สารฮิวมิก ( HS ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ สีที่มีความทนทานค่อนข้างสูง ซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติในระหว่างการย่อยสลายและการเปลี่ยนแปลงของเศษ ชีวมวลในระยะยาวสีของสารฮิวมิกมีตั้งแต่สีเหลืองสดใสไปจนถึงสีน้ำตาลอ่อนหรือเข้มจนถึงสีดำ คำนี้มาจาก คำว่า humusซึ่งมาจากคำภาษาละติน ว่า humusซึ่งหมายถึง "ดิน" ^{[ 1 ]}สารฮิวมิกเป็นส่วนประกอบหลักของสารอินทรีย์ในดินพีทถ่านหินและตะกอนและเป็นส่วนประกอบสำคัญของสารอินทรีย์ธรรมชาติ ที่ละลายน้ำ (NOM) ในทะเลสาบ (โดยเฉพาะทะเลสาบที่ขาดสารอาหาร ) แม่น้ำ และน้ำทะเลสารฮิวมิกคิดเป็น 50 – 90% ของความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุบวกในดิน

"สารฮิวมิก" เป็นคำรวมที่ครอบคลุมถึงกรดฮิวมิก กรดฟุลวิก และฮิวมิน ซึ่งมีความแตกต่างกันในด้านความสามารถในการละลาย ตามคำจำกัดความกรดฮิวมิก ( HA ) ละลายได้ในน้ำที่ค่า pH เป็นกลางและด่าง แต่ไม่ละลายที่ค่า pH เป็นกรด < 2 กรดฟุลวิก ( FA ) ละลายได้ในน้ำที่ค่า pH ทุกค่า ส่วนฮิวมินไม่ละลายในน้ำที่ค่า pH ใดๆ

นิยามของสารฮิวมิกนี้ส่วนใหญ่เป็นนิยามเชิงปฏิบัติการ มีรากฐานมาจากประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ดิน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากประเพณีการสกัดด้วยด่าง ซึ่งย้อนกลับไปถึงปี 1786 เมื่อฟรานซ์ คาร์ล อาชาร์ดนำพีทมาบำบัดด้วยสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์และหลังจากเติมกรดในภายหลัง ก็ได้ตะกอน สีดำที่ไม่มีรูปร่าง (เช่น กรดฮิวมิก) สารฮิวมิกในน้ำถูกแยกออกมาเป็นครั้งแรกในปี 1806 จากน้ำพุโดยโยน์ส ยาคอบ เบอร์เซลิอุส

ในแง่ของเคมี FA, HA และฮิวมินมีความคล้ายคลึงกันมากกว่าความแตกต่าง และแสดงถึงความต่อเนื่องของโมเลกุลฮิวมิก ทั้งหมดนี้สร้างขึ้นจาก หน่วย อะโรมาติกโพลีอะโรมาติก อะลิฟาติกและคาร์โบไฮเดรต ที่คล้ายคลึงกัน และมี หมู่ฟังก์ชันเดียวกัน(ส่วนใหญ่เป็นหมู่คาร์บอก ซิลิ กฟีนอลและเอสเทอร์) แม้ว่าจะอยู่ในสัดส่วนที่แตกต่างกันก็ตาม

ความสามารถในการละลายน้ำของสารฮิวมิกนั้นถูกควบคุมโดยปัจจัยหลักสองประการ ได้แก่ ปริมาณของหมู่ฟังก์ชันที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ (ส่วนใหญ่เป็นหมู่คาร์บอกซิลิก) และน้ำหนักโมเลกุล (MW) โดยทั่วไป กรดฟุลวิกจะมีปริมาณหมู่คาร์บอกซิลิกสูงกว่าและมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยต่ำกว่ากรดฮิวมิก น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยที่วัดได้จะแตกต่างกันไปตามแหล่งที่มา อย่างไรก็ตามการกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุลของกรดฮิวมิกและกรดฟุลวิกนั้นทับซ้อนกันอย่างมีนัยสำคัญ

