腐植酸是自然界中廣泛存在的大分子有機(jī)物質(zhì),廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧、石油、化工、建材、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域,橫跨幾十個(gè)行業(yè)。特別是眼下提倡生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)、無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、綠色食品、無污染環(huán)保產(chǎn)品等,更使"腐植酸"備受推崇,事實(shí)證明,人類的生活和生存離不開腐植酸,它的確是一個(gè)發(fā)展中的有希望的朝陽產(chǎn)業(yè),屬于一個(gè)新型的特殊行業(yè)。
基本介紹
形成與描述
腐植質(zhì)由死亡生物物質(zhì),如木質(zhì)素,經(jīng)微生物降解產(chǎn)生,難以進(jìn)一步降解。其特定的性能和結(jié)構(gòu)取決于給定樣本從水或土壤源中提取時(shí)的具體條件。然而,雖然腐植質(zhì)的來源不同,性能卻非常相似。腐植質(zhì)在土壤和沉積物中可分為三個(gè)主要部分:腐植酸(Humic?acid,HA),富里酸(fulvic?acid,?FA)和胡敏素(humin,?HM)。其中HA溶于堿,但不溶于水和酸;FA既溶于堿,也溶于水和酸;而HM溶于稀堿,不溶于水和酸。
行業(yè)現(xiàn)狀
中國腐植酸資源豐富,儲(chǔ)量大,分布廣,品位好。作為有機(jī)物原料,廣泛地應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、石油、化工、建材、醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域。在腐植酸綜合利用方面,雖然起步晚,其技術(shù)水平在世界上并不落后。中國從事腐植酸科學(xué)研究的高等院校、研究院所多達(dá)一百多個(gè),取得了眾多科研成果,一些技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。如HA有機(jī)肥、FA抗旱劑、SPNH高溫高壓降濾失劑、HA多功能無污染水處理劑環(huán)保產(chǎn)品等。但如何才能擴(kuò)大出口,占領(lǐng)國外市場呢?其中的一條重要措施,就是要按中華人民共和國商標(biāo)法的規(guī)定,盡早搶占領(lǐng)地,早日使我們行業(yè)名牌商標(biāo)和國際接軌。
主產(chǎn)地區(qū)
近幾年來,中國黑龍江省、內(nèi)蒙古、新疆、山西、河南省、四川、江西、云南和廣西等省(自治區(qū))遠(yuǎn)銷國外的腐植酸系列產(chǎn)品日益增多,如腐植酸鈉、腐植酸鉀、硝基腐植酸、顆粒HA?SPNH高溫高壓降濾失劑、FA抗旱劑、有機(jī)復(fù)合肥、泥炭營養(yǎng)土等,從而為國家賺回了大量的外匯,可是在這眾多的出口產(chǎn)品中真正注冊了名牌商標(biāo)的產(chǎn)品和企業(yè)卻為數(shù)不多,更談不上到產(chǎn)品出口的對象國家和地區(qū)去注冊自己的商標(biāo),他們至今對"商標(biāo)"的概念和執(zhí)法意識(shí)還十分淡薄,亟待宣傳、鼓勵(lì)和支持。2013年,中國腐植酸工業(yè)協(xié)會(huì)登記注冊了"腐植酸"行業(yè)產(chǎn)品商標(biāo),這一表率行為必將激勵(lì)和調(diào)動(dòng)更多的企業(yè)效仿,從而有助于推動(dòng)腐植酸全行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步,其影響和意義是深遠(yuǎn)的。
生存現(xiàn)狀
也存在于泥炭、頁巖和煤中。能與水中的金屬離子離合,有利于營養(yǎng)元素向作物傳送,并能改良土壤結(jié)構(gòu),有利于農(nóng)作物的生長。
研究應(yīng)用
人類對腐植酸的研究,自從1786年從土壤中首次得到腐植酸已有214年歷史了,首先注意和研究腐植酸的是土壤學(xué)家。如果以中國“李時(shí)珍”明代著名醫(yī)藥學(xué)家李時(shí)珍《本草綱目》著作中編入的“烏金散”為個(gè)例的話,那腐植酸的應(yīng)用已有四百多年了,這充分說明了腐植酸古老的歷史。
中國腐植酸有組織的研究始于五十年代末,主要是從泥炭利用開始的。至六、七十年代,全國掀起了利用腐植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(dòng)則是七十年代中期以后。當(dāng)時(shí),國務(wù)院副總理王震同志還親自抓,國務(wù)院先后于1974年和1979年兩次以國發(fā)110號(hào)和200號(hào)文件,全面推動(dòng)了中國腐植酸的綜合開發(fā)和利用。八十年代,隨著全國腐植酸事業(yè)的不斷發(fā)展,國家經(jīng)貿(mào)委于1987年批準(zhǔn)成立了“中國腐植酸工業(yè)協(xié)會(huì)”,負(fù)責(zé)統(tǒng)一組織和協(xié)調(diào)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,為此專門成立了腐植酸辦公室。
