Природные и искусственные гуминовые вещества для управления минералами, ионами, водой и почвенными микроорганизмами

Химия гуминовых веществ (ГВ) скрыта от непосредственного наблюдения, однако она имеет ключевое значение для сельского хозяйства и окружающей среды, а в настоящее время приобретает все большее значение для медицины и технологий. ГВ бывают не только природными: их также можно экстрагировать и получать направленным синтезом; в последние 20 лет такие продукты широко применяются для улучшения почв и управления состоянием окружающей среды. В этом обзоре обобщены применения и механизмы действия таких ГВ в сельском хозяйстве и экологических системах, при этом основное внимание уделено раскрытию многообразных функций этого функционального полимера с использованием физико-химической количественной оценки. Далее представлены несколько новейших технологий синтеза, включая гидротермальную гумификацию (HTH), гидротермальную карбонизацию (HTC) и окисление пероксидом водорода (HOT), разработанных для получения искусственных гуминовых веществ (A-HSs). Наличие воспроизводимых и регулируемых синтетических A-HSs создает новый химический инструмент, позволяющий детально анализировать и количественно оценивать такие эффекты, как солюбилизация нерастворимых фосфатных минералов, извлечение фосфора, повышение плодородия почвы и улучшение роста сельскохозяйственных культур, а также снижение токсичности типичных загрязнителей. В результате может быть создана эффективная химическая технология переработки побочных продуктов биомассы («биоотходов») в различные типы A-HSs, что позволит одновременно повышать продуктивность сельского хозяйства и контролировать загрязнение окружающей среды посредством крупномасштабного синтеза A-HSs.