อายุและแหล่งกำเนิดของวัสดุตั้งต้นเป็นตัวกำหนดโครงสร้างทางเคมีของสารฮิวมิก โดยทั่วไป สารฮิวมิกที่ได้จากดินและพีท (ซึ่งใช้เวลาหลายร้อยถึงหลายพันปีในการก่อตัว) จะมีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า มีปริมาณออกซิเจนและไนโตรเจนสูงกว่า มีหน่วยคาร์โบไฮเดรตมากกว่า และมีหน่วยโพลีอะโรมาติกน้อยกว่าสารฮิวมิกที่ได้จากถ่านหินและลีโอนาร์ไดต์ (ซึ่งใช้เวลาหลายล้านปีในการก่อตัว)

HS สามารถแยกได้โดยการดูดซับบนเรซินของการสกัดด่างจากแหล่งของแข็งของ NOM ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}มุมมองใหม่เกี่ยวกับสารฮิวมิกคือพวกมันไม่ได้เป็นมาโครพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นส่วนใหญ่ แต่เป็นส่วนผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของส่วนประกอบโมเลกุลขนาดเล็กของอินทรียวัตถุในดินที่ประกอบกันเองในสมาคมระดับเหนือโมเลกุล และประกอบด้วยสารประกอบหลากหลายชนิดที่มีต้นกำเนิดทางชีวภาพและสังเคราะห์โดยปฏิกิริยาทางชีวภาพและอชีวภาพในดินและน้ำผิวดิน^{[ 5 ]}ความซับซ้อนของโมเลกุลขนาดใหญ่ของฮิวมิโอมในดิน^{[ 6 ]}ทำให้สารฮิวมิกมีฤทธิ์ทางชีวภาพ ความเสถียรในระบบนิเวศ ดิน และบทบาทในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช (โดยเฉพาะรากพืช) ^{[ 7 ]}

นิยามทางวิชาการของสารฮิวมิกกำลังเป็นที่ถกเถียงกัน นักวิจัยบางคนโต้แย้งแนวคิดดั้งเดิมของการเกิดฮิวมิก โดยเสนอว่าการสกัดด้วยด่างไม่ได้ให้มุมมองที่ถูกต้องเกี่ยวกับ HS เนื่องจากการใช้สารสกัดที่เป็นด่างสูงแทนน้ำ^{[ 8 ]}

การก่อตัวของ HS ในธรรมชาติเป็นหนึ่งในแง่มุมที่เข้าใจยากที่สุดของเคมีฮิวมัสและเป็นหนึ่งในแง่มุมที่น่าสนใจที่สุด ในอดีต มีทฤษฎีหลักสามทฤษฎีที่ใช้อธิบาย ได้แก่ ทฤษฎีลิกนินของWaksman (1932) ทฤษฎีโพลีฟีนอล และทฤษฎีการควบแน่นของน้ำตาล-อะมีนของMaillard (1911) ^{[ 9 ] [ 10 ]} สารฮิวมิกเกิดขึ้นจากการย่อยสลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์ของสารชีวภาพที่ตายแล้วเช่นลิกนิน^{เซลลูโลส ลิกโนเซลลูโลส และถ่าน [ 11 ] [ 12 ]}สารฮิวมิกใน^{ห้องปฏิบัติการมีความทนทาน}ต่อ การย่อยสลายทางชีวภาพต่อไป โครงสร้าง องค์ประกอบทางเคมี และปริมาณของหมู่ฟังก์ชันในตัวอย่างที่กำหนดขึ้นอยู่กับแหล่งน้ำหรือดิน และขั้นตอนและเงื่อนไขเฉพาะของการสกัด อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติโดยเฉลี่ยของสารสกัด HS จากห้องปฏิบัติการจากแหล่งต่างๆ มีความคล้ายคลึงกันอย่างมาก