中國腐植酸資源非常豐富,它儲(chǔ)量大,分布廣,品位好。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),有泥炭50億噸;還有大量的風(fēng)化煤。在利用生物工程方面,進(jìn)一步篩選優(yōu)良菌種,加快開發(fā)定向菌種,研制生化腐植酸或生化黃腐酸類產(chǎn)品的研究開發(fā)也蓬勃發(fā)展。
腐植酸作為有機(jī)物原料,廣泛地應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、石油、化工、建材、醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域?,F(xiàn)屬于直接或間接應(yīng)用腐植酸物質(zhì)的有五個(gè)方面,可歸納為七十個(gè)小節(jié)。中國開發(fā)的主要產(chǎn)品有肥料、農(nóng)藥、獸藥、抗旱劑、飼料添加劑;藥品、保健品、化妝品;石油助劑、工業(yè)水處理劑、水煤漿穩(wěn)定劑、蓄電池膨脹劑、陶瓷添加劑、油墨添加劑等一百多個(gè)品種,已經(jīng)基本上構(gòu)成了中國腐植酸類產(chǎn)品的完整體系。
中國腐植酸的綜合利用方面,雖然起步晚,其技術(shù)水平在世界上并不落后。中國從事腐植酸科學(xué)研究的高等院校、研究院所多達(dá)109個(gè),先后取得了300多項(xiàng)科研成果,一些技術(shù)產(chǎn)品還達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。如HA有機(jī)肥、FA抗旱劑、SPNH高溫高壓降濾失劑、HA多功能無污染水處理劑等環(huán)保產(chǎn)品。像“烏金口服液”等醫(yī)藥保健品還是國粹。
腐植酸是動(dòng)植物遺?。ㄖ饕侵参锏倪z骸)經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化,以及地球化學(xué)的一系列過程造成和積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)。它的總量大得驚人,數(shù)以萬億噸計(jì)。江河湖海,土壤煤礦,大部分地表上都有它的蹤跡。由于它的廣泛存在,所以對地球的影響也很大,涉及到碳的循環(huán)、礦物遷移積累、土壤肥力、生態(tài)平衡等方面。環(huán)境科學(xué)家對它越來越重視。但是作為一類可以開發(fā)利用的資源來看待,恐怕還僅僅是開始。人類文明發(fā)展得愈迅速,愈感到資源的短缺。這樣一類數(shù)以萬億噸計(jì)的潛在有機(jī)資源,理應(yīng)受到重視。當(dāng)然,作為資源利用的角度來考慮,不是隨便什么地方的腐植酸,都有利用價(jià)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,咸淡水中含有的總量也不小,但是濃度更低,作為資源開發(fā),是不可能的。最有希望加以開發(fā)利用的腐植酸資源,是一些低熱值的煤炭,諸如泥炭、褐煤礦和風(fēng)化煤。在它們之中,腐植酸含量達(dá)10-80%。從這個(gè)意義上說,腐植酸的生產(chǎn)和應(yīng)用,也可以說是煤化工的一個(gè)方面。我國煤炭蘊(yùn)藏量是非常豐富的,根據(jù)資料,有泥炭50億噸,褐煤1265億噸,風(fēng)化煤尚沒有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。應(yīng)該說更有發(fā)展前途。
中國政府下決心治理生態(tài)環(huán)境,改善人們的生產(chǎn)和生活方式,這就為腐植酸的開發(fā)應(yīng)用提供了大舞臺(tái)。由于腐植酸具有特殊功能,它將在防沙治沙、改良土壤、城市污水處理、生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)、生產(chǎn)綠色、有機(jī)產(chǎn)品、開發(fā)藥品、保健品等方面發(fā)揮其獨(dú)特的作用。
制作方法
煤經(jīng)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(chǎn)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(zhì),再用稀堿溶液萃取,萃取液加酸酸化,即可得到腐植酸沉淀。根據(jù)腐植酸在溶劑中的溶解度,可分為三個(gè)組分:①溶于丙酮或乙醇的部分稱為棕腐酸。②不溶于丙酮部分稱為黑腐酸;③溶于水或稀酸的部分稱為富里酸(又稱富里酸)。腐植酸大分子的基本結(jié)構(gòu)是芳環(huán)和脂環(huán),環(huán)上連有羧基、羥基、羰基、醌[kūn]基、甲氧基等官能團(tuán)。與金屬離子有交換、吸附、絡(luò)合、螯合等作用;在分散體系中作為聚電解質(zhì)、有凝聚、膠溶、分散等作用。腐植酸分子上還有一定數(shù)量的自由基,具有生理活性。
貯存方法
用清潔干燥的200kg鍍鋅鐵桶包裝。本品吸濕性強(qiáng),必須保證容器密閉,并存放在干燥通風(fēng)的倉庫內(nèi),避免曝曬雨淋,嚴(yán)禁明火。運(yùn)輸過程應(yīng)避免劇烈碰撞,以防破損。貯存保證期為一年。
產(chǎn)品用途
腐植酸及其制品有多種用途。中國有下述多種產(chǎn)品,應(yīng)用比較廣泛。
農(nóng)業(yè)
在農(nóng)業(yè)方面,與氮、磷、鉀等元素結(jié)合制成的腐植酸類肥料(例如:用氨中和腐植酸可制成腐植酸肥料),具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等功能;硝基腐植酸可用作水稻育秧調(diào)酸劑;
