Extraction And Purification Of Some Humic Substances إستخلاص وتنقية بعض المواد الدبالية

Humic substances

1- The Humic substances

The major organic constituents of soil and sediments are widely distributed the earth's surface occurring in almost all terrestrial and aquatic environments

المركبات العضوية

هي المكون العضوي الرئيسي لكل من الارض والرواسب المختلفه منتشره بكثره علي مستوي سطح الارض وغالبا ما تحدث في الغابات او البيئات المائيه

2- The rule of humic substances in the carbon cycle

1. The major sources of CO₂

2. Carbon reservoir that sensitive to changes in climate and atmospheric

3. CO₂ concentrations has certainly been under estimated

الدور الذي تلعبه المركبات العضويه في دوره الكربون او تاثيرها علي دوره الكربون؟

1. الكربون مصدر رئيسي لغاز CO2 ثاني اكسيد الكربون

2. الكربون حساس لتغيرات المناخ وتغيرات التي تحدث في الغلاف الجوي

3. تركيز CO2 تحت التقدير

3- the importance characteristics of Humic substances

1. Their ability to form water soluble and water insoluble complexes with metal ions and hydrous oxides

2. Interact with clay minerals and organic compounds such as alkanes, fatty acids, diakyl phthalates and pesticides

3. Formation of water soluble complexes of Fulvic acids(FA's)

4. Interact with toxic materials which can increase the concentration of these constituents in soil solution

اهم خواص المواد الدباليه (العضوية)

1. قدرتها علي تكوين معقدات ذائبه وغير ذائبه في الماء مع ايونات المعادن والاكاسيد المتآدرته

2. قدرتها علي التفاعل مع معادن الطين والمكونات العضويه مثل الالكانات والاحماض الدهنيه والامنيه والمبيدات الحشريه الي غير ذلك (الخ)

3. تكوين معقدات ذائبه في الماء من حمض الفالفيك

4. تتفاعل مع المواد السامه من حيث انها تزيد من تركيز المحلول الارضي لمستوي اعلي من الحد الاعلي لها

THE Characteristics of Humicacids(HA’s) , Fulvic acids(FA's) and Humin

خصائص حمض الهيوميك والفالفيك والهيومين ؟

Humin	Humic acids(HA’s)	Fulvic acids(FA's)
Humin which is that humic fraction that cannot be extracted from the soil or sediments by dilute base or acid	Humic acids(HA’s) which is soluble in dilute alkali but precipitated on acidification of the alkaline extract	Fulvic acids(FA's ) which is that humic fraction which remains in solution when the alkaline extract is acidified It is soluble in both dilute alkali and acid
الهيومين هو ذلك الماده العضويه التي لا يمكن استخلاصها او استخرجها من التربه او الرواسب سواء كان بالقلوي الخفيف او الحمض	حمض الهيوميك قابل للذوبان في محلول القلوي الخفيف ولكن يترسب عند تحمض المستخرج القلوي (يترسب في الوسط الحامضي)	حمض الفالفيك الذي هو ذلك الماده العضويه التي تبقي في المحلول عند استخراج او (استخلاص)بواسطه القلوي وهو حمض ذائب في المحاليل القلويه الخفيفه والحمضيه

الأربعه نظريات (فروض )التي توضح كيفيه تخليق او تكوين المواد العضويه (الدباليه)

The four hypotheses that’s show the synthesis of humic substances

الاربعه نظريات (فروض )التي توضح كيفيه تخليق او تكوين المواد العضويه (الدباليه)

1- The plant alteration hypothesis:- fraction of plant tissues which are resistant to microbial degradation,such as lignified tissues, are altered only superficially in the soil to form humic substances the nature of humic substances formed

is strongly influenced by the nature of original plant material. the first stages of humification high-molecular weight HA’s and humins are formed theses are subsequently degraded into FA’s and ultimately to CO₂ and H₂O

نظريه التغيير(التحول) في انسجه االنبات: - جزء من الأنسجة النباتية التي تقاوم التحلل الميكروبي، مثل الأنسجة اللجنين، يتم تغيير سطحي فقط في التربة لتشكيل المواد الدبالية و طبيعة المواد الدبالية التي شكلت تتاثر بشدة وفقا لطبيعة النبات الأصلي ففي المراحل الأولى من التدبل للمواد ذات الوزن الجزيئي عالية. مثل حمض الهيومك والهيومين وتتحول في وقت لاحق الي حمض الفالفيك ثم الي ثاني اكسيد الكربون والماء

2- The chemical polymerization hypothesis:- plant materials are degraded by microbes to small molecules which are then used by microbes as carbon and energy sources, the microbes synthesize phenol and amino acids which polymerized to humic substances,the nature of the orginal plant material has no effect on the type of humic substances that is formed

نظريه البلمرة الكيميائية: - تتحلل المواد النباتية التي هاجمتها الميكروبات إلى جزيئات صغيرة والتي يتم استخدامها من قبل الميكروبات كمصدر للكربون والطاقة، والميكروبات تنتج الفينول والأحماض الأمينية التي يحدث لها عمليه بلمرة لتكوين المواد الدبالية، وطبيعة المواد النباتية الاصليه ليس لها أي تأثير على نوع المواد الدبالية التي تم تشكيله

