腐植酸的应用进展
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摘 要：随着科学技术的不断创新，研制与开发新型绿色环保能源已成为一个炙热的话题，腐植酸产品的开发已成为产业关注的热点。本文简要描述了腐植酸的结构及其理化性质，主要综述腐植酸类产品在工业、农业、环保和医药保健方面的应用。
关键词：腐植酸 新产业 研究进展
腐植酸是广泛存在于自然界中的一种天然高分子的有机酸类化合物，它是由动植物残体在生物和地球化学的作用下，经较长的一段时间后形成的。腐植酸的结构复杂，具有离子交换、螯合、絮凝和溶胶等作用[1]，因而腐植酸类产品才能在各产业中发挥相应的功能。
一、腐植酸的结构与性质
腐植酸是一种具有复杂成分的芳香羟基羧酸，大量存在于土壤、泥炭、褐煤、风化煤及水体之中[2]。目前，经人工氧化不含腐植酸的木质―纤维物质和利用多酚、糖类与含氮有机物进行人工合成以及生物发酵均能制得腐植酸。
腐植酸主要是由C、H、O、N组成，还含有少量的S、P。它由苯环、稠苯环和各种杂氮环如吡啶、吲哚、吡咯等组成，含有多种活性基团如羧基、酚羟基、甲氧基、醌基和半醌基等[3]，因而决定了腐植酸具有离子交换、络合、螯合以及吸附、还原、催化等能力。
二、腐植酸产业
腐植酸是一种亲水性的胶体，既可以凝聚，也可以胶溶，它比表面积大，吸附能力强[4]，又由于它的无定形结构,使其具有了许多天然环保的理化性质，从而吸引了各产业的广泛关注并已成为热点。
1.腐植酸在农业中的应用
1.1改良土壤环境
腐植酸中所含的一些弱酸性基团可与盐碱地中的碱性物质发生中和反应，使得土壤的pH得到有效的改善。此外，腐植酸中的一些基团可与盐碱地中的Na+、OH-等离子发生交换反应，从而降低了土壤盐基含量[5]。由于腐植酸的凝聚和胶溶作用，腐植酸可与土壤中的离子发生凝聚作用，使土壤中分散的颗粒粘结在一起，再通过植物根系的一系列生理作用而形成土壤的团粒结构，土壤的透气性、吸水性等理化性质有所改善。
腐植酸可以提高土壤的肥力。土壤的肥力可由该土壤中的微生物的总量和土壤中酶的活性来表征，将腐植酸施入土壤中后，土壤中的一些微生物如放线菌、纤维素分解菌、氨氧化细菌和固氮细菌等代谢能力加强，繁殖速度加快，微生物的总量增多，土壤中微生物的活动加强[6]。同时，土壤中的一些酶类如蛋白质酶、蔗糖酶、磷酸酶等的活性均有不同程度的提高[7]。
1.2改善树木的生长条件
进入植物体内后的腐植酸可显著的促进植物的生长。陆梅[8]将腐植酸有机专用肥施用于邓恩桉人工林后发现林分叶面积指数、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均有一定程度的提高，且日平均净光合速率也有所提高。
1.3腐植酸化肥
根据腐植酸的一些化学性质，腐植酸在提高化肥利用率即减少化肥养分损失及促进养分吸收方面有很大的改善。腐植酸与氨盐的螯合作用可降低氮素的挥发率，若在土壤中施用腐植酸尿素可使土壤中有机氮的矿化率提高，从而植物可以更好的吸收氮元素。
利用腐植酸的离子交换作用可有效的防止磷素被土壤中的一些金属离子如Al3+、Ca2+等固定，使得磷素在土壤中的移动性有所提高，促进磷素类物质的转化，从而提高植物根系对磷肥的吸收率[9]。
2.腐植酸在工业上的应用
2.1水煤浆添加剂
水煤浆是以煤代油的一种流体燃料。水煤浆能保持分散性能的关键性组分即添加剂，而根据腐植酸既能减少用水量，又能保持良好的流动性等方面的特性，将腐植酸作为水煤浆的添加剂显示出它的优越性。
2.2钻井泥浆添加剂
