腐殖酸纯度测定及影响因素分析

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２６卷　第２期　２００８年３月　市　政　技　术　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．２　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｍａｒｃｈ，２００８　文章编号：１００９—７７６７（２００８）０２—０１６０—０３　腐殖酸纯度测定及影响因素分析　路远，孙力平，王建伟，袁忠伟，陈修辉　３００３８４）　（天津城市建设学院环境与市政工程系，天津摘要：研究了一种测定腐殖酸纯度的方法一酸碱滴定法，并对影响此方法的浸提剂种类、加热浸提时间和加热氧化时　间进行了分析，并确定了纯度测定方法的最优操作条件。结果表明：通过该方法可以简便准确地测定出腐殖酸纯度。　关键词：泥炭；腐殖酸；纯度测定；酸碱滴定　中图分类号：Ｘ　７０３．５　文献标志码：Ａ　Ｐｕｒｉｔｙ　Ｑｕｏｔｉｅｎｔ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｈｕｍｉｃ　Ａｃｉｄ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　Ｆａｃｔｏｒｓ　Ｌｕ　Ｙｕａｎ，Ｓｕｎ　Ｌｉｐｉｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｊｉａｎｗｅｉ，Ｙｕａｎ　Ｚｈｏｎｇｗｅｉ，Ｃｈｅｎ　Ｘｉｕｈｕｉ　（Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｒｂａｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａｃｉｄ－ｂａｓｅｔｉｔｒａｔｉｏｎ　ｍｅａｎｓ　ａｓ　ａ　ｎｅｗ　ｗａｙ　ｔｏ　ｍｅａｓｕｒｅ　ｈｕｍｉｃ　ａｃｉｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ，ｉｔ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｍｅａｓｕｒｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｄｉｓｔｉｌｌｅｒｓ，ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｄｉｓｔｉｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｆｉｎｄｓ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｍｅｎｓｕｒａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｕｒｉｔｙ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｍｅａｎｓ　ｃａｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔｈｅ　ｐｕｒｉｔｙ　ｏｆ　ｈｕｍｉｃ　ａｃｉｄ　ｅａｓｉｌｙ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄ：ｐｅａｔ；ｈｕｍｉｃ　ａｃｉｄ；ｃｏｎｔｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ａｃｉｄ——ｂａｓｅｔｉｔｒａｔｉｏｎ　腐殖酸是一种广泛分布于自然界，结构复杂的有　机高分子化合物ｌｌ１２１，它存在于土壤、河湖海沉积物以　及风化煤、褐煤、泥炭中［３１，由Ｃ、Ｈ、０、Ｎ、Ｓ等元素组　成．