描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122370815丛书名: 腐植酸应用丛书
1.本书为腐植酸领域不可多得的一本经典科技图书；
2.本书将腐植酸理论与技术有机融合，系统收集整理了腐植酸领域的相关基础理论与技术前沿，数据详实，内容新颖。
3.本书由中国腐植酸工业协会组织编写，作者为我国腐植酸领域的知名专家。
本书是作者在阅读大量国内外文献和长期研究积累的基础上编写的，本次改版对*版作了大量补充和修改。书中叙述了腐植酸类物质的研究历史、起源与形成、生态功能、资源评价、提取精制、物理化学和生物学性质、分子组成结构特征及其重要反应，以及在工业、农业、畜牧、水产、环保和医药等方面的应用概况，展示了实现工业化的腐植酸类产品。每章末尾附有相关的参考文献。
本书作为腐植酸化学基础和工艺学读物，可供从事腐植酸基础研究、工艺开发和生产的科技与管理人员阅读，也可作为煤化学化工及相关专业的师生学习参考。
第1章绪论001
1.1腐植酸研究与应用的意义001
1.2世界腐植酸研究与应用简史003
1.3我国腐植酸研究和开发进展008
1.4发展前景与方向010
1.4.1资源保护和原料选择010
1.4.2生产工艺技术011
1.4.3正确认识腐植酸的问题012
1.4.4关于研究方向问题014
1.5分类015
1.6定义与命名016
参考文献019
第2章起源与形成021
2.1生成机理学说021
2.1.1起源物质及反应021
2.1.2转化历程023
2.2原始植物概述023
2.2.1植物的种类和组织构造023
2.2.2植物细胞的构造和组成024
2.2.3植物的化学组成024
2.3腐植酸类物质的生成机理028
2.3.1HS形成前期的表观特征028
2.3.2HS形成前期的典型反应028
2.3.3土壤腐植酸的形成及其影响因素031
2.3.4煤炭腐植酸的形成及其影响因素034
2.3.5水体腐植酸的起源及组成特点038
2.4腐植化历程模型038
参考文献040
第3章腐植酸与生态环境042
3.1腐植物质在生物圈中的地位042
3.2腐植酸与土壤043
3.2.1腐植酸对土壤形成和肥力的作用043
3.2.2土壤类型及其腐植酸的稳定性045
3.2.3土壤腐殖质与土壤生态保护047
3.3腐植酸与水体047
3.3.1腐植酸在水中的结合形态048
3.3.2水体腐植酸的生物效应049
3.3.3水体腐植酸的危害及解决方案050
3.4腐植酸与微生物051
3.4.1微生物对腐植酸的降解作用051
3.4.2腐植酸对某些微生物活性的影响051
3.4.3腐植酸是环境微生物与氧化物的电子穿梭体052
3.5腐植酸与环境健康052
3.5.1对某些天然有害元素的富集053
3.5.2对有毒物质的迁移转化问题053
3.5.3对氮氧化物的作用及转化的问题055
3.5.4腐植酸自身的毒性和诱变性问题055
3.6腐植酸与碳循环056
3.6.1生物碳和能量的交换历程057
3.6.2地球碳分布及HS在碳循环中的地位057
3.6.3HS对生物碳平衡的影响因素059
参考文献062
第4章资源、提质、分离与精制065
4.1资源评价要点065
4.1.1评价指标和项目066
4.1.2样品的采取和制备066
4.2低级别煤资源特点066
4.2.1泥炭066
4.2.2褐煤068
4.2.3风化煤069
4.3煤炭腐植酸原料的物理-化学预处理070
4.3.1机械活化070
4.3.2超声波处理071
4.3.3浮选和重介质分选072
4.3.4氧化降解072
4.3.5生物化学降解077
4.4生物质的生物化学处理078
4.5提取、分离与精制080
4.5.1提取与分离080
4.5.2纯化083
4.5.3国际腐殖质协会土壤腐殖质综合分离纯化法084
4.6腐植物质的分级084
4.6.1基于酸碱度、溶解和沉淀分级084
