腐殖酸漫谈

发布时间:2024-06-08
腐殖酸(又称胡敏酸humicacid,简称ha)是一种广泛分布于自然界的有机高分子化合物,大量存在于土壤、河湖海沉积物以及风化煤、褐煤、泥炭中,是构成土壤和水体中有机质的主要成分。其作为染色助剂、粘合剂、水处理剂、水质稳定剂和锅炉阻垢剂等广泛应用于电镀、印染、[wiki]石油[/wiki]、医药、环保等方面。
腐殖酸(humicacid,简写ha)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,以及一系列的化学过程和积累起来的一类有机物质。它是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸,具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。它广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭(又称草炭)、褐煤、风化煤中。按自然界分类,它可以分为三类,即土壤腐植酸、水体腐植酸和[wiki]煤炭[/wiki]腐植酸。九十年代初,用发酵法,通过接种,可提取生化腐植酸或生化黄腐酸等有机酸物质。
人类对腐植酸的研究,自从1786年从土壤中首次得到已有214年历史了。如果以我国“药圣”明代著名医药学家李时珍《本草纲目》著作中编入的“乌金散”为个例的话,那腐植酸的应用已有四百多年了,这充分说明了腐植酸古老的历史。
我国腐植酸有组织的研究始于五十年代末,主要是从泥炭利用开始的。六十年代,全国掀起了利用腐植酸肥料和改良土壤的热潮,声势很大。真正受到国家重视和推动则是七十年代中期以后。当时,国务院副总理王震同志还亲自抓,国务院先后于1974年和1979年两次以国发110号和200号文件,全面推动了我国腐植酸的综合开发和利用。八十年代,随着全国腐植酸事业的不断发展,国家经贸委于1987年批准成立了“中国腐植酸工业协会”,负责统一组织和协调全国的腐植酸工作。一些腐植酸资源贮量大的省、市,还纳入了政府工作序列,为此专门成立了腐植酸办公室。
我国腐植酸资源非常丰富,它储量大,分布广,品位好。据有关资料统计,有泥炭124.8亿吨,居世界第四位;褐煤1265亿吨,还有大量的风化煤。在利用生物工程方面,进一步筛选优良菌种,加快开发定向菌种,这样,研制生化腐植酸或生化黄腐酸类产品的资源利用就会无穷无尽。
腐植酸作为有机物原料,广泛地应用于农、林、牧、石油、[wiki]化工[/wiki]、建材、医药、卫生、环保等各个领域。现属于直接或间接应用腐植酸物质的有五个方面,可归纳为七十个小节。我国开发的主要产品有肥料、农药、兽药、抗旱剂、饲料添加剂;药品、保健品、化妆品;石油助剂、工业水处理剂、水煤浆稳定剂、蓄电池膨胀剂、陶瓷添加剂、油墨添加剂等一百多个品种,已经基本上构成了我国腐植酸类产品的完整体系。
我国腐植酸的综合利用方面,虽然起步晚,其技术水平在世界上并不落后。我国从事腐植酸科学研究的高等院校、研究院所多达109个,先后取得了300多项科研成果,一些技术产品还达到了国际领先水平。如ha有机肥、fa抗旱剂、spnh高温高压降滤失剂、ha多功能无污染水处理剂等环保产品。像“乌金口服液”等医药保健品还是国粹。
现在,我国政府下决心治理生态环境,改善人们的生产和生活方式,这就为腐植酸的开发应用提供了大舞台。由于腐植酸具有特殊功能,它将在防沙治沙、改良土壤、城市污水处理、生态农业建设、生产绿色、有机产品、开发药品、保健品等方面发挥其独特的作用
1腐殖酸的化学组成、结构和性质
腐殖酸是由c、h、o、n、s等元素组成。工业上所用腐殖酸多数是用碱溶酸析的方法从风化煤、褐煤和泥煤中提取出来的。一般认为,腐殖酸是一组芳香结构的、性质相似的酸性物质的复杂混合物,它的大小约由10个分子大小的微结构单元组成,每个结构单元又是由核、桥、键、活性基团组成,各种类型的腐殖酸普遍存在苯的衍生物,脂肪酸、苯羧酸、酚羧以及它们的衍生物。腐殖酸是一种亲水性可逆胶体,比重在1.330~1.448之间,通常腐殖酸多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。腐殖酸具有疏松的“海绵状”结构,使其产生巨大的表面积(330~340m2/g)和表面能,构成了物理吸附的应力基础。由于腐殖酸分子结构中所含的活性基团能与金属离子进行离子交换、络合或螯合反应,因此可用来处理重金属离子废水、印染废水和其他工业废水。
2腐殖酸在水处理中的应用
2.1处理重金属离子废水