是一组芳香结构的、性质相似的酸性物质的复杂　混合物。腐殖酸具有较强的离子交换能力、吸附能力　和脱除杂质能力，原料来源广泛，制造简单，生产成本　酸的研究和应用，但是对腐殖酸纯度的测定方法却鲜　见相关文献报道。所以要想精确地知道泥炭、草炭以　及市场上腐殖酸产品中腐殖酸的纯度比较困难，所以　本文将重点研究腐殖酸纯度的测定方法，并对影响纯　度测定的因素进行分析。　１实验部分　低，使用安全方便，还可以再生回用等特点，因此在水　处理方面的应用日益广泛。近十年来，它作为废水、废　气的净化剂和阻垢剂已被国内外进行了大量的研制。　同时它作为一种新型天然水处理剂，其开发利用前景　１．１腐殖酸纯度测定　１．１．１测定原理　泥炭中包括游离态的腐殖酸以及与钙、镁离子络　合的结合态腐殖酸，前者溶于碱溶液而后者不溶，且　非常广阔。可以说腐殖酸具有广泛的用途，已经渗透　到工业、农业、医学、水处理ｌ４，５１等各个方面。　焦磷酸钠在碱性介质中有较强的络合钙、镁离子的能　力．能将泥炭中的难溶于碱液的络合态的腐殖酸转化　为易溶于水的腐殖酸钠盐ｌ６Ｊ。为了完全提取出泥炭中　从泥炭或者草炭中提取腐殖酸有相关的文献报　道，但是此方法提取的腐殖酸不精确，它既包含一定　的灰分又不能把泥炭或者草炭中的腐殖酸完全提取　的腐殖酸，并精确知道样品中腐殖酸纯度．可先用焦　磷酸钠溶液浸提。浸提的原理参见下式：　Ｒ（ＣＯＯＨ）４４－４ＮａＯＨ—÷Ｒ（ＣＯＯＮａ）４＋２Ｈ２Ｏ，　出来，所以不能精确表征腐殖酸的纯度．不利于腐殖　收稿日期：２００７—１１－０９　作者简介：路远（１９８３一），男，河南泌阳人，在读硕士，主要研究方向　为污水资源化。　Ｃａ２（ＣＯＯＨ）４＋４ＮａＯＨ－－＋Ｃａ２（ＣＯＯＮａ）４＋４Ｈ２０，　Ｃａ２（ＣＯＯＨ）４＋Ｎａ４Ｐ２Ｏ７—÷Ｃａ２（ＣＯＯＮａ）４＋Ｈ　Ｏ７。　然后再用浓硫酸和重铬酸钾溶液氧化腐殖酸盐，　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００８年第２期　腐殖酸纯度测定及影响因素分析　・１６１・　用ＦｅＳＯ　溶液滴定——酸碱滴定法，从而计算出泥炭　样品中腐殖酸纯度。　按照测定方法．对３组样品中腐殖酸的纯度进行　测定。滴定用的ＦｅＳＯ　量以及计算的腐殖酸纯度的结　果见表１。　表１　腐殖酸测定与计算结果　１．１．２主要材料与仪器　泥炭风干样品（该泥炭样品为棕黑色，疏松，无光　泽．取自河北某地）、氢氧化纳溶液、０．０５　ｍｏＵＬＦｅＳＯ　标准溶液、邻菲哕林指示剂（１．５　ｇ邻菲哕林＋ｌ　ｇ硫酸　亚铁胺＋１００　ｍＬ蒸馏水）、浓硫酸、０．１３　ｍｏｌ／Ｌ重铬酸钾　溶液、焦磷酸钠浸提剂（１５　ｇ　Ｎａ，Ｐ２Ｏ７．１０Ｈ２０＋７　ｇ　ＮａＯＨ　克溶于１　Ｌ水中）、电子天平、烘箱、水浴锅等。　１．１．３测定方法　１）称取风干样品０．２５　ｇ．置于３００　ｍＬ的锥形瓶　中．加入焦磷酸钠浸提剂１７５　ｍＬ摇动，使样品充分　润湿　２）在沸水浴中加热，此过程中不断摇动锥形瓶，　使样品全部下沉．１４０　ｍｉｎ后取出，冷却。　３）将浸出液及残渣全部倾入２５０　ｍＬ容量瓶中，　用水洗涤锥形瓶２—３次．洗涤液也一并倒入容量瓶中　定溶，用快速定性滤纸过滤。　４）吸取滤液５　ｍＬ置于锥形瓶中．加入０．１３　ｍｏｌ／Ｌ　重铬酸钾溶液５　ｍＬ和浓硫酸１５　ｍＬ．在沸水浴中加　热氧化３０　ｍｉｎ，取出冷却至室温。　５）用水稀释至约１５０　ｍＬ，加入３滴邻菲哕林指　示剂．用标准溶液滴定，滴定终点是溶液变为红色，记　录ＦｅＳＯ　用量。　６）吸取０．１３　ｍｄ／Ｌ重铬酸钾溶液５　ｍＬ，加入焦磷　酸钠浸提剂５　ｍＬ和浓硫酸１５　ｍＬ．按上述条件加热　和滴定．测定空白标定值　７）计算：　总腐殖酸（％）＝Ｏ．０５（　一ｂ）ｘ０．００６／（ＷｘＣ）ｘ　分取倍数￣１００　式中：ａ为空白标定时用去ＦｅＳＯ　标准溶液的体积，　ｍＬ；ｂ为样品标定时用去ＦｅＳＯ　标准溶液的体积，　ｍＬ；Ｏ．