土壤胡敏酸和富里酸提取方法研究[开题报告]
土壤胡敏酸提取方法研究
土壤胡敏酸提取方法研究摘要:采集20个表层土壤实验样品,优化了实验方法,提取了土壤胡敏酸、胡敏酸,结果表明:提取时间对实验结果产生影响,土壤有机质含量与pH值之间没有线性关系,土壤有机质含量和提取出的胡敏酸量成正比。
关键词:土壤有机质胡敏酸结构表征土壤是人类赖以生存的物质基础,是人类不可缺少、不可再生的自然资源[1～2]。
土壤有机质是土壤的重要组成部分,在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面都具有重要作用。
根据颜色和溶解性一般被分为:富里酸、胡敏酸、胡敏素[3]。
腐殖质类物质占腐殖质总量的85%～95%。
胡敏酸主要由碳、氢、氧、氮等元素构成,碳、氢比值高,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机－无机复合物的能力[4]。
1 材料和方法1.1 土壤样品采集以嘉兴市中环路为采样地点,每隔1公里采集马路沿线花坛的表层土壤样品。
采集土壤样品时,首先铲除地表草根落叶,五点法采集表层土壤样品(0～20cm),置于塑料盆中,混匀,收集500g左右土壤样品,装入采样瓶中并贴上标签,带回实验室后风干,碾细过60目筛,装瓶备用。
1.2 样品理化性质分析本次研究主要测定土壤pH、土壤有机质含量(SOM)。
用pH计测量其中的pH值,测定土壤有机质时,准确称取5.0g样品置于250mL烧瓶中,取30%浓度的H2O2溶液40mL和蒸馏水10mL,混合均匀,再将其加入装有土样的烧瓶中,摇动,使溶液均匀,混合均匀后,将其静置2h,待冷却后,将溶液倒入100mL的离心管中,用3900r/min的速度,运行30min,离心完后,再将上清液倒掉,取剩余土样,将其转移至小烧杯中,放入烘箱,待烘干后,测其剩余土壤重量,记录,计算。
1.3 胡敏酸提取原理及实验步骤本实验采用碱溶酸析法对土壤样品中胡敏酸进行提取,具体实验步骤如下。
(1) 准确称取50g过60目筛的土样于4个容量为1000mL的玻璃瓶中,加入0.05M盐酸500mL,充分搅拌后,浸提16h。
土壤腐殖质组成测定
土壤腐殖质组成测定土壤腐殖质事土壤有机质的主要成分。
一般来说，它主要是由胡敏酸（HA)和富里酸（FA)所组成。
不同的土壤类型，其HA/FA比值有所不同。
同时这个比值与土壤肥力也有一定关系。
因此，测定土壤腐殖质组成对于鉴别土壤类型和了解土壤肥力均有重要意义。
实验方法：用0.1M焦磷酸钠和0.1M氢氧化钠混合液处理土壤，能将土壤中难溶于水和易溶于水的结合态腐殖质络合成溶于水的腐殖质钠盐，从而比较完全的将腐殖质提取出来。
实验操作步骤：1、称取0.25mm相当于2.50g烘干重的风干土样，置于250ml三角瓶中，用移液管准确加入0.1M焦磷酸和0.1M氢氧化钠混合液50.00ml，震荡5分钟，塞上橡皮套，然后静置13——14小时（控制温度在20℃左右），旋即摇匀进行过滤，收集滤液（一定要清亮）。
2、胡敏酸和富里酸总碳量的测定吸取滤液5.00ml，移入150毫升三角瓶中，加3mol／L H2SO4约五滴（调节ph为7）至溶液出现浑浊为止，置于水浴锅上蒸干。
加0.8000mol／L（1／6K2Cr2O7）标准液5.00ml，用注射筒迅速注入浓硫酸5ml，盖上小漏斗，在沸水浴上加热15分钟，冷却后加蒸馏水50ml稀释，加邻啡罗林指示剂3滴，用0.1mol∕L硫酸亚铁滴定，同时作空白实验。
3、胡敏酸量测定吸取上述滤液20.00ml于小烧杯中，置于沸水浴上加热，在玻璃搅拌下滴加3mol∕L H2SO4酸化（约30滴），至有絮状沉淀析出为止，继续加热10分钟使胡敏酸完全沉淀。
过滤，以0.01mol∕L H2SO4洗涤滤纸和沉淀，洗至滤液无色为止（即富里酸完全洗去）。
以热的0.02mol∕L NaOH溶解沉淀，溶解液收集于150ml三角瓶中（切忌溶解液损失），如前法酸化，蒸干，测碳。
（此时的土样重量w相当于1g）结果计算：1、腐殖质总碳量（%）= [ 0.8000*5.00*（V0-V1 ）*0.003/V0 ]*100/W式中：V0--5.00毫升标准重铬酸钾溶液空白实验滴定的硫酸亚铁毫升数。
土壤胡敏酸和富里酸的性质表征
土壤胡敏酸和富里酸的性质表征张立超;王绍伟;水晶;关旭扬;武周;唐习习;金川;李文静;包先明【期刊名称】《淮北师范大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2022(43)4【摘要】为揭示土壤腐殖质组成和结构特征,以碱溶酸析法从土壤中提取胡敏酸和富里酸,并通过元素分析、分子排阻色谱、红外光谱和^(1)H核磁共振波谱等多种手段分析其元素组成和分子结构信息.元素分析结果表明胡敏酸的w(C)=54.17%,w(O)=39.46%,富里酸的w(C)=33.72%,w(O)=61.37%,两者间有较大差异.胡敏酸的H/C摩尔比高于富里酸,而(N+O)/C摩尔比和O/C摩尔比则低于富里酸,说明胡敏酸的缩合度更低,疏水性更强,氧化程度更低.分子排阻色谱揭示胡敏酸相对富里酸含有更多的大分子组分,平均分子量胡敏酸高于富里酸.红外光谱显示胡敏酸和富里酸含有醇、羧酸、长碳链、芳香烃、酯、醚、酚类等官能团和组分,其中胡敏酸更强的长碳链结构吸收峰信号同样预示其可能含有更多大分子组分,而富里酸的氧可能更多地存在于酚羟基和醇羟基官能团中.^(1)H核磁共振波谱揭示胡敏酸和富里酸含有脂肪烃、芳香烃、酚和烯烃等组分.由此可见,胡敏酸和富里酸在元素组成、分子结构等方面存在明显差异,多手段综合表征对揭示其差异性很有必要.【总页数】5页(P65-69)【作者】张立超;王绍伟;水晶;关旭扬;武周;唐习习;金川;李文静;包先明【作者单位】淮北师范大学生命科学学院;沈阳市市政工程设计研究院;淮北师范大学信息学院【正文语种】中文【中图分类】X132【相关文献】1.胡敏酸、富里酸对土壤-地下水系统中BDE-47迁移的影响2.土壤胡敏酸与富里酸热力学稳定性及其驱动因素初步研究3.土壤中水溶性有机质的结构特征及其与富里酸、胡敏酸的比较4.施用有机肥料对土壤胡敏酸结构特征的影响：胡敏酸的光学性质5.胡敏酸和富里酸对土壤中DnBP降解及微生物数量的影响规律因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
土壤腐殖质的提取、分离与纯化综述
土壤腐殖质的提取、分离与纯化综述大车神[摘要]腐殖质（humic substances; HS）是一类呈棕黑色或棕褐色、无定形、酸性、亲水性、多分散的有机物质，广泛存在于土壤、水体(如河流、湖泊、海洋和地下水等)以及沉积物中，根据溶解性，腐殖质可分为3类：腐殖酸(HA,又称胡敏酸，只溶于碱不溶于酸)，富里酸(FA，又称黄腐酸，既溶于酸又溶于碱)和胡敏素(Humin，又称腐殖素、腐黑物，酸碱都不溶) 殖酸、富里酸广泛存在于土壤、水体以及沉积物中，对有金属离子、机污染物、及水处理过程中消毒副产物的形成有重要的影响。
