Гуминовые вещества представляют собой структурно определенную фракцию органического вещества почвы, которая считается важным компонентом биосферы, поскольку отвечает за многие физические и химические процессы в почве. Органический углерод составляет примерно 62 процента глобального углерода в почве, причем по крайней мере половина этого углерода относится к химически устойчивой части, известной как гуминовые вещества (HS).
Растительная и микробная биомасса являются основными источниками производства органических веществ в почве, а их состав и свойства являются важными основными ограничениями для процессов гумификации. Рассматривая структурные аспекты ГС, мы должны понимать вклад различных групп соединений, составляющих эти ткани. Эти типы соединений включают внутриклеточные (т.е. белки) и структурные (например, полисахариды, лигнин и алифатические) соединения, которые формируют мембраны и клеточные стенки, включая мембранные липиды и кутикулы растений [2].
Из-за их тесных связей с минеральными фазами почвы они не поддаются легкому разложению и химически сложны для использования микробами. Одним из наиболее примечательных свойств ГВ в почве является их способность взаимодействовать с ионами металлов, оксидами, гидроксидами, минеральными и органическими соединениями, в том числе с токсичными примесями, с образованием водорастворимых и водонерастворимых комплексов [4].
Гуминовые вещества (ГВ) являются важными элементами природного органического вещества (НОВ) в почве, воде, а также геологических органических веществ, включая сланцы, бурые угли, торф и озерные отложения. Они способствуют коричневому или черному цвету поверхностных почв и составляют большую часть характерного коричневого цвета гниющих растительных отходов. Они являются основными компонентами NOM в поверхностных водах и могут придавать темный цвет при более высоких концентрациях, особенно в коричневых пресноводных прудах, озерах и ручьях. Цвет компостов из-за листового опада может варьироваться от желтовато-коричневого до черного в зависимости от степени разложения и концентрации. Хорошо известно, что HS являются наиболее важным источником переходного тугоплавкого органического углерода в земной коре. Традиционно смеси перерабатывают в гуминовые кислоты (ГК), фульвокислоты (ФК) и гумин (Ху). Под ГК понимают фракцию, осажденную из водного раствора при рН < 2 (в кислых условиях), ЖК остаются в растворе после осаждения ГК, а фракция Ху нерастворима в водных растворителях.
Рассмотрим виды гуминовых веществ.
Гумус обычно представляет собой сложный комплекс углеродсодержащих соединений коричневатого или черного цвета, который не демонстрирует клеточную организацию в форме тел животных или растений под световым микроскопом. Гумус отличается от негуминовых веществ, таких как углеводы (основной компонент углерода), жиры, воски, алканы, пептиды, аминокислоты, белки, липиды и органические кислоты, тем, что у этих негуминовых веществ разные химические формулы. можно опубликовать. Большинство малых молекул негуминовых соединений легко разрушаются почвенными микробами. Почвенный гумус, напротив, медленно разлагается в естественных почвенных условиях. В сочетании с почвенными минералами почвенный гумус может сохраняться в почве веками. Гумус является основным компонентом органического вещества почвы, составляя от 65 до 75 процентов от общего количества. Гумус играет важную роль как фактор плодородия всех почв, значительно превосходя его процентный вклад в общую массу почвы [9].
Гумины происходят из гуминовых соединений, которые не растворяются в щелочах, не растворяются в кислотах и нерастворимы в нейтральном диапазоне pH. Однако физические и химические свойства гуминов частично известны. Гуминовые комплексы также признаны макроорганическими веществами из-за их большой молекулярной массы [6]. Гумины обладают высокой устойчивостью к разложению всех гуминовых веществ, содержащихся в почве. Гумины известны тем, что повышают водоудерживающую способность почвы, улучшают ее плодородие, выравнивают структуру почвы, сохраняют стабильность почвы и действуют как катионообменник.
Гуминовые кислоты (ГК) – это органические кислоты, представляющие собой комбинацию слабых алифатических (углеродные цепи) и ароматических (углеродные кольца) органических кислот, нерастворимых в кислой воде, но растворимых в щелочной воде [8]. Гуминовые кислоты состоят из гуминовых соединений, которые выпадают в осадок из водной среды при понижении pH ниже 2. Из-за переменного химического состава гуминовые кислоты (ГК) также называют полидисперсными. Предполагается, что эти сложные углеродсодержащие соединения представляют собой трехмерно гибкие линейные полимеры, которые расположены в форме случайных клубков со сшитыми связями. В среднем 35 процентов молекул гуминовой кислоты (ГК) являются ароматическими (углеродные кольца), а остальные компоненты являются алифатическими (углеродные цепи) [6].
Глинистые минералы легко связываются с полимерами гуминовых кислот (ГК), образуя стабильные органические глинистые комплексы. Природные и синтетическо-органические химические вещества могут располагаться в периферийных порах полимера в виде решетки (клатрата). Гуминовые кислоты (ГК) легко соединяются со следами неорганических минеральных элементов с образованием солей. В литературе сообщается, что в встречающихся в природе гуминовых кислотах (ГК) существует более 60 различных минеральных элементов. Эти микроэлементы связаны с молекулами гуминовых кислот в форме, легко усваиваемой различными живыми организмами. В результате гуминовые кислоты (ГК) играют важную роль в ионном обмене и комплексообразовании (хелатировании) металлов [8].
Существует доля гуминовых веществ, растворимых в воде при всех уровнях pH. Они известны как фульвокислоты, поскольку остаются в растворе после удаления гуминовой кислоты путем подкисления (ФК). Цвет фульвовых кислот варьируется от светло-желтого до желто-коричневого. Элементный состав различных ЖК и ГК показывает, что основными элементами в их составе являются C, H, O, N и S. Эти основные элементы присутствуют всегда, независимо от их рождения, страны происхождения или континента происхождения.
15 страниц
94% уникальность
2024 год
3 просмотров
