в чем находятся гуминовые кислоты
Гуминовые кислоты в косметологии и их влияние на организм
30 лет рабочего стажа в практической медицине, с 2006 по 2016 – руководител.
Ты права, гуминовые вещества получили свое название от самого плодородного слоя почвы – гумуса. Именно перегной еще несколько десятков лет назад обеспечивал отличное качество овощей, фруктов, зерна. Никакой синтетики в виде удобрений, разве можно желать лучшего! Уникальные свойства гумуса заставили ученых задуматься о его составе, детально изучить компоненты природной органики. Оказалось, что основа гумуса – это гуминовые или фульвовые кислоты. О них и пойдет речь в этой статье.
Что это такое
Гуминовые вещества – природные соединения с длинной молекулярной цепью. Они есть везде: в почве, торфе, угле, иле, сапропели. Образуются такие вещества в процессе гумусообразования. Похоже, что природа сама создавала веками настоящий кладезь уникальной органики.
Почему процесс ее разложения не заканчивается образованием воды и углекислого газа, а в определенный момент эти простые продукты распада трансформируются в гуминовые кислоты, остается большим секретом для всех до сих пор.
Состав гуминовых кислот гарантирует мощную встряску (в самом хорошем смысле этого слова) всему живому, не только человеку, но и братьям нашим меньшим, и растениям. Почему? В них сосредоточен полный набор витаминов и микро-, макроэлементов. Кроме того, фульвовые кислоты содержат:
Разбираемся в видах кислот в косметике
Все вместе они и обеспечивают биоэффекты гуминовой кислоты, которые востребованы и в медицине, и в косметологии. Прибавь сюда практически полную безопасность этой природной органики и станет совсем понятной ее востребованность в натуральной косметике, уходовых средствах.
Свойства
Гуминовые кислоты – это ароматические соединения сложной структуры. По своей сути, они природные адаптогены и детоксиканты, при этом абсолютно безвредные для человека из-за экологической чистоты. Поэтому спектр их использования очень широк. Прежде всего, они повышают устойчивость любого живого организма к негативным воздействиям внешней среды. То есть, перед нами – средство естественного закаливания без контрастного душа по утрам или обливаний водой на берегу водоема, моржевания.
Сложность строения обеспечивает роль посредника гуминовым кислотам между внешними провоцирующими агентами и человеком: они беру на себя всю отрицательную энергию со стороны, препятствуют проникновению токсических агентов внутрь организма. Пока не до конца ясна вся роль гуминовых кисло для живых организмов – печалька! Тем не менее, их лечебно-оздоровительное действие доказано. Фульвовые кислоты:
Ты спросишь: «При чем тут кожа?» При всем: это создает благоприятный фон для работы любого органа и ткани в организме человека: рН, кровообращение, питание, кислородоснабжение, гормональный баланс. А кожа – самый крупный наш орган. Для нее это особенно важно.
Что же касается непосредственно дермы, то гуминовые кислоты начинают действовать уже на ее поверхности (это же все-таки, хотя и переработанный, облагороженный, но гумус, по своей сути!), поэтому:
Использование в косметике
Как ты уже знаешь, самое эффективное действие гуминовых кислот – наружное. Лечебные маски, ванны, обертывания, кремы, шампуни, мыла – это все в тему, поскольку они:
Гуминовая кислота с успехом применяется для ухода за здоровой кожей в профилактических целях или за проблемной, склонной к различным дерматозам. Особенно хороши гуминовые кислоты в составе средств против перхоти, жирной себореи, выпадении волос. Фульвовые кислоты – природный корректор выработки себума (кожного сала).
А теперь, скажи, где наиболее активно в косметологии должны использоваться гуминовые вещества по твоему мнению? Конечно, в грязелечении: маски, мази, обертывания – это отличное очищение кожи, детоксикация, антиоксидантное действие, питание всеми веществами из таблицы Менделеева, минимизация аллергических реакций, минимизация жировых ловушек.
Фото автора MART PRODUCTION: Pexels
При этом параллельно лечатся вены, восстанавливается нормальный кровоток, уходит боль, проявляется обеззараживающий и противовоспалительный эффект гуминовой кислоты.
