اهمیت هیومیک اسید و فولویک اسیدها
هیومیک اسید و فولویک اسید جزء مواد هیومیکی هستند که از پوسیدگی مواد آلی مثل بقایای گیاهی و میکروبی تشکیل میشوند. این مواد به عنوان طلای سیاه کشاورزی شناخته شدهاند و نقش مهمی در بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک دارند.
استفاده از مواد هیومیکی در کشاورزی به دلیل فواید متعدد آنها،مانند بهبود کیفیت خاک،نگهداری آب و مواد غذایی، و تحریک رشد گیاهان،در حال افزایش است. برای انتخاب کود با کیفیت و کسب اطمینان از نتیجه بخش بودن آن باید نسبت به مقدار و کیفیت هیومیک اسید و فولویک اسید موجود در آن اطمینان حاصل کنید که این عمل با کمک متد های اندازه گیری هیومیک اسید و فولویک اسید مقدور است.
مشکل در اندازهگیری هیومیک و فولویک اسید
هیومیک اسید و فولویک اسید به دلیل پیچیدگیهای ساختاری و ترکیبهای متفاوتی که دارند،اندازهگیری دقیق آنها دشوار است و با روشهای معمول آزمایشگاهی بهدرستی قابل تشخیص نیستند.
متدهای اندازه گیری درصد هیومیک اسید و فولویک اسید
روش رنگسنجی
اندازهگیری بر اساس شدت رنگ تولید شده در محلول هیومیکی و مقایسه آن با استانداردهای روز دنیا
مزایا روش رنگسنجی
- سریع و ساده
- نیاز به تجهیزات حداقلی
معایب روش رنگسنجی
- دقت پایین به دلیل تداخل رنگی و شرایط محیطی
- محدودیت در اندازهگیری غلظتهای بسیار بالا یا پایین
روش حجمسنجی (ISO 5073)
با استفاده از سدیم پیروفسفات و کرومات پتاسیم،میزان کربن هیومیکی و سپس مقدار هیومیک اسید اندازهگیری میشود.
مزایا روش حجمسنجی
- قابلیت اندازهگیری دقیق میزان کربن هیومیکی
- استانداردسازی
معایب روش حجمسنجی
- نیاز به مواد شیمیایی خاص و فرآیند زمانبر
- حساس به شرایط استخراج
روش وزنسنجی (CDFA)
در این روش، نمونهها به مدت معین در شرایط خاص حرارت داده میشوند تا ترکیبات آلی بسوزند و باقیماندههای غیرآلی برای محاسبه مقدار اسید هیومیک و هیومین استفاده میشوند.
مزایا روش وزنسنجی
- دقت بالا در تعیین مقدار هیومیک و هیومین
- مفید برای تجزیه و تحلیل باقیماندههای غیرآلی
معایب روش وزنسنجی
- نیاز به تجهیزات دقیق
- نیاز به شرایط خاص برای حرارت دادن
روشهای ترموگراویمتری (Thermogravimetry)
به مجموعهای از تکنیکها اطلاق میشود که در آن مواد مختلف در دماهای مختلف مورد بررسی قرار میگیرند تا پایداری حرارتی، تجزیه و تغییرات فازی آنها تحلیل شود.
به طور کلی، روشهای ترموگراویمتری به این شکل عمل میکنند:
- وزنسنجی حرارتی:اندازهگیری تغییرات وزن نمونه در دماهای مختلف.
- تحلیل حرارتی:شناسایی دماهایی که در آنها تجزیه یا تغییر فازی رخ میدهد.
- تعیین پایداری حرارتی:ارزیابی دماهایی که در آنها مواد پایدار باقی میمانند.
به این ترتیب، روشهای ترموگراویمتری میتوانند برای بررسی ترکیبات موجود در هیومیک اسید و هیومین و همچنین برای تحلیل ترکیبات آلی و غیرآلی مرتبط با آنها به کار روند.
