اسید هیومیک یکی از اجزای اصلی مواد هیومیک است که اجزای اصلی آلی خاک (هوموس)، ذغال سنگ نارس، زغال سنگ، بسیاری از نهرهای مرتفع، دریاچه های دیستروفیک و آب اقیانوس ها هستند. از تجزیه زیستی مواد آلی مرده، عمدتاً بقایای گیاهی ناشی می شود. با گذشت زمان، فعالیت میکروبی این باقیمانده ها را به ترکیبات آلی مختلف تجزیه می کند و منجر به تشکیل اسید هیومیک می شود.
اسید هیومیک چیست؟
اسید هیومیک با فرمول C187H186O89N9S1، جزء اصلی مواد هیومیک، یک ترکیب آلی درشت مولکولی پیچیده است که عمدتا در خاک، ذغال سنگ نارس و زغال سنگ یافت می شود. که از تخریب میکروبی بقایای گیاهی و میکروبی سرچشمه می گیرد، با ساختار ناهمگن غنی از گروه های عاملی کربوکسیلیک، فنولیک و الکلی با توزیع وزن مولکولی معمولاً بین 10000 تا 100000 دالتون مشخص می شود. این پلیمر با وزن مولکولی بالا، اغلب دارای رنگ قهوه ای تیره تا سیاه است، به دلیل خواص فیزیکوشیمیایی منحصر به فرد و واکنش پذیری، نقشی اساسی در حاصلخیزی خاک، کمپلکس شدن فلزات و چرخه های بیوژئوشیمیایی دارد.
خواص فیزیکی اسید هیومیک
رنگ: به طور معمول قهوه ای تیره تا سیاه است.
فرمول شیمیایی: C187H186O89N9S1
حلالیت: محلول در آب در مقادیر pH بیشتر از 2. اغلب با استفاده از محلول 0.1 مولار هیدروکسید سدیم (NaOH) از خاک استخراج می شود.
وزن مولکولی: اسید هیومیک دارای توزیع وزن مولکولی متنوعی است که معمولاً از 10000 تا 100000 دالتون متغیر است و برخی از فراکسیون ها حتی از این محدوده نیز فراتر می روند.
چگالی: تقریباً 1.3 تا 1.8 g/cm^3، اگرچه این میزان می تواند بر اساس منبع و آماده سازی متفاوت باشد.
جذب: اسید هیومیک ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) در حدود 200-400 سانتیمتر بر کیلوگرم را نشان میدهد که آن را به یک جاذب قوی برای کاتیونهای مختلف تبدیل میکند.
خواص شیمیایی اسید هیومیک
گروه های عملکردی: اسید هیومیک غنی از گروه های عاملی است. این گروه های عاملی عبارتند از:
- گروه های کربوکسیلیک: تقریباً 400-800 میلی مول بر کیلوگرم
- گروه های هیدروکسیل فنلی: تقریباً 200-500 میلی مول بر کیلوگرم
- گروه های هیدروکسیل الکلی: تقریباً 100-300 میلی مول بر کیلوگرم
کمپلکس: اسید هیومیک میل ترکیبی قوی برای یون های فلزی دارد و کمپلکس های پایداری را به خصوص با یون های Fe(III)، Cu(II) و Zn(II) تشکیل می دهد. ثابت های پایداری (log K) برای این کمپلکس ها بسته به فلز و شرایط خاص می تواند از 4.0 تا 11.5 متغیر باشد.
واکنش های ردوکس: اسید هیومیک می تواند به عنوان یک شاتل الکترون عمل کند. پتانسیل ردوکس آن بسته به محیط متفاوت است، اما معمولاً بین +400 mV و -400 mV است.
پلیمریزاسیون: اعتقاد بر این است که ساختار آن یک مجموعه فوق مولکولی با حلقههای معطر است که توسط پلهای آلیفاتیک به هم متصل شدهاند. درجه پلیمریزاسیون می تواند متفاوت باشد، اما اغلب حاوی 5-7 حلقه معطر در هر مولکول است.
اسیدیته: مقادیر pKa برای گروه های کربوکسیلیک آن از 4.0 تا 6.0 و برای گروه های فنلی آن از 8.0 تا 10.0 متغیر است.
خرید و قیمت هیومیک اسید
اسید استئاریک به صورت جامد و به صورت پودر و پرک موجود است. اسید استئاریک کاربرد های فراوانی از جمله در کشاورزی دارد. جهت خرید اسید هیومیک King dao چین با بهترین قیمت می توانید با شرکت فروش مواد شیمیایی echemicals.ir تماس برقرار نموده و با همکاری متخصصین این شرکت خریدی ایده آل را تجربه نمایید. شرکت echemicals.ir مواد شیمیایی مانند مونومر وینیل استات و هیومیک اسید را به تمام نقاط ایران ارائه می دهد.