本文通过查阅文献，总结目前学者对于腐殖酸的提取、分离与纯化的相关技术进行阐述。
【关键词】腐殖酸、富里酸、胡敏酸、胡敏素、分离提纯一、概述土壤是人类赖以生存的物质基础,是人类不可缺少、不可再生的自然资源[1,2]。
土壤有机质是土壤的重要组成部分,在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面都具有重要作用。
其主要成分包括有机质及其他有机物，其中腐殖质类物质占有机质总量的85%～95%。
腐殖质（humic substances; HS）是一类呈棕黑色或棕褐色、无定形、酸性、亲水性、多分散的有机物质，广泛存在于土壤、水体(如河流、湖泊、海洋和地下水等)以及沉积物中[3]。
根据溶解性，腐殖质可分为3类：腐殖酸(HA,又称胡敏酸，只溶于碱不溶于酸)，富里酸(FA，又称黄腐酸，既溶于酸又溶于碱)和胡敏素(Humin，又称腐殖素、腐黑物，酸碱都不溶)[4,5]，其中可提取腐殖质(HA+ FA)组成复杂，存在氨基、羟基、醌基、羰基和甲氧基等多种基团，能够对水体中各种机污染物和重金属的迁移转化进行影响和控制[6-8]。
富里酸( Fulvicacid，简称 FA)属于腐植酸的一种，别名为黄腐殖酸，是土壤腐植质的组成成分之一。
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，分子式为C14H12O8[9,10]。
胡敏酸和富里酸与Fe_3_氧化还原动力学研究_王强
中国环境科学 2005,25(4)：480~483 China Environmental Science 胡敏酸和富里酸与Fe3+氧化还原动力学研究王强1,2,3,魏世强2* (1.西南农业大学农产品质量与安全检测中心,重庆 400716；2.西南农业大学资源环境学院,重庆市农业资源与环境研究重点实验室,重庆 400716；3.西南农业大学药用资源化学研究所,重庆 400716)摘要：采用邻二氮菲比色法研究了Fe3+与不同浓度的胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的氧化还原反应动力学特征.结果表明,采用常用动力学方程对反应过程进行拟合,二级反应方程比较满意.在相同腐殖酸浓度下,随着Fe3+初始浓度的增加,腐殖酸还原Fe3+的速度常数k2降低,而还原反应半衰期t1/2增大;HA还原Fe3+的速率常数k2大于FA,半衰期小于FA. HA对Fe3+的还原能力较FA高,氧化还原容量亦比后者大.关键词：胡敏酸；富里酸；Fe3+；氧化还原反应动力学中图分类号：R124 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2005)04-0480-04Studies on the dynamics of oxidation-reduction of Fe3+ with humic acids and fulvic acids. WANG Qiang1,2,3, WEI Shi-qiang2* (1.Inspection Center of Agri-Food Quality and Safety, Southwest Agricultural University, Chongqing, 400716, China；2.Key Laboratory of Agriculture Resources and Environment Research of Chongqing City, College of Resources and Environment, Southwest Agricultural University, Chongqing 400716, China；3.Chemistry Institute of Pharmaceutical Resources, Southwest Agricultural University, Chongqing 400716, China). China Environmental Science, 2005,25(4)：480~483Abstract：humic acid (HA) and fulvic acid (FA) were extracted evergreen broad leaved forest surface layer soil of Jingyun Mountain in China. The dynamics characters of oxidation-reduction of Fe3+ with humic acid (HA) and fulvic acid (FA) of different concentrations were studied adopting bathophenanthroline colorimetry technique. Two rank reaction equations were satisfied relatively adopting dynamic equation in common use to combine reaction process. The velocity constants of HA on reducing Fe3+ k2 decreased with increase of initial concentration of Fe3+; while the half time t1/2 increased under same concentrations of HA. The k2 of HA was greater than that of FA, but the half time of the former were obviously less than that of the latter. The reduction ability of HA on Fe3+ higher than that of FA; and oxidation-reduction capacity was also larger than the latter.Key words：humic acids；fulvic acids；Fe3+；dynamics of oxidation-reduction腐殖酸作为一种广泛分布的天然有机物,由于含有大量的羧基、羟基等活性基团,对于地球生态系统的结构、功能起着重要的调控作用[1-3].