[发明专利]一种从地表水和/或土壤中分离和提取富里酸的方法

说明书

本发明公开了一种从地表水和/或土壤中分离和提取富里酸的方法，属于富里酸技术领域。其包括如下步骤：步骤1：样品的前处理；步骤2：胡敏酸的分离；步骤3：富里酸的沉淀分离；步骤4：沉淀样品中富里酸的提取。本发明的方法可以从任何给定的地表水和/或土壤中实现富里酸的分离和提取，得到的富里酸可用作相关地球化学实验的原始样品，分析这些富里酸样品的物理、光化学和微生物转化特征，并进而确定其降解产物，包括营养物质、CO₂、溶解无机碳(DIC)和CH₄等，进而描述待测地表水和/或土壤中的DOM特性。

技术领域

本发明涉及一种从地表水和/或土壤中分离和提取富里酸的方法，属于富里酸技术领域。

背景技术

富里酸(Fulvic Acid)根据其在不同溶剂中的溶解度可分为黄腐酸、黑色富里酸和棕色富里酸。富里酸是土壤腐殖质(Humic Substances)的主要成分之一，它是一种黄色物质，具有生物活性且分子量低的优点，所有生物被分解之后的最终产物都是富里酸。同时，富里酸具有低芳香度、多官能团和良好的水溶性等特点，易溶于多种有机溶剂。由于含有较高的含氧官能团，其具有参与吸收、络合和交换金属离子等土壤物质的功能，在医药、环保、农业和工业中得到广泛应用。

源自陆生植物材料的土壤腐殖质可以产生不同的腐殖质组分，这些组分是物理、光化学和微生物呼吸/降解等环境作用的结果，因此可以成为土壤质量(如肥力、土壤退化能力或毒性)的有用指标。此外，土壤腐殖质通过雨水/地下水排放浸入周围的水环境后，在物理、光化学和微生物作用下会发生很大的改变，这反过来又会影响水质。富里酸也由浮游初级生产者(如浮游植物、藻类)产生，在地表水中经历物理、光化学和微生物降解等过程，进而对水质产生重要影响。

由于结构复杂，富里酸自身不能直接用一些检测方法进行分析，而必须将其分离成分子量分布较窄的成分，然后用色谱法分析其结构。目前，常用的分类方法是根据其酸度、分子大小、电荷性质分类和根据吸附性质分类等而采取的，通常有凝胶过滤法、超滤杯、电泳法、色谱柱法等。上述方法通常实施成本较为昂贵，或者分类步骤复杂、耗时长，也因分离用的溶剂无法回收，造成二次污染等问题。

由于缺乏一定的方法标准，在过去的实验探索中，富里酸的提取和分离的方法差异很大，提取剂的种类、提取液加入量、提取次数的确定均存在不同，使得获取的数据的可比性较低。在现有技术中，土壤和水中的富里酸通常采用国际腐殖质协会(IHAS)开发的基于树脂的方法而分离和提取的，其具体步骤如图1所示。

这种方法确实可以适用于多种土壤和水中腐殖质的提取，但是，并不是标准方法，比如所需要的吸附树脂(XAD-8)较难获取。虽然也可以替换为透析的方法，但是透析方法的提取效果远低于此方法。此外，由于所得到的富里酸产物被有机树脂中的有机物污染，以及树脂本身在提取过程中对富里酸的消耗，用吸附树脂法得到的富里酸产物不是由单个成分组成的，也缺乏原生性。同时，应该指出的是，通过沉淀和吸附作用在DAX-8树脂上回收的有机碳的百分比约为45-63％，这表明通过此方法失去了大部分的富里酸^[1],此外，使用DAX-8树脂吸附富里酸操作需要经过繁琐的预处理，即DAX-8树脂的装填、反洗、自然沉降、浸泡活化等，完成预处理后才能上样，仅浸泡活化这一步就需要使用10％氯化钠浸泡20h以及乙醇浸泡12h以上，需要花费大量的时间。

鉴于此，有必要开发一种新的分离和提取富里酸的方法，特别是在土壤和地表水中，以克服现有技术的不足之处。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种从地表水和/或土壤中分离和提取富里酸的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种从地表水和/或土壤中分离和提取富里酸的方法，包括如下步骤：

步骤1：样品的前处理

采集土壤样品和/或地表水样品，将土壤样品依次进行水提取和碱溶液提取，分别得到土壤溶解性有机质水提取液和土壤溶解性有机质碱提取液；