腐植酸标准编制中若干问题探讨
2014-04-18武丽萍
腐植酸标准编制中若干问题探讨
为建立健全腐植酸标准体系,保持专业术语与概念的一致性和可理解性,有必要对腐植酸标准的编制原则、概念体系和术语定义、技术要素确定及相应检测方法选择等内容进行讨论,希望能对腐植酸标准的编制有进一步的认识和帮助。
1 腐植酸标准编制原则
根据GB/T 1.1-2009规定,标准制定应遵循以下原则:
(1)制定标准的目标是规定明确且无歧义的条款,以更促进贸易和交流。
(2)应考虑标准制定的统一性(同一概念使用同一术语,且每个术语应尽可能只有惟一含义)、协调性(为达到所有标准整体协调的目的,标准的编写应遵守现行基础标准的有关条款)、适用性(标准内容便于实施)、一致性(如果有相应的国际标准,起草标准时应以此为基础并尽可能保持与国际标准相一致)和规范性。
为达上述要求,腐植酸标准首先应制定术语标准、概念体系,以便统一概念,避免造成歧义,便于理解与交流,并指导其他标准的制定。
2 腐植酸术语标准的建立
术语是专业领域中概念的词语指称(GB/T 19100-2003),比定义更为简洁。选择术语应做到单名单义,最好能顾名思义、简明、易于派生。在术语的选择及确定中,更应注意术语的稳定性。对于使用频率较高、范围较广和已经约定俗成的术语,没有特别重要的原因,不应轻易变动,否则将给绝大多数使用者带来不便。实际上,已经约定俗成的术语,在日常使用时不会出现问题(白殿一,标准的编写,中国标准出版社,2009)。
术语的标准化是标准制定的基础,术语工作遵循统一的原则和方法,能够在某一专业领域及相关领域之间保证术语的一致性和逻辑上的完整性;有助于概念体系间的协调和不同语种间的协调。GB/T 20001.1-2001《标准编写规则第1部分术语》和GB/T 19100-2003《术语工作概念体系的确立》明确规定了术语标准的制定原则和步骤。因此,为加快腐植酸标准化体系的建设,推动腐植酸行业的发展,应集中全行业的技术力量,尽快按照相关标准,建立腐植酸概念体系,制定腐植酸术语标准。在腐植酸术语标准制定期间,其他非术语标准中需定义的术语应按照相关标准谨慎确定,以满足标准的统一性和协商一致性。
3 几个关键腐植酸术语的讨论
(1)“腐植酸”与“黄腐酸”。
腐植酸标准中“腐植酸”概念的描述对于整个行业来说非常重要,是关乎腐植酸产品分类、质量指标、产品体系构成的最重要因素。这一概念界定的清晰与否,对整个行业的发展影响重大。可以说“腐植酸”概念是腐植酸行业发展的基石。
对于某一行业来说,概念体系中的首要术语确定了行业的专业属性,其他的术语与首要术语一般为层级关系,即属种关系或整体部分关系。例如氮肥包括尿素、碳铵、硫铵、氨水等含氮肥料品种,总氮是指氨态氮、硝态氮、酰胺态氮的总和;同样地,磷肥包括磷一铵、磷二胺、磷酸钙、磷酸二氢钾等含磷肥料,总磷是指水溶磷、有效(枸溶)磷、难溶磷的总和。这些氮和磷的概念和术语较为明确表达了术语之间的层级关系,且直观明了,符合术语标准要求。
“腐植酸”中包含“黄腐酸”也印证了这种首要术语与其他术语的层级关系。自1953年腐植酸由前苏联传入我国起,“腐植酸是由黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸组成的”这一概念一直作为腐植酸行业的首要术语用于行业的科研、教学、生产和经营活动中,指导着腐植酸行业的发展。同时这一定义也完全符合国家相关标准中概念体系建设的要求。ISO标准ISO 5073:1999,Brown coals and lignites——Determination of humic acids也是采用同样的术语和定义。ISO等国际化标准组织制定的国际标准发布后在世界范围通用,作为世界各国进行贸易和技术交流的基本准则和统一要求,是发生国际贸易争端时的仲裁评价方法。因此可以认为“腐植酸包含黄腐酸”这一概念是适合于现代腐植酸行业发展的,同时“腐植酸”这一首要术语也是对行业和专业的明晰界定,确保了腐植酸专业术语的一致性和逻辑上的完整性。