以往在腐殖酸与环境中的金属离子相互作用的研究上,重点为腐殖酸与金属离子的配位反应等化学结合[4,5].事实上,腐殖质组分均具有氧化还原活性,而环境中的一些金属离子,如Fe(III)也具有氧化还原活性,在研究腐殖酸与这些元素的相互作用时,两者之间发生的氧化还原反应是不容忽视的[6,7],系统地研究其相互作用,对于土壤发生分类、环境保护以及植物营养等研究都具有重要的意义.本试验对森林土壤胡敏酸和富里酸在弱酸性条件下与Fe3+氧化还原动力学进行研究,旨在为腐殖酸与金属离子反应机理研究提供理论依据.1材料与方法1.1 胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的提取分离供试HA提取自重庆市缙云山常绿阔叶林表层腐殖土.土壤样品经风干,通过1mm筛孔.参照文献[8],用0.1mol/L焦磷酸钠提取腐殖酸,然后用0.1mol/L的HCl调整pH值至2.0,使HA沉淀分离;再用0.1mol/L的焦磷酸钠调节pH值收稿日期：2004-11-05基金项目：国家自然科学基金资助项目(40071049)* 责任作者, 教授, sqwei@4期 王 强等：胡敏酸和富里酸与Fe 3+氧化还原动力学研究 481至9.0,使其沉淀溶解,再用HCl 沉淀,如此重复10次以上,直至上清液无色.所得沉淀即为HA 初提液,而HCl 沉淀HA 的橙黄色上清液即为FA 粗提液.1.2 HA 和FA 的纯化用HCl-HF 混合酸处理HA 沉淀3次,将沉淀用0.1mol /L 焦磷酸钠溶解并调pH 值至7.0,将溶液移入玻璃纸半透膜,用蒸馏水进行透析直到用AgNO 3溶液检测不出Cl -离子,透析溶液经过强酸性苯乙烯型阳离子交换树脂处理,获得较纯的HA 稀溶液.在40℃下减压浓缩或烘干,用玛瑙研钵磨细,过100目筛,密封存于干燥器中. 将FA 粗提液通过活化的活性炭层,用去离子水洗活性炭层数次,直至洗涤液呈微酸性,然后用0.1mol /L NaOH 溶液洗涤活性炭层直至洗脱液近乎无色,洗脱出的物质即为FA,将FA 的碱性溶液通过氢式强酸性阳离子交换树脂后,40℃减压浓缩,即得纯化后的FA.1.3 腐殖酸部分功能基和基本性质测定 总酸性基采用氢氧化钡法[8];羧基采用醋酸钙法测定[8];酚羟基测定采用差减法[8]:酚羟基含量=总酸性基-羧基含量;有机碳的测定采用重铬酸钾法[8];腐殖酸中铁、钙、锰、锌等元素采用HNO 3-HClO 4消化后用原子吸收光谱仪测定.表1 纯化腐殖酸样品基本性质 Table 1 Basic properties of pure humus acids功能基(mol /kg)金属成分(µg /mL) 腐殖酸总酸性基 羧基 酚羟基 有机碳(%)Zn FeCa MnHA 5.59 2.02 3.57 47.95 0.050 1.17--FA 14.32 9.00 5.32 46.54 0.215 0.64-- 注: - 为含量低于检测限1.4 试验方法以土壤pH5.5为反应酸度条件,反应体系总体积3.0mL,包括浓度为50mmol /L 的邻二氮菲乙醇溶液500µL,用pH5.5磷酸二氢钾缓冲溶液配制的1mg /m L 的腐殖酸(HA 或FA)溶液500µL 、经过计算的pH5.5磷酸二氢钾缓冲溶液体积分别为1.9,1.8,1.7,1.4mL(使加入FeCl 3溶液后的反应体系总体积为 3.0mL),分别快速加入10.0mmol /L FeCl 3溶液100,200,300,600µL,使Fe 3+初始浓度分别为0.333,0.667,1.000, 2.000mmol /L.反应溶液装入比色皿中,立即混匀,开始计时.在波长508nm 下,进行比色,开始30min 内,每隔1min 读1次吸光度;30min 后,每隔2min 读1次吸光度;1h 后每隔4min 读1次吸光度,直至2h.参比溶液采用不加FeCl 3 的空白溶液.所有反应溶液预先用HW-8B 型超级微量恒温控制器恒温25±0.5℃,并通入高纯Ar 气30min 去除氧气.反应溶液装入1cm 厚的比色皿后,迅速加盖密封,并控制室温在25±0.5℃.根据公式:A = εbC (1)式中:A 为吸光度; ε为摩尔吸光系数;b 为比色杯厚度;C 为溶液浓度. 计算出还原产生的Fe 2+浓度,根据不同反应时刻与反应体系中剩余Fe 3+浓度与时间关系来分析反应动力学.已知在该测定条件下Fe 2+-邻二氮菲的摩尔吸光系数ε为11100L/(mol ⋅cm). 2 结果2.1 反应产物Fe 2+浓度随反应时间的变化 由图1可见,2种腐殖酸与Fe 3+的反应,对于每一初始浓度Fe 3+,产物Fe 2+的浓度在开始反应约10min 内增幅较大,约10min 后增加的幅度趋缓.但对于HA 和FA,同一时刻反应产物Fe 2+的浓度不同,HA 与Fe 3+的反应产物浓度明显高于FA,说明HA 对Fe 3+的还原能力明显高于FA. 2.2 HA 和FA 作用下的Fe 3+还原动力学模拟 根据质量平衡原理计算出HA 和FA 与不同初始浓度Fe 3+反应过程中不同时刻Fe 3+的剩余浓度(加入Fe 3+总浓度减去产物Fe 2+浓度),并进行了动力学方程模拟(表2).由表2可见,二级方程结果比较符合,二级方程可以用式(2)加以描述.-d C /d t = k 2(C Fe 3+)2 (2)式中:C Fe 3+为不同时刻Fe 3+的剩余浓度;t 为反应时间;k 2为表观反应速度常数.其表观反应速度常数k 2和半衰期t 1/2见表3. 由表3可见,在相同腐殖酸浓度下,随着Fe 3+482 中 国 环 境 科 学 25卷初始浓度的增加,腐殖酸还原Fe 3+的表观速度常数降低,而还原反应半衰期却增大;HA 还原Fe 3+的速率常数k 2大于FA(Fe 3+初始浓度为2.000mmol/L 时除外),t 1/2小于FA.