Tìm hiểu về Axit humic

Axit humic - đối tượng nghiên cứu môi trường

Axit humic (Humic Acid) là gì?

Axit Humic biopolymers được hình thành bên cạnh các chất khác humic (axit fulvic, humin) trong sự suy biến của vật liệu sinh học. Ngay sau khi được phát hiện bởi nhà hóa học người Đức Karl Franz Achard (1753-1821), axit humic được công nhận là thành phần thiết yếu của đất nông nghiệp. Cho đến nay, chúng vẫn là đối tượng của của các nghiên cứu khoa học, chiếm ưu thế nhiều hơn đó là các vấn đề khoa học về đất trồng như là một phần của khoa học nông nghiệp hiện đại. Ngoài ra, các loại thuốc xử lý và các chương trình khuyến mại với axit humic, đặc biệt là trong lĩnh vực thuỷ lý, axit humic trong ruộng đồng tự nhiên và nước giếng, than bùn và đất được chấp nhận như là điển hình trị liệu cũng như trong lĩnh vực virus học, có thể xác minh các đặc tính virostaticcủa axit humic.

Humic acid - một sản phẩm tự nhiên vẫn chưa hoàn toàn được biết đến:

Mặc dù có rất nhiều thông tin về các tính chất của axit humic, mức độ kiến thức của các axit humic liên quan đến đặc tính lý hóa của nó để giải thích các phản ứng hóa học với các chất khác vẫn chưa được thỏa mãn. Trong những năm qua, axit humic ngày càng trở nên một đối tượng của nghiên cứu môi trường. Lý do là, các axit humic đóng một vai trò quan trọng đối với sự chuyển dịch của các kim loại nặng trong địa quyển do xảy ra ở khắp mọi nơi và độ phản ứng hóa học của chúng.

Đặc tính của axit Humic:

Đối với các phản ứng hoá học của axit humic nhóm chức năng được xác định. Đây chủ yếu là các nhóm có chứa oxy, chẳng hạn như các nhóm carboxyl và phenolic OH, có thể dễ dàng xác định bằng phổ IR.

Đặc tính của axit Humic

Xác định số lượng của các nhóm, đó là cần thiết cho việc tìm hiểu về sự tương tác giữa các axit humic và các kim loại nặng, chủ yếu được thực hiện bằng các phương pháp potentiometric (đo điện thể) . Viện chúng tôi đã phát triển một phương pháp phóng xạ để thay thế  cho những phương pháp potentiometric .Như thể hiện trong sơ đồ sau, các nguyên tử hydro có tính axit là dẫn xuất với diazomethane-14C bằng phương pháp này. Qua đó, các nhóm cacboxylic este hóa và các nhóm OH phenol được etherified.Bị chặn phenolic nhóm OH được duy trì trong suốt quá trình thủy phân tiếp theo. Từ các hoạt động phát thanh cụ thể của các axit humic permethylated và các axit humic với các nhóm OH bị chặn phenolic số lượng của các nhóm phản ứng có thể được tính toán một cách dễ dàng. Chúng tôi cũng thực hiện này dẫn xuất với việc không gắn nhãn tổng hợp sửa đổi axit humic với các nhóm OH bị chặn phenolic. Sử dụng những sửa đổi axit humic chúng tôi đang nghiên cứu ảnh hưởng của nhóm OH phenol vào sự tương tác của các axit humic với các kim loại nặng.

Biểu đồ minh họa việc xác định phóng xạ của các nhóm chức năng axit humic

Biểu đồ sau đây minh họa việc xác định phóng xạ của các nhóm chức năng axit humic. Các con số (1) đến (3) đại diện cho những điều sau đây:

(1) Bản gốc axit humic;

(2) Axit humic permethylated 14 C

(3) 14C axit humic với các nhóm OH bị chặn phenolic.

Axit Humic tự nhiên:

Axit Humic liên tục bị thay đổi trong sinh quyển. Những thay đổi nhỏ về điều kiện tự nhiên, chẳng hạn như thay đổi độ pH hoặc cường độ ion, có thể để tạo ra thay đổi các thuộc tính cấu trúc, ví dụ, phá vỡ các liên kết este hoặc hydro. Vì vậy, các đại phân tử được cuộn trong khoảng pH có tính axit mở ra tại các giá trị pH cao hơn kết quả trong một thông cáo của nhóm chức năng trước đây bị cản trở hoặc bị ràng buộc hoặc thậm chí kết tủa trong một phân đoạn một phần của phân tử axit humic. Do đó, axit humic được phân lập từ các hệ thống tự nhiên không bao giờ giống hệt với axit humic trong môi trường tự nhiên. Do đó, kết quả thu được từ việc tìm hiểu với các axit humic trong phòng thí nghiệm không thể được chuyển giao vào địa hóa tính toán mô hình liên quan đến các hành vi di chuyển của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên mà không đánh giá thêm.

Axit Humic mô hình:

Các kiến ​​thức hiện tại về cấu trúc hóa học của các axit humic cho thấy rằng các nhóm chức năng phản ứng có thể được chỉ định rõ ràng phân tử hợp chất hữu cơ rất thấp nào đó.