腐植酸以其在稀释、改善流变性、耐高温等方面的特性在钻井液中有着广泛的应用。腐植酸的一价盐如腐植酸钠、腐植酸钾、腐植酸铝等可与其它化合物配位形成的络合物以及腐植酸与高价金属离子形成的络合物在增强钻井液的抗高温以及降黏性能上有广泛的应用，在油田工业上，这方面的研究还在进一步的深入。李善祥等[10]开发的具有抑制性强、抗高温抗盐性能好等特点的腐植酸无铬降粘剂在钻井液降粘剂领域已成为热点。
3.腐植酸在环保中的应用
3.1工业废水处理
随着我国工业的快速发展，由工业废水排放出的重金属离子日益增多，而腐植酸以其天然的理化性质如吸附能力、离子交换能力、络合能力等成为处理水中重金属离子的热点。茹凤芝[11]研究了腐植酸进行钙转型后对重金属离子的吸附，发现转型后的腐植酸对水中重金属离子的吸附速率有明显的提高。罗道成[12]等在动态条件下，对腐殖酸树脂与重金属离子Pb2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cr3+电镀废水中重金属离子的含量低于国家标准。
3.2开发环保型农药
农药是在农业生产中对虫害、草害、菌害等进行有效防止的一种化学制品，但在当前，低效、高毒、长残留仍是农药的一大难题。为此，开发高效、低毒、低残留的新型农药已成为重要课题。
腐植酸与农药结合而形成的新型农药高分子复合体，具有缓释、增效、增容及降低毒性的作用。我国已研发了多种腐植酸类农药如腐植酸除草剂、腐殖酸杀虫剂、腐植酸杀菌剂等。许恩光等[13]研究了腐殖酸与除草剂果尔混用后对茎叶处理的药效，结果表明腐植酸除草剂对药效的增加有显著地效果。腐植酸类杀菌剂药效久，效率高，对于一些害虫的防治将腐植酸与米东尔、甲拌磷、七氟菊酯等复配后，在药效期的延长、杀虫率的提高方面均有所提高[14]。
三、结论
腐植酸是一种天然物质，来源广泛，价廉易得，且腐植酸具有多种天然特性使得其在各行各业中已广泛应用。在当今人们追求绿色环保的时代，腐植酸的自然属性将会更多、更好地应用于各种产业中，因此需要我们的积极探索与发展。参考文献[1]冯元琦.腐植酸与可持续发展[J].腐植酸,2004(1):1-6.[2]曾宪成，成绍鑫.腐植酸的主要类别[J].腐植酸,2002(2):4-10.[3]许新桥，刘俊祥.腐植酸的应用机制及其在林业上的应用[J].世界林业研究，2013(1):48-52.[4]冯元琦.腐植酸与可持续发展[J].腐植酸2004.(1):1-6.[5]李纯，刘康坏，兰俊康，张力.腐植酸及其土壤环境保护意义[J].广西科学院学报，2001(1-4):129-167.[6]冯元琦.腐植酸物质在化肥节流中的贡献[J].腐植酸，1990.(4):3-5.[7]勒志丽，刘国顺，聂新柏.腐植酸对土壤环境和烤烟矿物质吸收影响的研究[J].中国烟草科学，2002(3):15-18[8]陆梅，邓恩桉施用腐植酸桉树专用肥光和特性研究[J].浙江林业科，2006,26(6)：33-37[9]李丽.腐植酸磷肥的开发及其作用机理研究进展[J].磷肥和复合，1999(3):58-61[10]李善祥，李燕生，于建生，等.无铬降粘剂GHm的研究与应用[J].石油与天然气化工，1995,24(4):257-261[11]茹凤芝.含腐植酸煤处理重金属离子废水的机理[J].环境工程，1984(5):13-17.[12]罗道成，刘俊峰.腐植酸树脂处理含Pb2+、Cu2+、Ni2+废水的研究[J].环境污染治理技术与设备，2005(10):73-76[13]许恩光，曾宪成.腐植酸环保型农药的开发与应用[J].腐植酸，2002(1):9-12.[14] 许恩光，曾宪成.腐植酸环保型农药的开发与应用[J].腐植酸，2002(1):9-12.