مادة دبالية

📅 آخر تحديث: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
حمض الهيوميك المعزول من الخث
حمض الفولفيك المعزول من الخث

المواد الدبالية ( HS ) هي مركبات عضوية ملونة مقاومة للتحلل، تتشكل طبيعيًا خلال التحلل والتحول طويل الأمد لمخلفات الكتلة الحيوية . يتراوح لون المواد الدبالية من الأصفر الفاتح إلى البني الفاتح أو الداكن وصولًا إلى الأسود. يُشتق المصطلح من كلمة " دبال" (humus) ، والتي بدورها مشتقة من الكلمة اللاتينية " humus " التي تعني "التربة، الأرض". [ 1 ] تُشكل المواد الدبالية غالبية المادة العضوية في التربة ، والخث ، والفحم ، والرواسب ، وهي مكونات مهمة للمواد العضوية الطبيعية الذائبة (NOM) في البحيرات (وخاصة البحيرات الفقيرة بالمغذيات )، والأنهار، ومياه البحر . تُساهم المواد الدبالية بنسبة 50-90% من سعة التبادل الكاتيوني في التربة.

"المواد الدبالية" مصطلح شامل يضم حمض الهيوميك، وحمض الفولفيك، والهيومين، والتي تختلف في قابليتها للذوبان. بحسب التعريف، يذوب حمض الهيوميك ( HA ) في الماء عند درجة حموضة متعادلة وقلوية، ولكنه لا يذوب عند درجة حموضة أقل من 2. أما حمض الفولفيك ( FA ) فيذوب في الماء عند أي درجة حموضة. بينما لا يذوب الهيومين في الماء عند أي درجة حموضة.

يُعدّ هذا التعريف للمواد الدبالية تعريفًا عمليًا إلى حد كبير. وهو متجذر في تاريخ علم التربة، وتحديدًا في تقليد الاستخلاص القلوي، الذي يعود تاريخه إلى عام 1786، عندما قام فرانز كارل أشارد بمعالجة الخث بمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم ، وبعد إضافة حمض لاحق، حصل على راسب داكن غير متبلور (أي حمض الدبال). وقد تم عزل المواد الدبالية المائية لأول مرة عام 1806 من مياه الينابيع على يد يونس ياكوب بيرزيليوس .

من الناحية الكيميائية، تتشابه الأحماض الدهنية، وحمض الهيوميك، والهيومين في كثير من الجوانب أكثر من الاختلافات، وتمثل سلسلة متصلة من جزيئات الهيوميك. جميعها تتكون من وحدات عطرية ، ومتعددة العطريات ، وأليفاتية ، وكربوهيدراتية متشابهة ، وتحتوي على نفس المجموعات الوظيفية (بشكل رئيسي مجموعات الكربوكسيل ، والفينول ، والإستر ) ، وإن كانت بنسب متفاوتة.

تعتمد قابلية ذوبان المواد الدبالية في الماء بشكل أساسي على تفاعل عاملين: كمية المجموعات الوظيفية القابلة للتأين (وخاصة الكربوكسيل) والوزن الجزيئي. عمومًا، يحتوي حمض الفولفيك على كمية أكبر من مجموعات الكربوكسيل ووزن جزيئي متوسط ​​أقل من حمض الهيوميك. تختلف الأوزان الجزيئية المتوسطة المقاسة باختلاف المصدر، إلا أن توزيعات الأوزان الجزيئية لحمض الهيوميك وحمض الفولفيك تتداخل بشكل كبير.

يُحدد عمر المادة المصدرية وأصلها التركيب الكيميائي للمواد الدبالية. وبشكل عام، تتميز المواد الدبالية المشتقة من التربة والخث (والتي تستغرق مئات إلى آلاف السنين لتتشكل) بوزن جزيئي أعلى، وكميات أكبر من الأكسجين والنيتروجين، ووحدات كربوهيدراتية أكثر، ووحدات عطرية متعددة أقل من المواد الدبالية المشتقة من الفحم والليونارديت ( والتي تستغرق ملايين السنين لتتشكل).

يمكن عزل المواد الدبالية عن طريق امتزازها على راتنج أو استخلاصها قلويًا من مصادر صلبة للمواد العضوية الطبيعية. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] ويُشير منظور حديث للمواد الدبالية إلى أنها ليست في معظمها بوليمرات ضخمة ذات وزن جزيئي عالٍ، بل هي خليط غير متجانس من مكونات جزيئية صغيرة نسبيًا من المادة العضوية في التربة، تتجمع ذاتيًا في روابط فوق جزيئية، وتتكون من مجموعة متنوعة من المركبات ذات الأصل البيولوجي، وتُصنّع بواسطة تفاعلات حيوية وغير حيوية في التربة والمياه السطحية. [ 5 ] إن التعقيد الجزيئي الكبير للمواد الدبالية في التربة [ 6 ] هو ما يمنحها نشاطها البيولوجي، واستقرارها في النظم البيئية والتربة، ودورها كمحفز لنمو النبات (وخاصة جذور النباتات). [ 7 ]

لا يزال التعريف الأكاديمي للمواد الدبالية محل نقاش. إذ يعارض بعض الباحثين المفهوم التقليدي للدبالة، مقترحين أن الاستخلاص القلوي لا يقدم صورة دقيقة للمواد الدبالية نظراً لاستخدام مستخلصات شديدة القلوية بدلاً من الماء. [ 8 ]

مفاهيم المواد الدبالية

يُعدّ تكوين المواد الدبالية في الطبيعة أحد جوانب كيمياء الدبال الأقل فهمًا والأكثر إثارةً للاهتمام. تاريخيًا، وُضعت ثلاث نظريات رئيسية لتفسيره: نظرية اللجنين لواكسمان (1932)، ونظرية البوليفينول، ونظرية تكثيف السكر والأمين لميلارد (1911). [ 9 ] [ 10 ] تتكون المواد الدبالية من خلال التحلل الميكروبي للمواد الحيوية الميتة ، مثل اللجنين والسليلوز واللجنو - سليلوز والفحم . [ 11 ] [ 12 ] تُظهر المواد الدبالية في المختبر مقاومةً للتحلل البيولوجي. يعتمد تركيبها وعناصرها ومحتواها من المجموعات الوظيفية في عينة معينة على مصدر الماء أو التربة ، وعلى إجراءات وظروف الاستخلاص المحددة. ومع ذلك، فإن الخصائص المتوسطة لمستخلصات المواد الدبالية المختبرية من مصادر مختلفة متشابهة بشكل ملحوظ.