تاریخچه ی هیومیک اسید
داستان اسید هیومیک در قرن هجدهم زمانی شروع می شود که کشاورزان متوجه لایه تیره و حاصلخیز خاک شدند که به نظر می رسید رشد گیاه را افزایش می دهد. این لایه از کلمه لاتین “زمین” یا “زمین” “هوموس” نامیده می شود.
در اواسط دهه 1800، شیمیدانان شروع به جداسازی و توصیف اجزای هوموس کردند. شیمیدان آلمانی، یوستوس فون لیبیگ، یکی از پیشگامان شیمی آلی و شیمی کشاورزی، در آثار خود به مواد هیومیک اشاره کرد، اگرچه در مورد نقش تغذیه ای آنها برای گیاهان تردید داشت. در اواخر قرن نوزدهم، روشهایی برای تکه تکه کردن هوموس به اجزای تشکیلدهنده آن توسعه یافت: اسید هیومیک (محلول در قلیایی اما در اسید رسوب میکند)، اسید فولویک (حتی در شرایط اسیدی محلول باقی میماند)، و هومین (نامحلول در قلیایی و اسید).
قرن بیستم شاهد پیشرفتهای قابل توجهی در تکنیکهای تحلیلی بود که امکان درک دقیقتر ساختار و خواص هیومیک اسید را فراهم کرد. تشدید مغناطیسی هستهای (NMR) و طیفسنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) به ابزارهای ضروری در توضیح ساختار مولکولی پیچیده مواد هیومیک تبدیل شدند. در این دوره، بحث در مورد ساختار دقیق اسید هیومیک شدت گرفت. برخی ساختار میسلی را پیشنهاد کردند، در حالی که برخی دیگر به پیکربندی تصادفی تر و بی شکل اعتقاد داشتند. در نیمه دوم قرن، مفهوم فوق مولکولی مواد هیومیک شروع به جذب کرد، که نشان می دهد هیومیک اسید مجموعه ای از مولکول های متنوع و کوچکتر است که توسط نیروهای ضعیفی مانند پیوند هیدروژنی و برهمکنش های واندروالس در کنار هم قرار می گیرند.
کاربرد های هیومیک اسید
اسید هیومیک با ساختار پیچیدهاش مملو از گروههای عملکردی و خواص فیزیکوشیمیایی چندوجهیاش، جایگاهی برای خود در بخشهای مختلف علمی و صنعتی ایجاد کرده است. در اینجا کاربردهای اسید هیومیک را برسی می کنیم:
اصلاح خاک و افزایش حاصلخیزی
اسید هیومیک، یک جزء اساسی از مواد آلی خاک، نقش اساسی در بهبود خواص خاک و افزایش حاصلخیزی دارد. ظرفیت تبادل کاتیونی بالای آن (CEC) حفظ و تبادل بهینه کاتیونهای ضروری گیاهی مانند ⁺Ca²⁺، Mg² و ⁺K را تسهیل میکند و در نتیجه در دسترس بودن مواد مغذی را تعدیل میکند. اسید هیومیک با تشکیل کلاتها با ریزمغذیهایی مانند آهن، روی و مس، فراهمی زیستی آنها را افزایش میدهد و کمبودهای احتمالی را دور میزند. علاوه بر این، ساختار مولکولی منحصربهفرد آن باعث تشکیل سنگدانههای خاک، بهینهسازی تخلخل، هوادهی و حفظ آب میشود. این تجمع نه تنها نفوذ ریشه و فعالیت میکروبی را تقویت می کند، بلکه فرسایش خاک را نیز کاهش می دهد. علاوه بر این، توانایی اسید هیومیک برای تحریک رشد ریشه و تعدیل نفوذپذیری غشاء، جذب مواد مغذی را افزایش میدهد، که منجر به افزایش کلی حاصلخیزی خاک و سلامت گیاه میشود.