重金属离子废水是一种对生态[wiki]环境[/wiki]危害极大的工业废水,重金属离子进入环境后参与食物链直接威胁人体健康,带来严重后果。目前对含重金属离子pb2+、cu2+、cr3+、cd2+等的废水处理方法主要分为两类:一类是将溶液中的金属离子转变为不溶性物质,如化学沉淀法、电解还原法等;另一类是不改变金属离子化学形态条件下的缩合分离,如离子交换法和交换纤维法等。化学沉淀法通常是向废水中加入化学药剂,使重金属离子生成不溶的或难溶的化合物沉淀析出,但此法所用沉淀剂价格较贵,处理中易排出有害气体,反应后残留物的去除还存在一定困难;电解还原法是通过电解作用使重金属离子在电极上析出,此法操作简便,不必消耗化学药剂,但电和金属电极消耗大,而且在处理过程中产生大量的污泥还需要进一步的处理;离子交换法处理效果好,但处理废水成本较高。交换纤维是一种新型的交换材料,其特点是比颗粒状吸附剂交换速度快,多用于各种无机离子的分离、提取(如重金属、贵金属等),但用于处理废水成本较高。而泥炭价格低,其中含有腐殖酸及羟基、羧基、醌基等活性基团,可与水中重金属发生离子交换、络合反应及表面吸附作用,对重金属离子具有很好的去除效果,去除率均在97[wiki]%[/wiki]以上,且具有较强的抗ca2+、mg2+干扰能力。吸附重金属离子后,经过解析脱附再生处理可循环利用。利用大同风化煤粉中的腐殖酸处理天津某厂含镉电镀废水,使处理前含镉量为92.5mg/l的水,处理后镉含量降为0.1mg/l,去除率为99.8%,达到国家规定的排放标准。利用吉林黄泥河泥炭(腐殖酸含量42.6%,粒径<60目)对长春某厂的电镀含铬废水进行吸附实验,常温下间歇搅拌,吸附5h后,铬的去除率达96.6%以上。
2.2处理染色废水
染料废水在处理中脱色是一个难题。利用泥炭腐殖酸作为阳离子染料脱色剂用于处理阳离子印染废水,无论色度有多高,通过泥炭脱色剂滤层,都可达到无色透明,经脱色处理后的污水可循环利用。泥炭吸附剂也可以把染色废水中毒性较大的阳离子缓染剂(1227)和柔剂vs等去除97%以上。利用腐殖酸钠对印染废水进行处理研究,实验结果表明,对染色污染物的去除率很高,而且工艺成本较低,具有较高的净化效果。
2.3用于阻垢缓蚀剂
腐殖酸主要是一些天然的芳香族羟基羧酸,相对分子质量大,具有离子交换、吸附络合等性质及良好的渗透性与分散性,且能有效地分散金属氧化物,在金属表面形成化学性质稳定的保护膜,表现出良好的阻垢、除垢和缓蚀性。利用腐殖酸钠和含磺酸基的共聚物为原料制得ha/p共混物对水中caco3、ca3(po4)2的阻垢率、fe2o3的分散性以及缓蚀性进行研究发现,此共混物具有很高的阻垢、分散和缓蚀性能,避免了由于缺少磷系水处理剂而带来的不利影响,具有很高的实际应用价值。
2.4用于处理其他工业废水
用含77.22%游离腐殖酸的kapucin制剂进行污水脱酚试验,在向污水中加入此种制剂时,腐殖酸变成腐殖酸盐,可以吸附污水中的酚。被酚饱和的腐殖酸盐以沉淀物形式从污水中分离出来。日本进行的研究是将2~3mm的sio2用酚醛树脂涂覆后再涂上腐殖酸制成吸油剂,用于处理含油废水,去油效果非常理想。按5:100比例将含有腐殖酸和微生物的土壤丸粒投入屠宰厂废水中(含bod14300mg/l、固体悬浮物18900mg/l及大肠杆菌24000mg/l),在3个曝气池中连续反应,最后生成一种不含大肠杆菌、bod和悬浮固体极低(分别为65和19mg/l)的澄清液。
3应用前景
由于腐殖酸具有较强的离子交换能力、吸附能力和脱除杂质能力,而且原料来源广泛,制造简单,生产成本低,使用安全方便,还可以再生回用,因此在处理工业废水、废气等方面的应用日益受到各国广泛关注。近十年来,它作为废水废气净化剂,作为脱臭剂等在国内外都进行了大量的研制工作。作为一种新型天然水处理剂,其开发利用前景将是非常广阔的。
腐植酸的主要元素组成为碳、氢、氧、氮、硫,是一种多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物。分子量分布较宽,小分子分子量为几万,大分子分子量达几万到几百万。结构组成也相当复杂,含有酚羟基、羟基、醇羟基、醌羟基、烯醇基、磺酸基、胺基、游离的醌基、半醌基、醌氧基、甲氧基等多种功能团。各组成间通过键合、氢键、吸附等化学、物理作用纠结在一起。由于这些活性基团的存在,决定了腐植酸的酸性、亲水性、离子交换性,络合性和较高的吸附能力、缓冲、催化能力。在饲料中添加腐植酸,可有效吸附饲料因贮藏所产生的各种有毒有害物质,在消化代谢过程中也能吸附因消化代谢所产生的有毒物质。如:胺类、硫化氢等物质,维持肠道正常的微生物区系。腐植酸在饲料中添加,也可作为药物的作用,对肠溃疡和胃炎有显著的治疗作用。由于腐植酸含有小分子的黄腐酸,能粘附在溃疡表面,起到迅速止血,有利于组织快速愈合。腐植酸对动物有免疫增强作用,在免疫过程中抗原物质摄取、细胞免疫和体液免疫各阶段均有促进作用。腐植酸含有醌基能参与机体的氧化还原反应、保持旺盛的新陈代谢,促进细胞的增殖。腐植酸还可作用于植物神经系统,能抑制交感神经的兴奋,使动物安静,消耗减少。又由于腐植酸是一种有机酸,可调节消化道
上一个:苗木养护从“根”入手
下一个:广东乌龙是什么茶?怎么制作的?

刑事诉讼时效多长时间
怎样预防电气设备事故的发生?
三参数组合(油位-温度-振动)探头
三星SM J7008手机怎么连接到4g,三星j7008怎样支持联通4G
雪莲果在北方地区的种植管理技术
*拉力试验机
天玑处理器所有排行榜(天玑处理器手机性能排行榜2020最新天梯图)
笔记本电脑十大排行榜2020(笔记本电脑前10排名)
zfx 轻型手动泵
红糖红曲酒糟汤圆 红糖红曲酒糟汤圆的做法