التجزئة

استخدم العلماء تاريخيًا طرقًا متشابهة لاستخلاص المواد الدبالية من المواد العضوية الطبيعية وفصل المستخلصات إلى حمض الهيوميك وحمض الفولفيك. وتوصي الجمعية الدولية للمواد الدبالية باستخدام الطرق المختبرية القياسية لتحضير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك. تُستخلص المواد الدبالية من التربة ومصادر صلبة أخرى باستخدام محلول هيدروكسيد الصوديوم بتركيز 0.1 مولار، تحت جو من النيتروجين، لمنع الأكسدة غير الحيوية لبعض مكونات المواد الدبالية. ثم يُرسب حمض الهيوميك عند درجة حموضة 1. يُعالج الجزء الذائب على عمود راتنجي لفصل مكونات حمض الفولفيك عن المركبات الأخرى الذائبة في الأحماض. [ 13 ] أما الجزء المتبقي من المواد العضوية الطبيعية الذي لا يُستخلص بواسطة هيدروكسيد الصوديوم بتركيز 0.1 مولار فهو الهيومين. يُستخلص حمض الهيوميك وحمض الفولفيك من المياه الطبيعية باستخدام عمود راتنجي بعد الترشيح الدقيق والمعالجة الحمضية إلى درجة حموضة 2. تُغسل المواد الهيوميكية من العمود باستخدام هيدروكسيد الصوديوم، ويترسب حمض الهيوميك عند درجة حموضة 1. بعد ضبط درجة الحموضة إلى 2، يُفصل حمض الفولفيك عن المركبات الأخرى القابلة للذوبان في الأحماض، باستخدام عمود راتنجي كما هو الحال مع مصادر الطور الصلب. [ 14 ] طُوّرت طريقة تحليلية لتحديد كمية حمض الهيوميك وحمض الفولفيك في الخامات التجارية والمنتجات الهيوميكية، استنادًا إلى طرق تحضير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك التابعة للمعهد الدولي لعلوم المواد الهيوميكية (IHSS). [ 15 ]

قام علماء تابعون لمعهد علوم التربة والتربة (IHSS) بعزل جميع المواد العضوية الطبيعية من أنهار المياه السوداء باستخدام التناضح العكسي . يحتوي الناتج المتبقي من هذه العملية على كلٍ من حمض الهيوميك وحمض الفولفيك، مع غلبة حمض الهيوميك. كما تم عزل المواد العضوية الطبيعية من جداول المياه العسرة باستخدام التناضح العكسي والتحليل الكهربائي معًا. [ 16 ]

لا يُعدّ حمض الهيوميك المستخلص حمضًا واحدًا ، بل هو مزيج معقد من أحماض مختلفة تحتوي على مجموعات الكربوكسيل والفينولات ، مما يجعله يتصرف وظيفيًا كحمض ثنائي القاعدة ، أو في بعض الأحيان كحمض ثلاثي القاعدة . يُصنّع حمض الهيوميك التجاري المستخدم لتحسين التربة باستخدام هذه الإجراءات الراسخة. يمكن لأحماض الهيوميك أن تُشكّل مركبات مع الأيونات الموجودة عادةً في البيئة، مُكوّنةً غرويات الهيوميك . [ 17 ]

يمكن للتجزئة الكيميائية المتسلسلة عزل أجزاء أكثر تجانسًا من المواد الدبالية وتحديد بنيتها الجزيئية باستخدام طرق طيفية وكروماتوغرافية متقدمة. [ 18 ] تشمل المواد التي تم تحديدها في مستخلصات المواد الدبالية وفي التربة مباشرةً: أحماض أحادية وثنائية وثلاثية الهيدروكسي كربوكسيلية ، وأحماض دهنية ، وأحماض ثنائية الكربوكسيل ، وكحولات خطية، وأحماض فينولية ، وتربينويدات ، وكربوهيدرات، وأحماض أمينية. [ 19 ] يشير هذا إلى أن جزيئات المواد الدبالية قد تُشكّل بنى فوق جزيئية مترابطة بقوى غير تساهمية ، مثل قوى فان دير فالس ، وروابط π-π ، وروابط CH-π. [ 20 ]

الخصائص الكيميائية

منذ فجر الكيمياء الحديثة، تُعدّ المواد الدبالية من بين أكثر المواد الطبيعية دراسةً. ورغم طول فترة دراستها، لا يزال تركيبها الجزيئي محل نقاش. كان الرأي السائد تقليديًا أن المواد الدبالية عبارة عن مكثفات متعددة غير متجانسة، ترتبط بالطين بنسب متفاوتة. [ 21 ] بينما يرى رأي أحدث أن الجزيئات الصغيرة نسبيًا تلعب دورًا رئيسيًا أيضًا. [ 20 ]

المادة الدبالية النموذجية عبارة عن خليط من جزيئات عديدة، بعضها يتكون من نوى عطرية مرتبطة ببعضها البعض، وتحتوي على بدائل فينولية وكربوكسيلية . تُعدّ المجموعات الفينولية والكربوكسيلية من أهم المجموعات الوظيفية التي تُسهم في الشحنة السطحية وتفاعلية المواد الدبالية. تتصرف المواد الدبالية عادةً كخليط من الأحماض ثنائية القاعدة، حيث تبلغ قيمة pK 1 حوالي 4 لبروتنة مجموعات الكربوكسيل، وحوالي 8 لبروتنة مجموعات الفينولات في حمض الهيوميك. وتُعتبر أحماض الفولفيك أكثر حمضية من حمض الهيوميك. يوجد تشابه كبير بين الأحماض الدبالية المختلفة. ولهذا السبب، فإن قيم pK المقاسة لعينة معينة هي قيم متوسطة تتعلق بالأنواع المكونة لها. ومن الخصائص المهمة الأخرى كثافة الشحنة . [ 22 ]