Гуминовая вода
Нельзя не сказать об особом свойстве фульвовых кислот менять структурное строение воды, которая с ними превращается в «талую», а именно такую структуру имеет влага в тканях живого организма. Ты только представь, какую пользу для кожи и всего организма в целом принесет одна такая ванна с «талой» водой, которая способствует оптимальному насыщению кислородом эритроцитов, улучшает общее самочувствие человека, вызывает прилив сил и энергии.
А шампуни на основе гуминового концентрат с гуминовой водой? Конечно – это удел органической косметики безо всяких там ПАВов, лаурил- лауретсульфатов. Такие уходовые средства для волос универсальны, подходят и для сухих, и для жирных, и для чувствительных, тонких локонов.
Понятно, что они гипоаллергенны, обладают мощным укрепляющим действием, восстанавливают работу волосяных фолликулов. Это просто находка для людей с алопецией или истонченными любыми заболеваниями прядями. Гуминовые кислоты выполняют главную роль – они укрепляют волосяные фолликулы, делают корни прочными, активно функционирующими.
Фото автора Lisa: Pexels
Больше того, гуминовые вещества, потенцируют альгинат натрия в шампунях, который очищает локоны до скрипа. При этом пены не так много, но результат – впечатляет, поскольку вещество работает и как кондиционер, придавая объем прическе.
Подведем итог? Оказывается, природа не зря веками трудилась над образованием удивительного органического соединения под названием гуминовые кислоты. Они нашли (и еще найдут!) широкое применение в быту, медицине, косметологии.
Пускай, они не активируют непосредственно синтез коллагена и эластина в коже, то есть не разглаживают морщины и не подтягивают кожу в общепринятом понимании, но они просто не дают ей увядать. Их омолаживающая, бодрящая, защищающая от болезней сила – огромна. Нам остается только сказать «спасибо»!
Фульвовые кислоты
Фульвовые кислоты (англ. fulvic acid) определяются как гуминовое вещество, входящее в состав почвы и выделяемое при разложении органических веществ. Во время этого процесса высвобождаются миллионы полезных микробов, усиливающих полезные компоненты этого вещества. Фульвовые кислоты считаются одними из самых химически активных соединений в почве, поскольку они содержат множество полезных питательных веществ. Состав содержит набор гормонов, жирных кислот, кетонов, флавоноидов, а также витаминов и минералов.
Что такое Фульвовые кислоты?
Гуминовые и фульвовые кислоты
Гуминовые и фульвовые кислоты (фульвокислоты — это гуминовые кислоты с более низким молекулярным весом и более высоким содержанием кислорода, чем другие гуминовые кислоты) обычно используются в качестве почвенной добавки в сельском хозяйстве и реже в качестве пищевой добавки для человека. В качестве пищевой добавки фульвовая кислота содержится в жидкой форме в составе минеральных коллоидов. Fulvic acid — это полиэлектролиты и уникальные коллоиды, которые легко диффундируют через мембраны, тогда как все другие коллоиды нет.
Гуминовые и фульвовые кислоты
Фульвовая кислота для человека
Исследования только начинают раскрывать важную роль, которую играют фульвовые кислоты для человека, и информация потрясающая! Они поддерживают организм различными способами, включая пищеварение, здоровье клеток, здоровье мозга и многое другое!
Фульвовые кислоты для человека
Влияние fulvic acid на организм
Фульвокислота и пищеварение
Улучшает пищеварение и помогает организму усваивать питательные вещества из пищи. В идеальном мире наша пища, должна содержать высокий уровень фульвовых минералов из почвы, но это обычно не относится к нашим современным источникам пищи. Следовательно, большинство людей испытывают дефицит различных минералов, а проблемы с кишечником мешают многим людям правильно усваивать питательные вещества, даже если они легко доступны в пище.
Фульвовые кислоты и пищеварение
Фульвовая кислота от природы богата электролитами и антиоксидантами, что также объясняет, как она помогает усвоению питательных веществ. Есть также некоторые свидетельства того, что эти вещества могут помочь организму бороться с SIBO (избыточным бактериальным ростом в тонком кишечнике), поскольку они являются источником природных пробиотиков, которые остаются в пищеварительной системе и помогают организму поддерживать полезный бактериальный баланс.
Fulvic acid и здоровье клеток
Помогает воде быстрее проникать в клетки, что приводит к сбалансированному уровню гидратации и минеральных веществ. Уникальный баланс хелатных минералов (более 70!) помогает фульвовой кислое быстро проникать в клетки и увеличивать активность ферментов.