ในอดีต นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้วิธีการที่คล้ายคลึงกันหลายแบบในการสกัด HS จาก NOM และแยกสารสกัดออกเป็น HA และ FA สมาคมสารฮิวมิกสากลสนับสนุนการใช้วิธีการมาตรฐานในห้องปฏิบัติการเพื่อเตรียมกรดฮิวมิกและกรดฟุลวิก สารฮิวมิกจะถูกสกัดจากดินและแหล่งของแข็งอื่นๆ โดยใช้ NaOH 0.1 M ภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน เพื่อป้องกันการออกซิเดชันแบบไม่ใช้สิ่งมีชีวิตของส่วนประกอบบางส่วนของ HS จากนั้น HA จะตกตะกอนที่ pH 1 ส่วนที่ละลายได้จะถูกบำบัดบนคอลัมน์เรซินเพื่อแยกส่วนประกอบของกรดฟุลวิกออกจากสารประกอบที่ละลายได้ในกรดอื่นๆ^{[ 13 ]}ส่วนของ NOM ที่ไม่ได้สกัดด้วย NaOH 0.1 คือฮิวมิน กรดฮิวมิกและกรดฟุลวิกถูกสกัดจากน้ำธรรมชาติโดยใช้คอลัมน์เรซินหลังจากการกรองแบบไมโครและการทำให้เป็นกรดจนถึง pH 2 สารฮิวมิกจะถูกชะออกจากคอลัมน์ด้วย NaOH และกรดฮิวมิกจะตกตะกอนที่ pH 1 หลังจากปรับ pH เป็น 2 แล้ว กรดฟุลวิกจะถูกแยกออกจากสารประกอบที่ละลายได้ในกรดอื่นๆ โดยใช้คอลัมน์เรซินเช่นเดียวกับแหล่งเฟสของแข็ง^{[ 14 ]}วิธีการวิเคราะห์สำหรับการหาปริมาณกรดฮิวมิกและกรดฟุลวิกในแร่เชิงพาณิชย์และผลิตภัณฑ์ฮิวมิกได้รับการพัฒนาขึ้นโดยอิงตามวิธีการเตรียมกรดฮิวมิกและกรดฟุลวิกของ IHSS ^{[ 15 ]}

นักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับ IHSS ยังได้แยก NOM ทั้งหมดออกจากแม่น้ำที่มีน้ำดำโดยใช้รีเวิร์สออสโมซิสรีเทนเทตจากกระบวนการนี้ประกอบด้วยกรดฮิวมิกและกรดฟุลวิก โดยส่วนใหญ่เป็นกรดฮิวมิก NOM จากลำธารที่มีน้ำกระด้างได้รับการแยกโดยใช้รีเวิร์สออสโมซิสและอิเล็กโทรไดอะลิซิสร่วมกัน^{[ 16 ]}

กรดฮิวมิกที่สกัดออกมาไม่ใช่กรด ชนิดเดียว แต่เป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของกรดหลายชนิดที่มี หมู่ คาร์บอกซิลและฟีนอลเลตทำให้ส่วนผสมนี้ทำหน้าที่เหมือนกรดไดเบสิกหรือบางครั้งก็เหมือนกรดไตรเบสิกกรดฮิวมิกเชิงพาณิชย์ที่ใช้ในการปรับปรุงดินนั้นผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการที่ได้รับการยอมรับเหล่านี้ กรดฮิวมิกสามารถสร้างสารเชิงซ้อนกับไอออนที่พบได้ทั่วไปในสิ่งแวดล้อม ทำให้เกิดคอลลอยด์ ฮิวมิ ก^{[ 17 ]}

การแยกส่วนทางเคมีตามลำดับสามารถแยกเศษส่วนฮิวมิกที่เป็นเนื้อเดียวกันได้มากขึ้นและกำหนดโครงสร้างโมเลกุลโดยวิธีการทางสเปกโทรสโกปีและโครมาโทกราฟีขั้นสูง^{[ 18 ]}สารที่ระบุในสารสกัดฮิวมิกและในดินโดยตรง ได้แก่กรด โมโน-, ได- และไตรไฮดรอกซีคาร์ บอกซิลิกกรดไขมัน กรดไดคาร์ บอกซิลิก แอลกอฮอล์ เชิงเส้นกรดฟีนอลิ ก เทอ ร์พีนอยด์ คาร์โบไฮเดรต และกรดอะมิโน^{[ 19 ]}สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าโมเลกุลฮิวมิกอาจก่อตัวเป็นโครงสร้างเหนือโมเลกุลที่ยึดเข้าด้วยกันด้วย แรง ที่ไม่ใช่โคเวเลนต์เช่นแรงแวนเดอร์วาลส์ พันธะ π -πและพันธะ CH-π ^{[ 20 ]}

