腐殖酸（又稱胡敏酸Humicacid，簡稱HA）是一種廣泛分布于自然界的有機(jī)高分子化合物，大量存在于土壤、河湖海沉積物以及風(fēng)化煤、褐煤、泥炭中，是構(gòu)成土壤和水體中有機(jī)質(zhì)的主要成分。其作為染色助劑、粘合劑、水處理劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑和鍋爐阻垢劑等廣泛應(yīng)用于電鍍、印染、[wiki]石油[/wiki]、醫(yī)藥、環(huán)保等方面。
腐殖酸（HumicAcid，簡寫HA）是動植物遺骸，主要是植物的遺骸，經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化，以及一系列的化學(xué)過程和積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)。它是由芳香族及其多種官能團(tuán)構(gòu)成的高分子有機(jī)酸，具有良好的生理活性和吸收、絡(luò)合、交換等功能。它廣泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭（又稱草炭）、褐煤、風(fēng)化煤中。按自然界分類，它可以分為三類，即土壤腐植酸、水體腐植酸和[wiki]煤炭[/wiki]腐植酸。九十年代初，用發(fā)酵法，通過接種，可提取生化腐植酸或生化黃腐酸等有機(jī)酸物質(zhì)。
人類對腐植酸的研究，自從1786年從土壤中首次得到已有214年歷史了。如果以我國“藥圣”明代著名醫(yī)藥學(xué)家李時珍《本草綱目》著作中編入的“烏金散”為個例的話，那腐植酸的應(yīng)用已有四百多年了，這充分說明了腐植酸古老的歷史。
我國腐植酸有組織的研究始于五十年代末，主要是從泥炭利用開始的。六十年代，全國掀起了利用腐植酸肥料和改良土壤的熱潮，聲勢很大。真正受到國家重視和推動則是七十年代中期以后。當(dāng)時，國務(wù)院副總理王震同志還親自抓，國務(wù)院先后于1974年和1979年兩次以國發(fā)110號和200號文件，全面推動了我國腐植酸的綜合開發(fā)和利用。八十年代，隨著全國腐植酸事業(yè)的不斷發(fā)展，國家經(jīng)貿(mào)委于1987年批準(zhǔn)成立了“中國腐植酸工業(yè)協(xié)會”，負(fù)責(zé)統(tǒng)一組織和協(xié)調(diào)全國的腐植酸工作。一些腐植酸資源貯量大的省、市，還納入了政府工作序列，為此專門成立了腐植酸辦公室。
我國腐植酸資源非常豐富，它儲量大，分布廣，品位好。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，有泥炭124．8億噸，居世界第四位；褐煤1265億噸，還有大量的風(fēng)化煤。在利用生物工程方面，進(jìn)一步篩選優(yōu)良菌種，加快開發(fā)定向菌種，這樣，研制生化腐植酸或生化黃腐酸類產(chǎn)品的資源利用就會無窮無盡。
腐植酸作為有機(jī)物原料，廣泛地應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、石油、[wiki]化工[/wiki]、建材、醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)保等各個領(lǐng)域�，F(xiàn)屬于直接或間接應(yīng)用腐植酸物質(zhì)的有五個方面，可歸納為七十個小節(jié)。我國開發(fā)的主要產(chǎn)品有肥料、農(nóng)藥、獸藥、抗旱劑、飼料添加劑；藥品、保健品、化妝品；石油助劑、工業(yè)水處理劑、水煤漿穩(wěn)定劑、蓄電池膨脹劑、陶瓷添加劑、油墨添加劑等一百多個品種，已經(jīng)基本上構(gòu)成了我國腐植酸類產(chǎn)品的完整體系。
我國腐植酸的綜合利用方面，雖然起步晚，其技術(shù)水平在世界上并不落后。我國從事腐植酸科學(xué)研究的高等院校、研究院所多達(dá)109個，先后取得了300多項科研成果，一些技術(shù)產(chǎn)品還達(dá)到了國際較好水平。如HA有機(jī)肥、FA抗旱劑、SPNH高溫高壓降濾失劑、HA多功能無污染水處理劑等環(huán)保產(chǎn)品。像“烏金口服液”等醫(yī)藥保健品還是國粹。
