和風(fēng)化煤中的黃腐酸（以下統(tǒng)稱煤炭黃腐酸，CFA）則不同，它們的生成后期已經(jīng)受過厭氧細(xì)菌作用（褐煤），甚至經(jīng)過了長期的地質(zhì)化學(xué)（高溫、高壓、風(fēng)化氧化）作用和演變（風(fēng)化煤），植物原來的成分已分解殆盡，而其中的HA和FA都經(jīng)過復(fù)雜的芳香縮合-異構(gòu)化過程。另外，現(xiàn)代泥炭的成礦原料幾乎都是草本/蕨類/苔蘚植物，而褐煤和風(fēng)化煤都是木本植物為原料的，因此，泥炭和煤炭不僅生成年代、地質(zhì)化學(xué)條件不同，而且原始植物也不同，這

5、就決定了它們的化學(xué)組成和性質(zhì)及加工工藝的差異。2、黃腐酸的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)黃腐酸（FA）的主要有機元素是碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）和硫（S），其不同來源的FA元素組成大致范圍見表1?？梢钥闯?，泥炭FA與生化FA、水體FA、堆肥FA、土壤FA的各元素比例基本相近，H/C原子比都在1.1以上，而煤炭FA（特別是風(fēng)化煤FA）則不同，表現(xiàn)在碳含量較高、氫含量較低，H/C原子比都小于1。FA中的活性基團主要是羧基（COOH）和酚羥基（OHPh），總稱“總酸性基團”，它們含量的多寡，是FA化學(xué)活性高低的一項重要標(biāo)志。

6、從表1看出，泥炭FA與煤炭FA、土壤FA的官能團在同一數(shù)量級，即總酸性基（特別是COOH）含量明顯高于生化FA和堆肥FA，而酚羥基則比煤炭FA和土壤FA高，預(yù)示泥炭FA的綜合活性較高。表1不同來源黃腐酸的元素組成和官能團對比(據(jù)文獻[3]~[10])來源元素組成(大致范圍),%,dafH/C(平均)官能團(平均),mmol/gCHNSO總酸性基COOHOHPh生化FA45~477~84~51~239~411.845.83.32.5堆肥FA47~485~71~31~240~421.726.41.35.1水體FA45~

7、475~62~3——44~461.53—————土壤FA44~464~61~30.5~243~451.4210.38.22.1泥炭FA44~464~62~30.5~144~461.1910.47.82.6褐煤FA48~503~41~20.5~141~430.829.07.31.7風(fēng)化煤FA52~552~30.7~1.50.5~138~430.6510.79.11.6風(fēng)化煤HA54~651~30.1~0.90.3~0.537~390.537.87.00.8因為FA是來源不同的復(fù)雜天然有機物質(zhì)，不可能寫出一個確定的分子

8、式，但可以用示性式來表示，即FA分子的基本結(jié)構(gòu)單元由核+橋鍵（或側(cè)鏈）+官能團3部分組成?！昂恕敝饕潜江h(huán)（也有少數(shù)脂環(huán)、萘環(huán)和雜環(huán)）；橋鍵和側(cè)鏈主要有亞甲基（-CH2-）、亞氨基（-NH-）、氮橋（-N=）、O）、氨基（-NH2）、烯醇基（-CH=CH-OH）等。由若干個結(jié)構(gòu)單元通過氫鍵、靜電引力、范德華引力、金屬離子等締合構(gòu)成FA分子，而FA分子之間又與