นับตั้งแต่เริ่มต้นของวิชาเคมีสมัยใหม่ สารฮิวมิกเป็นหนึ่งในวัสดุธรรมชาติที่ได้รับการศึกษามากที่สุด แม้ว่าจะมีการศึกษามาอย่างยาวนาน แต่โครงสร้างโมเลกุลของสารฮิวมิกก็ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ มุมมองดั้งเดิมคือสารฮิวมิกเป็นเฮเทอโรโพลีคอนเดนเซต ซึ่งมีการเชื่อมโยงกับดินเหนียวในรูปแบบต่างๆ^{[ 21 ]}มุมมองที่ใหม่กว่าคือโมเลกุลขนาดเล็กก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน^{[ 20 ]}

สารฮิวมิกทั่วไปเป็นส่วนผสมของโมเลกุลหลายชนิด ซึ่งบางชนิดมีโครงสร้างพื้นฐานเป็น นิวเคลียส อะโรมาติกที่มีหมู่ฟีนอลและ หมู่คาร์ บอกซิลิกเชื่อมต่อกัน หมู่ฟังก์ชันที่ส่งผลต่อประจุบนพื้นผิวและปฏิกิริยาของสารฮิวมิกมากที่สุดคือหมู่ฟีนอลและหมู่คาร์บอกซิลิก สารฮิวมิกมักมีพฤติกรรมเป็นส่วนผสมของกรดไดเบสิก โดยมี ค่า pK ₁ประมาณ 4 สำหรับการโปรตอนของหมู่คาร์บอกซิล และประมาณ 8 สำหรับการโปรตอนของหมู่ฟีนอลเลตใน HA กรดฟุลวิกมีความเป็นกรดมากกว่า HA กรดฮิวมิกแต่ละชนิดมีความคล้ายคลึงกันโดยรวมค่อนข้างมาก ด้วยเหตุนี้ ค่า pK ที่วัดได้สำหรับตัวอย่างที่กำหนดจึงเป็นค่าเฉลี่ยที่เกี่ยวข้องกับชนิดขององค์ประกอบ ลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่งคือ ความ หนาแน่นของประจุ^{[ 22 ]}

การกำหนดน้ำหนักโมเลกุลของ HS เมื่อไม่นานมานี้แสดงให้เห็นว่าน้ำหนักโมเลกุลไม่ได้มากอย่างที่เคยคิดไว้ น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของ HA ในดินที่รายงานไว้มีค่าน้อยกว่า 6000 แต่มีการกระจายตัวสูงมาก โดยมีส่วนประกอบบางส่วนที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่วัดได้มากกว่าและต่ำกว่ามาก^{[ 23 ]}น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของ HS ในน้ำที่วัดได้มีค่า HA ≤ 1700 และ FA < 900 ^{[ 23 ]} HA และ FA ในน้ำก็มีการกระจายตัวสูงมากเช่นกัน จำนวนส่วนประกอบที่แตกต่างกันใน HS ตามที่วัดโดยสเปกโทรสโกปีมวลสารมีจำนวนหลายพัน องค์ประกอบเฉลี่ยของ HA และ FA สามารถแสดงได้ด้วยโครงสร้างแบบจำลอง

การมีอยู่ของกลุ่มคาร์บอกซิเลตและฟีนอลเลตทำให้กรดฮิวมิกมีความสามารถในการสร้างสารเชิงซ้อนกับไอออน เช่น Mg ²⁺ , Ca ²⁺ , Fe ²⁺และ Fe ³⁺ทำให้เกิดคอลลอยด์ ฮิวมิ ก กรดฮิวมิกหลายชนิดมีกลุ่มเหล่านี้สองกลุ่มขึ้นไปเรียงตัวกันเพื่อให้สามารถสร้างสารเชิงซ้อนคีเลต ได้ ^{[ 24 ]}การสร้างสารเชิงซ้อน (คีเลต) เป็นแง่มุมที่สำคัญของบทบาททางชีวภาพของกรดฮิวมิกในการควบคุมการดูดซึมไอออนโลหะ^{[ 25 ]}

ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของวัสดุพืชที่ตายแล้วจะเกิดการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับแร่ธาตุ ทำให้ยากต่อการแยกและระบุลักษณะของส่วนประกอบอินทรีย์ในดิน นักเคมีดินในศตวรรษที่ 18 ประสบความสำเร็จในการใช้การสกัดด้วยด่างเพื่อแยกส่วนประกอบอินทรีย์บางส่วนในดิน ซึ่งนำไปสู่ทฤษฎีที่ว่ากระบวนการ 'ฮิวมิฟิเคชัน' สร้าง 'สารฮิวมิก' ที่แตกต่างกัน เช่น 'กรดฮิวมิก' 'กรดฟุลวิก' และ 'ฮิวมิน' ^{[ 8 ]}อย่างไรก็ตาม วิธีการวิเคราะห์ทางเคมีสมัยใหม่ที่ใช้กับดินแร่ที่ยังไม่ผ่านกระบวนการไม่ได้สังเกตโมเลกุลฮิวมิกขนาดใหญ่โดยตรง ซึ่งชี้ให้เห็นว่าเทคนิคการสกัดและการแยกส่วนที่ใช้ในการแยกสารฮิวมิกนั้นเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีดั้งเดิมของสารอินทรีย์ เนื่องจากคำจำกัดความของสารฮิวมิก เช่น กรดฮิวมิกและกรดฟุลวิกขึ้นอยู่กับการแยกสารเหล่านี้ผ่านวิธีการเหล่านี้ จึงเกิดคำถามว่าความแตกต่างระหว่างสารประกอบเหล่านี้สะท้อนถึงสถานะตามธรรมชาติของสารอินทรีย์ในดินได้อย่างถูกต้องหรือไม่^{[ 26 ]} แม้จะมีข้อกังวลเหล่านี้ ทฤษฎี 'การสร้างฮิวมัส' ก็ยังคงมีอยู่ในวงการและแม้แต่ในตำราเรียน และความพยายามที่จะกำหนดนิยามใหม่ของ 'สารฮิวมิก' ในดิน ส่งผลให้เกิดคำจำกัดความที่ขัดแย้งกันมากมาย การขาดฉันทามตินี้ทำให้การสื่อสารความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับกระบวนการและคุณสมบัติของดินอย่างถูกต้องเป็นเรื่องยาก^{[ 8 ]}

การมีอยู่ของกรดฮิวมิกในน้ำที่ใช้สำหรับดื่มหรือใช้ในอุตสาหกรรมอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความสามารถในการบำบัดน้ำและความสำเร็จของ กระบวนการ ฆ่าเชื้อ ทางเคมี ตัวอย่างเช่น กรดฮิวมิกและกรดฟุลวิกสามารถทำปฏิกิริยากับสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการคลอรีนเพื่อสร้างผลพลอยได้จากการฆ่าเชื้อ เช่น ไดฮาโลอะซีโตไนไตรล์ ซึ่งเป็นพิษต่อมนุษย์^{[ 27 ] [ 28 ]} ดังนั้น วิธีการที่แม่นยำในการกำหนดความเข้มข้นของกรดฮิวมิกจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาระดับน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากแหล่งต้นน้ำ พรุบนที่สูงในภูมิอากาศอบอุ่น

เนื่องจากในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติมีโมเลกุลชีวอินทรีย์ที่แตกต่างกันมากมายผสมปนเปกันอยู่ การวัดความเข้มข้นที่แน่นอนของโมเลกุลเหล่านี้ในโครงสร้างฮิวมิกจึงทำได้ยาก ด้วยเหตุนี้ ความเข้มข้นของกรดฮิวมิกจึงมักประมาณจากความเข้มข้นของสารอินทรีย์ โดยทั่วไปจะประมาณจากความเข้มข้นของคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด (TOC) หรือคาร์บอนอินทรีย์ที่ละลายในน้ำ (DOC)

กระบวนการสกัดย่อมทำให้พันธะทางเคมีบางส่วนในสารฮิวมิกในดินเปลี่ยนแปลงไป (โดยเฉพาะพันธะเอสเทอร์ในไบโอโพลีเอสเตอร์ เช่น คิวตินและซูเบอริน) สารสกัดฮิวมิกประกอบด้วยโมเลกุลชีวอินทรีย์จำนวนมากที่ยังไม่สามารถแยกและระบุได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ได้มีการระบุโมเลกุลชีวอินทรีย์ที่เหลืออยู่บางกลุ่มโดยการสกัดแบบเลือกและแยกส่วนทางเคมี ซึ่งได้แก่ กรดอัลคาโนอิกและไฮดรอกซีอัลคาโนอิก เรซิน แว็กซ์ สารตกค้างของลิกนิน น้ำตาล และเปปไทด์