图1 HA 和FA 还原Fe 3+的反应产物浓度-时间曲线Fig.1 The curves of production concentrations -time of HA and FA reduce Fe 3+—◇— Fe 3+初始浓度0.333mmol/L —□— Fe 3+初始浓度0.667mmol/L —△— Fe 3+初始浓度1.000mmol/L—×— Fe 3+初始浓度2.000mmol/L表2 HA 、FA 还原不同浓度Fe 3+的动力学拟合方程 Table 2 The dynamics equation of HA and FA reduce Fe 3+加入Fe 3+初始浓度(mmol/L)腐殖酸模拟方程 0.333 0.667 1.000 2.000 零级方程C =0.3084-0.0003tC = 0.6363-0.0004tC = 0.9616-0.0006tC = 1.9565-0.0004tR 2 0.91810.92200.92950.9478一级方程 ln C = -0.0012t -1.1758ln C = -0.0007t -0.4520ln C = -0.0006t -0.0410 ln C = -0.0002t +0.6712R 20.9299 0.9315 0.9335 0.9495 二级方程 1/C = 0.0040t +3.23901/C = 0.0011t +1.57121/C = 0.0006t +1.03901/C = 0.0001t +0.5111HAR 20.9408 0.9335 0.9376 0.9513 零级方程 C =0.3318-0.00009t C =0.6662-0.00009t C =0.9643-0.0003t C =1.9732-0.0001t R 2 0.95890.94870.97230.9548一级方程 ln C = -0.0003t -1.1033 ln C = -0.0001t -0.4125ln C = -0.0003t -0.0363 ln C = -0.00007t +0.6797R 2 0.96040.9496 0.9736 0.9112 二级方程1/C = 0.0008t +3.01391/C =0.0005t +1.51061/C = 0.0004t +1.0371/C = 0.00003t +0.5068FAR 2 0.96180.9506 0.97490.9559表3 腐殖酸与Fe 3+反应的二级动力学方程参数 Table 3 The parameters of two rank dynamics equationsHA FAFe 3+初始浓度 (mmol/L)k 2[L/(mol·min)]t 1/2(h)k 2[L/(mol·min)]t 1/2(h)0.333 0.0040 12.5 0.0008 62.50.667 0.0011 22.7 0.0005 1251.000 0.0006 27.8 0.0004 1552.000 0.0001 83.3 0.0003 2083 讨论研究表明,pH5.5条件下Fe(III)能在较短的时间内(如t 1/2最少为12.5h)即被HA 和FA 还原较大的比例,提示着铁离子与腐殖酸较强的结合能力,也表明铁离子与腐殖酸相互作用在影响土壤溶液的氧化还原电位方面以及铁离子在土壤中的形态方面是非常显著的.腐殖酸含量较高的土壤游离Fe 3+的含量将受很大的影响,这对于植物营养来说值得重视.在许多土壤溶液中,尽管有溶解氧的存在,上述过程仍可使溶液中维持一定数量的Fe 2+离子[9].Fe(III)-Fe(II)氧化还原电对一直以来被认为0.000.020.040.060.080.100.120.14020406080100120140时间(min)0.000.050.100.150.200.250.300.35020406080100120140时间(min)F e 3+浓度(m m o l /L )4期王强等：胡敏酸和富里酸与Fe3+氧化还原动力学研究483是电子传输的媒介,Fe(III)扮演着环境中电子受体的作用. pH5.5时,有Fe3+ +e+N = Fe2+-N, lg K=13.0[9] (3)式中:N表示邻二氮菲,由热力学方程nFE h=RT ln K(4)可得E h=0.059lg K=0.77V (5)HA氧化还原电位约为0.430V, FA氧化还原电位约为0.32~0.38V[10],表明腐殖酸(主要是其中的多酚基团)可以将Fe3+还原为Fe2+.假设腐殖酸与Fe3+的氧化还原反应符合基元反应,根据二级动力学方程和质量作用定律可以假定反应方程为:2Fe3+ +HU RED→2Fe2+ + HU OX(6) 式中:HU RED为还原态的腐殖酸;HU OX为氧化态的腐殖酸.式(6)表明1分子腐殖酸将还原2分子的Fe3+.腐殖酸是含有多个多酚基团的高分子,多酚基团(或半醌基团)在还原的过程中只有部分充当电子给予体.比较HA和FA与Fe3+氧化还原反应,其相似之处表现在反应产物浓度-时间曲线以及符合二级动力学方程,这归因于二者结构上的相似性;不同之处在于二级反应动力学的k2与t1/2的大小上,HA还原Fe3+的k2大于FA,而t1/2却明显小于FA,这些表明HA的还原能力和氧化还原容量要高于FA.有学者指出腐殖酸中的稳定自由基在还原金属离子中起着重要作用,其含量与HA或FA的氧化还原容量成正相关,而稳定自由基含量与腐殖酸中半醌基团含量成正相关,说明供试HA分子结构中,半醌基团含量多于FA[9-12].事实上,供试HA总酸度 5.59mol/kg小于FA总酸度14.32mol/kg,而且功能团的羧基/酚羟基比值(A/B=0.57)也小于FA羧基/酚羟基比值(A/B= 1.69),表明HA的氧化度低于FA,而芳香度高于FA.4 结论4.1 在pH5.5弱酸性条件下土壤胡敏酸和富里酸能与Fe3+发生氧化还原反应,其氧化还原动力学规律可用二级反应动力学方程-d C/d t=k2(C Fe3+)2加以描述.4.2 在相同腐殖酸浓度下,随着Fe3+初始浓度的增加,腐殖酸还原Fe3+的表观速度常数降低,而还原反应半衰期却增大.4.3HA还原Fe3+的反应速度常数k2大于FA,而半衰期t1/2小于FA; HA对Fe3+的还原能力和氧化还原容量高于FA.参考文献：[1] 熊毅.土壤胶体的物质基础 [M]. 北京:科学出版社,1983. 328.[2] 徐健明,赛夫,袁可能.土壤有机矿物质复合体研究 [J]. 土壤学报, 1999,36(2):168-178.[3] Huffman E W, Stuber H A In Aiken G R, Mcknight D M, et al.Humic substances in soil, sediment, and water [M]. 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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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毕业论文文献综述环境工程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(humic acid HA)、富里酸(fulvic acid FA)和胡敏素(humin HM)3个组分[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。
土壤腐殖质组成测定
土壤腐殖质组成测定This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020土壤腐殖质组成测定土壤腐殖质事土壤有机质的主要成分。