بنية نموذج ستيفنسون لحمض الهيوميك، مع مجموعة متنوعة من المكونات بما في ذلك الكينون والفينول والكاتيكول وجزيئات السكر [ 22 ] .
نموذج التركيب لحمض الفولفيك

أظهرت الدراسات الحديثة للأوزان الجزيئية للمواد الدبالية أن هذه الأوزان ليست كبيرة كما كان يُعتقد سابقًا. فقد سُجل متوسط ​​عددي للأوزان الجزيئية لحمض الهيوميك في التربة أقل من 6000، إلا أنها شديدة التباين، حيث توجد مكونات ذات أوزان جزيئية أكبر بكثير وأخرى أقل بكثير. [ 23 ] أما متوسط ​​عدد الأوزان الجزيئية المقاسة للمواد الدبالية المائية، فقد بلغ 1700 أو أقل لحمض الهيوميك، و900 أو أقل لحمض الفولفيك. [ 23 ] كما أن حمض الهيوميك وحمض الفولفيك المائيين شديدا التباين أيضًا. ويبلغ عدد المكونات المتميزة في المواد الدبالية، كما تم قياسه بواسطة مطياف الكتلة، الآلاف. ويمكن تمثيل التركيب المتوسط ​​لحمض الهيوميك وحمض الفولفيك بنماذج هيكلية.

يُكسب وجود مجموعات الكربوكسيلات والفينولات أحماض الهيوميك القدرة على تكوين معقدات مع أيونات مثل Mg²⁺ و Ca²⁺ و Fe²⁺ و Fe³⁺، مما يُؤدي إلى تكوين غرويات هيوميكية . تحتوي العديد من أحماض الهيوميك على مجموعتين أو أكثر من هذه المجموعات مُرتبة بطريقة تُتيح تكوين معقدات مخلبية . [ 24 ] يُعد تكوين المعقدات (المخلبية) جانبًا هامًا من الدور البيولوجي لأحماض الهيوميك في تنظيم التوافر الحيوي لأيونات المعادن. [ 25 ]

نقد

تُشكّل نواتج تحلّل المواد النباتية الميتة ارتباطات وثيقة بالمعادن، مما يُصعّب عزل وتحديد خصائص المكونات العضوية للتربة. وقد نجح كيميائيو التربة في القرن الثامن عشر في استخدام الاستخلاص القلوي لعزل جزء من المكونات العضوية في التربة. وأدى ذلك إلى ظهور نظرية مفادها أن عملية "التَدَمُّن" تُنتج "مواد دَمِّية" مميزة مثل "حمض الدَميك" و"حمض الفولفيك" و"الهُومين". [ 8 ] ومع ذلك، لم تُلاحظ طرق التحليل الكيميائي الحديثة المُطبقة على التربة المعدنية غير المُعالجة جزيئات دَمِّية كبيرة بشكل مباشر. وهذا يُشير إلى أن تقنيات الاستخلاص والتجزئة المُستخدمة لعزل المواد الدَمِّية تُغيّر التركيب الكيميائي الأصلي للمادة العضوية. وبما أن تعريف المواد الدَمِّية مثل حمض الدَميك وحمض الفولفيك يعتمد على فصلها من خلال هذه الطرق، فإن ذلك يُثير التساؤل حول ما إذا كان التمييز بين هذه المركبات يعكس بدقة الحالة الطبيعية للمادة العضوية في التربة. [ 26 ] على الرغم من هذه المخاوف، لا تزال نظرية "التحلل الدبالي" سائدة في هذا المجال، بل وحتى في الكتب الدراسية، وقد أسفرت محاولات إعادة تعريف "المواد الدبالية" في التربة عن انتشار تعريفات متضاربة. هذا النقص في التوافق يجعل من الصعب توصيل الفهم العلمي لعمليات التربة وخصائصها بدقة. [ 8 ]

تحديد الأحماض الدبالية في عينات المياه

يُمكن أن يُؤثر وجود حمض الهيوميك في المياه المُخصصة للشرب أو الاستخدام الصناعي تأثيرًا كبيرًا على قابلية معالجة هذه المياه ونجاح عمليات التطهير الكيميائي . فعلى سبيل المثال، يُمكن أن يتفاعل حمض الهيوميك وحمض الفولفيك مع المواد الكيميائية المُستخدمة في عملية الكلورة لتكوين نواتج ثانوية للتطهير، مثل ثنائي هالو أسيتونيتريل، وهي مواد سامة للإنسان. [ 27 ] [ 28 ] ولذلك، تُعدّ الطرق الدقيقة لتحديد تركيزات حمض الهيوميك ضرورية للحفاظ على إمدادات المياه، لا سيما من مستجمعات المياه الخثية في المناطق المرتفعة ذات المناخ المعتدل.

نظراً لاختلاط العديد من الجزيئات العضوية الحيوية المختلفة في البيئات الطبيعية، وارتباطها الفيزيائي المتنوع، يصبح قياس تركيزاتها الدقيقة في البنية الفوقية للدبال أمراً بالغ الصعوبة. ولهذا السبب، تُقدّر تركيزات حمض الدبال تقليدياً من تركيزات المادة العضوية، وعادةً من تركيزات الكربون العضوي الكلي (TOC) أو الكربون العضوي الذائب (DOC).

من المؤكد أن عمليات الاستخلاص ستؤدي إلى تغيير بعض الروابط الكيميائية الموجودة في المواد الدبالية للتربة (وخاصة روابط الإستر في البوليمرات الحيوية مثل الكيوتين والسوبرين). تتكون المستخلصات الدبالية من أعداد كبيرة من الجزيئات العضوية الحيوية المختلفة التي لم يتم فصلها وتحديدها بشكل كامل بعد. ومع ذلك، فقد تم تحديد فئات محددة من الجزيئات الحيوية المتبقية من خلال عمليات الاستخلاص الانتقائية والتجزئة الكيميائية، وتتمثل هذه الفئات في أحماض الألكانويك وأحماض الهيدروكسي ألكانويك، والراتنجات، والشموع، وبقايا اللجنين، والسكريات، والببتيدات.