腐植酸鎂、腐植酸鋅、腐植酸尿素鐵分別在補(bǔ)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、草脫凈等農(nóng)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。
腐殖酸微生物包膜復(fù)合肥(即:有機(jī)微生物包膜復(fù)合肥),是由北京正方向生物技術(shù)開發(fā)有限公司首創(chuàng)的一種新型高科技肥料,巧妙的利用尿酶抑制劑、硝化抑制劑等進(jìn)行涂層達(dá)到緩釋的效果,并成功的克服了微生物菌、復(fù)合肥不能相融的難題,綜合了市面上所有產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn),效果一斤當(dāng)兩斤。
畜牧業(yè)
在畜牧業(yè)方面,腐植酸鈉用于鹿茸止血,硝基腐植酸尿素螯合肥作牛飼料添加劑也有良好的效果。
工業(yè)
在工業(yè)方面,腐植酸鈉用于陶瓷泥料調(diào)整;低壓鍋爐、機(jī)車鍋爐防垢;腐植酸離子交換劑用于處理含重金屬廢水;磺化腐植酸鈉用于水泥減水劑;腐植酸制品還用作石油鉆井泥漿處理劑(見油田化學(xué)品);提純腐植酸用作鉛蓄電池陰極膨脹劑。
應(yīng)用分類
中國腐殖酸有組織的研究始于五十年代末,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,全面推動(dòng)了中國腐殖酸的綜合開發(fā)和利用。
按照來源,腐酸殖可分為天然腐植酸和人造腐植酸兩大類。在天然腐植酸中。又按存在領(lǐng)域分為土壤腐植酸、煤炭煤腐殖酸。、水體腐酸殖和霉菌腐植酸等。
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(fēng)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(xiàn)中,還有灰腐酸、褐腐酸和綠色腐酸殖的稱呼,其實(shí)都是不同溶劑分離出來的。
按照天然結(jié)合狀態(tài),又分為游離腐植酸和(鈣、鎂)結(jié)合腐植酸。
按照腐植酸的腐植化程度(吸光系數(shù)等指標(biāo)),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。
盡管腐殖酸的分類多種多樣,但對我們的研究和應(yīng)用工作影響不大。
環(huán)境影響
腐殖質(zhì)是動(dòng)植物經(jīng)過長期的物理、化學(xué)、生物作用而形成的復(fù)雜有機(jī)化合物,水體底泥土壤等都含有腐殖質(zhì),腐殖質(zhì)是大分子聚合物,化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,都帶有羧基、酚基、酮基等活性基團(tuán),其分子量從102~106。來源不同,腐殖質(zhì)的組成也不同,腐殖質(zhì)按其在酸、堿中的溶解性差異可分為:腐植酸又稱胡敏酸(HA)、富里酸(FA)?、腐黑物。天然飲用水中的有機(jī)物質(zhì),主要為HA,其濃度范圍從地下水的20μg/?L?到地表水的30?mg/?L,含量愈高,水質(zhì)衛(wèi)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(jī)化合物的50?%——90?%,天然飲用水源中腐殖酸的存在給人類及動(dòng)植物帶來了一系列的影響:
⑴?HA?是微量金屬元素的絡(luò)合劑。腐殖酸的存在,一方面會(huì)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?、二氧化硫-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。
⑵?水體中的腐殖酸類物質(zhì)是鹵化副產(chǎn)品的重要前驅(qū)物。腐殖質(zhì)極易在水廠加氯過程中形成消毒副產(chǎn)品DBPs?和三鹵甲烷類致癌物質(zhì)THMs。據(jù)報(bào)道,幾乎所有水生天然有機(jī)化合物都可能在消毒過程中被氯化,其中占溶解態(tài)水生有機(jī)物一半左右的腐殖酸是產(chǎn)生THMs?最重要的先驅(qū)物質(zhì)。研究表明,溶解態(tài)腐殖酸類是天然水體中生成MX(一種具有強(qiáng)致突變性的消毒副產(chǎn)品)的主要前驅(qū)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。
⑶?腐殖酸是導(dǎo)致大骨節(jié)病的主要環(huán)境因素之一。大骨節(jié)病病區(qū)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(fā)生光解少,因而含量高。
⑷?水體酸化引起腐殖質(zhì)(HS)?特性改變,從而對環(huán)境造成影響。隨著人類生存環(huán)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(jī)含氮量升高,其疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)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(qiáng),進(jìn)而導(dǎo)致魚類的毒性和浮游植物的初級(jí)生產(chǎn)量增加并使一些主要浮游動(dòng)物物種消失,巨型植物減少,處理流域的附生植物增加。
參考資料 >