現(xiàn)在，我國政府下決心治理生態(tài)環(huán)境，改善人們的生產(chǎn)和生活方式，這就為腐植酸的開發(fā)應(yīng)用提供了大舞臺。由于腐植酸具有特殊功能，它將在防沙治沙、改良土壤、城市污水處理、生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)、生產(chǎn)綠色、有機(jī)產(chǎn)品、開發(fā)藥品、保健品等方面發(fā)揮其獨特的作用
1腐殖酸的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
腐殖酸是由C、H、O、N、S等元素組成。工業(yè)上所用腐殖酸多數(shù)是用堿溶酸析的方法從風(fēng)化煤、褐煤和泥煤中提取出來的。一般認(rèn)為，腐殖酸是一組芳香結(jié)構(gòu)的、性質(zhì)相似的酸性物質(zhì)的復(fù)雜混合物，它的大小約由10個分子大小的微結(jié)構(gòu)單元組成，每個結(jié)構(gòu)單元又是由核、橋、鍵、活性基團(tuán)組成，各種類型的腐殖酸普遍存在苯的衍生物，脂肪酸、苯羧酸、酚羧以及它們的衍生物。腐殖酸是一種親水性可逆膠體，比重在1.330～1.448之間，通常腐殖酸多呈黑色或棕色膠體狀態(tài)，其顏色和比重隨煤化程度的加深而增加。腐殖酸具有疏松的“海綿狀”結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)生巨大的表面積（330～340m2/g）和表面能，構(gòu)成了物理吸附的應(yīng)力基礎(chǔ)。由于腐殖酸分子結(jié)構(gòu)中所含的活性基團(tuán)能與金屬離子進(jìn)行離子交換、絡(luò)合或螯合反應(yīng)，因此可用來處理重金屬離子廢水、印染廢水和其他工業(yè)廢水。
2腐殖酸在水處理中的應(yīng)用
2.1處理重金屬離子廢水
重金屬離子廢水是一種對生態(tài)[wiki]環(huán)境[/wiki]危害極大的工業(yè)廢水，重金屬離子進(jìn)入環(huán)境后參與食物鏈直接威脅人體健康，帶來嚴(yán)重后果。目前對含重金屬離子Pb2＋、Cu2＋、Cr3＋、Cd2＋等的廢水處理方法主要分為兩類：一類是將溶液中的金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄晕镔|(zhì)，如化學(xué)沉淀法、電解還原法等；另一類是不改變金屬離子化學(xué)形態(tài)條件下的縮合分離，如離子交換法和交換纖維法等�；瘜W(xué)沉淀法通常是向廢水中加入化學(xué)藥劑，使重金屬離子生成不溶的或難溶的化合物沉淀析出，但此法所用沉淀劑價格較貴，處理中易排出有害氣體，反應(yīng)后殘留物的去除還存在一定困難；電解還原法是通過電解作用使重金屬離子在電極上析出，此法操作簡便，不必消耗化學(xué)藥劑，但電和金屬電極消耗大，而且在處理過程中產(chǎn)生大量的污泥還需要進(jìn)一步的處理；離子交換法處理效果好，但處理廢水成本較高。交換纖維是一種新型的交換材料，其特點是比顆粒狀吸附劑交換速度快，多用于各種無機(jī)離子的分離、提�。ㄈ缰亟饘�、貴金屬等），但用于處理廢水成本較高。而泥炭價格低，其中含有腐殖酸及羥基、羧基、醌基等活性基團(tuán)，可與水中重金屬發(fā)生離子交換、絡(luò)合反應(yīng)及表面吸附作用，對重金屬離子具有很好的去除效果，去除率均在97[wiki]%[/wiki]以上，且具有較強(qiáng)的抗Ca2＋、Mg2＋干擾能力。吸附重金屬離子后，經(jīng)過解析脫附再生處理可循環(huán)利用。利用大同風(fēng)化煤粉中的腐殖酸處理天津某廠含鎘電鍍廢水，使處理前含鎘量為92.5mg/L的水，處理后鎘含量降為0.1mg/L，去除率為99.8%，達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。利用吉林黃泥河泥炭（腐殖酸含量42.6%，粒徑＜60目)對長春某廠的電鍍含鉻廢水進(jìn)行吸附實驗，常溫下間歇攪拌，吸附5h后，鉻的去除率達(dá)96.6%以上。