التأثيرات البيئية

لطالما عرف المزارعون فوائد المواد العضوية في تحسين نمو النباتات، حتى قبل التاريخ المدون. [ 29 ] ومع ذلك، ظلّت كيمياء ووظيفة هذه المواد موضع جدل منذ أن بدأ الإنسان بالتفكير فيها في القرن الثامن عشر. وحتى زمن ليبيغ ، كان يُعتقد أن النباتات تستخدم الدبال مباشرةً، ولكن بعد أن أثبت ليبيغ أن نمو النبات يعتمد على المركبات غير العضوية، رأى العديد من علماء التربة أن فائدة المادة العضوية في الخصوبة تقتصر على تحللها وإطلاق عناصرها الغذائية المكونة لها في صور غير عضوية. أما اليوم، فيتبنى علماء التربة نظرة أكثر شمولية، ويعترفون على الأقل بأن الدبال يؤثر على خصوبة التربة من خلال تأثيره على قدرتها على الاحتفاظ بالماء. كما أنه بعد أن ثبت أن النباتات تمتص وتنقل الجزيئات العضوية المعقدة للمبيدات الحشرية الجهازية ، لم يعد بالإمكان استبعاد فكرة قدرة النباتات على امتصاص الأشكال الذائبة من الدبال. [ 30 ] قد تكون هذه في الواقع عملية أساسية لامتصاص أكاسيد الحديد غير القابلة للذوبان بطريقة أخرى.

أُجريت دراسة في جامعة ولاية أوهايو حول تأثيرات حمض الهيوميك على نمو النبات، وذكرت الدراسة جزئياً أن "أحماض الهيوميك تزيد من نمو النبات" وأن هناك "استجابات كبيرة نسبياً عند معدلات استخدام منخفضة". [ 31 ]

أظهرت دراسة أجراها علماء في كلية الزراعة وعلوم الحياة بجامعة ولاية كارولينا الشمالية عام 1998 أن إضافة الهيومات إلى التربة زادت بشكل كبير من كتلة الجذور في عشب البنتغراس الزاحف . [ 32 ] [ 33 ]

أظهرت دراسة أجراها علماء في جامعة ألبرتا عام 2018 أن الأحماض الدبالية يمكن أن تقلل من قدرة البريون على العدوى في التجارب المختبرية، ولكن هذا التأثير قد يكون غير مؤكد في البيئة بسبب المعادن الموجودة في التربة التي تعمل على تخفيف هذا التأثير. [ 34 ]

الإنتاج البشري

يستطيع الإنسان التأثير على إنتاج المواد الدبالية عبر طرق متنوعة: من خلال الاستفادة من العمليات الطبيعية كتحويل اللجنين إلى سماد أو إضافة الفحم الحيوي (انظر: إعادة تأهيل التربة )، أو من خلال التخليق الصناعي للمواد الدبالية الاصطناعية مباشرةً من المواد العضوية الأولية. ويمكن تقسيم هذه المواد الاصطناعية إلى حمض الدبال الاصطناعي (A-HA) وحمض الفولفيك الاصطناعي (A-FA). [ 35 ] [ 36 ]

تُتيح عملية حديثة تُعرف باسم التحلل الحراري المائي للتربة والتفحيم [ 37 ] تحويل مجموعة واسعة من الكتلة الحيوية والمخلفات البيولوجية إلى هيومين اصطناعي ، وأحماض هيوميك اصطناعية ( A-HA) ، وأحماض دهنية اصطناعية (A-FA ) تحت درجة حرارة مضبوطة (180-250 درجة مئوية) وضغط ذاتي، على غرار الكربنة الحرارية المائية ولكن في محلول قلوي، مما يؤدي إلى معادلة ذاتية لوسط التفاعل من خلال تحويل مكونات الكتلة الحيوية - السليلوز والهيميسليلوز واللجنين - في غضون دقائق إلى ساعات، مقارنةً بالعملية الطبيعية التي تستغرق سنوات. [ 38 ] [ 39 ] تُمكّن هذه الطريقة من إنتاج سريع وقابل للتعديل للمواد الهيومية الاصطناعية مع الحفاظ على المجموعات الوظيفية الأساسية المهمة لصحة التربة، وعزل الكربون ، وتحفيز نمو النبات. [ 40 ] كما ثبت أن الأحماض الهيوميكية الاصطناعية تُخفف من الآثار السلبية للجفاف على المجتمعات الميكروبية في التربة، مما يدعم التنوع الميكروبي ووظائفه في ظل ظروف الإجهاد. [ 41 ] تم استخدام المواد الدبالية المصنعة، والتي تم إنتاجها في غضون ساعات قليلة، بنجاح لإنقاذ شجرة زان عمرها 160 عامًا في حديقة سانسوسي ، بوتسدام ، ألمانيا، والتي كانت تعاني من الإجهاد بسبب ندرة المياه وظروف التربة الرملية النموذجية لبراندنبورغ . [ 42 ]  

تُستغلّ مركبات الليغنوسلفونات ، وهي منتج ثانوي من عملية معالجة لب الخشب بالكبريتيت، في صناعة الخرسانة ، حيث تعمل كمُخفِّض للماء ، أو مُلدِّن فائق للخرسانة ، لتقليل نسبة الماء إلى الإسمنت في الخرسانة الطرية مع الحفاظ على قابليتها للتشغيل. تُعدّ نسبة الماء إلى الإسمنت في الخرسانة أحد أهم العوامل المتحكمة في قوتها الميكانيكية بعد التصلب ومتانتها. ويمكن تطبيق عملية معالجة لب الخشب نفسها للحصول على مواد شبيهة بالدبال عن طريق التحلل المائي والأكسدة . وبهذه الطريقة ، يُمكن إنتاج نوع من "الليغنوهومات" الاصطناعي مباشرةً من الخشب. [ 43 ]