一般来说，它主要是由胡敏酸（HA)和富里酸（FA)所组成。
不同的土壤类型，其HA/FA比值有所不同。
同时这个比值与土壤肥力也有一定关系。
因此，测定土壤腐殖质组成对于鉴别土壤类型和了解土壤肥力均有重要意义。
实验方法：用 0.1M焦磷酸钠和0.1M氢氧化钠混合液处理土壤，能将土壤中难溶于水和易溶于水的结合态腐殖质络合成溶于水的腐殖质钠盐，从而比较完全的将腐殖质提取出来。
实验操作步骤：1、称取0.25mm相当于2.50g烘干重的风干土样，置于250ml三角瓶中，用移液管准确加入0.1M焦磷酸和0.1M氢氧化钠混合液，震荡5分钟，塞上橡皮套，然后静置13——14小时（控制温度在20℃左右），旋即摇匀进行过滤，收集滤液（一定要清亮）。
2、胡敏酸和富里酸总碳量的测定吸取滤液，移入150毫升三角瓶中，加3mol／L H2SO4约五滴（调节ph为7）至溶液出现浑浊为止，置于水浴锅上蒸干。
加／L（1／6K2Cr2O7）标准液，用注射筒迅速注入浓硫酸5ml，盖上小漏斗，在沸水浴上加热15分钟，冷却后加蒸馏水50ml稀释，加邻啡罗林指示剂3滴，用∕L硫酸亚铁滴定，同时作空白实验。
3、胡敏酸量测定吸取上述滤液于小烧杯中，置于沸水浴上加热，在玻璃搅拌下滴加3mol∕L H2SO4酸化（约30滴），至有絮状沉淀析出为止，继续加热10分钟使胡敏酸完全沉淀。
过滤，以∕L H2SO4洗涤滤纸和沉淀，洗至滤液无色为止（即富里酸完全洗去）。
以热的∕L NaOH溶解沉淀，溶解液收集于150ml三角瓶中（切忌溶解液损失），如前法酸化，蒸干，测碳。
（此时的土样重量w相当于1g）结果计算：1、腐殖质总碳量（%）= [ **（V0-V1 ）*V0 ]*100/W式中：毫升标准重铬酸钾溶液空白实验滴定的硫酸亚铁毫升数。
土壤腐殖质组成测定
土壤腐殖质组成测定标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]土壤腐殖质组成测定土壤腐殖质事土壤有机质的主要成分。
一般来说，它主要是由胡敏酸（HA)和富里酸（FA)所组成。
不同的土壤类型，其HA/FA比值有所不同。
同时这个比值与土壤肥力也有一定关系。
因此，测定土壤腐殖质组成对于鉴别土壤类型和了解土壤肥力均有重要意义。
实验方法：用 0.1M焦磷酸钠和0.1M氢氧化钠混合液处理土壤，能将土壤中难溶于水和易溶于水的结合态腐殖质络合成溶于水的腐殖质钠盐，从而比较完全的将腐殖质提取出来。
实验操作步骤：1、称取0.25mm相当于2.50g烘干重的风干土样，置于250ml三角瓶中，用移液管准确加入0.1M焦磷酸和0.1M氢氧化钠混合液，震荡5分钟，塞上橡皮套，然后静置13——14小时（控制温度在20℃左右），旋即摇匀进行过滤，收集滤液（一定要清亮）。
2、胡敏酸和富里酸总碳量的测定吸取滤液，移入150毫升三角瓶中，加3mol／L H2SO4约五滴（调节ph为7）至溶液出现浑浊为止，置于水浴锅上蒸干。
加／L（1／6K2Cr2O7）标准液，用注射筒迅速注入浓硫酸5ml，盖上小漏斗，在沸水浴上加热15分钟，冷却后加蒸馏水50ml稀释，加邻啡罗林指示剂3滴，用∕L硫酸亚铁滴定，同时作空白实验。
3、胡敏酸量测定吸取上述滤液于小烧杯中，置于沸水浴上加热，在玻璃搅拌下滴加3mol∕L H2SO4酸化（约30滴），至有絮状沉淀析出为止，继续加热10分钟使胡敏酸完全沉淀。
过滤，以∕L H2SO4洗涤滤纸和沉淀，洗至滤液无色为止（即富里酸完全洗去）。
以热的∕L NaOH溶解沉淀，溶解液收集于150ml三角瓶中（切忌溶解液损失），如前法酸化，蒸干，测碳。
（此时的土样重量w相当于1g）结果计算：1、腐殖质总碳量（%）= [ **（V0-V1 ）*V0 ]*100/W式中：毫升标准重铬酸钾溶液空白实验滴定的硫酸亚铁毫升数。
土壤不同有机质组分的提取方法研究[开题报告]
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毕业论文开题报告环境工程土壤不同有机质组分的提取方法研究一、选题的背景、意义人类的农业生产活动主要在土壤上进行, 人类所需要的农产品均直接或间接从土壤中生产, 土壤性质在很大程度上制约着植物的生长发育和农业生产措施的效果, 所以土壤是农业的基础, 是人类不可或缺的自然资源。
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2m左右。
土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。
当今我国土壤的基本状况: (1)人均数量偏少。
(2)整体质量偏低。
(3)土壤退化现象仍较严重。
其中整体质量偏低主要原因为土壤肥力低下。
土壤肥力现尚无直接度量的指标, 但一般认为土壤有机质能大体反映土壤的肥力水平, 人们还常常辅以土壤养分含量和障碍因素状况来进行综合判断。
根据20世纪80年代第二次土壤普查的数据,我国耕地土壤有机质含量1%～2%和低于1%的面积分别占38.125%和25.195%。
土壤有机质由一系列存在于土壤中、组成和结构不均一、主要成分为C和N的有机化合物组成。
土壤有机质的成分中既有化学结构单一，也有结构复杂、存在时问可达几百到几千年的腐殖质类物质，既包括主要成分为纤维素、半纤维素的正在腐解的植物残体，也包括与土壤矿质颗粒和团聚体结合的植物残体降解产物、根系分泌物和菌丝体。
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。
土壤腐殖质是动、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、大分子有机化合物。
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，根据颜色和溶解性一般被分为：(1)富里酸。
(2)胡敏酸。
(3)胡敏素。
腐殖质类物质占腐殖质总量的85％一95％。
由于土壤有机质在C、N、P、S等营养元素的生物地球化学过程、成土过程、微生物的生长代谢过程、土壤有机质分解和转化过程以及土壤污染物的迁移过程有着重要的作用，特别是腐殖质的一些环境行为优势和对环境修复的功能。
土壤中胡敏酸和富里酸异同点
土壤中胡敏酸和富里酸异同点
胡敏酸和富里酸是土壤中两种重要的有机酸，它们在土壤中的异同点如下：
相同点：
1. 都是酸性物质，能够降低土壤pH值。
2. 都是微生物代谢产物，对土壤生态系统的发育和功能具有重要影响。
3. 都能够与金属离子结合形成络合物，从而影响植物对营养元素的吸收利用。
不同点：
1. 来源不同：胡敏酸主要来源于植物残体和根系分泌物的分解，而富里酸则主要来源于微生物代谢过程中产生的脂肪酸。
