土壤胡敏酸和富里酸提取方法及结构研究文献综述

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1、文献综述土壤胡敏酸和富里酸提取方法及结构研究　　　　　　一、前言部分土壤有机质是土壤的重要组成部分，土壤的物理、化学、生物等许多属性都直接或间接地与有机质的存在有关。同时，土壤有机质作为土壤肥力的重要标志之一，在土壤的发生、分类和农业土壤肥力等方面的研究中，土壤有机质的组成、性质和有机碳、氮的转化一直受到人们的重视[1]。从18世纪80年代开始，土壤中的一类黑色物质引起了人们的广泛关注，随着对其化学组成和结构研究的深入，最后被定名为土壤腐殖质，指动、植物残体在微生物作用下分解并再合成的一类深色、难分解、大

2、分子有机化台物，动植物残体及根系分泌物在微生物作用下生成土壤有机质的过程被称作腐殖化过程[2]。腐殖物质是广泛存在于自然界(包括煤、石油、泥炭、土壤、水域等)中的一类特殊的高分子有机化合物，无论在工业、农业还是医学等领域都具有重要的应用价值[3~5]。土壤腐殖质可分为2类，一类是与已知的有机化合物具有相同结构的单一物质，被称作非腐殖质类物质，另一类是腐殖质类物质。腐殖质类物质是土壤中所特有的[5]，包括胡敏酸(humicacidHA)、富里酸(fulvicacidFA)和胡敏素(huminHM)3个组分[

3、6]。其中胡敏酸又称褐腐酸。土壤中只溶于稀碱而不溶于稀酸的棕至暗褐色的腐殖酸。含碳和氮的数量稍高于富啡酸，而氢、氧则相对较低。分子量较大，芳化度高而离解度较小。其稳定性很强，平均停留时间可达80~3000年。土壤腐殖质的主要组成成分，呈褐色，分子量在400~100000之间，主要由碳、氢、氧、氮等元素构成，碳、氢比值高。其分子结构中的核有芳香环、杂环和多环化合物，它们由碳链或键桥连接成疏松的网状。胡敏酸分子的边缘有官能团如羧基、酚羟基、甲氧基、酰氨基等。这些官能团决定胡敏酸的酸度、吸收容量及与无机物形成有

4、机－无机复合物的能力，溶于碱，不溶于酸和酒精，具有胶体特性。芳香核是胡敏酸的结构基础，使其分子核具疏水性。而其侧链具亲水性，其量决定整个胡敏酸的亲水性或疏水性。一般胡敏酸微溶于水。由于含氧功能团中H+的电离，使它具有酸性、吸收性和可溶性。其酸度比富里酸小，呈微酸性，但吸收量(阳离子交换量)较高。富里酸是土壤腐殖质的组成成分之一。颜色较浅，多呈黄色。主要由碳、氢、氧和氮等元素构成，碳氢比值较低。分子结构方面芳香核的聚合度较小，官能团中酚羟基和甲氧基的数目比较多.溶解能力强，移动性大，对某些土壤的淋溶和淀积起

5、很大的作用。既溶于碱，也溶于水和酸。胡敏素既不溶于碱，同时也不溶于水和酸。土壤腐殖质的成分之一，又称：黑腐酸。为腐殖质中与土壤矿物质结合最紧密的组分。黑色，分子量小，性质不活泼，是一种惰性的腐殖质，最难分解。二、主题部分胡敏酸和富里酸不属于有机化学中现有的任何一类。其特点是化学组成复杂，分子量从几百到几十万，很难被降解。胡敏酸溶于碱溶液，而不溶于酸；富里酸溶于酸和碱溶液[7]。1．超临界萃取技术近年发展起来的超临界萃取技术，广泛应用于食品、制药、化工和环保等领域中。超临界二氧化碳具有以下优点：①f晦界点较

6、低(n=31.1℃，Pc=7.4MPa)；②呈化学惰性。它不会和基体发生化学反应，因此不改变样本组成；③萃取范围广，在适当的萃取条件下可萃取出环境样本中的许多有机污染物[8]。在加入改性剂后能有效的萃取非极性或极性有机物，将其用来萃取土壤有机质，能有效避免化学提取法常有的缺点[7]。因此超临界二氧化碳萃取法是一种很好的样本前处理方法。可用超临界二氧化碳提取土壤有机质，了解萃取土壤有机质的效能，并对萃取物做了定性分析[8]。2．重铬酸钾容量法+外加热法结合态腐殖质分级。用傅积平改进法。用比重2.0的重液和超

7、声分散的方法反复4~5次去除悬浮有机质，烘干后的土壤即重组土样。用0.1mol/LNaOH反复处理土样得到松结态腐殖质(再用0.1mol/LNaOH+0.1mol/LNa4P2O7混合液重复处理得到稳结态腐殖质(残留部分即紧结态腐殖质。提取液用0.5mol/LH2SO4调节PH值为1~1.5出现絮状胡敏酸沉淀，溶液中为富里酸。腐殖质总量采用0.5mol/LH2SO4中和提取液到pH为7，浑浊后在80℃水浴上蒸干，按重铬酸钾氧化法测定[8]。土壤胡敏酸采用酸性DMSO及0.1mol/L-1NaOH-Na4P

8、2O7混液提取。酸性DMSO的提取方法如下：称取一定量的土壤，用稀盐酸洗涤土壤3次，加入0.2mol/L-1的DMSO盐酸溶液(W土W液=1.25)，25℃恒温振荡16h，离心分离，重复操作直至上清液无色为止。向收集的上清液中加入10mol/L-1NaOH至pH为8~10之间，沉淀用甲醇洗去残余的DMSO并真空干燥除去过剩的甲醇，即为DMSO提取的土壤腐殖质。胡敏酸和富里酸的分离、纯化与用NaOH-Na4P2O7混液的提取方法