يمكن تحويل المخلفات الزراعية إلى مادة دبالية اصطناعية عن طريق تفاعل حراري مائي . ويمكن للمزيج الناتج أن يزيد من محتوى المادة العضوية الذائبة (DOM) والكربون العضوي الكلي (TOC) في التربة. [ 36 ]

قد يتأكسد الليغنيت (الفحم البني) لإنتاج مواد دبالية، مما يعكس عملية تكوين الفحم الطبيعية في ظل ظروف نقص الأكسجين والاختزال . يُستخدم هذا الشكل من "حمض الفولفيك المشتق من المعادن" على نطاق واسع في الصين. [ 44 ] تحدث هذه العملية أيضًا في الطبيعة، منتجةً الليونارديت . [ 45 ]

الجيولوجيا الاقتصادية

في الجيولوجيا الاقتصادية ، يشير مصطلح الهيومات إلى مواد جيولوجية غنية بأحماض الهيوميك ، مثل طبقات الفحم المتجوّف (الليونارديت)، والصخور الطينية ، أو المواد المسامية في الأحجار الرملية . وقد استُخرج الهيومات من تكوين فروتلاند في نيو مكسيكو لاستخدامه كمُحسّن للتربة منذ سبعينيات القرن الماضي، حيث بلغ إنتاجه ما يقارب 60,000 طن متري بحلول عام 2016. [ 46 ] وقد تلعب رواسب الهيومات دورًا هامًا في تكوين رواسب خام اليورانيوم. [ 47 ]

التطبيقات التكنولوجية

استُغِلَّت قدرة الأحماض الدبالية على الارتباط بالمعادن الثقيلة لتطوير تقنيات معالجة لإزالة الرصاص من مياه الصرف الصحي. ولتحقيق هذه الغاية، قام يوريشيفا وزملاؤه بتغليف جسيمات نانوية مغناطيسية بالأحماض الدبالية. وبعد التقاط أيونات الرصاص، يمكن التقاط الجسيمات النانوية باستخدام مغناطيس. [ 48 ]