4.6.2基于分子尺寸的分级085
4.6.3基于电荷特性的分级086
4.6.4基于吸附特性的分级086
参考文献086
第5章化学组成结构及其研究方法090
5.1化学分析法090
5.1.1元素组成090
5.1.2官能团093
5.2物理解析法094
5.2.1分子量及其分布094
5.2.2紫外和可见光谱（UV/VIS）100
5.2.3红外光谱（IR）103
5.2.4电子自旋共振谱(ESR)105
5.2.5核磁共振(NMR)107
5.2.6荧光光谱111
5.2.7拉曼光谱112
5.2.8热分析113
5.2.9X射线衍射115
5.3化学降解-色谱-质谱解析法116
5.3.1常用化学降解方法116
5.3.2色谱分离和分析118
5.3.3质谱法(MS)和色谱-质谱联用（GC/MS）技术119
5.3.4腐植酸类物质的降解产物组成122
5.4腐植酸的化学结构模型及现代概念122
5.4.1结构模型及研究进展122
5.4.2计算机分子模拟123
5.4.3腐植酸结构的现代概念125
参考文献126
第6章物理-化学和生物化学性质129
6.1物理性质129
6.2胶体化学和表面化学性质129
6.2.1胶体颗粒尺寸与形状130
6.2.2胶体絮凝作用131
6.2.3胶溶作用133
6.2.4凝胶和干凝胶性质133
6.2.5黏度性质134
6.2.6ζ电位135
6.2.7表面活性136
6.3化学性质138
6.3.1弱酸性及酸性官能团的表征138
6.3.2离子交换性140
6.3.3络合(螯合)性能141
6.3.4氧化还原性146
6.3.5化学稳定性148
6.3.6光化学性质148
6.4生物活性150
6.4.1生物活性的分类150
6.4.2生物活性的机理150
6.4.3生物活性与腐植酸组成结构的关系151
参考文献152
第7章化学改性及与其他物质的相互作用155
7.1化学改性155
7.1.1酯化和甲基化155
7.1.2硝化156
7.1.3卤化157
7.1.4磺化和磺甲基化158
7.1.5硅烷化160
7.1.6氨化和酰胺化160
7.1.7酰氯化及长链脂肪胺的合成162
7.1.8重氮化162
7.1.9聚酯化163
7.1.10缩聚与接枝共聚163
7.2与某些其他物质的相互作用166
7.2.1对金属离子的吸附166
7.2.2与砷化合物的作用168
7.2.3与黏土矿物的作用168
7.2.4对矿物的溶解或抑制分散作用175
7.2.5与磷矿及磷酸盐的作用175
7.2.6与碳酸盐的作用177
7.2.7与水泥的作用178
7.2.8与含氮化合物的作用178
7.2.9与农药及其他有机污染物的作用181
参考文献184
第8章工业应用188
8.1在钻井液中的应用188
8.1.1基本原理及发展概述188
8.1.2处理剂品种与技术开发190
8.1.3不同来源的煤炭HA的性能对比194
8.1.4发展趋势和开发方向195
8.2在铅蓄电池和电极材料中的应用196
8.2.1蓄电池阴极板中应用的研发进展196
8.2.2蓄电池应用中的问题及发展方向197
8.2.3电极材料中的应用198
8.3水质处理中的应用198
8.3.1锅炉的阻垢缓蚀199
8.3.2循环冷却水处理199
8.3.3存在问题和发展方向200
8.4陶瓷工业中的应用201
8.4.1概况201
8.4.2有关技术及改进方向202
8.5煤炭加工中的应用202
8.5.1作粉煤、粉焦和炭材料黏结剂203
8.5.2作水煤浆分散剂204
8.6冶炼和机械工业中的应用205
8.6.1作球团矿黏结剂205
8.6.2作型砂黏结剂和溃散剂206
8.6.3作Al2O3碳分母液稳定剂206
8.7化工、轻工和日化工业中的应用206
8.7.1染料及其助剂206
8.7.2纸张、皮革和木材染色剂207
8.7.3防腐涂料208
8.7.4作磷肥生产助剂208