روش وزنسنجی (CDFA) یکی از کاربردهای خاص ترموگراویمتری است که به اندازهگیری دقیق ترکیبات هیومیکی میپردازد.در حالی که ترموگراویمتری به طور کلی تر و شامل طیف وسیعی از تجزیه و تحلیلها است، روش وزنسنجی یک روش خاص با تمرکز بر هیومیک و هیومین میباشد.
مزایا روشهای ترموگراویمتری
- توانایی تجزیه و تحلیل پایداری حرارتی و تغییرات فازی
- اطلاعات گسترده در مورد ترکیبات
معایب روشهای ترموگراویمتری
- پیچیدگی در تجزیه و تحلیل دادهها
- نیاز به تجهیزات پیشرفته و هزینهبر
روش استاندارد جدید/لامار (NSM)
روش استاندارد جدید (NSM) یک تکنیک اندازهگیری است که با حذف ترکیبات غیر هیومیکی، به اندازهگیری دقیق هیومیک اسید خالص در نمونههای مختلف کمک میکند.
مزایا روش استاندارد جدید/لامار
- حذف ترکیبات غیر هیومیکی برای اندازهگیری دقیقتر
- استانداردسازی
معایب روش استاندارد جدید/لامار
- نیاز به تکنیکهای پیچیده
- ممکن است برای همه نمونهها قابل استفاده نباشد
کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC)
یک تکنیک تجزیه و تحلیل شیمیایی است که با جداسازی و شناسایی ترکیبات در یک مخلوط، بهویژه با استفاده از فاز متحرک و ساکن، برای تعیین غلظت آنها به کار میرود.
مزایا کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC)
- دقت و حساسیت بالا
- توانایی جداسازی ترکیبات پیچیده
معایب کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC)
- هزینه بالا و نیاز به تجهیزات پیشرفته
- نیاز به تخصص در استفاده و تحلیل دادهها
روش اسپکتروفوتومتری
روش اسپکتروفوتومتری برای اندازهگیری مواد هیومیکی، با اندازهگیری جذب نور در طولموجهای خاص (مانند 254 و 280 نانومتر) بهمنظور تعیین غلظت هیومیک و فولویک اسیدها از نمونهها استفاده میشود.
مزایا روش اسپکتروفوتومتری
- ساده و سریع
- هزینه کمتر نسبت به HPLC
معایب روش اسپکتروفوتومتری
- حساسیت به وجود دیگر مواد مزاحم
- دقت کمتر نسبت به برخی روشهای دیگر
روش تیتراسیون
روش تیتراسیون برای اندازهگیری مواد هیومیکی،با استفاده از یک محلول استاندارد اسید یا باز، برای تعیین ظرفیت تبادل یونی و گروههای عاملی هیومیک و فولویک اسیدها به کار میرود.
مزایا روش تیتراسیون
- روش ساده و ارزان
- قابلیت اندازهگیری دقیق گروههای عاملی
معایب روش تیتراسیون
- نیاز به دقت بالا در اندازهگیری
- تحت تأثیر عوامل خارجی
الکترورزنانس پارامغناطیسی (EPR)
یک تکنیک تحلیلی است که برای شناسایی و تجزیهوتحلیل رادیکالهای آزاد و گروههای کربوکسیلیک موجود در هیومیک و فولویک اسیدها با استفاده از میدانهای مغناطیسی و امواج رادیویی بهکار میرود.
مزایا الکترورزنانس پارامغناطیسی (EPR)
- شناسایی دقیق رادیکالهای آزاد و گروههای کربوکسیلیک
- اطلاعات عمیق درباره ساختار شیمیایی
معایب الکترورزنانس پارامغناطیسی (EPR)
- نیاز به تجهیزات خاص و هزینهبر
- پیچیدگی در تحلیل دادهها
استخراج با استفاده از امواج فراصوت (USE)
روش استخراج با استفاده از امواج فراصوت (USE) یک تکنیک استخراج است که با تحریک نمونهها بهوسیله امواج فراصوت،فرآیند استخراج هیومیک و فولویک اسیدها را تسریع و بهبود میبخشد.
