腐植酸相關(guān)概念探討

每個(gè)行業(yè)都應(yīng)該有科學(xué)完備的標(biāo)準(zhǔn)和概念。概念是標(biāo)準(zhǔn)的前提基礎(chǔ)，只有概念明晰、科學(xué)，才能制定出專(zhuān)業(yè)、適用的標(biāo)準(zhǔn)。因此，概念的建立和發(fā)展對(duì)促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展至關(guān)重要。

一、新擬定的腐植酸相關(guān)概念和適用范圍

1. 腐植酸humic acid

腐植酸是動(dòng)植物殘?bào)w，主要是植物殘?bào)w，經(jīng)過(guò)微生物分解和合成，以及地球物理、化學(xué)的一系列相互作用過(guò)程形成的一類(lèi)富含羧基、酚羥基、醌基、羰基、甲氧基等多種活性官能團(tuán)組成的非均一脂肪-芳香族無(wú)定形有機(jī)弱酸混合物。腐植酸主要從風(fēng)化煤、褐煤、泥炭中活化、提取和分離，還可以通過(guò)其他工藝手段從潔凈的生物質(zhì)資源中轉(zhuǎn)化而來(lái)。腐植酸根據(jù)分子量大小可分為黑腐酸、棕腐酸和黃腐酸。

用于規(guī)范性術(shù)語(yǔ)定義；資料、文獻(xiàn)名詞標(biāo)注檢索；原料及產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)標(biāo)識(shí)；產(chǎn)品通用名稱(chēng)組成及標(biāo)識(shí)；技術(shù)領(lǐng)域劃分等。

2.總腐植酸t(yī)otal humic acid

通過(guò)酸洗去除腐植酸原料或產(chǎn)品中的金屬元素和可溶鹽后，再經(jīng)過(guò)堿溶、pH=1 酸沉淀后得到的腐植酸，包括黑腐酸、棕腐酸和黃腐酸。

用于科學(xué)研究量級(jí)劃分；礦產(chǎn)資源等級(jí)評(píng)價(jià)；原料型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和標(biāo)識(shí)等。

3.可溶性腐植酸soluble humic acid

以質(zhì)子酸形態(tài)存在的腐植酸中，可在特定溶劑中溶解的部分稱(chēng)為可溶性腐植酸。以水為溶劑溶解的腐植酸稱(chēng)為黃腐酸；以丙酮或乙醇為溶劑溶解的腐植酸稱(chēng)為棕腐酸；不溶于水和丙酮的部分為黑腐酸。

用于科學(xué)研究中不同特征特性的腐植酸相對(duì)界限劃分；腐植酸分級(jí)操作的過(guò)程和條件標(biāo)識(shí)，例如根據(jù)不同溶劑中的溶解性標(biāo)識(shí)棕腐酸和黃腐酸的可溶性。一般不用于腐植酸產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。

4.活性腐植酸active humic acid

常溫下可溶于水、pH=1 條件下可沉淀的腐植酸鹽中存在的腐植酸。

主要用于腐植酸產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)。

5.黑腐酸pyrotomalenic acid

腐植酸中分子量較大的部分，呈黑色，只溶于苛性堿溶液，不溶于稀酸、水和丙酮。

主要用于對(duì)腐植酸分級(jí)產(chǎn)品的定義；科研對(duì)相對(duì)高分子的腐植酸進(jìn)行界定標(biāo)識(shí)。一般不用于腐植酸產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和標(biāo)識(shí)。

6.棕腐酸hymato melanic acid

腐植酸中能溶于堿性溶液，不溶于稀酸和水，但能溶于丙酮和乙醇等極性溶劑的部分。棕腐酸一般是從堿溶酸析得到的腐植酸膠體中用極性溶劑萃取獲得。

主要用于對(duì)腐植酸分級(jí)產(chǎn)品的定義；科研對(duì)極性溶劑提取的中分子量的腐植酸進(jìn)行界定標(biāo)識(shí)。一般不用于腐植酸產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品標(biāo)注。

7.黃腐酸fulvic acid

腐植酸中能溶于水和稀酸溶液的部分，分子量較小，稀溶液呈黃色或棕黃色。

主要用于對(duì)腐植酸分級(jí)產(chǎn)品的定義；在質(zhì)子酸狀態(tài)下水溶的腐植酸進(jìn)行界定標(biāo)識(shí)；腐植酸原料及產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品標(biāo)注。

二、對(duì)原有腐植酸相關(guān)概念的修改及增減說(shuō)明

（一）修改的概念

1. 腐植酸

GB/T 11957-2001 中定義：作為游離酸和金屬鹽（腐植酸鹽）存在于煤中的一組高分子量的復(fù)雜有機(jī)、無(wú)定型化合物基團(tuán)。

NY 1106-2010 中定義：由動(dòng)植物殘?bào)w經(jīng)微生物分解和轉(zhuǎn)化，以及地球化學(xué)的一系列過(guò)程形成的，從泥炭、風(fēng)化煤、褐煤中提取而得的，含苯核、羧基、酚羥基等無(wú)定形高分子化合物的混合物。（礦物源腐植酸）