البناء القديم

تشير الأدلة الأثرية إلى أن مصر القديمة استخدمت الطوب اللبن المدعم بالقش وحمض الهيوميك. [ 49 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "الحمص" . تم الاسترجاع في 20 يوليو 2024 – عبر موقع Dictionary.com، قاموس راندوم هاوس غير المختصر .
  2. ↑ بيكولو أ . (2016). "في ذكرى البروفيسور إف جيه ستيفنسون ومسألة المواد الدبالية" . التقنيات الكيميائية والبيولوجية في الزراعة . 3. doi : 10.1186/s40538-016-0076-2 .
  3. ↑ دروسوس م. وآخرون (15 مايو 2017). "دراسة جزيئية مُكبَّرة لهيوموم التربة من خلال تجزئة كيميائية متسلسلة مباشرة للتربة". مجلة علم البيئة الشاملة . 586 : 807-816 . Bibcode : 2017ScTEn.586..807D . doi : 10.1016/j.scitotenv.2017.02.059 . PMID 28214121 .  
  4. ↑ "مصادر عينات الجمعية الدولية للمواد الدبالية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يوليو 2020 .
  5. ↑ بيكولو أ. وآخرون (2018). "التركيب الجزيئي لكربون الدبال: مقاومته وتفاعليته في التربة". التركيب الجزيئي لكربون الدبال: مقاومته وتفاعليته في التربة. في: مستقبل كربون التربة، وايلي وأولاده . الصفحات 87-124 . doi : 10.1016/B978-0-12-811687-6.00004-3 . ISBN   978-0-12-811687-6.
  6. ↑ نيبوسو أ. وبيكولو أ. (2011). " أساسيات علم الهيوميوميات: التجزئة الكيميائية والخصائص الجزيئية للبنى الحيوية الفائقة للهيوميك". الجزيئات الحيوية الكبيرة . 12 (4): 1187-1199 . doi : 10.1021/bm101488e . PMID 21361272. S2CID 45333263 .  
  7. ↑ كانيلاس، ب. ل. وأوليفاريس، ف. ل. (2014). "الاستجابات الفسيولوجية للمواد الدبالية كمحفز لنمو النبات" . التقنيات الكيميائية والبيولوجية في الزراعة . 1 (1): 3. Bibcode : 2014CBTA....1....3C . doi : 10.1186/2196-5641-1-3 .
  8. 1 2 3 ليمان، ج.؛ كليبر، م. (2015-12-03). "الطبيعة الجدلية للمادة العضوية في التربة" . مجلة نيتشر . 528 (7580): 60-68 . Bibcode : 2015Natur.528...60L . doi : 10.1038/nature16069 . PMID 26595271 . سبق تطوير طريقة الاستخلاص هذه النظرية، مما دفع العلماء إلى ابتكار تفسيرات لتكوين مواد تُشبه "المواد الدبالية" المستخلصة عمليًا، بدلًا من تطوير فهم لطبيعة جميع المواد العضوية في التربة. [...] هذا النقص في الأدلة يعني أن "التحلل الدبالي" موضع تساؤل متزايد، ومع ذلك لا تزال النظرية الأساسية قائمة في الأدبيات المعاصرة، بما في ذلك الكتب الدراسية الحالية. [...] كما تم تناول هذه المسألة من خلال إعادة تعريف "المواد الدبالية" على أنها جزء من المادة العضوية في التربة لا يمكن تحديد خصائصه الجزيئية، أو من خلال تسمية جميع المواد العضوية في التربة "دبالًا". نحن نرى أن هذا الحل الوسط - الحفاظ على المصطلحات مع تغيير معانيها بطرق مختلفة - يعيق التقدم العلمي خارج نطاق علوم التربة. إن [الحاجة إلى نماذج دقيقة] للمادة العضوية في التربة لا تسمح بنهج وسط مُربك؛ بل تتطلب التخلي عن النظرة التقليدية لتحقيق ابتكار وتقدم دائمين. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن المجالات العلمية خارج علوم التربة تُبني أبحاثها على فرضية خاطئة مفادها وجود "المواد الدبالية". وهكذا تصبح مسألة المصطلحات مشكلة استدلال خاطئ، مع آثار بعيدة المدى تتجاوز قدرتنا على توصيل عمليات وخصائص التربة بدقة علمية. 
  9. ↑ ستيفنسون، إف جيه (1994). كيمياء الدبال: التكوين، التركيب، التفاعلات ، وايلي وأولاده، نيويورك، 1994، ص 188-210. ISBN 0471594741.
  10. ↑ تان، كيه إتش (2014). المواد الدبالية في التربة والبيئة: المبادئ والخلافات . الطبعة الثانية. بوكا رانتون: مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 1482234459.
  11. ↑ بونومارينكو، إي. في.؛ أندرسون، دي. دبليو. (2001)، "أهمية المادة العضوية المتفحمة في تربة تشيرنوزيم السوداء في ساسكاتشوان"، المجلة الكندية لعلوم التربة ، 81 (3): 285-297 ، Bibcode : 2001CaJSS..81..285P ، doi : 10.4141/s00-075 . ينظر النموذج الحالي إلى الدبال كنظام من المكثفات غير المتجانسة، التي تنتجها في الغالب الكائنات الحية الدقيقة في التربة، في ارتباطات متفاوتة مع الطين (أندرسون 1979). ولأن هذا النموذج المفاهيمي ونماذج المحاكاة المتجذرة فيه لا تستوعب مكونًا كبيرًا من الفحم، يبدو أن تغييرًا كبيرًا في الفهم المفاهيمي (تحولًا نموذجيًا) بات وشيكًا.
  12. ↑ ماو، جيه.-دي.؛ جونسون، آر. إل.؛ ليمان، جيه.؛ أولك، دي. سي.؛ نيفيس، إي. جي.؛ طومسون، إم. إل.؛ شميدت-روهر، ك. (2012). "مخلفات الفحم الوفيرة والمستقرة في التربة: آثارها على خصوبة التربة وعزل الكربون" . العلوم والتكنولوجيا البيئية . 46 (17): 9571-9576 . Bibcode : 2012EnST...46.9571M . CiteSeerX 10.1.1.698.270 . doi : 10.1021/es301107c . PMID 22834642 .  
  13. ↑ "عزل أحماض الفولفيك والهيوميك من التربة | IHSS" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-10-2024 .
  14. ↑ "عزل أحماض الهيوميك والفولفيك المائية من معهد علوم التربة والتربة | معهد علوم التربة والتربة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-10-2024 .
  15. ↑ لامار، ريتشارد ت؛ أولك، دانيال س؛ مايهيو، لورانس؛ بلوم، بول ر (2014-05-01). "طريقة معيارية جديدة لتحديد كمية أحماض الهيوميك والفولفيك في خامات الهيوميك والمنتجات التجارية" . مجلة AOAC الدولية . 97 (3): 721-730 . doi : 10.5740/jaoacint.13-393 . ISSN 1060-3271 . PMID 25051616 .  