Фульвовые кислоты и здоровье клеток
Потребление фульвовой кислоты помогает поддерживать правильные биохимические реакции у растений и животных и оптимизирует реакцию клеток.
Фульвовые кислоты что это такое для организма
Кроме того, фульвовая кислота активно участвует в транспортировке питательных веществ в глубокие ткани и помогает преодолеть усталость, вялость и хроническое переутомление. Она также эффективно действует как тонизирующее средство для сердечной, желудочной и нервной систем, а также как антистрессовое средство. Было показано, что фульвовая кислота препятствует возрастным когнитивным нарушениям, болезни Альцгеймера, желтухе, бронхиту и анемии. Доктор Сьюзан Ларк, доктор медицинских наук, ведущий специалист в области клинического питания и профилактической медицины, приводит многочисленные отзывы людей, употребляющих фульвовую кислоту, которые считают, что она способствовала им в борьбе с раком, фибромиалгией, артритом, ранами, аутизмом и хронической боли.
А исследование, опубликованное в Индийском журнале фармакологии, показало, что fulvic acid эффективна в сдерживании сахарного диабета за счет снижения уровня глюкозы в крови и улучшения липидного профиля.
Комплекс гуминовых и фульвовых кислот
В идеальном мире мы могли бы (и должны) получать все необходимые нам витамины и минералы только из пищи. К сожалению, в современном мире это обычно невозможно, по крайней мере, в развитом мире. Добавляя комплекс высококачественных гуминовых и фульвовых веществ, мы по-прежнему можем получать эти недостающие питательные вещества каждый день и наслаждаться удивительными преимуществами, которые они предлагают.
Комплекс гуминовых и фульвовых кислот
Польза фульвовых кислот
Все больше и больше ученых и врачей во всем мире открывают пользу фульвовой кислоты и признают ее исключительный потенциал. Интерес в медицинском сообществе стремительно растет.
Польза фульвовых кислот
Фульвовые и гуминовые кислоты польза
Было обнаружено, что fulvic acid является одним из важнейших природных чудес, связанных с самой жизнью, несущих все себе целый спектр полезных свойств. Она является частью гуминовой структуры. Fulvic acid содержат огромное количество природных биохимических веществ, мощных антиоксидантов, питательных веществ, ферментов, гормонов, аминокислот, природных антибиотиков, натуральных противовирусных препаратов и фунгицидов, а также поглотителей свободных радикалов.
Фульвовые и гуминовые кислоты польза
Фульвовая кислота из гуминовых (или гуматных) отложений обычно несет 60 и более минералов и микроэлементов, растворенных в ее молекулярных комплексах. Они находятся в идеальной естественной форме для поглощения и взаимодействия с живыми клетками. На самом деле было обнаружено, что эти комплексы кислот абсолютно необходимы для здоровья растений и человека.
Фульвовые кислоты польза и вред
Говоря о пользе стоит в первую очередь отметить, что фульвовая кислота способна улучшить потребление нашими клетками такие вещества, как антиоксиданты и электролиты, благодаря чему она стала популярной для замедления старения, улучшения пищеварения и защиты функций мозга. Фактически, исследования показывают, что она обладает антиоксидантными, нейрозащитными, антимикробными и противовоспалительными свойствами.
Фульвовые кислоты польза и вред
Передозировка невозможна, так как кислоты полностью естественного происхождения, содержится во всех почвах и легко вымываются после употребления. Вред, риски и побочные эффекты фульвокислоты могут возникать, но они в основном затрагивают людей, которые принимают большое количество фульвокислоты в чистом виде. Лучше начинать медленно и постепенно увеличивать дозировку, чтобы не возникло побочных эффектов. Разбавление фульвокислоты также безопаснее, чем ее прием в концентрированном виде. При чрезмерном увеличение дозировки некоторые люди утверждают, что они испытывали симптомы появление временной диареи, судорог, усталости, головных болей или тошноты.
Фульвовую кислоту можно употреблять без каких-либо известных побочных реакций. Некоторые люди испытывают легкую головную боль при употреблении. Это хорошая реакция! Это означает, что организм начинает выводить токсины и металлы из тканей посредством крови и мочи! Если симптомы слишком сильны, просто немного снизьте дозировку на несколько дней.