“腐植酸”的概念是对腐植酸行业的统称。如果“腐植酸”概念中不包含黄腐酸,那对于腐植酸行业的统称中是否应包含黄腐酸呢?这样非常容易引起混乱,不利于行业的管理和有序发展。
(2)“煤炭腐植酸”与“有机矿物源腐植酸”。
同样地,“煤炭腐植酸”这一术语简洁明了,可顾名思义,易于派生,完全符合术语标准化的要求。“煤炭腐植酸”也是自1953年起我国一直沿用的术语,属于使用频率较高、范围较广和已经约定俗成的术语,不应轻易变动。虽然目前泥炭不属于煤炭范围,但是一直以来腐植酸行业谈到“煤炭腐植酸”即是指泥炭、褐煤、风化煤腐植酸,这一点在业界已达成长期的共识,所以使用“煤炭腐植酸”这一术语和概念不会造成混乱,还有利于行业的发展。
“有机矿物”的概念一些学者有所描述。有机矿物是指那些通过与有机聚合物、生物的(有机的)和(或)非生物的有机化合物的相互作用所沉淀的矿物(Perry et al.,2007);有机矿物是那些非生物质功能的有机质、与无机矿物相互作用所产生的矿物(梅冥相,地质论评, 2012年第158卷第5期)。中国地质科学院矿物数据库报导有35种有机矿物。在国家国土资源部网站介绍我国资源概况中,将煤、石油、天然气等列为能源矿产资源,其它为金属矿产和非金属矿产,未见有有机矿产的描述。
有些资料也将煤、石油及上述35种有机矿物共同列为有机矿物。但是从有机矿物的定义及涵盖范围,将“煤炭”归结为“有机矿物”指向性不太明确,太宽泛了。当然“有机矿物”将“泥炭”涵盖进去是有益的。与“煤炭腐植酸”只需外延“泥炭腐植酸”相比,“有机矿物”需从包括煤炭、石油、泥炭及其它35种有机矿物共计37部分中对应2类物质,其定义范畴宽泛且指向性不明确,与术语的定义要求不相符。因此建议将泥炭、褐煤、风化煤腐植酸仍称为“煤炭腐植酸”,更有利于腐植酸标准制定。
(3)“水溶腐植酸”与“可溶腐植酸”。
腐植酸作为一级概念,是指物质的组成。与磷的概念相似,在标准制定中可等同使用。肥料标准中磷含量以五氧化二磷含量表示,根据肥料中化合物溶解性的不同分为水溶磷、有效磷、总磷。如果单从字面理解,五氧化二磷或磷酸都是易溶于水的,又何以称为“有效磷”和“总磷”?事实上,上述磷的检测是分别采用不同的前处理方法从肥料中得到的正磷酸根离子在酸性介质中与喹钼柠酮试剂生成磷钼酸喹啉沉淀进而换算为五氧化二磷含量。水溶磷用水直接抽提可得到,有效磷用弱酸抽提(或EDTA)抽提,总磷用强酸处理肥料,由此分别测得“水溶磷”“有效磷”“总磷”。其中,有效磷包含水溶磷和枸溶磷(弱酸溶磷),总磷包含水溶磷、枸溶磷和难溶磷。上述三项指标很明确界定了磷肥溶解性,是考察各类磷肥溶解性和可利用性的重要指标。同样地,腐植酸指标也可类似处理。用“水溶腐植酸”表示腐植酸物质中可用水抽提出的那部分腐植酸含量(主要是腐植酸盐)。这一概念简洁明了,属单一性术语,不会产生歧义,合乎术语标准的要求。“可溶腐植酸”从术语定义的要求上容易产生歧义,是水可溶,酸可溶,氨可溶,还是其它溶剂可溶?因此建议仍然用“水溶腐植酸”表示用水可溶解出的那部分腐植酸。
4 煤炭腐植酸产品中几个指标的测定方法
(1)有机质含量的测定。