2.2處理染色廢水
染料廢水在處理中脫色是一個難題。利用泥炭腐殖酸作為陽離子染料脫色劑用于處理陽離子印染廢水，無論色度有多高，通過泥炭脫色劑濾層，都可達(dá)到無色透明，經(jīng)脫色處理后的污水可循環(huán)利用。泥炭吸附劑也可以把染色廢水中毒性較大的陽離子緩染劑（1227）和柔劑VS等去除97%以上。利用腐殖酸鈉對印染廢水進(jìn)行處理研究，實驗結(jié)果表明，對染色污染物的去除率很高，而且工藝成本較低，具有較高的凈化效果。
2.3用于阻垢緩蝕劑
腐殖酸主要是一些天然的芳香族羥基羧酸，相對分子質(zhì)量大，具有離子交換、吸附絡(luò)合等性質(zhì)及良好的滲透性與分散性，且能有效地分散金屬氧化物，在金屬表面形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的保護(hù)膜，表現(xiàn)出良好的阻垢、除垢和緩蝕性。利用腐殖酸鈉和含磺酸基的共聚物為原料制得HA/P共混物對水中CaCO3、Ca3(PO4)2的阻垢率、Fe2O3的分散性以及緩蝕性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，此共混物具有很高的阻垢、分散和緩蝕性能，避免了由于缺少磷系水處理劑而帶來的不利影響，具有很高的實際應(yīng)用價值。
2.4用于處理其他工業(yè)廢水
用含77.22%游離腐殖酸的Kapucin制劑進(jìn)行污水脫酚試驗，在向污水中加入此種制劑時，腐殖酸變成腐殖酸鹽，可以吸附污水中的酚。被酚飽和的腐殖酸鹽以沉淀物形式從污水中分離出來。日本進(jìn)行的研究是將2～3mm的SiO2用酚醛樹脂涂覆后再涂上腐殖酸制成吸油劑，用于處理含油廢水，去油效果非常理想。按5:100比例將含有腐殖酸和微生物的土壤丸粒投入屠宰廠廢水中（含BOD14300mg/L、固體懸浮物18900mg/L及大腸桿菌24000mg/L），在3個曝氣池中連續(xù)反應(yīng)，較后生成一種不含大腸桿菌、BOD和懸浮固體極低（分別為65和19mg/L）的澄清液。
3應(yīng)用前景
由于腐殖酸具有較強(qiáng)的離子交換能力、吸附能力和脫除雜質(zhì)能力，而且原料來源廣泛，制造簡單，生產(chǎn)成本低，使用安全方便，還可以再生回用，因此在處理工業(yè)廢水、廢氣等方面的應(yīng)用日益受到各國廣泛關(guān)注。近十年來，它作為廢水廢氣凈化劑，作為脫臭劑等在國內(nèi)外都進(jìn)行了大量的研制工作。作為一種新型天然水處理劑，其開發(fā)利用前景將是非常廣闊的。

腐植酸的主要元素組成為碳、氫、氧、氮、硫，是一種多價酚型芳香族化合物與氮化合物的縮聚物。分子量分布較寬，小分子分子量為幾萬，大分子分子量達(dá)幾萬到幾百萬。結(jié)構(gòu)組成也相當(dāng)復(fù)雜，含有酚羥基、羥基、醇羥基、醌羥基、烯醇基、磺酸基、胺基、游離的醌基、半醌基、醌氧基、甲氧基等多種功能團(tuán)。各組成間通過鍵合、氫鍵、吸附等化學(xué)、物理作用糾結(jié)在一起。由于這些活性基團(tuán)的存在，決定了腐植酸的酸性、親水性、離子交換性，絡(luò)合性和較高的吸附能力、緩沖、催化能力。在飼料中添加腐植酸，可有效吸附飼料因貯藏所產(chǎn)生的各種有毒有害物質(zhì)，在消化代謝過程中也能吸附因消化代謝所產(chǎn)生的有毒物質(zhì)。如：胺類、硫化氫等物質(zhì)，維持腸道正常的微生物區(qū)系。腐植酸在飼料中添加，也可作為藥物的作用，對腸潰瘍和胃炎有顯著的治療作用。由于腐植酸含有小分子的黃腐酸，能粘附在潰瘍表面，起到迅速止血，有利于組織快速愈合。腐植酸對動物有免疫增強(qiáng)作用，在免疫過程中抗原物質(zhì)攝取、細(xì)胞免疫和體液免疫各階段均有促進(jìn)作用。腐植酸含有醌基能參與機(jī)體的氧化還原反應(yīng)、保持旺盛的新陳代謝，促進(jìn)細(xì)胞的增殖。