００６为计算系数；Ｃ为腐殖酸的含Ｃ率（草炭腐　殖酸为０．５８，褐煤为０．６４，风化煤为０．６７）；Ｗ为称样　重，ｇ；分取倍数为２５０／５＝５０。　２结果与分析　２．１　实验测定与计算结果　取泥炭样品，加入焦磷酸钠浸提剂充分加热浸　提．再对浸提液用浓硫酸和重铬酸钾溶液在沸水浴下　加热氧化．最后用标准溶液滴定从而计算出泥炭样品　中腐殖酸的纯度。样品和数据都取３组做平行样。当　样品中腐殖酸纯度≥３０％时，允许的平行误差是３％；　纯度＜３Ｏ％时．允许的平行误差要＜２％。　由表１可以看出．３个样品中腐殖酸的纯度都超　过了３Ｏ％，其最大误差为２．１％，在允许误差范围内，　此结果是可靠的，能代表此样品中腐殖酸纯度。所以　给样品的腐殖酸纯度取其平均值为３６．１％。　该方法可以用来检测泥炭、草炭以及商用腐殖酸　中腐殖酸的含量，而且比较简便、快捷、准确，为研究　和应用腐殖酸起到了很好的参考作用。　２．２纯度测定的影响因素分析　２．２．１氢氧化钠做浸提剂时的测定结果　采用氢氧化钠做浸提剂来测定样品中腐殖酸的　纯度。样品和数据都取３组做平行样。　按照测定方法，对３组样品中腐殖酸的纯度进行　测定，其中步骤１）的焦磷酸钠用氢氧化钠代替，滴定　用的ＦｅＳＯ　量以及计算的腐殖酸纯度见表２。　表２腐殖酸测定与计算结果　由表２可以看出．３个样品中腐殖酸的含量都　＜３Ｏ％，其最大误差为ｌ％，在允许误差范围内，结果　是可靠的。该样品中腐殖酸的测定纯度取其平均值　２８．６％。　经比较认定，用氢氧化钠做浸提剂不如用焦磷酸　钠．且后者的测定结果更能充分代表样品中腐殖酸的　纯度。　２．２．２加热浸提时间对腐殖酸提取量的影响　当用焦磷酸钠溶液加热浸提腐殖酸时，其加热浸　提时间的长短会对腐殖酸的纯度产生影响，见图１。　维普资讯 http://www.cqvip.com

・１６２・　市政技术　第２６卷　从图２可以看出，随着加热氧化时问的增加，从　１５　ｍｉｎ到３０　ｍｉｎ时，滴定用ＦｅＳＯ　量增加，相应的腐　殖酸测定含量也增加，当氧化时间为３０　ｍｉｎ时，腐殖　酸测定含量达到最大值，其平均值是３６．１５％，随着加　热时间的继续增加（超过３０　ｍｉｎ）腐殖酸测定含量基　本上不再变化，这说明沸水浴加热３０　ｍｉｎ已经使氧　化反应发生得很充分了。　网１腐殖酸量对浸提时间图　因此，在加热氧化３０　ｍｉｎ时．腐殖酸测定纯度为　从图１可以看出．在６０～１４０ｍｉｎ之间时．随着加　热浸提时间的增加，同一样品的腐殖酸纯度测定量　３６．１５％．达到最大值。　３结论　增加，到１４０　ｍｉｎ时，测定值达到最大，其平均值为　３６．２％，当时间大于１４０　ｍｉｎ后，随着时间的增加，腐　殖酸的测定含量基本稳定。出现上述现象的原因是在　加热浸提时间从６０　ｍｉｎ到１４０　ｍｉｎ时，焦磷酸钠溶液　与泥炭中的结合态的腐殖酸反应在逐渐充分，当加热　时间增加到１４０　ｍｉｎ时，反应最充分，提取效果最好。　１）酸碱滴定法能测定泥炭、草炭以及商用腐殖酸　等的腐殖酸纯度而且操作简单快捷，准确率高．有很强　的实用性。其最优条件是：焦磷酸钠加热浸提时间为　１４０　ｍｉｎ，浓硫酸和重铬酸钾加热氧化时间为３０　ｍｉｎ。　２）用焦磷酸钠做浸提剂所测定的腐殖酸含量更　能代表样品中腐殖酸的纯度。　参考文献：　【１】Ｇｈｏｓｈ　Ｋ，Ｃｈｎｉｔｚｅｒ　Ｍ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ　ｅ　ｃｕｌａｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｈｕｍｉｃ　加热时间为１６０　ｍｉｎ时，腐殖酸含量出现稍微的下降，　其原因是样品中腐殖酸分布不均匀，但不影响结论。　２．２．３加热氧化时间对腐殖酸提取量的影响　当用重铬酸钾溶液和浓硫酸溶液进行氧化时，其　加热氧化时间会对测定结果产生影响．