2. 分子结构不同：胡敏酸是一种多环芳香族化合物，分子结构较为复杂；而富里酸则是一种直链脂肪酸，分子结构简单。
3. 化学性质不同：由于分子结构的不同，胡敏酸和富里酸在化学反应性上也有所不同。
例如，胡敏酸比富里酸更容易与金属离子形成络合物，但同时也更容易被氧化分解。
总的来说，虽然胡敏酸和富里酸都是土壤中重要的有机酸，但它们的来源、分子结构和化学性质等方面存在明显的差异。
这些差异决定了它们在土壤生态系统中的作用和影响也有所不同。
胡敏酸在土壤中的迁移
胡敏酸在土壤中的迁移
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摘要：研究了不同条件下胡敏酸在土壤中的迁移过程.结果表明,其迁移过程表现出较大的'差异,在溶液pH值、胡敏酸浓度和溶液流速均较高时,胡敏酸迁移的阻滞因子和在土壤中的吸附系数均较低,有利于胡敏酸在土壤中的迁移;在溶液pH值、胡敏酸浓度和溶液流速均较低时,土壤对胡敏酸迁移的阻滞作用较大.胡敏酸的迁移还与土壤性质有关,土壤黏粒含量和阳离子交换量越高,胡敏酸在土壤中吸附的越多,越不利于迁移.在土壤中的吸附是胡敏酸迁移的主要控制因素,在预测胡敏酸在水土环境中迁移时,应该充分考虑不同条件下胡敏酸在不同性质土壤中的吸附.作者：魏孝荣邵明安 WEI Xiao-rong SHAO Ming-an 作者单位：西北农林科技大学、中国科学院水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点试验室,陕西,杨凌,712100 期刊：中国环境科学ISTICPKU Journal：CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：2007, 27(3) 分类号：X53 关键词：土壤胡敏酸迁移阻滞因子吸附系数。
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方法。
本文提供一种用于测定城市污泥中胡敏酸和富里酸含量的方法,该方法安全
简单,条件温和,数据可靠。
【总页数】3页(P141-142)
【作者】倪晓晓;阎亮;马振;王贤
【作者单位】青岛市排水运营服务中心
【正文语种】中文
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土壤胡敏酸提取方法研究
１ ３ 胡敏 酸提 取 原理 及 实验步 骤 ． 本 实 验 采 用 碱 溶 酸 析 法 对 土 壤样 品 中
入 采 样 瓶 中并 贴 上 标 签 ， 回 实 验 室 后 风 胡敏 酸进 行 提 取 ， 体 实 验 步 骤 如 下 。 带 具 干 ， 细 过 ６ 目筛 ， 瓶 备 用 。 碾 ０ 装 １ ２ 样 品理 化性质 分析 ． （ ）准 确称取 ５ ｇ ６ 目筛 的土样 于４ １ ０过 ０ 个 容量 为１ ０ ｍＬ ０ ０ 的玻璃 瓶 中 ， 加入 ０ ０ Ｍ盐酸 ．５
实验 现 象 表 明 ， 于 胡 敏 酸 是 溶 于 碱 由 的 有 机 质 ， ０Ｈ溶 液 处 理 土 壤 时 间越 长 ， Ｎａ
溶 液 颜 色 会逐 渐加 深 。 提 取 次数 增 加 ， 随 溶 液 颜 色逐 渐 变 浅 ， 即土 壤 中 胡 敏 酸数 量 逐 渐 变 少 ， 取 出 的 胡 敏 酸 的 绝 对 数量 均 下 提
摘 要 ： 集 ２ 个 表 层 土 壤 实验 样 品 ， 化 了 实验 方 法 ， 取 了土 壤 胡 敏 酸 ， 敏 酸 ， 果 表 明 ： 取 时 问对 实 验 结 果 产 生 影 响 ， 壤 有 机 采 ０ 优 提 胡 结 提 土 质含 量 与ｐ 之 问 没 有 线 性 关 系 ， 壤 有 机 质含 量 和 提 取 出的 胡敏 酸 量 成 正 比 。 Ｈ值 土 关键 词 ： 土壤 有机 质 胡敏 酸 结构表征
ＣＨ Ｎ０Ｌ０ＧＹ ＮＦＯＲＭ ＡＴＩ Ｉ ＯＮ
学 术 论 坛
土壤 胡 敏 酸 提 取 方 法研 究 ①
王 冕’ 曹艳 魏颖 宿丽’ 黄明琴’ 乌兰索 日格’ （． １ 嘉兴学 院生物 与化学工 程学 院 浙 江嘉兴 ３ ０ ； ２． １ ０１ ４ 嘉兴市 环境保 护局 浙江 嘉兴 ３ ０ ０ １ ０） ４
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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(humic acid HA)、富里酸(fulvic acid FA)和胡敏素(humin HM)3个组分[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。
胡敏酸和富丽酸
胡敏素土壤腐殖质的成分之一，又称：黑腐酸，英文：Humin为腐殖质中与土壤矿物质结合最紧密的组分，酸、碱或有机溶剂都无法将其提取出来。
黑色，分子量小，性质不活泼，是一种惰性的腐殖质，最难分解，可以在土壤中存在千年以上。
有人根据它的本性认为它可能处于胡敏酸和碳化物之间的过渡地位。
威廉斯则认为胡敏酸经过干燥或冷冻变形而成为胡敏素，并且认为这个变性过程是不可逆的。
由于它的不易分解性，对于形成土壤团粒结构也不起胶结剂的作用，因而认为黑腐素在土壤中的积累对土壤无益。
另外，在胡敏素组成中曾发现有碳化的微生物原生质残体和植物残体。
维基百科，自由的百科全书跳转到：导航, 搜索一个典型的例子胡敏酸，有一个包括醌，苯酚，邻苯二酚和糖基各种成分腐植酸（Humic acid, HA），又称胡敏酸，一种天然有机高分子化合物，是腐殖质的主要组成部分。
腐植质为土壤、泥炭、煤、许多高地溪流、腐植营养湖、海水中的主要有机成分，由有机生物死亡后经生物降解产生。
腐植酸不是一个单一的酸，而是一个复杂的含有羧基、酚羟基等官能团的混合物，所以该混合物表现出二元酸或偶尔三元酸的性质。
腐植酸在自然界中通常与离子形成络合物。
[编辑]形成和描述腐植质由死亡生物物质，如木质素，经微生物降解产生，难以进一步降解。
其特定的性能和结构取决于给定样本从水或土壤源中提取时的具体条件。
然而，虽然腐植质的来源不同，性能却非常相似。
腐植质在土壤和沉积物中可分为三个主要部分：腐植酸（Humic acid，HA），富里酸（fulvic acid, FA）和胡敏素（humin, HM）。
其中HA溶于碱，但不溶于水和酸；FA既溶于碱，也溶于水和酸；而HM既不溶于碱，同时也不溶于水和酸。
[编辑]延伸阅读富里酸土壤腐殖质的组成成分之一。
提取胡敏酸-国际腐殖质协会
国际腐殖质学会富里酸和胡敏酸的分离试验材料：1mol/L 盐酸1mol/L、0.1mol/L的氢氧化钠溶液0.1mol/L氢氧化钾溶液固体氢氧化钾0.3mol/L的氢氟酸浓溶液XAD-8吸附树脂Visking透析管（分子量为1000道尔顿）试验方法：消除土壤中的根源，将烘干土壤样通过0.2mm的筛子。