Купить фульвовую кислоту
Покупая фульвовую кислоту, вы приобретаете:
Фульвовая кислота — это натуральный ингредиент, который полезен для здоровья человека. Ветеринары впервые обнаружили влияние этого вещества после того, как заметили, что домашний скот, пасущийся возле этих отложений, в долгосрочной перспективе почувствовал улучшение здоровья. Эти положительные эффекты отразились и на людях.
Фульвовая кислота отзывы
Много отзывов о фульвовой кислоте, можно найти в интернете. Среди многих стоит выделить мнение доктора биологических наук из ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор и заслуженного тренера России.
АГАФОНОВ АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ
Зам директора по научной работе ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор», доктор биологических наук:
«Принимая фульвовую кислоту через два-три дня заметил повышение своей работоспособности в течение рабочего дня. При это возросла выносливость при физических нагрузках и снизились до минимума неприятные ощущения в суставах, которые возникали после нагрузок».
МАНУЙЛОВ СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ
Старший тренер Паралимпийской сборной по спринту, заслуженный тренер России:
«Одна из самых острых тем в спорте — вопрос восстановления после физических нагрузок. 3-х месячный прием фитопрепаратов спортсменами показал положительный эффект у легкоатлетов»
Фульвовая кислота в аптеке
Фульвовая кислота, часто рассматриваемое как геополимер, извлекаемое из различных природных ресурсов, таких как мумие, торф, растворенные органические вещества и т. д. Есть несколько сообщений о ее фармакологических свойствах и потенциале в качестве фармацевтических наполнителей, используемых в препаратах, продаваемых в аптеках. Она является хорошим кандидатом для дальнейшего изучения в качестве функционального наполнителя и ее следует оценивать в соответствии с остальными рекомендациями IPEC, USFDA и USP.
Фульвовая кислота в аптеке
Применение фульвовой кислоты
Применение фульвовой кислоты укрепляют иммунную систему и важно для общего здоровья и бодрости. В присутствии данной кислоты, клетки крови переносят больше кислорода, что приводит к более быстрому заживлению травм. Гуминовая кислота помогает переносить йод из пищевых продуктов в щитовидную железу. Гуматы блокируют или снижают выработку гормонов, вызывающих стресс, и работают с ДНК и делением клеток, предотвращая клеточные мутации во время репродукции. Гуматы / фульваты, подавляют «плохие» микробы и стимулируют «хорошие». Фульвовая кислота считается лучшим электролитом в мире и ее называют «Эликсиром Жизни» или совершенным лекарством Природы.
Гуминовые вещества — вызов химикам XXI века
Ирина Васильевна Перминова,
доктор химических наук
«Химия и жизнь» №1, 2008
Есть огромный класс природных органических веществ, о котором химики надолго и совершенно незаслуженно забыли. Между тем с точки зрения химии будущего их возможности безграничны, а область их возможного применения очень велика. Речь о гуминовых веществах.
Что такое гуминовые вещества?
Это основная органическая составляющая почвы, воды, а также твердых горючих ископаемых. Гуминовые вещества образуются при разложении растительных и животных остатков под действием микроорганизмов и абиотических факторов среды. В. И. Вернадский в свое время называл гумус продуктом коэволюции живого и неживого планетарного вещества. Более развернутое определение уже в 90-х годах XX века дал профессор кафедры химии почв МГУ Д. С. Орлов: «Гуминовые вещества — это более или менее темноокрашенные азотсодержащие высокомолекулярные соединения, преимущественно кислотной природы». Из этого следует только один вывод: вплоть до сегодняшнего дня определение гуминовых веществ имело скорее философский, чем химический смысл. Причины кроются в специфике образования и строения этих соединений. Откуда же они берутся и что они собой представляют?
Образование гуминовых веществ, или гумификация, — это второй по масштабности процесс превращения органического вещества после фотосинтеза. В результате фотосинтеза ежегодно связывается около 50·10 9 т атмосферного углерода, а при отмирании живых организмов на земной поверхности оказывается около 40·10 9 т углерода. Часть отмерших остатков минерализуется до СO2 и Н2O, остальное превращается в гуминовые вещества. По разным источникам, ежегодно в процесс гумификации вовлекается 0,6–2,5·10 9 т углерода.
В отличие от синтеза в живом организме, образование гуминовых веществ не направляется генетическим кодом, а идет по принципу естественного отбора — остаются самые устойчивые к биоразложению структуры. В результате получается стохастическая, вероятностная смесь молекул, в которой ни одно из соединений не тождественно другому. Таким образом, гуминовые вещества — это очень сложная смесь природных соединений, не существующая в живых организмах.