  16. ↑ "عزل المواد العضوية الطبيعية بواسطة التناضح العكسي | IHSS" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-10-2024 .
  17. ↑ "تأثيرات حمض الهيوميك على الحيوانات والبشر: نظرة عامة على الأدبيات ومراجعة للأبحاث الحالية" (ملف PDF) . vet servis .
  18. ↑ نيبوسو أ. وبيكولو أ. (2012). "تطورات في علم الهيوميات: تحسين تحديد البنية الجزيئية للهيوميك بعد تجزئة حمض الهيوميك في التربة حسب الحجم". مجلة Analytica Chimica Acta . 720 : 77-90 . Bibcode : 2012AcAC..720...77N . doi : 10.1016/j.aca.2012.01.027 . PMID 22365124 . 
  19. ↑ دروسوس م. وبيكولو أ. (2018). "الديناميكيات الجزيئية لدبال التربة كدالة للحرث". تدهور الأراضي والتنمية . 29 (6): 1792-1805 . Bibcode : 2018LDeDe..29.1792D . doi : 10.1002/ldr.2989 . S2CID 135445097 . 
  20. 1 2 بيكولو، أ. (2002). البنية فوق الجزيئية للمواد الدبالية: فهم جديد لكيمياء الدبال وتطبيقاتها في علم التربة . التقدم في علم الزراعة. المجلد 75. الصفحات 57-134 . doi : 10.1016/S0065-2113(02)75003-7 . ISBN   978-0-12-000793-6.
  21. ↑ بونومارينكو، إي. في.؛ أندرسون، دي. دبليو. (2001)، "أهمية المادة العضوية المتفحمة في تربة تشيرنوزيم السوداء في ساسكاتشوان"، المجلة الكندية لعلوم التربة ، 81 (3): 285-297 ، رمز Bibcode : 2001CaJSS..81..285P ، doi : 10.4141/s00-075
  22. 1 2 ستيفنسون إف جيه (1994). كيمياء الدبال: التكوين، التركيب، التفاعلات . نيويورك: جون وايلي وأولاده.
  23. أولك ، دي سي؛ بلوم، بي آر؛ بيردو، إي إم؛ ماكنايت، دي إم؛ تشين، واي؛ فارينهورست، إيه؛ سينيسي، إن؛ تشين، واي-بي؛ شميت-كوبلين، بي؛ هيرتكورن، إن؛ حرير، إم. (2019). "الأهمية البيئية والزراعية للكسور الدبالية المستخلصة بالقلويات من التربة والمياه الطبيعية" . مجلة جودة البيئة . 48 (2): 217-232 . Bibcode : 2019JEnvQ..48..217O . doi : 10.2134/jeq2019.02.0041 . ISSN 0047-2425 . PMID 30951132 .  
  24. ↑ تيبينغ، إي (1994). ""WHAM - نموذج توازن كيميائي وبرنامج حاسوبي للمياه والرواسب والتربة، يتضمن نموذجًا منفصلاً للمواقع/التفاعلات الكهروستاتيكية لربط الأيونات بالمواد الدبالية". مجلة الحوسبة وعلوم الأرض . 20 (6): 973-1023 . Bibcode : 1994CG.....20..973T . doi : 10.1016/0098-3004(94)90038-8 .
  25. ↑ غبور، إي. أ.؛ ديفيز، ج.، محرران. (2001). المواد الدبالية: هياكلها ونماذجها ووظائفها . كامبريدج، المملكة المتحدة: دار نشر الجمعية الملكية للكيمياء. ISBN 978-0-85404-811-3.
  26. ↑ ويل، راي ر.؛ برادي، نايل س. (2017). طبيعة وخصائص التربة ( الطبعة الخامسة عشرة). كولومبوس، أوهايو: بيرسون إديوكيشن (نُشر في أبريل 2017). ص 549. ISBN   978-0-13-325448-8LCCN 2016008568 . OCLC 936004363 . [التقنيات التحليلية الحديثة] لم تكشف إلا عن كميات ضئيلة جدًا من جزيئات الدبال الكبيرة في التربة المعدنية. بل تشير الأدلة إلى أن عملية استخلاص القلويات نفسها تُنتج بوليمرات عملاقة من جزيئات حيوية أصغر.  
  27. ↑ أوليفر، باري ج. (1983). "ثنائي هالو أسيتونيتريل في مياه الشرب: الطحالب وحمض الفولفيك كمواد أولية". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 17 (2): 80-83 . Bibcode : 1983EnST...17...80O . doi : 10.1021/es00108a003 . PMID 22295957 . 
  28. ↑ بيترز، رود جيه بي؛ دي لير، إد دبليو بي؛ دي جالان، ليو (1990). "ثنائي هالو أسيتونيتريل في مياه الشرب الهولندية". بحث المياه . 24 (6): 797. Bibcode : 1990WatRe..24..797P . doi : 10.1016/0043-1354(90)90038-8 .
  29. ↑ لابيدس، دانيال ن.، محرر. (1966). موسوعة ماكجرو هيل للعلوم والتكنولوجيا: مرجع دولي، المجلد 12. ماكجرو هيل. ص 428. ISBN  978-0-07-045265-7إن قيمة إضافة المواد العضوية إلى التربة على شكل روث حيواني، وأسمدة خضراء، ومخلفات محاصيل لتحسين خصوبة التربة معروفة منذ العصور القديمة.
  30. ↑ الاتحاد الأمريكي. قسم الشؤون الثقافية. قسم التنمية العلمية، الاتحاد الأمريكي. قسم الشؤون العلمية، منظمة الدول الأمريكية. قسم الشؤون العلمية (1984). العلوم الأمريكية البينية: المجلدات 24-27 . وبما أن النباتات قد أظهرت قدرتها على امتصاص ونقل الجزيئات المعقدة للمبيدات الحشرية الجهازية، فلا يمكن دحض فكرة قدرة النباتات على امتصاص العناصر الغذائية الدبالية القابلة للذوبان، والتي تحتوي على نسبة كبيرة من ...{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  31. ↑ أرانكون، نورمان كيو؛ إدواردز، كلايف إيه؛ لي، ستيفن؛ بيرن، روبرت (2006). "تأثيرات الأحماض الدبالية من السماد الدودي على نمو النبات". المجلة الأوروبية لبيولوجيا التربة . 42 : S65– S69. Bibcode : 2006EJSB...42..S65A . CiteSeerX 10.1.1.486.2522 . doi : 10.1016/j.ejsobi.2006.06.004 . 
  32. ↑ كوبر، آر جيه؛ ليو، تشون هوا؛ فيشر، دي إس (1998). "تأثير المواد الدبالية على تجذير ومحتوى العناصر الغذائية في عشب البنتغراس الزاحف". علوم المحاصيل . 38 (6): 1639-1644 . doi : 10.2135/cropsci1998.0011183X003800060037x .
  33. ↑ ليو، تشونهوا؛ كوبر، آر جيه (أغسطس 1999). "المواد الدبالية وتأثيرها على نمو عشب البنتغراس الزاحف وتحمله للإجهاد" (ملف PDF) . اتجاهات العشب . 8 (8): 6-12 . تم الاطلاع عليه في 19 يوليو 2026 - عبر مكتبات جامعة ولاية ميشيغان.