HG/T 3278-2018 中定義：腐殖物質(zhì)（也稱(chēng)為腐植酸類(lèi)物質(zhì)）中，具有芳香族、脂肪族及多種官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征的，能溶于稀堿溶液，不能溶于酸和水呈黑色或棕黑色的無(wú)定型有機(jī)弱酸混合物。

GB/T 34766-2017、GB/T 35106-2017、GB/T 35107-2017、GB/T 35112-2017、GB/T 35111-2017中定義：腐殖物質(zhì)中，具有芳香族、脂肪族及多種官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征的，能溶于稀堿溶液，不能溶于酸和水呈黑色或棕黑色的無(wú)定型有機(jī)弱酸混合物。

HG/T 5045-2016、HG/T 5046-2016 中 定 義：由動(dòng)植物殘?bào)w，主要是植物殘?bào)w，經(jīng)過(guò)微生物分解和轉(zhuǎn)化，以及地球物理、化學(xué)的一系列相互作用，形成的一類(lèi)富含羧基、酚羥基、甲氧基等含氧官能團(tuán)的芳香族無(wú)定形高分子化合物的混合物。

從上述各標(biāo)準(zhǔn)的定義可以看出，腐植酸的概念比較混亂，甚至出現(xiàn)應(yīng)用土壤學(xué)屬性來(lái)定義礦物的現(xiàn)象，說(shuō)明行業(yè)沒(méi)有達(dá)成共識(shí)，缺乏科學(xué)論證，沒(méi)有理清研究對(duì)象及礦物的真正成因，沒(méi)有明確其包含的組分組成，有的定義推翻了長(zhǎng)期研究已經(jīng)達(dá)成共識(shí)的成果，因此概念須統(tǒng)一。

本文提出的新腐植酸概念闡述了腐植酸的來(lái)源、形成過(guò)程、結(jié)構(gòu)特征、主要組分。隨著技術(shù)水平的進(jìn)步、仿自然能力的提高，以生物質(zhì)為原料合成腐植酸的仿自然工藝可實(shí)現(xiàn)腐植酸的再生，利于產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展。

2.總腐植酸

GB/T 11957-2001 中定義：用焦磷酸鈉堿液抽提出的腐植酸。

GB/T 34766-2017 中定義：用焦磷酸鈉堿液從腐殖酸原料或肥料中提取，并經(jīng)酸沉淀得到的腐殖酸。包括游離腐殖酸和被重金屬離子固定的結(jié)合態(tài)腐殖酸。

HG/T 5046-2016 中定義：用焦磷酸鈉堿液可直接抽提得到的腐植酸。

T/CHAIA 0002-2018 中定義：可用焦磷酸鈉堿液從腐植酸原料或產(chǎn)品中提取，并經(jīng)pH=1 酸沉淀后得到的腐植酸。包括游離腐植酸和鈣、鎂等金屬離子固定的結(jié)合態(tài)腐植酸。

上述各標(biāo)準(zhǔn)定義的共同點(diǎn)就是焦磷酸鈉堿溶液和酸沉淀，屬于用提取方法來(lái)定義。隨著原有提取方法的改進(jìn)，總腐植酸的定義須進(jìn)行修正。

首先，要了解使用焦磷酸鈉的目的是為了交換與腐植酸結(jié)合的高價(jià)金屬離子，這些高價(jià)金屬離子通過(guò)水解與正磷酸生成沉淀膠體物質(zhì)，在此過(guò)程中大部分腐植酸會(huì)被釋放出來(lái)與堿中和形成腐植酸鈉鹽，但腐植酸鈉鹽與磷酸鹽還會(huì)有部分相互吸附，因此用該方法不能完全得到總量的腐植酸；其次，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，與原方法對(duì)比，酸洗同一種腐植酸原料再經(jīng)過(guò)堿溶酸沉淀后得到的腐植酸收率顯著提高。

3.可溶性腐植酸

HG/T 3278-2018 中定義：礦物源腐植酸原料和腐植酸鹽產(chǎn)品在水溶液中呈離子態(tài)腐植酸?？扇苄允呛饬扛菜岱柿虾透菜猁}產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)。

GB/T 35107-2017、GB/T 33804-2017 中定義：礦物源腐殖酸原料和腐殖酸鹽產(chǎn)品在水溶液中呈離子態(tài)的腐殖酸?？扇苄允呛饬扛乘岱柿虾透乘猁}產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)。

上述各標(biāo)準(zhǔn)定義都不確切，有些地方詞不達(dá)意。首先，我們要了解“可溶性”這個(gè)詞的含義，是指物質(zhì)在特定溶劑中的溶解程度，是可以溶解，不是“易溶”“微溶”“難溶”或“不溶”；其次，我們要了解溶質(zhì)是什么，是腐植酸還是腐植酸鹽，是純凈物還是混合物，每種組分特性是否一致；最后，溶劑不能與溶質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