История изучения гуминовых веществ насчитывает уже более двухсот лет. Впервые их выделил из торфа и описал немецкий химик Ф. Ахард в 1786 году. Немецкие исследователи разработали первые схемы выделения и классификации, а также ввели и сам термин — «гуминовые вещества» (производное от латинского humus — «земля» или «почва»). В исследование химических свойств этих соединений в середине XIX века большой вклад внес шведский химик Я. Берцелиус и его ученики, а потом, в XX веке, и наши ученые-почвоведы и углехимики: М. А. Кононова, Л. А. Христева, Л. Н. Александрова, Д. С. Орлов, Т. А. Кухаренко и другие.
Надо сказать, что к началу XX века интерес химиков к гуминовым веществам резко упал. Понятно почему — было достоверно установлено, что это не индивидуальное соединение, а сложная смесь макромолекул переменного состава и нерегулярного строения (рис. 1), к которой неприменимы законы классической термодинамики и теории строения вещества.
Фундаментальные свойства гуминовых веществ — это нестехиометричность состава, нерегулярность строения, гетерогенность структурных элементов и полидисперсность. Когда мы имеем дело с гуминовыми веществами, то исчезает понятие молекулы — мы можем говорить только о молекулярном ансамбле, каждый параметр которого описывается распределением. Соответственно, к гуминовым веществам невозможно применить традиционный способ численного описания строения органических соединений — определить количество атомов в молекуле, число и типы связей между ними. В какие-то моменты ученым, наверное, казалось, что работать с этими веществами совсем невозможно — они как «черный ящик», в котором все происходит непредсказуемо и каждый раз по-иному.
Основной метод, которым выделяют гуминовые вещества, — щелочная экстракция растворами аммиака или гидроксидами калия или натрия. Такая обработка переводит их в водорастворимые соли — гуматы калия или натрия, обладающие высокой биологической активностью. Метод практически безотходный, поэтому его широко используют и в России, и за рубежом. Альтернативный способ предполагает механическое измельчение бурого угля с твердой щелочью, в результате чего получается твердый, растворимый в воде гумат калия и натрия.
Где их использовать
Сначала надо рассказать о той важной роли, которую гуминовые вещества выполняют в биосфере. Они участвуют в структурообразовании почвы, накоплении питательных элементов и микроэлементов в доступной для растений форме, регулировании геохимических потоков металлов в водных и почвенных экосистемах.
К концу XX века, одной из основных проблем которого стало химическое загрязнение окружающей среды, гуминовые вещества, как уже говорилось, начали выполнять роль естественных детоксикантов. Гумусовые кислоты связывают в прочные комплексы ионы металлов и органические экотоксиканты в воде и почве (рис. 3). Известно, что наиболее активен свободный токсикант, связанное вещество не так опасно, поскольку теряет биодоступность.
Во всех моделях биогеохимических циклов загрязняющих веществ, которые создают для того, чтобы оценить опасность, скорость накопления и время жизни ядов в окружающей среде, обязательно надо учитывать их взаимодействие с гумусовыми кислотами. Оно коренным образом меняет и химическое, и токсикологическое поведение вредных веществ. В свое время это дало новый импульс исследованиям — надо же было получить количественные характеристики взаимодействия гумусовых кислот с экотоксикантами.
Химики, вооруженные сложнейшими инструментальными методами, с энтузиазмом принялись за гумусовые вещества. Сегодня в «Chemical Abstracts» каждый год можно найти рецензии на более чем 2000 статей, посвященных этому вопросу. В результате накоплен колоссальный экспериментальный материал. Особо надо отметить тот факт, что наряду с теоретическими изысканиями растет количество прикладных исследований.
В каких областях сегодня применяют гуминовые вещества? Чаще всего — в растениеводстве как стимуляторы роста или микроудобрения. В отличие от аналогичных синтетических регуляторов роста, гуминовые препараты не только влияют на обмен веществ растений.
При систематическом их использовании улучшается структура почвы, ее буферные и ионообменные свойства, становятся активнее почвенные микроорганизмы. Особого внимания заслуживают адаптогенные свойства — гуминовые препараты повышают способность растений противостоять болезням, засухе, переувлажнению, переносить повышенные дозы солей азота в почве. Преимущества гуминовых препаратов заключаются также в том, что они повышают усваивание питательных веществ, а значит, нужно меньше минеральных удобрений без ущерба для урожая.