Vì vậy, các nghiên cứu cơ bản về các hợp chất hữu cơ như axit salicylic có thể được sử dụng như là chất mô hình axit humic. Chúng tôi đã sử dụng mô hình chất axit humic, ví dụ, chúng tôi đã tìm hiểu của các ràng buộc uranium lên axit humic quang phổ hấp thụ X-ray (EXAFS). Tuy nhiên, như các hợp chất mô hình tương đối đơn giản không thể mô tả một cách toàn diện nhất các tính chất của axit humic. Vì vậy, cùng đồng thuận với mục tiêu nghiên cứu của Viện Radiochemistry, một nhóm các nhà khoa học về Hóa học hữu cơ Tracer đã phát triển chất mô hình polymer cho các axit humic. Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển các hợp chất để cho thấy đặc tính chức năng so sánh với axit tự nhiên humic về mặt hóa học thì ổn định hơn. Trong nhóm các melanoidins, nhóm có thể được tổng hợp tương đối dễ dàng, chúng ta sẽ thấy mô hình chất axit humic

Qua những đặc tính chức năng của chúng, kích thước phân tử và các thông số khác có thể có thay đổi lớn bằng cách chọn ra các tiền chất thích hợp và điều kiện thí nghiệm tổng hợp. Theo hiểu biết hiện tại của chúng tôi, các axit humic tổng hợp có tính so sánh hơn với axit humic tự nhiên bởi các polyme của polyphenol - chất mà cũng thể hiện các đặc tính giống như axit humic

Dán nhãn axit Humic mẫu:

Phản ứng melanoidin, đã được mô tả lần đầu tiên bởi nhà hóa học người Pháp LC. Maillard (1916), dựa trên phản ứng của đường khử với các axit amin. Nó cũng thích hợp cho việc chuẩn bị của axit humic 13C và 14C-dán nhãn mô hình. Chúng tôi tổng hợp 14C nhãn hiệu axit humic với những phóng xạ cụ thể, các phản ứng cho phép tìm hiểu động lực (kinetic - động lực) ở môi trường  có nồng độ có liên quan. Như vậy hiện tượng  phóng xạ đặc trưng không bao giờ có thể được thực hiện bằng cách ghi nhãn của axit humic tự nhiên. Hơn nữa, các chức năng của những axit humic tự nhiên sẽ được thay đổi nhiều và lúc này sự ổn định việc dán nhãn được giả định là thấp hơn

Theoria kiêm Praxi

Phản ứng melanoidine, được đặt tên là " phản ứng Maillard" sau khi tìm ra nó, được giả định là một trong những khả năng hình thành nên axit humic trong tự nhiên và do đó nó là phát hiện khá thú vị không chỉ đối với các nghiên cứu cơ bản. Các kiến ​​thức về sự tương tác giữa các chất và kim loại nặng, như radium và uranium, các sản phẩm phân hủy trong môi trường do khai thác mỏ uranium cũ ở Saxony và Thuringia, là rất quan trọng. Vì vậy, chúng tôi đã nghiên cứu và so sánh hành vi phức tự nhiên và tổng hợp của axit humic. Các axit humic thiên nhiên được phân lập từ bề mặt nước chứa niều chất tại vùng đầm lầy "Kleiner Kranichsee" nằm ở vùng lân cận thuộc khu vực khai thác mỏ uranium cựu Johanngeorgenstadt (Saxony, Đức). Việc lấy mẫu và điều tra trong khu bảo tồn thiên nhiên này đã được tiến hành với sự chấp thuận và hỗ trợ của Cơ quan môi trường có thẩm quyền trong Schwarzenberg / Aue. Hơn 400 lít nước đầm lầy đã được lấy mẫu và sau đó xử lý trong phòng thí nghiệm. 10 gam axit humic và 14 gam axit fulvic được phân lập. Chúng tôi nhận thấy rằng axit humic tại vùng đầm lầy "Kleiner Kranichsee" đặc trưng bởi một phản ứng hoá học cao, đặc biệt là khả năng giảm rõ rệt. Điều đó có nghĩa là, trong hệ thống đầm lầy tự nhiên các kim loại hòa tan vẫn còn nguyên vẹn nên chủ yếu là xảy ra tình trạng thái ôxi hóa thấp hơn ở các kim loại đó. Liên quan đến các tương tác giữa các axit humic và uranium mà khả năng hòa tan của chúng đã bị mất đi từ những cơ sở khai thác mỏ uranium có thể rút ra kết luận cho sự di chuyển của uranium trong môi trường: Hy vọng rằng trong hệ sinh thái này bị giải thể, hóa trị sáu uranium được giảm xuống không hòa tan, hóa trị bốn uranium và do đó, uranium được cố định

Tầm nhìn:

Nghiên cứu của chúng tôi tại vùng đầm lầy núi "Kleiner Kranichsee" cũng như các tìm hiểu khác cho thấy rằng chỉ khi so sánh các kết quả thu được những điều tra dựa trên lý thuyết trong phòng thí nghiệm với kết quả thu được từ các nghiên cứu trong hệ thống tự nhiên đã cho phép rút ra những kết luận cơ bản liên quan để thực hành. Điều này đặc biệt quan trọng đối với việc xử lý tại các cơ sở khai thác mỏ uranium cũ ở Saxony và Thuringia, mà việc xử lý này rất cần thiết cho hoạt động phục hồi sự cân bằng sinh thái. Đối với điều này, Viện Radiochemistry (Hóa học phóng xạ) đã có những đóng góp có giá trị với những nghiên cứu ứng dụng của axit humic

Sưu tầm

Bình luận