  34. ↑ كوزنتسوفا، ألسو؛ كولينغهام، كاثرين؛ ماكنزي، ديبي؛ أيكن، جود م. (نوفمبر 2018). "أحماض الهيوميك في التربة تُحلل بريونات مرض الهزال المزمن وتقلل من قدرتها على العدوى" . مجلة PLOS للأمراض . 14 (11) e1007414. doi : 10.1371/journal.ppat.1007414 . PMC 6264147. PMID 30496301 .  
  35. ↑ كومادا، كيوئيتشي (1956). "حول الأحماض الدبالية الاصطناعية". علم التربة وتغذية النبات . 2 (1): 106-111 . Bibcode : 1956SSPN....2..106K . doi : 10.1080/00380768.1956.10431868 . تم الحصول على أكثر الأحماض الدبالية الاصطناعية استقرارًا من الفحم... أظهرت هذه الأحماض الدبالية المستقرة أطياف امتصاص مشابهة لتلك الخاصة بالأحماض الدبالية الموجودة في التربة.
  36. تانغ ، تشونيو؛ لي، يويلي؛ سونغ، جينغبنغ؛ أنتونيتي، ماركوس؛ يانغ، فان (25-06-2021). " المواد الدبالية الاصطناعية تُحسّن النشاط الميكروبي لربط ثاني أكسيد الكربون" . iScience . 24 ( 6) 102647. Bibcode : 2021iSci...24j2647T . doi : 10.1016/j.isci.2021.102647 . ISSN 2589-0042 . PMC 8387571. PMID 34466779 .   
  37. ↑ مرزبان، نادر (2024). "من الكربنة الحرارية المائية إلى التحلل الحراري المائي للكتلة الحيوية: دور ظروف العملية" . doi : 10.14279/depositonce-20983 .{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  38. ↑ مرزبان، نادر؛ ليبرا، جودي أ.؛ روتر، فيرا سوزان؛ هيرمان، كريستيان؛ رو، كيونغ س.؛ فيلونينكو، سفيتلانا؛ هوفمان، توماس؛ أنتونيتي، ماركوس (9 مايو 2024). "تعظيم قيمة المنتجات السائلة وتقليل فقد الكربون في المعالجة الحرارية المائية للكتلة الحيوية: تطور من التفحيم إلى التحلل الحيوي" . Biochar . 6 (1): 44. Bibcode : 2024Bioch...6...44M . doi : 10.1007/s42773-024-00334-1 . ISSN 2524-7867 . 
  39. ↑ تكاتشينكو، فيتالي؛ مارزبان، نادر؛ فوغل، سارة؛ فيلونينكو، سفيتلانا؛ أنتونيتي، ماركوس (31 يناير 2023). "رؤى كيميائية حول المعالجة الحرارية المائية المُعدّلة بالقاعدة للكتلة الحيوية الثانوية" . الطاقة المستدامة والوقود . 7 (3): 769-777 . doi : 10.1039/D2SE01513G . ISSN 2398-4902 . 
  40. ^ مرزبان، نادر. بساريانوس، ماريوس؛ هيرمان، كريستيان. شولتز نيلسن، ليزا؛ أولشفسكا-ويدرات، أجاتا؛ العريفي، عرمان؛ بيسينكا، رالف؛ جروندمان، فيليب؛ شلوتر، أوليفر ك. هوفمان، توماس. روتر، فيرا سوزان؛ نيكولوسكي، زوران؛ ستورم ، باربرا (2025/03/01). "المصافي الحيوية المتكاملة الذكية في الاقتصاد الحيوي: مفهوم نحو التخلص من النفايات وخفض الانبعاثات وإنتاج الطاقة بالاكتفاء الذاتي" . مجلة أبحاث الوقود الحيوي . 12 (1): 2319-2349 . دوى : 10.18331/BRJ2025.12.1.4 .
  41. ↑ هوفلي، دانيال؛ سبيربر، سيباستيان؛ مرزبان، نادر؛ أنتونيتي، ماركوس؛ هوفمان، توماس؛ ويكاكسونو، ويسنو عدي؛ عبد الفتاح، أحمد؛ بيرغ، غابرييل (2024). "حمض الهيوميك الاصطناعي يقلل من تأثير الجفاف على ميكروبيوم التربة" . مجلة الزراعة المستدامة والبيئة . 3 (4) e70034. Bibcode : 2024JSAE....3E0034H . doi : 10.1002/sae2.70034 . ISSN 2767-035X . 
  42. ↑ "يقوم مركز ATB في بوتسدام بعمل رائد: مواد دبالية مصنعة صناعياً للزراعة" . www.atb-potsdam.de . 10 ديسمبر 2024. تاريخ الاطلاع: 21 مارس 2025 .
  43. ↑ ياكيمينكو، أولغا؛ ستيبانوف، أندريه؛ باتسايفا، سفيتلانا؛ خوندزوا، داريا؛ أوسيبوفا، أوليسيا؛ جلادكوف، أوليغ (3 يوليو 2021). "تكوين مواد شبيهة بالدبال أثناء العملية التكنولوجية لتخليق الليغنوهومات كدالة للزمن" . الفصل . 8 (7): 96. doi : 10.3390/separations8070096 .
  44. ^ قونغ، جوانكون؛ شو، ليانجوي؛ تشانغ، ينغجي. ليو، ويكسين؛ وانغ، مينغ. تشاو، يوفينغ؛ يوان، شين؛ لي ، ياجون (3 نوفمبر 2020). "استخلاص حمض الفولفيك من الليجنيت وتوصيف مجموعاته الوظيفية" . ايه سي اس أوميغا . 5 (43): 27953–27961 . دوى : 10.1021/acsomega.0c03388 . بمك 7643152 . بميد 33163778 .  
  45. ↑ "يونغز، آر دبليو وفروست، سي إم 1963. أحماض الهيوميك من الليونارديت - مُحسِّن للتربة وسماد عضوي. الهندسة الكيميائية الصناعية، 55، 95-99" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 1 يونيو 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مارس 2022 .
  46. ↑ نيومر، روبرت و.؛ نيبو، جون ب.؛ نيومر، جاكوب ك. (2020). "الهيومات في تكوين فروتلاند العلوي من العصر الطباشيري في شمال غرب نيو مكسيكو" (ملف PDF) . منشور خاص لجمعية نيو مكسيكو الجيولوجية . 14 : 41-46 . تاريخ الاسترجاع : 26 أكتوبر 2020 .
  47. ↑ ماكليمور، فيرجينيا ت. (2020). "رواسب اليورانيوم في منطقة بويزن كانيون، مقاطعة أمبروزيا ليك الفرعية، مقاطعة غرانتس لليورانيوم، مقاطعتي ماكينلي وسيبولا، نيو مكسيكو" (ملف PDF) . منشور خاص لجمعية نيو مكسيكو الجيولوجية . 14 : 53-63 . تاريخ الاسترجاع: 26 أكتوبر 2020 .
  48. ^ يوريشيفا، أأ؛ كيدرالييفا، كا؛ زاريبوفا، AA؛ دجارديمالييفا، جي. بوموجايلو، م. جوروبيكوفا، SJ (2013). "امتصاص Pb2+ بواسطة المغنتيت المغطى بالأحماض الدبالية" . جي بيول. فيز. الكيمياء . 13 (2): 61-68 . دوى : 10.4024/04YU13A.jbpc.13.02 .
  49. ↑ لوكاس، أ.؛ هاريس، جيه آر (1998). المواد والصناعات المصرية القديمة . نيويورك: منشورات دوفر. ص 62. ISBN  978-0-486-40446-2.

للمزيد من القراءة

  • شنيتزر، م.؛ خان، س. يو. (1975). المادة العضوية في التربة . تطورات في علم التربة. إلسيفير ساينس. ص  1. ISBN 978-0-08-086975-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 10-03-2025 .