تحریک رشد گیاه
اسید هیومیک، یک ماکرومولکول پیچیده مشتق شده از مواد آلی خاک، نقش مهمی در تعدیل فرآیندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی مختلف برای رشد گیاه دارد. اسید هیومیک با تعامل با غشاهای سلولی ریشه، نفوذپذیری سلول را افزایش می دهد و جذب موثر آب و مواد مغذی ضروری را تسهیل می کند. ترکیبات زیست فعال آن باعث افزایش طول و انشعاب ریشه می شود که منجر به سیستم ریشه ای گسترده می شود که قادر به دسترسی به مخزن مواد مغذی وسیع تری است. در سطح مولکولی، اسید هیومیک میتواند بیان ژنهای مرتبط با ناقلکنندههای مواد مغذی را تنظیم کند و جذب مواد مغذی را بیشتر بهینه کند. علاوه بر این، خواص کیلیت آن، فراهمی زیستی ریز مغذی ها را تضمین می کند و از کمبودهای احتمالی جلوگیری می کند.
زیست پالایی و کنترل آلودگی
اسید هیومیک، یک ماکرومولکول آلی پیچیده که در مواد هیومیک رایج است، به عنوان یک ابزار قوی در راهبردهای زیست پالایی و کنترل آلودگی ظاهر می شود. اسید هیومیک به دلیل مجموعه ای غنی از گروه های عاملی، تمایل زیادی به فلزات سنگین نشان می دهد، کیلاسیون و بی حرکتی آنها را تسهیل می کند، در نتیجه فراهمی زیستی و تأثیر اکوتوکوکولوژیک آنها را در مکان های آلوده کاهش می دهد. همزمان، حوزههای آروماتیک و آلیفاتیک آن بهعنوان مکانهای جذب برای تعداد زیادی از آلایندههای آلی، از جمله ترکیبات آلی آبگریز، عمل میکنند که تحرک و پتانسیل شستشوی آنها را کاهش میدهند. در اکوسیستم های آبی، اسید هیومیک می تواند مواد سمی را متصل و خنثی کند و کیفیت آب را افزایش دهد. علاوه بر این، بخشهای فعال ردوکس آن در فرآیندهای انتقال الکترون شرکت میکنند و بر مسیرهای تبدیل و تخریب برخی آلایندهها تأثیر میگذارند.
ترسیب کربن
اسید هیومیک، جزء جدایی ناپذیر ماده آلی خاک، نقش اساسی در حوزه ترسیب کربن ایفا می کند و به عنوان سنگری در برابر افزایش سطوح کربن اتمسفر عمل می کند. معماری مولکولی آن، که با هزارتویی از زنجیرههای معطر و آلیفاتیک مشخص میشود، پایداری و مقاومت در برابر تجزیه سریع میکروبی ایجاد میکند و ذخیره طولانیمدت کربن را در اکوسیستمهای زمینی تسهیل میکند. همانطور که گیاهان CO₂ اتمسفر را در طول فتوسنتز جذب می کنند و متعاقباً بقایای آلی را در خاک رسوب می کنند، فرآیندهای میکروبی این باقیمانده ها را به مواد هیومیک تبدیل می کنند که اسید هیومیک بخش غالب است. این تبدیل به طور موثر کربن را بی حرکت می کند و از بازگشت فوری آن به جو به عنوان CO₂ جلوگیری می کند. علاوه بر این، تمایل اسید هیومیک به تشکیل سنگدانه های پایدار با مواد معدنی خاک، کربن آلی را بیشتر محصور کرده و از آن محافظت می کند و ذخایر کربن خاک را افزایش می دهد.
آبزی پروری
اسید هیومیک به دلیل قدرت کیلاسیون خود، مواد بالقوه مضر از جمله فلزات سنگین و سایر سموم آبزی را به خوبی متصل و خنثی می کند و در نتیجه از موجودات آبزی در برابر تهدیدات سمی محافظت می کند. به طور همزمان، ساختار مولکولی پیچیده آن بستری را برای جوامع میکروبی مفید فراهم میکند و یک اکوسیستم میکروبی متعادل را تقویت میکند که میتواند با گونههای بیماریزا رقابت کند، بنابراین سلامت کلی و ایمنی گونههای کشتشده را افزایش میدهد. علاوه بر این، محتوای غنی اسید هیومیک از عناصر کمیاب ضروری به عنوان یک منبع مکمل از ریز مغذی ها عمل می کند و باعث رشد بهینه و عملکرد متابولیک در موجودات آبزی می شود.