3- The cell autolysis hypothesis:- humic substances are products of the autolysis of plant and microbial cells after their death, the resulting cellular debris(sugars-amino acids-phenols-other aromatic compounds) condenses and polymerizes via free radicals

نظريه انحلال ذاتي للخلايا: - المواد الدبالية هي منتجات من انحلال ذاتي من الخلايا النباتية والميكروبيه بعد وفاتهم، والبقايا الخلوية الناتجة (السكريات الأمينية مركبات العطرية أحماض الفينول الأخرى) يتكثف وتتصلب عن طريق المجاميع الحره (الفعاله)

4- The microbial synthesis hypothesis:- microbes use plant tissue as carbon and energy sources to synthesize intercellular high-molecular weight humic materials. After the microbes die these

substances are released into the soil. the first stages of humification high-molecular weight HA’s and humins are formed theses are subsequently degraded into FA’s and ultimately to CO₂ and H₂O

نظريه التخليق(التكوين) الميكروبي: - الميكروبات تستخدم الأنسجة النباتية كمصدر للكربون والطاقة لتجميع المواد الدبالية عالية الوزن الجزيئي بين الخلايا. بعدما تموت الميكروبات يتم إطلاق هذه المواد في التربه المراحل الأولى من التدبل للمواد ذات الوزن الجزيئي عالية. مثل حمض الهيومك والهيومين وتتحول في وقت لاحق الي حمض الفالفيك ثم الي ثاني اكسيد الكربون والماء

The chemical materials which used to extract Humic substances

1- NaOH(either 0.1 N or 0.5 N)(Ph=13) noticed that 0.1 is more efficient than higher concentration however the most suitable extraction 0.4N or 0.5N

2- NaF (1%)

3- pyrophosphate sodium (PH= 7) (neutral salts of mineral and organic acids)

R(COO)₄Ca₂+ Na₄P₂O₇ R(COONa)₄+Ca₂P₂O₇

4- HCl (0.1N)

اهم المواد الكيماويه المستخدمه في استخلاص المواد الدباليه؟

· هيدروكسيد صوديوم لكن لاحظ ان التركيزات المنخفضه هي الاكفاء في الاستخلاص علي الرغم من انسب طريقه للاستخلاص عند تركيزات المرتفعه

· فلوريد الصوديم 1%

· عند وسط متعادل Ph=7 بيروفوسفات الصوديوم يعتبر من الاملاح المعدنيه او العضويه المستخدمه للاستخلاص

· حمض الهيدروكلويك

Elementary analysis of HA’s	Elementary analysis of FA’s	The O containg Function group FA’s and HA’s
Extracted from soils formed under widely differing geographic and pedologeic conditions such as those prevailing in the Arctic ,the coll temperat,subtropical and tropical climatic zones. When more than one set of data is available,the result are shown as ranges. The C content ranges from 53.8 to 58.7%, The O content from 32.8 to 38.3% percentages of H and N vary from 3.2 to 6.2% and 0.8 to 4.3% Respectively The S content from 0.1 to 1.5%	Extracted from the same soil,compared to HA’s,FA’s contain more O and S but less C, H and N than do HA’s The C content of FA’s ranges from 40.7 to 50.6% that of O from 39.7to 49.8% thus on average HA’s contain 10% more C but 10% O than do FA’s,it’s noteworthy than in both HA’s and FA’s,C and O are the major elements.	The major oxygen-containing functional group in humic substances are carboxyls,hydroxyls and carbonyls.analytical data for these groups in HA’s extracted from widely differing soils,the total acidity equals the sum of CO2H +phenolic OH group the total acidity, and especially the CO2H content, of FA’S are considerably higher than those of HA’s The C=O content varies relatively widely, especially in case of HA’s
تم الاستخراج من الاراضي تكون تحت ظروف مختلفه جغرافيا وبيدلوجيا مثل درجات حراره منخفضه للتربه درجه تماسك مناسبه(مطاطيه) وظروف مناخيه استوائيه وشبه استوائيهوكانت النتيجه ان محتوي الكربون من 53.8 to 58.7%, محتوي الاوكسجين 32.8 to 38.3% والهيدروجين و النتروجين من 3.2 to 6.2% 0.8 to 4.3% والكبريت0.1 to 1.5%	تحليل عناصر المستخرجه من (المستخرجه من نفس التربه)مقارنه مع بحمض الفالفيك , الهيوميك المحتوي علي اوكسجين وكبريت اكثر ولكن القليل من الكربون والهيدروجين والنيتروجين عن الهيمويك حيث محتوي الكربون في الفالفيك حوالي من 40.7 الي والاكسجين من 50.6 % 39.7 الي 49.8 حمض الهيوميك كان المحتوي كان 10% كربون زياده ولكنها ليست بارزه كتاثير الحامضين معا والاكسجين هو العنصر الفعال	المجموعه الفعاله في المواد العضويه المحتويه علي الاوكسجين هي مجاميع الكربوكسيل والهيدروكسيل و الكربونيل وتوضح البيانات التحليله لهذه المجموعات ان حمض الهيوميك يتوجد علي نطاق واسع ومختلف في التربه ومجموع الحموضه الكليه مجموع CO2H + الفينول OH ويعتبر الاخير ذو محتوي من الفالفيك اعلي من الهيوميك