8.7.5合成高聚物（高吸水树脂）209
8.7.6作催化剂及载体211
8.7.7废润滑油的再生211
8.7.8用于护肤保健品212
8.7.9用于洁齿剂212
8.7.10用于显影剂和油墨212
8.8有色金属工业中的应用213
8.9发酵工业中的应用213
8.9.1用于酒精生产213
8.9.2用于制取饲料酵母和发酵饲料214
参考文献215
第9章农业应用219
9.1历史追溯219
9.2改良土壤功能222
9.2.1物理作用223
9.2.2化学作用224
9.2.3营养的活化和贮存作用226
9.2.4生物作用226
9.2.5HA土壤改良剂的使用效果227
9.3化肥增效功能229
9.3.1对氮肥的增效230
9.3.2对磷肥的增效231
9.3.3对钾肥的增效233
9.3.4对中、微量元素和稀土元素的增效234
9.3.5腐植酸类肥料的综合效果236
9.4刺激作物生长功能237
9.4.1影响刺激作用的因素238
9.4.2主要研究结果239
9.4.3使用要点241
9.5增强作物抗逆功能241
9.5.1提高抗旱能力242
9.5.2提高抗寒能力243
9.5.3提高抗病虫害能力244
9.5.4提高抗盐碱能力245
9.6改善农产品品质功能246
9.6.1机理推断246
9.6.2应用研究结果247
9.7对农药减毒增效功能248
9.7.1机理研究248
9.7.2应用研究结果249
参考文献250
第10章畜牧养殖业中的应用255
10.1研究概况255
10.2养猪中的应用256
10.2.1提高体重、增重速度和繁殖性能256
10.2.2肉质和安全性256
10.2.3防治疾病256
10.3养鸡鸭中的应用257
10.3.1提高产蛋率和孵化率257
10.3.2提高体重和健康水平258
10.3.3质量和安全性258
10.3.4防治疾病259
10.4饲养牛、羊、鹿中的应用259
10.4.1提高消化功能和肉产量259
10.4.2提高奶、毛产量和质量260
10.4.3提高鹿茸产量和质量260
10.4.4防治疾病261
10.4.5肉质和安全性261
10.5水产养殖中的应用261
10.5.1提高产量，减少疾病和污染262
10.5.2调节养殖池水质262
10.6生理和药理作用研究263
10.7腐植酸类饲料添加剂265
10.8存在问题及建议265
参考文献266
第11章环境保护中的应用269
11.1含重金属废水的处理269
11.1.1概况269
11.1.2粗加工吸附剂270
11.1.3成型吸附树脂272
11.1.4对某些特殊元素的吸附275
11.2放射性和稀土污染的处理277
11.3有机污染废水的处理278
11.3.1处理含油废水278
11.3.2处理乳化液废水279
11.3.3处理含酚废水279
11.3.4处理染料废水280
11.3.5处理含农药废水281
11.3.6处理其他有机废水281
11.4城市污水的处理282
11.5污染土壤的修复283
11.5.1土壤重金属的钝化与解毒283
11.5.2土壤中有机污染物的解毒286
11.6废气的处理288
11.6.1对二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的吸收288
11.6.2对硫化氢（H2S）和硫醇（RSH）的吸收289
11.6.3对CH4和N2O的还原290
11.6.4作除臭剂290
11.7环境监测中的应用291
11.8存在问题和发展前景291
参考文献291
第12章医药应用297
12.1历史追溯297
12.2腐植酸类药剂产品及新药研发进展299
12.3临床应用及其效果300
12.4药理作用研究303
12.4.1抗炎作用303
12.4.2抗消化道溃疡作用305
12.4.3对免疫功能的影响306
12.4.4活血、止血、凝血、促进愈合功能307
12.4.5对内分泌功能的影响308
