对腐植酸类标准中一些概念的质疑与建议

对腐植酸类标准中一些概念的质疑与建议

成绍鑫

（中国科学院山西煤炭化学研究所 太原 030001）

摘 要：腐植酸标准化工作中存在许多亟待商榷和统一的概念和定义。本文就腐植酸、黄腐酸、有机质、碳系数等的定义和分析方法，以及数据表达基准、计算公式、标准制定和基础研究等方面的问题提出个人的看法与建议。

关键词：腐植酸 黄腐酸 有机质 标准 概念

中图分类号：TQ314.1 文献标识码：A 文章编号：1671-9212(2013)05-0001-08

Query and Proposal on Some Concepts in Humic Acids Standards

Cheng Shaoxin

(Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan, 030001)

Abstract: There are many concepts and definitions among the humic acid standardization work that should be discussed and unified. In this article definitions and analytical methods of humic acid, fulvic acid, organic matter and carbon coef-ficient were expounded. Furthermore, some problems in the data express criterion, calculation formulas, standard setting and fundamental research were corrected and propounded as well.

Key words: humic acid; fulvic acid; organic matter; standard; concept

腐植酸肥料标准工作组成立以来，我国腐植酸标准化工作有了很大进展，已修订和发布了两项行业标准，还有多项标准正紧锣密鼓地起草中。本人拜读了邹德乙教授等人在2013年第3、4期《腐植酸》杂志“协会(专业)标准讨论”栏目发表的两篇文章，很受启发。腐植酸标准化工作中确实存在一些亟待商榷和解决的问题，本文也对此发表一些看法，以期抛砖引玉，供大家讨论参考。

1 关于腐植酸和黄腐酸的概念

一个科学概念的提出，应遵循三条原则，一是尊重传统，但应随着科技发展而有所创新；二是要与国际规范化概念和定义接轨；三是要有实用性和可操作性。

按以往比较公认的土壤学概念[1～3]，腐殖物质包括腐黑物(碱不溶部分，也称胡敏素)、腐植酸(碱溶酸沉淀部分，就是“棕+黑腐酸”，经典煤化学中称“真腐植酸”)、黄腐酸(酸析后仍留在溶液的部分，也称富里酸)三大段分。这里，腐植酸和黄腐酸被划分为并列的两个段分。在20世纪末国际腐殖质协会(I H S S)制定的“腐植酸的综合分离提纯方法”[4]和旧国际标准ISO 5073-1985《褐煤和柴煤中腐植酸的测定》中，仍然沿用上述概念。直到发布ISO 5073-1999[5](目前又新发布ISO 5073-2013版本)后，才对上述腐植酸的定义作了重大修改，即规定的腐植酸是用碱液(或焦磷酸钠碱液)抽提出来的“一组分子量相对较高、组成十分复杂的有机缩合多羧酸无定型混合物”。这就是说，腐植酸中囊括了黄腐酸、棕腐酸和黑腐酸，这与经典煤化学的概念[6，7]基本一致，其分离流程为：

[收稿日期]2013-09-22

[作者简介]成绍鑫，男，1939年生，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员。主要从事煤化学和腐植酸化学基础研究与技术开发工作。E-mail: chengsx-306@。

按ISO 5073-1999的这一定义，腐植酸就是我国一贯通称的所谓“腐植酸总量”(=棕+黑+黄之和)，黄腐酸是腐植酸中的一个组分，而不能与腐植酸并列；焦磷酸钠碱液和氢氧化钠溶液抽提来的腐植酸分别被称作总腐植酸和游离腐植酸。国际标准对腐植酸定义的这一重大修改，使经典的腐殖物质概念更具科学性和实用性，也与我国多年来实际采用的概念(如G B11957-2001)是完全一致的，而且更贴近我国腐植酸生产应用实际及检测标准。因此，我们完全有理由停止这方面的争论，接受ISO 5073-1999的这一定义，也就是“与国际接轨”。

值得继续探讨的几个问题是：

(1)适用范围。上述定义和分离流程固然适用于土壤腐植酸以及大多数煤炭来源的腐植酸和黄腐酸，是否也适用于生物质人工发酵制取的腐植酸和黄腐酸？答案是肯定的。多数情况下，低级别煤炭和生物质发酵产物几乎都是先用碱液提取出腐植酸，然后再通过酸析沉淀出棕+黑腐酸后从溶液中获得黄腐酸，比如堆肥和厩肥中的腐植酸和黄腐酸也是这样的加工流程[1，8]。从原理上讲，黄腐酸在土壤有机质和煤炭有机质中一般并不是以游离态存在的，而是与大分子的棕+黑腐酸共生的，只有用强碱提取和分离后才能最大限度地将黄腐酸解脱出来。事实证明，对多数腐植物质来说，企图直接用水或酸提取黄腐酸，其产率是很低的。当然不排除某些特殊情况，如我国新疆哈密、山西晋城和河南巩义的高钙镁风化煤黄腐酸、某些发酵有机质生成的黄腐酸也可以直接用酸提取出来。

(2)腐植酸溶液酸化分离黄腐酸的pH界限，国内外至今没有统一。按I H S S的分离提纯方法[4]，是酸化到p H=1左右；按我国惯用的重量法沉淀棕+黑腐酸的方法[9]，是在100m L腐植酸碱提取液中加20mL5%盐酸，pH实际也在1～2范围。建议今后修订标准时，不再规定添加酸溶液的浓度和体积，而应以酸化到特定p H值为准。多年的研究表明，在p H3～7范围内，是棕+黑腐酸胶溶与黄腐酸溶解交叉阶段，各种来源的棕+黑腐酸沉淀析出的比例变化很大，只有p H=3以下才较稳定。是否调到pH=2较为合理，请大家讨论。

(3)警惕用“逆定理”制造混乱。如果要严格定义，应该说黄腐酸是从土壤、低级别煤或发酵生物质中通过碱溶、酸析后留在溶液中的那部分低分子水溶性芳香族羟基羧酸的混合物。分离和精制出来的黄腐酸，确实是既溶于稀碱又溶于稀酸、水和乙醇(丙酮)的腐植酸组分，这是毫无疑议的。但有人断章取义，“创造”了一种“逆定理”，把“既溶于碱又溶于酸、水和乙醇的黄色或棕黄色有机质”定义为黄腐酸。不法厂商就借题发挥，用糖浆、木浆、色素、纸浆废液等冒充黄腐酸。其实腐植酸和黄腐酸的定义是有前提的，即限定煤炭或发酵生物质来源、特定的加工和分离流程以及固有的化学组成，抛开这些前提，就谬之千里了。另外，颜色也不能作为黄腐酸的定义词。多数煤炭来源的黄腐酸粉末并不是黄色或棕色的，而是黑色的。要警惕有人利用“逆定理”和不规范定义扰乱腐植酸市场。

2 关于有机质概念、肥料标准及其分析方法

近年来，越来越多的煤炭腐植酸原料被引入有机肥料和有机-无机复混肥料，某种程度上已得到有关部门的认可，但也存在不少忧患。

在土壤肥料和腐植酸领域中所说的“有机质”，实际只限定对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农业可持续发展起重要作用的土壤有机质，泛指土壤中来源于生命的物质，包括土壤自