کاربردهای صنعتی
در چشم انداز صنعتی، اسید هیومیک به عنوان یک عامل همه کاره ظاهر می شود و به دلیل ویژگی های فیزیکوشیمیایی منحصر به فرد خود، در طیفی از کاربردها کاربرد پیدا می کند. در بخش نفت، مشتقات اسید هیومیک در سیالات حفاری ادغام می شوند و به عنوان اصلاح کننده های رئولوژیکی عمل می کنند که خواص سیال را بهینه می کند، در نتیجه کارایی حفاری را افزایش می دهد و آسیب سازند را به حداقل می رساند. در حوزه تصفیه فاضلاب، ظرفیت جذب هومیک اسید برای جداسازی تعداد زیادی از آلایندهها، از فلزات سنگین تا آلایندههای آلی، به کار گرفته میشود که سمزدایی پسابهای صنعتی را تسهیل میکند. علاوه بر این، تواناییهای کیلیت و کمپلکس آن در صنایع فلزی برای فرآیندهای انتخابی بازیافت و جداسازی فلزات مورد استفاده قرار میگیرد. علاوه بر این، در صنعت نساجی، مشتقات اسید هیومیک می توانند به عنوان پراکنده کننده رنگ عمل کنند و توزیع یکنواخت رنگ و رنگ بهینه را تضمین کنند.
کاربردهای دارویی و غذایی
در پیوند پیچیده بخشهای دارویی و غذایی، اسید هیومیک نقش مهمی را مشخص میکند که زیربنای خواص بیواکتیو و فیزیکوشیمیایی منحصر به فرد آن است. در فرمولاسیون های دارویی، اسید هیومیک و مشتقات آن به دلیل ویژگی های درمانی بالقوه خود، از جمله فعالیت های آنتی اکسیدانی، ضد التهابی و ضد ویروسی، توجه را به خود جلب کرده اند و آنها را به عنوان کاندیدایی برای توسعه دارو و درمان های کمکی قرار داده اند. قابلیتهای کیلیت آنها همچنین برای درمانهای سمزدایی، اتصال و تسهیل دفع برخی سموم و فلزات سنگین از بدن مورد بررسی قرار میگیرد. با انتقال به صنایع غذایی، محتوای معدنی غنی هیومیک اسید در فرمولهای غذایی مورد استفاده قرار میگیرد و منبع طبیعی عناصر کمیاب ضروری است.
خطرات استفاده از هیومیک اسید
از منظر سم شناسی، استفاده بیش از حد از اسید هیومیک، به ویژه در فرم غلیظ آن، می تواند منجر به سمیت گیاهی شود که به صورت توقف رشد گیاه، کلروز و کاهش عملکرد محصول ظاهر می شود. این به تغییر بالقوه در pH خاک و کیلاسیون مواد مغذی ضروری و غیرقابل دسترس شدن آنها برای گیاهان نسبت داده می شود. در محیطهای آبی، سطوح بالای اسید هیومیک میتواند با نفوذ نور تداخل داشته باشد و به طور بالقوه فرآیندهای فتوسنتزی را در گیاهان آبزی مختل کند و بر تعادل کلی اکوسیستم آبی تأثیر بگذارد. علاوه بر این، اسید هیومیک، به دلیل توانایی های کمپلکسی که دارد، می تواند برخی از فلزات سنگین را بسیج کند، فراهمی زیستی آنها را افزایش داده و خطراتی را برای موجودات زمینی و آبی ایجاد می کند. از نقطه نظر سلامت انسان، در حالی که اسید هیومیک به طور کلی غیر سمی در نظر گرفته می شود، مشتقات یا آلاینده های آن، به ویژه زمانی که از محیط های غیر دست نخورده تهیه می شوند، ممکن است حامل فلزات سنگین یا آلاینده های آلی باشند که در صورت بلعیده شدن، می توانند اثرات مضری برای سلامتی داشته باشند.
نتیجه
اسید هیومیک یک ترکیب آلی پیچیده است که عمدتاً در خاک، ذغال سنگ نارس و زغال سنگ یافت می شود و از تجزیه مواد گیاهی و میکروبی تشکیل می شود. به عنوان یک جزء کلیدی از مواد هیومیک، با بهبود ساختار آن، ترویج جذب مواد مغذی و تحریک رشد گیاه، نقش حیاتی در افزایش حاصلخیزی خاک دارد. فراتر از کشاورزی، اسید هیومیک به دلیل توانایی آن در اتصال فلزات سنگین و آلاینده های آلی، در اصلاح محیط زیست کاربرد دارد. خواص منحصر به فرد آن همچنین باعث علاقه به صنایع مختلف از داروسازی تا آبزی پروری شده است. با این حال، استفاده از آن مستلزم مدیریت دقیق برای جلوگیری از اثرات نامطلوب احتمالی بر گیاهان و محیط زیست است.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.