В последнее время перспективными считают органо-минеральные микроудобрения, содержащие гуматы калия и/или натрия с добавкой Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Co и B в хелатной форме. Особенно они хороши на карбонатных почвах, где, несмотря на высокие концентрации микроэлементов, содержание их в доступной для растений форме невелико. Надо сказать, что обычно для этих же целей применяют микроудобрения на основе синтетических лигандов (ЭДТА, ДТПА, ЭДДГА). Они эффективны, но в их промышленном производстве используют и монохлоруксусную кислоту, и этилендиамин, получаемые из хлорированных углеводородов. Конечно, такое производство небезопасно для человека и окружающей среды. Кроме того, если регулярно вносить удобрения с синтетическими лигандами, то они накапливаются в почве, а это ухудшает ее свойства. Поэтому создание и использование удобрений на основе гуминовых препаратов — куда более безопасная альтернатива.
Другое интересное применение гуминовых веществ — рекультивация загрязненных почв и вод. Их пытаются также применять для очистки и рекультивации территорий, загрязненных органическими веществами и нефтепродуктами, а также тяжелыми металлами. Уже разработаны и используются твердые сорбенты на основе гуминовых веществ.
Наряду со связывающими свойствами гуминовые вещества имеют ярко выраженные поверхностно-активные свойства. Поэтому их добавляют для лучшей растворимости гидрофобных органических веществ (например, нефтепродуктов). Гуминовые вещества входят в состав буровых растворов, а также служат основой растворов, предназначенных для промывания водоносных горизонтов, загрязненных ароматическими веществами. Также для этих целей используют синтетические ПАВ, но, в отличие о них, гуминовые вещества совершенно безопасны для природы.
Другие способы их применения пока остаются экзотикой. Основная причина — та самая гетерогенность структуры, которая, с одной стороны, дает чрезвычайно широкий спектр свойств, а с другой — неспецифичность действия.
Как уйти от этой неспецифичности, создать гуминовые вещества более направленного действия? Например, для рекультивации сред, загрязненных гидрофобными органическими соединениями, нужны гуминовые препараты, обладающие повышенным сродством по отношению к загрязняющим веществам, то есть тоже гидрофобные. А вот при создании микроудобрений на гуминовой основе они, наоборот, должны быть гидрофильными и прекрасно растворяться в воде. Поэтому, чтобы повысить эффективность применения гуминовых препаратов в конкретной области и расширить спектр их применения, надо научиться направленно менять их свойства. Причем получающийся продукт должен быть стабильным, а его свойства воспроизводимыми.
Дизайн гуминовых материалов
Итак, цель — получение гуминовых производных с заданными свойствами (рис. 4, 5). То есть надо найти такой способ их модификации, после которого усиливаются уже имеющиеся положительные свойства и появляются новые. Желательно вдобавок, чтобы такой способ можно было использовать в промышленном масштабе. При решении этой сложной химической проблемы надо, с одной стороны, максимально сохранить гуминовый каркас после серии реакций — в этом залог нетоксичности и устойчивости к биоразложению, а с другой стороны, максимально модифицировать в нужном направлении активные группы. Скажем несколько слов о предлагаемых методах и подходах. Чтобы увеличить растворимость комплексов с металлами в воде, на Химическом факультете МГУ мы провели сульфирование гуминовых веществ. Дело в том, что, когда речь идет о микроудобрениях с гуминовыми кислотами, растворимость комплексов гуминовых веществ с металлами ниже, чем у синтетических аналогов. Чтобы решить эту задачу, мы ввели дополнительные сульфогруппы, после чего, как показали эксперименты, растворимость гуматов железа действительно увеличилась.
Для решения другой задачи — увеличения гидрофобности гуминовых веществ — мы провели кислотный гидролиз гуминовых веществ. Напомним, что гуминовые молекулы состоят из двух строительных блоков, различающихся по химической природе: ароматического каркаса и углеводно-пептидной периферии. При этом известно, что в зависимости от того, какой фрагмент преобладает — гидрофобный ароматический или гидрофильная периферия, — будут сильно изменяться поверхностная активность и способность гуминовых веществ к гидрофобным взаимодействиям. Наши эксперименты подтвердили, что если разложить гуминовые вещества на составляющие, то, например, каркасные фрагменты на 20% лучше связывают пирен, чем исходные препараты.