目前,肥料中有机质含量的测定方法基本沿用土壤有机质的测定方法,即用重铬酸钾氧化法测定土壤中腐殖质的含量。秸秆等有机肥中还需要乘1.5的校正系数。而对于煤炭腐植酸,如果仍采用重铬酸钾氧化法测定有机质含量时,不仅可将煤中腐植酸的碳氧化,同时还能氧化部分年轻煤的碳。笔者曾做实验采用重铬酸钾氧化法检测煤矸石,其中也会有20%~30%的碳被氧化。在无法区分煤中腐殖质碳与年轻煤碳的情况下,建议根据腐植酸的概念用煤中总腐植酸的测定方法代替重铬酸钾直接氧化法,碳系数仍然取0.58,同时不用乘1.5的校正系数。这样测出的有机质可确保是土壤可接受的有机质。
(2)含腐植酸水溶肥料中腐植酸含量的测定。
在NY/T 1971-2010《水溶肥 腐植酸含量的测定》中,腐植酸的测定采用酸沉淀,再用碱溶解沉淀物容量法氧化测定其中腐植酸含量。这一测定方法将酸溶解的那部分有机物作为非腐植酸物质弃去,实质上弃去的还有黄腐酸——水溶性腐植酸中活性最强、最有效的那部分。该方法检测出的腐植酸含量偏低,无法检测出黄腐酸,因此应予以校正。建议采用水溶腐植酸中校正尿素碳、碳铵碳的方法来测定腐植酸含量。笔者正在进行该方法的试验验证,后续会总结报道。
(3)腐植酸复混肥中腐植酸含量的测定。
腐植酸复混肥中腐植酸是否活化,如果用“水溶性腐植酸”表示无疑是可以的,但作为基础肥料施入土壤中,完全用“水溶性腐植酸”含量来衡量,是否会造成腐植酸易于淋失,且水溶腐植酸进入水体造成富营养等污染问题。因此,是否可以借鉴磷肥中“水溶磷”“枸溶磷”“难溶磷”三种磷含量的概念,在腐植酸复混肥中提出“水溶腐植酸”“枸溶腐植酸”和“难溶腐植酸”概念,用来表征腐植酸的活化程度。其中,期望通过“枸溶腐植酸”的概念,能够反映腐植酸的缓释性能,同时降低肥料加工成本。有关“枸溶腐植酸”抽提溶剂的遴选、测定方法以及对植物和土壤的作用仍须进一步试验验证。
(4)水溶性腐植酸产品中水不溶物含量的测定。
对于含腐植酸水溶肥或腐植酸钾/钠产品,其中的水不溶物都是一个重要指标。它反应了产品的精制程度,水溶性物质的含量高低。在NY/T 1115-2006《水溶肥 水不溶物含量的测定》中,采用G1玻璃坩埚进行不溶物含量的测定。该方法同时给出了玻璃坩埚的洗涤方法,即用重铬酸钾-浓硫酸浸泡过夜后洗涤的方法。由于腐植酸的水不溶物基本由煤类物质及硅铝酸盐组成,用重铬酸钾-浓硫酸洗液浸泡一夜沉淀不能完全溶解,即使浸泡48小时仍会有约20%~30%的沉淀不能溶解,造成玻璃坩埚无法完全清洗干净,对坩埚的重复使用造成影响。其次,G1玻璃坩埚的滤板孔径为50~70μm,是否能满足滴喷灌带的孔径要求。腐植酸钾/钠采用玻璃坩埚过滤时,过滤速度慢,不溶物不易洗涤。建议使用红带慢速定量滤纸过滤,滤纸孔径为1~3μm,可以截留绝大部分水不溶物。
(5)腐植酸钾/钠标准中重金属含量的测定。
腐植酸钾/钠中重金属含量的测定,重点在于样品的前处理。由于腐植酸钾/钠原料为煤,采用NY/T 1110-2006《水溶肥 水不溶物含量的测定》方法,消化时间较长,建议采用煤中重金属含量铅、铬、镉、汞、砷的测定方法。
以上是笔者近期从事煤基腐植酸钾等标准制定工作时对于一些问题的思考和初步认识,不当之处敬请批评指正,希望能与各位一起为腐植酸标准制定及体系建设贡献绵薄之力!
(中科院山西煤炭化学研究所武丽萍 供稿)
[编者按]本刊上期刊登了全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会腐植酸肥料工作组组长邹德乙教授的文章——《关于腐植酸类肥料标准化工作中基本概念及专业术语的几个问题再探讨》。本期刊出中国科学院山西煤炭化学研究所武丽萍研究员的文章——《腐植酸标准编制中若干问题探讨》。两位作者,认真负责,从不同方面提出了真知灼见,我们应该向他们学习。在真理越辩越明的过程中,让我们共同为腐植酸标准化走上正规,腐植酸产业走向繁荣、及至普惠全人类展示自己的光彩!