室温下将土壤均匀地分布在1mol/L的盐酸中，并使浊液的pH在1-2之间。
继续加入0.1mol/L的盐酸，最终得到每10ml 溶液含1g土壤的浓浊液。
振荡浊液1h，待浊液完全静止后用倾倒法或低速离心法将上清液和沉积物分离。
保留上清液（标记为FA提取物1）用于提取富里酸（用XRD-8）。
将土壤沉积物用1mol/L的氢氧化钠溶液中和至pH=7.在N2的氛围中，加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液，使提取剂与土样的比为10：1.仍在N2的氛围中，间歇振荡制备液至少4h，不断提取悬浮液。
震荡完成后静置碱性悬浮液一夜，然后用倾注法或离心法提取上清液。
向上清液中加入6mol/L 的盐酸，不断震荡，使其pH=1.静置悬浮液12-16h。
用离心法分离胡敏酸（沉淀物）和富里酸（上清液，标记为FA提取物2）。
在N2的氛围中，用最小体积的0.1 mol/L氢氧化钾溶液重新溶解提取的胡敏酸。
加入固体KCl 使溶液中K+的浓度为0.3mol/L，然后用高速离心法去掉沉积物。
加入6 mol/L盐酸沉淀胡敏酸，不断搅拌，使溶液pH=1.静置溶液12-16h。
离心去掉上清液。
在塑料容器中，用0.1mol/L盐酸与0.3mol/L氢氟酸的混合液溶解胡敏酸沉淀物制成浊液。
室温下，振荡浊液一夜。
离心并重复以上操作，使固体残留物的含量低于1%。
用水将残留物制成浆状物转移到V isking渗析管中（玻璃纸半透膜），并在蒸馏水中进行渗析直至水中没有Cl-（可用硝酸银检验）。
冷冻干燥胡敏酸。
将标记为“FA提取物1”的上清液通过XRD-8吸附树脂（每克土样0.15ml树脂）。
试验三土壤腐殖质的分离及各组分的性状观察
实验三 土壤腐殖质的分离及各组分的性状观察土壤腐殖质是土壤有机质的主要组成部分。
它是通过微生物作用，在土壤中合成的一类结构比较复杂、性质较稳定的高分子有机化合物。
腐殖质不是单一的化合物，其中以富里酸（黄腐酸）、胡敏酸（褐腐酸）和胡敏素（黑腐素）三个组成部分最重要。
在不同土壤中，腐殖质的组成和性状有较明显的差异，对土壤理化性质和肥力特征有很大的影响。
一、方法原理土壤腐殖质与土壤矿物质紧密结合，要了解土壤腐殖质主要组成分及其盐类的性状，必须先把它从土壤中分离提取出来，为了寻找理想的提取剂，使得土壤腐殖质和矿物质能彻底分离，又不改变其物理化学性质，已作了许多试验研究。
到目前为止，稀的氢氧化钠溶液是最常用的提取液。
土壤腐殖质被提取出来后，经酸化和过滤，进一步把胡敏酸和富里酸分开，然后，制成各种腐殖酸的盐类，对其颜色、溶解度等性状进行观察比较。
具体提取步骤如下：⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧→→）（）（）（胡敏素不溶性残渣胡敏酸黑褐色絮状物富里酸黄棕色溶液离心或过滤酸化液液离心用稀碱液浸提土壤 二、测定步骤1．将土壤研细，检去植物根屑等未分解的有机物，过筛后，称土样4克（在0.1克感量的天平上称取），放在50毫升三角瓶内。
2．在上述三角瓶内，加入20毫升0.1M 氢氧化钠溶液，瓶口加塞，摇震三角瓶，以加速浸提作用。
摇震5分钟后，加入0.5M 硫酸钠液20毫升，再摇震（l —2分钟）静置待其澄清。
将三角瓶内浸渍物倒在有普通滤纸的漏斗上过滤或离心（3000转／分）5分钟，滤液盛放在干净的小三角瓶中备用。
3．各组腐殖质性状的观察。
（1）观察稀碱液浸提的腐殖质（即活性腐殖质）液的颜色。
（2）用10毫升刻度吸量管吸取上述滤液8毫升加0.5M 硫酸1.5毫升（使滤液呈酸性反应），放在离心玻管内（如玻管上有刻度，则可直接倒入不必用吸量管）摇匀后离心，以加速沉淀与清液的分离。
观察沉淀物（胡敏酸）和清澈液（即富里酸）的颜色。
（3）用吸管吸取上述离心管中的清澈液2毫升，分装在编号为（1）（2）（3）的三个试管中。
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随着工业化进程的加速和人类对化学品依赖程度的提高，同时化肥及农药的大量施用、污水灌溉、大气沉降、有毒有害危险废物的事故性泄露等多种途径进人土壤系统，因此有机物对环境的污染也越来越严重。
目前，土壤污染呈全球化的趋势，污染程度不断加剧，据UNEP(联合国环境署)1990年的报告(IRRTC)，每年约有3~4亿吨有机物进入环境，其中大部分进入了土壤环境。
更为严重的是将进一步导致地表水、地下水次生污染以及通过土壤——作物——人这条食物链对人类健康造成不可估量的影响。
防治和修复土壤有机污染，保护土壤环境安全，以实现土壤资源的可持续利用已成为全社会关注的焦点[1]。
土壤有机质(Soil Organic Matter，SOM)由一系列存在于土壤中、组成和结构不均一，主要成分为C和N的有机化合物组成。
土壤有机质的成分中既有化学结构单一、存在时问只有几分钟的单糖或多糖，也有结构复杂、存在时问可达几百到几千年的腐殖质类物质(Humic Substance)．既包括主要成分为纤维素、半纤维素的正在腐解的植物残体，也包括与土壤矿质颗粒和团聚体结合的植物残体降解产物、根系分泌物和菌丝体。
土壤有机质与养分供给、土壤物理性质的改善及防止土壤侵蚀有重要关系。
土壤有机质是农业生态系统中作物速效养分的来源，作物吸收的大部分N、P、S和一些微量元素来源，作物吸收的大部分N、P、S和一些微量元素来源于土壤有机质的矿化，有机质也对团聚体的构成有作用，从而可改善土壤的耕性、透气性和透水性。
土壤有机质的吸水能力可达自身重量的几十倍，因此，它对保持土壤水分有积极作用。
土壤有机质在土壤质量的构成因索中占首要位置，而且一般认为土壤有机质含量与土壤质量存在正相关关系。
土壤有机质含量极易受环境条件和农业措施的影响气候和地貌在较大范围内影响着土壤有机质宙量，可以说起主导作用。
土壤耕作和轮作也会引起土壤有机质古量变化，如自然土壤开垦后，土壤有机质宙量会迅速减少，且种植历史越久，土壤中有机质的变化越大。
施肥虽然会减缓这一过程的速率。
但无法阻止土壤有机质减少的进程。
土壤有机质含量的减少将直接导致土壤质量降低。
表现为土壤供给作物养分的能力、土壤的耕性、通气性和透水性迅速降低，从而影响了农业生态系统的生产力。
而后者正是目益增长的人口的食物和纤维的重要保障。
故土壤有机质台量降低将危及农业生态系统的可持续发展并将最终影响到食物安全和社会的可持续发展。
另外，土壤中以有机质形式存在的C是大气中的3倍，土壤巾有机质的分解将在极大程度上影响大气CO2浓度，与全球气温上升有直接关系。
因此，土壤中的有机质动态不但影响到农业生态系统的可持续发展，也影响到了大气圈、生物圈的可持续发展[2]。