12.4.6对心脑血管和血液循环功能的影响310
12.4.7对肿瘤的作用311
12.4.8对肝功能及脂质代谢的影响312
12.4.9抗菌和抗病毒作用313
12.4.10解毒和抗辐射作用314
12.5腐植酸在体内的代谢过程315
12.6毒性及毒理学研究316
12.6.1急性毒性与致敏性316
12.6.2慢性毒性316
12.6.3致畸、致癌和致突变317
12.6.4对重金属和As的排出与滞留317
12.7腐植酸的药理活性原理假说318
12.8存在问题及研究方向319
参考文献321
第13章主要产品与技术325
13.1主要产品概况325
13.2腐植酸的钠（钾）盐326
13.2.1工艺过程和设备327
13.2.2工艺要点327
13.2.3质量指标329
13.3硝基腐植酸329
13.3.1工艺过程和设备329
13.3.2工艺要点330
13.3.3质量指标331
13.4腐植酸铵和硝基腐植酸铵331
13.4.1常温法（直接氨化法）331
13.4.2加温法（复分解法）332
13.4.3质量指标333
13.4.4存在问题及改进的可能性333
13.5提纯腐植酸334
13.5.1工艺过程及操作步骤334
13.5.2工艺要点335
13.5.3质量指标335
13.6黄腐酸335
13.6.1工艺过程及操作步骤336
13.6.2有关问题的探讨336
13.6.3质量要求337
13.7腐植酸尿素337
13.7.1工艺路线337
13.7.2包裹型UHA工艺过程及要点338
13.7.3熔融型UHA工艺339
13.7.4干法混合型UHA工艺339
13.7.5硫化尿素 超声处理339
13.7.6质量指标339
13.8腐植酸磷肥340
13.9腐植酸有机-无机复混肥及有机肥料341
13.9.1工艺过程及要点341
13.9.2质量指标343
13.10腐植酸水溶肥料344
13.10.1基本原理及有关要求345
13.10.2工艺路线与设备346
13.10.3技术要点和改进措施346
13.10.4质量标准348
13.11生物腐植酸及其肥料348
13.11.1工艺过程349
13.11.2工艺要点与技术进展349
13.11.3质量指标351
13.12其他农用腐植酸产品研发进展351
参考文献353
前言
12年前，本书版作为纪念中国腐植酸工业发展50周年献礼的丛书之一问世。由于编者水平所限，又缺乏写作经验，自觉版存在不少缺憾。尽管如此，出版后不到5年就销售一空。与其说本书受到广大读者的厚爱，不如说本专业文献专著远远不能满足我国腐植酸研究和生产的快速发展需求。中国腐植酸工业协会曾宪成名誉会长、韩立新会长以及不少行业同仁鼓励我再次捉笔改写。在此情况下，编者只能“恭敬不如从命”，用一年多时间浏览了近十多年来的国内外文献，在原稿基础上做了不少修改和补充。本书第二版，算是对我国60多年来腐植酸事业的不完全的总结，也是编者对缺憾的弥补和对读者的回报吧。
趁本书出版之际，还想向读者说几句肺腑之言。
我退休前在恩师吴奇虎研究员指导下从事腐植酸研究21年，退休后的20年又亲历了我国腐植酸事业蓬勃发展的全过程，可以说是“地道的”腐植酸事业发展的历史见证者和亲历者，确实为我国腐植酸事业的成就感到骄傲和自豪。特别从这次纵览文献过程中看到几组非常令人振奋的数据。据陆中桂等（2018）通过Web of Science数据库统计研究表明，2008—2017年10年内我国腐植酸（HA）论文发文量占世界HA总发文量的38.36%，中、美、德居世界前三位。其次，我国许多论文在世界核心期刊上发表，说明我国HA研究处于水平。研究还发现，中美两国有多位学者是“高被引用者”，反映了两国在HA研究中拥有世界一流的研究人才和较高的学术水平，其中HA在生态环境方面的研究内容占绝大多数。从技术研发和产业发展情况来看，近十几年也取得了举世瞩目的成就。