见图２。　ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ［Ｊ］．ＳｏｉｌＳｃｉ，１９８０，１２９：２６６—２７６．　【２】郑平．煤炭腐殖酸的生产和应用【Ｍ】．北京：化学工业出版　社．１９９１：６０—６９．　【３】李文光．优质矿物肥料草炭在农业上的利用与研究【Ｊ】．化工　矿产地质，２００２（６）：１　１５—１　１８．　［４】刘康德．腐殖酸应用领域生产现状『Ｊ］．精细与专用化学品，　１９９９，２０（１）：１３－１４．　【５１阎书春，王凤琴．泥炭和腐殖酸类物质在环境保护中的应　用［Ｊ】．环境保护科学，１９９４，６８（２）：２３—２７．　加热氧化时间／ｒａｉｎ　【６１王兰，巴音．废水处理的新材料新方法［Ｍ】．北京：中国环境　科学出版社，１９９１：１０６—１２２．　图２腐殖酸量对氧化时间图　（上接第９１页）　考核标准手册ｆＭ】．北京：企业管理出版社，２００５：８２７．　与企业管理的新理念，总结国企绩效考核的发展实践，　［２１奚玉芹，金永红．企业薪酬与绩效管理体系设计【Ｍ】．北京：　机械工业出版社，２００５：１７０—１７１．　借鉴国外成功经验，改革攻坚绩效考核面临的深层次　矛盾和问题，逐步建立起一套符合国情，科学、合理、　完善的企业绩效考核体系。　参考文献：　ｆ１１现代企业内控管理研究课题组．现代企业岗位执行及绩效　【３】林泽炎，王继承．绩效考核操作实务　】．广州：广东经济出　版社，２００３：３９—４０．　１王立嵘．构建社会主义和谐企业要处理好四个方面的关系　［ＥＢ／ＯＬ］＿ｌ２００７－１２－０８］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｊｇｚｗ．ｇｏｖ．ｃｎ／ＧＺＷａｐｐｓ／　ｓｅａｒｃｈ／ｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｈ．ａｓｐｘ．　（上接第１５９页）　范［Ｓ１．北京：中国建筑Ｔ业出版社，２００２．　ｆ３１　Ｓｅｈｍｉｄｔ　Ｂ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｅａｒｔｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｔ　Ｒｅｓｔ　Ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　．Ｓｏｉｌｓ　ａｎｄ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，１９６７，７（１）：３　１—４０．　［５　Ｍａｒ５］ｃｈｅｔｔｉ　Ｓ．Ｉｎ—Ｓｉｔｕ　Ｔｅｓｔｓ　ｂｙ　Ｆｌａｔ　Ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＡＳＣＥ，１９８０，１０７（３）：８３２—８３７．　【６】ＴＬｕｎｎｅ，Ｊ　ＪＭＰｏｗｅｌｌ，ＥＡＨａｕｇｅ，ｅｔ　ａ１．Ｕｇｌｏｗ　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒ　ｒｅａｄｉｎｇｓ　ｗｉｔｈ　ｌａｔｅｒａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｃｌａｙｓ【Ｊ１＿Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｒｅｃｏｒｄ，１９９０，１２７８：１８３～１９３．　Ｓｔｒｅｓｓ　Ｈｉｓｔｍｗ［Ｊ］．Ｃａｎａ（１ｉａｎ　Ｇｅｔｃｈｎｉｃ　Ｊｏｕｒｎａｌ，１９９６，３（４）：２３９—　２４２．　【４】Ｉ　Ａｌｐａｎ．Ｔｈｅ　Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　Ｋ０　ａｎｄ　Ｋ【ｌＨ