Совершенно другой тип модификации мы использовали для того, чтобы сделать гуминовые вещества более активными восстановителями. Дело в том, что именно восстановительные свойства определяют способность гуминовых препаратов нейтрализовать окисленные актиниды (например, плутоний). Мы взяли гуминовые вещества, полученные из окисленного угля — как мы уже говорили, основного сырья для промышленного производства гуминовых препаратов. У этих гуминовых веществ самое высокое содержание ароматического углерода (свыше 60%) и нет углеводных фрагментов. К ним мы присоединили различные хиноидные фрагменты с помощью фенолформальдегидной конденсации и получили высокоактивные гуминовые редоксполимеры (рис. 6). Они действительно лучше восстанавливали радионуклиды. Более того, чтобы сделать реакцию «зеленой» при производстве в промышленном масштабе, мы отработали такую реакцию, для проведения которой не нужен токсичный формальдегид. Оказалось, что такой способ позволяет ввести хиноидный фрагмент в гуминовые вещества «по выбору» — достаточно одного незамещенного положения в фенольном фрагменте гуминового каркаса. В результате получается целый набор хиноидно обогащенных гуминовых производных с различными электрохимическими свойствами.
Следующий наш шаг — получение гуминовых производных с повышенной сорбционной способностью на минеральных матрицах (рис. 7). Зачем это нужно? Основное, что останавливает применение гуминовых веществ в природоохранных технологиях: после того как детоксикант вносят в почву и он адсорбирует металл, непонятно, как предотвратить его дальнейшее передвижение. Идеальным решением проблемы было бы заставить гуминовые вещества необратимо прилипать к минеральным поверхностям (например, к песку или глинам). Учитывая, что основная составляющая природных минералов — это кремнезем, то самый удобный способ — создать связь Si—О—Si между гуминовым веществом и минеральной матрицей. Тогда можно получить порошок с поверхностно-активными группами, которые после растворения в водоеме будут прилипать к минеральной поверхности. Вопрос только в том, как это сделать? Казалось бы, все просто: нужно ввести силанольный фрагмент в гуминовый каркас — и дело с концом. Но такие гуминовые вещества в воде будут полимеризоваться, и ничего хорошего из этого не выйдет.
Мы обратились за помощью к коллегам в лабораторию элементоорганических соединений Института синтетических полимерных материалов (ИСПМ) РАН. И решение было найдено: нужно вводить не силанольную группу, а алкоксисилильную. Такое вещество в воде будет гидролизоваться и высвобождать гуминовые вещества с силанольными группами. Сказано — сделано: были получены гуминовые производные (рис. 7), которые с успехом сели на силикагель (модель минеральной поверхности) из водного раствора. Оказалось, что, изменяя степень модификации гуминовых веществ, можно управлять и свойствами, которыми будет обладать гуминовая пленка. По экспериментальным данным, новый препарат сорбирует плутоний почти на 95%.
Конечно, невозможно охватить в одной статье и даже в книге все накопленные данные по существующим способам и перспективам использования гуминовых веществ. Публикации последних лет содержат большое количество оригинальных предложений по новым областям применения гуминовых препаратов. Наряду с растениеводством их все больше используют в медицине, животноводстве и других областях.
Очередная конференция Международного гуминового общества называется «От молекулярного понимания — к инновационным применениям гуминовых веществ». Она пройдет в России (14–19 сентября 2008 года) под эгидой IUPAC, а ее организатор — Химфак МГУ. Это вполне закономерно подтверждает лидерство наших ученых в этой области химии. Кстати, они совершенно уверены, что это сырье будущего. Почему? Потому что гуминовые вещества проявляют уникальные биологические свойства, не нанося никакого вреда природе.
Что еще почитать о гуминовых веществах:
Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990.
Варшал Г.М., Велюханова Т. К., Кощеева И.Я. Геохимическая роль гумусовых кислот в миграции элементов. В сб. «Гуминовые вещества в биосфере». М.: Наука, 1993.
Левинский Б.В. Всё о гуматах. Иркутск, 2000.
Лунин В.В., Тундо П., Локтева Е.С. Зеленая химия в России. Изд-во Моск. ун-та, 2004.