党的十八大将生态文明建设作为建设中国特色社会主义总体战略布局之一，首次提出“尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念”，提出“建设美丽中国、实现中华民族永续发展”“着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展”“形成节约资源和保护环境的空间格局”等重大战略构想。党的十九大以来，中央继续强化生态文明建设力度，加快实施“健康中国战略”和“绿色发展”步伐，祖国大地呈现一片勃勃生机。低碳环保、土肥和谐、空气净化、江河治理、食品安全等成为生态文明建设的主题词。
在此历史的节点上，我国腐植酸人已自觉担当起环境修复和促进农业可持续发展的历史使命。中国腐植酸工业协会不失时机地引导全行业走在国家生态建设的前列，使HA从默默关怀人类的产业成长为生态文明建设中光荣绽放的“美丽因子”。从编者阅读的大量文献报道不难看出，近年来HA行业实施科技创新驱动机制，为贯彻国家“水十条”“气十条”“土十条”等精神，充分发挥与环境友好的天然优势，重点瞄准水土环境修复治理，向工业、农业、医药方面的应用辐射，力争为国家经济建设、生态建设和人民健康事业做出积极贡献。目前我国HA达55个产业类型，HA企业8500多家，其中HA肥料企业3466家，比5年前增加了42%；截至2019年6月底，含HA水溶肥料产品累计登记3445个，涉及1964个企业，反映了HA在肥料领域中的重要地位和作用。与此相应的应用基础研究也发布了不少成果。据国家知识产权局1985—2017年专利数据统计，审批和已经获批的腐植酸相关国家专利9892项，其中2015—2017就达8681项，占比87.8%，充分彰显了近年来HA科技发展和产业壮大的速度。HA行业不再是以作坊式经营为主导，而是向几十万到百万吨级的大型企业进军。我国HA研究和产业国际影响力也日益增强。我国积极参加国际腐殖质协会、国际泥炭学会的学术交流，经常接待国外专家和贸易团体。2014年6月协会曾宪成会长在“世界环境日”登上联合国讲坛的精彩演讲，博得全球代表的高度赞扬；他在“2016中国-东盟暨一带一路土壤修复与植物营养发展峰会”上的主旨报告，也为国外代表分享了我国HA生态修复的经验和成果，为促进世界HA产业发展提供了范例。我国的HA研究成果和产业发展是几代腐植酸人不忘初心、前赴后继、不断奋进的结果。
在总结过程中，编者也感到有一些不尽人意之处，如学术上的虚夸浮躁、概念炒作之风，研发中的急功近利、低水平重复劳动现象，市场销售中的虚假宣传、鱼龙混杂等现象时有发生。近十多年来HA基础研究没有多少重大理论突破，研发领域的成果转化比例也不高，均与上述现象有直接关系。这些不和谐的“音符”，必将在不断发展的滚滚洪流中得到纠正和更新。我国腐植酸事业必将迎来更加美好的春天！
本书分为13章，前7章是基础理论部分，后6章是应用研究和产品研发部分。各章结尾都引出了参考文献，编者尽量将一些经典专著和文章收入到引用文献中，但因涉及的文献资料太多，不可能都列入文献目录，故有不少文献（主要是过刊文章）只在正文中写出作者名字，并在后面括号中标明发表年份，以便于读者查阅。
曾宪成名誉会长对本书的编写提出不少指导性意见，提供了很多有价值的资料；李双副秘书长为本书编写做了大量细致的工作；中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院黄占斌教授、昆明理工大学生命科学与技术学院李宝才教授为本书提出了很多宝贵的修改意见；还有学术界和行业中不少同仁也给予许多鼓励和帮助，在此一并表示衷心的感谢！
腐植酸类物质涉及的学科领域非常广泛，编者所涉猎的文献资料也只是沧海之一粟，再加编者专业知识的局限，本书仍存在缺憾和不妥之处，欢迎读者给予斧正，并提出宝贵意见。
成绍鑫
2020年元月
版前言