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。
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，根据颜色和溶解性一般被分为：土壤腐殖物质包括胡敏酸(humic acid，HA)、富里酸(fulvic acid，FA)和胡敏素(humin，HM)3个组分[3]，腐殖质类物质占腐殖质总量的85%~95%，是指土壤中未分解的动植物残体和活的有机体被称作有机残体[2]。
土壤有机质是土壤的重要组成部分，在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面都具有重要作用[3]。
土壤有机质、粘土矿物、pH值、温度和有机物的化学结构会影响土壤对有机污染物的吸附，其中腐殖物质作为土壤有机质的主体，更是其主要影响因素，土壤中有机质的含量越高，有机污染物被吸附的越多[4]。
由于腐殖物质本身是结构十分复杂的高分子聚合物，对其进行分组研究十分必要[3]。
二、相关研究的最新成果及动态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[4]。
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晦界点较低(n=31.1℃，Pc=7.4PMa)；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。
[5]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[4]。
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[5]。
2．重铬酸钾容量法+外加热法结合态腐殖质分级。
傅积平改进法。
用比重2.0的重液和超声分散的方法反复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[6]。
土壤胡敏酸采用酸性DMSO及0.1mol/L-1NaOH-Na4P2O7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1mol/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混液的提取方法相同。
胡敏酸的元素分析用元素分析仪进行分析。
官能团的分析采用米林改进法[7]。
糖类及氨基酸的分析用酸分解，采用比色法定量[8]。
胡敏酸中的木质素用氧化铜还原分解，分解液经纯化后用高效液相色谱定量[9]。
3．红外光谱法红外光谱法作为有机质结构研究的一种重要手段，自五十年代中期，就作为环境化学和土壤化学研究的一个手段，开始在土壤有机质的研究中得到应用[10]。
近年来，随着傅里叶变换红外光谱的应用，更使得红外光谱法在生态学[11]和土壤学[12,13,14]上的研究获得较大的进展。
土壤有机质的红外光谱测定大多采用溴化钾压片法。
根据腐殖质在酸碱溶液中的溶解度分为胡敏酸、富里酸和胡敏素三部分。
由于腐殖酸是多组分复杂化合物，为了获得单一的组分，必须对其进行分级。
红外光谱主要是测定腐殖酸分组后的各级分的组成。
卓苏能等[15,16,17]利用酒精分级沉淀法将胡敏酸分成几个级分，并用红外光谱法和紫外光谱法测定了各级分的组成和结构。
红外光谱用于土壤有机质的研究可以大致反映土壤腐殖酸的结构以及不同腐殖物质在土壤中的分布状况。
虽然它可以得到腐殖酸的组分和结构，但这些组分仍然是很复杂的非单一组分物质。
就目前有机质的研究状况而言，怎样提取和分离出单一组分的土壤腐殖质，依旧是土壤有机质研究中急待解决的一大难题[18]。
4．核磁共振(NMR)法核磁共振技术作为一种非破坏性的研究方法，特别是固体核磁共振技术可在固体状态下直接检测碳、氮、磷等的形态及分布，是研究土壤有机磷形态、分布、转化的一种简单而有效的手段。
自被引入土壤有机质研究领域以来，已使这方面的研究取得了一些引人注目的进展，特别是在大面积的土壤和腐殖质提取物的结构特征以及有机碳、氮的转化上应用比较广泛。
大量酸解的研究结果表明有机质中约有一半氮素以何种形态存在尚不清楚，其中约40％存在于酸解残渣中，后一部分由于极耐酸解，更增加了用化学方法进行研究的困难。
15N NMR提供了研究土壤有机质氮素的另一途径。
1982年，Preston[18]首次利用溶液，15N NMR技术研究了由对一苯醌与15N标记氯化铵反应形成的合成胡敏酸中的氮的形态。
是研究土壤有机磷形态、分布、转化的一种简单而有效的手段。
利用核磁共振谱能较容易得到有关土壤有机质化学基团种类及构成比例的信息，但很难再深人研究其化学基团之间的相互关系，并且由于土壤腐殖质组成的复杂性和非均一性，核磁共振波谱的应用还有待于进一步提高。
但随着研究手段的改进，有关这些问题的研究也必将取得新的突破[18]。
5．同位素示踪法同位素示踪法包括放射性同位素标记示踪法和天然同位素标记示踪法两种。
近年来用于土壤有机质动态研究δ13C方法作为天然同位素标记示踪法的代表，正在得到越来越广泛的应用。
该法除了具有14C示踪法的优点外，还可以提供长期的标记，并能使所有的有机质组分都能被均匀标记(包括那些平均存留时间很长的有机质组分)。
该方法不同于放射性同位素标记，而是天然标记且无放射性。
此外，该方法的一个独特优点是能够计算不同植物来源的土壤有机质的比例[18]。
6.腐殖质(HE)组分的提取土壤样品用蒸馏水除去水溶物和水浮物后，用0.1mol/LNaOH和0.1mol/LNa2P2O7混合液(pH13)提取1h，3500r/min离心15min，共提取3次。
此溶液即为可提取腐殖质(HE)；提取残渣中的腐殖物质为胡敏素(HM)。
HA和FA的分离：(1)将上述HE提取液中加入0.5mol/LH2SO4调节pH为1.0~1.5，溶液即为富里酸(FA)；沉淀即为胡敏酸(HA)。
(2)HA的纯化：将(1)中分离得到的各粗HA组分用HCl(1:1)调到pH=7.0，高速离心(8000r/min，20min)去除粘粒，反复溶解，沉淀2次。
然后将其放入半透膜中透析，2~3h换一次水，用AgNO3检测至出现少量白色沉淀。
再转入电渗析仪中电渗析，至电流很小并阴极室无酚酞反应为止。
将纯化完的样品进行旋转蒸发(50~60℃)至体积很小，转入50mL塑料小烧杯中，用冷冻干燥机冻干，大约3~4d；(3)FA的纯化制备：依次用0.5mol/LNaHCO3淋洗活性炭数次，再用水洗到中性。
将(1)中分离得到的各粗FA组分分别通过铺于布氏漏斗的活性碳层，待渗出液为无色时，弃去滤液。
再用0.2mol/LNaOH溶液洗涤活性碳层，洗脱出的物质即FA组分。