腐植酸還可作用于植物神經(jīng)系統(tǒng)，能抑制交感神經(jīng)的興奮，使動物安靜，消耗減少。又由于腐植酸是一種有機(jī)酸，可調(diào)節(jié)消化道pH值，促進(jìn)幼齡動物消化酶的分泌，活化體內(nèi)多種酶的活性，改變細(xì)胞膜的通透性，提高對飼料養(yǎng)分的吸收，提高飼料的利用率，促進(jìn)生長發(fā)育。對于生化黃腐酸，它不但含有腐植酸，還含有一定量的核酸，氨基酸，VB、VC、肌醇、多糖，除具有很強(qiáng)的生物活性外，還是動物重要的營養(yǎng)物質(zhì)�？傊鶕�(jù)臨床證明，腐植酸具有止血、消炎、止痛、收斂、吸附、抗過敏、促分泌，調(diào)節(jié)腸胃功能，提高機(jī)體免疫力，增強(qiáng)動物的抗病能力。目前，一些飼料生產(chǎn)廠家，為迎合養(yǎng)殖戶的消費心理，提高動物的生長，追求飼料效果，在飼料中加入了大量抗生素藥物，由于抗生素藥物的殘留，直接影響著人們的健康。腐植酸作為綠色環(huán)保產(chǎn)品，完全可以在飼料中添加以取代抗生素藥物。近幾年的科學(xué)研究表明，腐植酸作為一種新型飼料添加劑，其功效奇特，在養(yǎng)殖中起到了十分重要的作用，也必將推動飼料工業(yè)的發(fā)展。
一類天然的大分子芳香族羥基羧酸。廣泛存在于土壤有機(jī)質(zhì)、泥炭、褐煤、風(fēng)化煤以及湖泊和海洋沉積物中。煤經(jīng)人工氧化(如用空氣、臭氧或硝酸處理)可形成再生腐植酸，如煤用硝酸輕度氧化所得的產(chǎn)物稱為硝基腐植酸。提取的方法是先用酸處理,脫去部分礦物質(zhì),再用稀堿溶液萃取,萃取液加酸酸化,即可得到腐植酸沉淀。根據(jù)腐植酸在溶劑中的溶解度，可分為三個組分：①溶于丙酮或乙醇的部分稱為棕腐酸；②不溶于丙酮部分稱為黑腐酸；③溶于水或稀酸的部分稱為黃腐酸（又稱富里酸）。腐植酸大分子的基本結(jié)構(gòu)是芳環(huán)和脂環(huán)，環(huán)上連有羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等官能團(tuán)。與金屬離子有交換、吸附、絡(luò)合、螯合等作用；在分散體系中作為聚電解質(zhì)、有凝聚、膠溶、分散等作用。腐植酸分子上還有一定數(shù)量的自由基，具有生理活性。
　　腐植酸及其制品有多種用途。在農(nóng)業(yè)方面，與氮、磷、鉀等元素結(jié)合制成的腐植酸類肥料（例如：用氨中和腐植酸可制成腐植酸銨肥料），具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等功能；硝基腐植酸可用作水稻育秧調(diào)酸劑；腐植酸鎂、腐植酸鋅、腐植酸尿素鐵分別在補(bǔ)充土壤缺鎂、玉米缺鋅、果樹缺鐵上有良好的效果；腐植酸和除草醚、莠去津等農(nóng)藥混用，可以提高藥效、抑制殘毒；腐植酸鈉對治療蘋果樹腐爛病有效。在畜牧業(yè)方面，腐植酸鈉用于鹿茸止血，硝基腐植酸尿素絡(luò)合物作牛飼料添加劑也有良好的效果。在工業(yè)方面，腐植酸鈉用于陶瓷泥料調(diào)整；低壓鍋爐、機(jī)車鍋爐防垢；腐植酸離子交換劑用于處理含重金屬廢水；磺化腐植酸鈉用于水泥減水劑；腐植酸制品還用作石油鉆井泥漿處理劑；提純腐植酸用作鉛蓄電池陰極膨脹劑。中國有上述多種產(chǎn)品，應(yīng)用比較廣泛。
腐植酸的分類按照來源，腐植酸可分為天然腐植酸和人造腐植酸兩大類。在天然腐殖酸中，又按存在領(lǐng)域分為土壤腐植酸、煤炭煤腐植酸、水體腐植酸和霉菌腐植酸等。按照生成方式，腐植酸可分為原生腐植酸和再生腐植酸（包括天然風(fēng)化煤和人工氧化煤中的腐植酸）。按照在溶劑中的溶解性和顏色分類，腐植酸可分為黃腐酸、棕腐酸、黑腐酸。在早先的文獻(xiàn)中，還有灰腐酸、褐腐酸和綠色腐植酸的稱呼，其實都是不同溶劑分離出來的。按照天然結(jié)合狀態(tài)，又分為游離腐植酸和（鈣、鎂）結(jié)合腐植酸。按照腐植酸的腐植化程度（吸光系數(shù)等指標(biāo)），分為A型、B型（真正的腐植酸）和RP型和P型（不成熟的腐植酸）等。