说起腐植酸类物质，大多数人可能了解甚少，但对土壤学和煤化学工作者来说并不陌生。这种分布广泛、数量巨大、年代久远的天然大分子有机物质，早就与地球上的生物和人类相依为伍，但真正开始研究和认识它们，也就是200多年的时间，而自觉利用乃至投入产品开发，也只有50多年的历史。早期的腐植酸研究主要局限于土壤化学和煤炭成因方面。近期的深入研究才发现，腐植酸不仅对土壤肥力、植物生长、矿物的积累迁移有重要影响，而且关系到地球碳循环和生态平衡，也与环境毒物的迁徙、生物和人类的健康息息相关。今天，腐植酸已不仅仅是一个学术概念，而早已作为应用科学和工艺技术，涉及基础有机化学、农学、煤化学、土壤学、医学、微生物学及环境化学等多种门类的边缘学科，而且逐渐进入高技术领域和产业化阶段，在农业、工业、畜牧、环保、医药方面得到广泛应用。
20世纪七八十年代是我国腐植酸研究和开发的黄金时期。在此期间，我国腐植酸的应用基础研究、化学工艺以及产品开发方面取得了一系列瞩目的研究成果，并初步建立了多种腐植酸产品的生产线，积累了大量文献资料。 进入21世纪，迅速掀起的绿色浪潮极大地冲击着人们的传统思维方式和价值观念。地球资源和环境危机的加剧，促使人类逐渐改变自己的认识误区，重新审视自己的行动。在此形势下，似乎“名不见经传”的腐植酸再次受到人们的关注。“十一五”期间，国家已规划出建设环境友好社会、实施循环经济的蓝图，对腐植酸的研发更加重视。作为朝阳产业的腐植酸行业开始跨上新的台阶，展现出无限美好的前景。行业同仁急需一套新的参考书，不少相关人士也想了解腐植酸的基本知识。中国腐植酸工业协会决定组织编写《腐植酸应用丛书》，是非常必要和适时的。协会指定我编写这本《腐植酸类物质概论》，深感时间紧迫，任务繁重。但协会的信任和许多同仁的鼓励，又感到义不容辞，只好班门弄斧。
本书是在阅读大量国内外文献及编者多年的研究积累的基础上编写的。有关腐植酸的文献非常丰富，近30年来仅录入《美国化学文摘》（CA）的涉及腐植酸主题的文献每年就达1000篇左右。总体上看，一些成熟的或具有经典性的资料大都集中在20世纪90年代以前的著作中。因此，本书主要引用早期有代表性的专著和文献，也适当引用近期发表的创新性论述。
本书作为对腐植酸类物质的综合性述评，其主要宗旨是偏重于实际应用，但为了给应用提供理论依据，故也用相当篇幅叙述了必要的化学基础知识和研究进展。编者力求做到以下3点。1）通用性。就是说本书采用科普读物的写法，尽量用通俗的语言介绍腐植酸类物质的知识概貌，争取让不同专业、不同文化层次的读者都能看懂。由于篇幅所限，不少叙述可能是蜻蜓点水，故专业人员可阅读有关专著和参考文献。2）客观性。由于腐植酸化学不属于经典化学范畴，而是一门发展中的边缘学科，也是一门实验性很强的科学，可以说绝大多数学说或观点都没有统一的结论。由于各研究者采用的样品来源、实验方法、实验背景和目标不同，所得结论有很大差别。在遇到这种情况时，笔者一般不轻易下结论，尽可能客观反映不同研究者的观点，给读者留下思考和继续探索的空间。3）可操作性。书中涉及一些腐植酸实验研究和生产技术，为便于相关研究技术人员的实际操作，笔者力求简明扼要地说明研究方法和技术要点。
本书共十一章。章到第七章为基础部分，第八章到十一章为应用部分和主要产品介绍。本书可供从事腐植酸科学研究、技术开发、教学、生产的人员参考，也是给对腐植酸感兴趣的人们提供的启蒙读物。
中国腐植酸工业协会曾宪成理事长为本书的策划和编写方案提出了许多宝贵意见，做了大量组织工作；吴奇虎和李善祥研究员、俞晓芸高工为笔者提供了不少文献资料；本书编辑委员会的部分委员审阅了初稿，特别是郑平教授为全书的修改提出了不少指导性意见；华东理工大学的周霞萍老师、《腐植酸》杂志和化学工业出版社的编辑们也给予了不少帮助，在此一并表示衷心的感谢！
腐植酸类物质涉及专业和学科领域范围非常广泛。由于作者专业和知识的局限，本书定会存在不妥之处，希望读者提出宝贵意见，以便再版时修正。
编者
2007年7月
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