可溶性腐植酸應(yīng)該含有兩部分，一部分是以水為溶劑的部分，是黃腐酸，因此水溶性腐植酸和黃腐酸其實(shí)是一個(gè)東西；另一部分是醇溶或丙酮溶部分，是棕腐酸，這部分不溶于水；剩余的是在兩種溶劑中都不溶的部分，是黑腐酸。這里要明確的是腐植酸就是以質(zhì)子酸存在的酸不是腐植酸鹽。因此我們根據(jù)詞意和物質(zhì)性質(zhì)對(duì)可溶性腐植酸進(jìn)行了重新定義。

4.黃腐酸

GB/T 34765-2017、GB/T 35112-2017 中定義：腐殖物質(zhì)中一組分子量較小，既能溶于稀堿溶液又能溶于酸和水，稀溶液呈黃色或棕黃色的無(wú)定形有機(jī)弱酸混合物。

上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的定義將腐植酸和黃腐酸并列分類(lèi)，這是非常錯(cuò)誤的，黃腐酸只是腐植酸的一個(gè)組成部分。

（二）增加的概念

1. 活性腐植酸

在評(píng)價(jià)腐植酸產(chǎn)品時(shí)要對(duì)有效的腐植酸進(jìn)行測(cè)定和標(biāo)識(shí)，這種有效性表現(xiàn)在腐植酸是否被活化，是否具有活性。評(píng)價(jià)的方法是將產(chǎn)品中的腐植酸以可溶鹽的方式提取出來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中被水溶解的是腐植酸的可溶鹽，然后再用酸析的方式把腐植酸沉淀出來(lái)?；钚愿菜崾呛?、棕、黃的總和，水溶性腐植酸只是黃腐酸，是一個(gè)分量。因此，作為技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，用活性腐植酸更為確切。

（三）刪減的概念

1.游離腐植酸

GB/T 11957-2001 中定義：用氫氧化鈉溶液提取的腐植酸，即酸性基團(tuán)保持游離狀態(tài)的腐植酸，在實(shí)際測(cè)定中還包括與鉀、鈉結(jié)合的腐植酸。

在這個(gè)定義中沒(méi)辦法準(zhǔn)確確定游離腐植酸存在的量，對(duì)提取出來(lái)的腐植酸是否是游離態(tài)沒(méi)法認(rèn)定，同時(shí)也沒(méi)法判定是否與金屬離子結(jié)合。和鈣鎂結(jié)合的不一定不溶（試驗(yàn)證明，含氧量高的腐植酸鈣和鎂是可溶的）。用氫氧化鈉堿溶液提取也可能會(huì)發(fā)生中和反應(yīng)與復(fù)分解反應(yīng)的混合過(guò)程，例如腐植酸鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成腐植酸鈉和Ksp（溶度積）更低的氫氧化鐵（最后變成三氧化二鐵）復(fù)分解反應(yīng)過(guò)程。因此用這種方法定義和計(jì)算游離腐植酸既不能定性也不能定量，沒(méi)有必要保留這個(gè)概念。如果對(duì)礦物做評(píng)價(jià)直接用總腐植酸即可。

2.水溶性腐植酸

T/CHAIA 0002-2018 中定義：在常溫下可溶于水且能被pH=1 的酸沉淀得到的腐植酸。

上述定義其實(shí)是指可溶于水的腐植酸一價(jià)鹽，沒(méi)有含溶于水的黃腐酸。多年的實(shí)踐證明，在pH=1的條件下分離出來(lái)的腐植酸是包含黃腐酸的，pH=1 分級(jí)后的可溶部分有可能是金屬鹽和飽和小分子酸，并不具備或很少具備腐植酸類(lèi)物質(zhì)的芳香結(jié)構(gòu)特征。因此，不建議用水溶性腐植酸這個(gè)概念去標(biāo)識(shí)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)等，用活性腐植酸進(jìn)行標(biāo)識(shí)即可。

三、結(jié)語(yǔ)

腐植酸相關(guān)概念的建立是行業(yè)發(fā)展的基石，概念可能會(huì)隨著人們對(duì)世界認(rèn)識(shí)的進(jìn)步、技術(shù)水平的提高、應(yīng)用領(lǐng)域的拓展等有所變化和發(fā)展。因此，我們要以發(fā)展的眼光對(duì)待腐植酸相關(guān)概念和定義問(wèn)題，既不要全面否定以往，也不要只站在個(gè)人的知識(shí)領(lǐng)域固步自封。我們要結(jié)合全行業(yè)的智慧，整合不同學(xué)科的知識(shí)，制定科學(xué)、合理、適用的概念，從而推動(dòng)專(zhuān)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。