مزایا استخراج با استفاده از امواج فراصوت (USE)
- تسریع و بهبود فرآیند استخراج
- ملایم و در دماهای پایینتر انجام میشود
معایب استخراج با استفاده از امواج فراصوت (USE)
- ممکن است بازده استخراج در مقایسه با روشهای دیگر پایینتر باشد
- نیاز به تجهیزات خاص
استخراج فعال (AME)
روش استخراج فعال (AME) یک تکنیک استخراج است که با حرارت دادن و همزدن مداوم نمونهها در دماهای بالا، به افزایش بازده استخراج هیومیک و فولویک اسیدها از مواد آلی کمک میکند.
مزایا استخراج فعال (AME)
- افزایش بازده استخراج
- مناسب برای ترکیبات آلی
معایب استخراج فعال (AME)
- نیاز به حرارت و شرایط خاص
- ممکن است برخی ترکیبات حساس به دما را تخریب کند
مقایسه دقت هر یک از روشهای اندازه گیری هیومیک اسید و فولویک اسید
دقیقترین روشها اندازه گیری هیومیک اسید و فولویک اسید
HPLC و وزنسنجی (CDFA) بهعنوان دقیقترین روشها شناخته میشوند زیرا هر دو امکان تجزیه و تحلیل دقیق ترکیبات را فراهم میکنند و حساسیت بالایی دارند.
ترموگراویمتری و الکترورزنانس پارامغناطیسی (EPR) نیز دقت خوبی دارند، اما معمولاً برای تجزیه و تحلیلهای خاص و عمیقتری به کار میروند.
روشهای سریع و ساده اندازه گیری هیومیک اسید و فولویک اسید
روش رنگسنجی و اسپکتروفوتومتری مناسب برای اندازهگیریهای سریع هستند، اما دقت آنها کمتر است.
روشهای جدید و پیشرفته اندازه گیری هیومیک اسید و فولویک اسید
روشهای استاندارد جدید (NSM) و HPLC بهعنوان روشهای پیشرفتهتری که دقت بالایی دارند و برای کاربردهای خاص مناسب هستند، شناخته میشوند.
رایج ترین روش در ایران روش NSM می باشد، که ترکیبات غیر هیومیکی را حذف کرده و تنها هیومیک و فولویک اسید خالص را اندازهگیری میکند.
روش رنگسنجی به دلیل تأثیرپذیری از ترکیبات دیگر موجود در نمونه، همیشه نتیجه دقیقی ارائه نمیدهد.
به طور کلی،اندازهگیری هیومیک اسید و فولویک اسید به دلیل پیچیدگیهای ساختاری و ترکیبات متنوع آنها چالشبرانگیز است و نیاز به روشهای دقیق و استاندارد دارد. هر روش اندازهگیری، با توجه به مزایا و معایب خاص خود، برای شرایط و اهداف مختلف انتخاب میشود. روشهایی مانند HPLC و وزنسنجی (CDFA) بهعنوان دقیقترین تکنیکها شناخته میشوند،در حالی که روشهای رنگسنجی و اسپکتروفوتومتری برای اندازهگیریهای سریع و ساده مناسب هستند.
در ایران، روش لامار (NSM) به دلیل حذف ترکیبات غیر هیومیکی و ارائه نتایج دقیقتر، بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد. انتخاب روش مناسب بسته به امکانات،دقت مورد نیاز و هدف از اندازهگیری، اهمیت زیادی دارد و میتواند تأثیر چشمگیری بر کیفیت و قابلیت اطمینان نتایج داشته باشد.
:Article source
Determination of Organic Compounds, Fulvic Acid, Humic Acid, and Humin
- Admin