เกษตรกรทราบกันดีอยู่แล้วว่าการปรับปรุงดินด้วยอินทรียวัตถุมีประโยชน์ต่อการเจริญเติบโตของพืชมานานกว่าประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้^{[ 29 ]}อย่างไรก็ตาม เคมีและหน้าที่ของอินทรียวัตถุเป็นประเด็นถกเถียงกันมาตั้งแต่ที่มนุษย์เริ่มตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับเรื่องนี้ในศตวรรษที่ 18 จนกระทั่งถึงสมัยของLiebigเชื่อกันว่าพืชใช้ฮิวมัสโดยตรง แต่หลังจากที่ Liebig แสดงให้เห็นว่าการเจริญเติบโตของพืชขึ้นอยู่กับสารประกอบอนินทรีย์ นักวิทยาศาสตร์ด้านดินหลายคนจึงมีความเห็นว่าอินทรียวัตถุมีประโยชน์ต่อความอุดมสมบูรณ์ของดินก็ต่อเมื่อมันถูกย่อยสลายและปล่อย ธาตุ อาหาร ที่เป็นส่วนประกอบออก มาในรูปของสารประกอบอนินทรีย์ ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ด้านดินมีมุมมองที่ครอบคลุมมากขึ้นและอย่างน้อยก็ยอมรับว่าฮิวมัสมีอิทธิพลต่อความอุดมสมบูรณ์ของดินผ่านผลกระทบต่อความสามารถในการกักเก็บน้ำของดิน นอกจากนี้ เนื่องจากพืชได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถดูดซับและเคลื่อนย้ายโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนของยาฆ่าแมลง แบบระบบได้ พวกเขาจึงไม่สามารถปฏิเสธความคิดที่ว่าพืชอาจสามารถดูดซับฮิวมัสในรูปแบบที่ละลายน้ำได้อีกต่อไป^{[ 30 ]}นี่อาจเป็นกระบวนการที่จำเป็นสำหรับการดูดซึมออกไซด์เหล็กที่ไม่ละลายน้ำได้

มีการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับผลของกรดฮิวมิกต่อการเจริญเติบโตของพืชที่มหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตท ซึ่งระบุว่า "กรดฮิวมิกช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตของพืช" และมี "การตอบสนองที่ค่อนข้างมากในอัตราการใช้ที่ต่ำ" ^{[ 31 ]}

การศึกษาในปี 1998 โดยนักวิทยาศาสตร์จากวิทยาลัยเกษตรศาสตร์และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนา แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มฮิวมิกในดินทำให้มวลรากในหญ้าเบนท์กราสที่เลื้อยเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 32 ] [ 33 ]}

การศึกษาในปี 2018 โดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาแสดงให้เห็นว่ากรดฮิวมิกสามารถลด การติดเชื้อ พรีออนในการทดลองในห้องปฏิบัติการได้ แต่ผลกระทบนี้อาจไม่แน่นอนในสภาพแวดล้อมเนื่องจากแร่ธาตุในดินที่ช่วยลดผลกระทบ^{[ 34 ]}

มนุษย์สามารถส่งผลกระทบต่อการผลิตสารฮิวมิกได้หลายวิธี ได้แก่ การใช้กระบวนการทางธรรมชาติ เช่นการทำปุ๋ยหมัก จาก ลิกนินหรือการเติมไบโอชาร์ (ดูการฟื้นฟูสภาพดิน ) หรือการสังเคราะห์สารฮิวมิกเทียมจากวัตถุดิบอินทรีย์โดยตรงในระดับอุตสาหกรรม สารเทียมเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นกรดฮิวมิกเทียม (A-HA) และกรดฟุลวิกเทียม (A-FA) ได้เช่นกัน^{[ 35 ] [ 36 ]}

กระบวนการล่าสุดที่เรียกว่าไฮโดรเทอร์มอลฮิวมิฟิเคชันและฟุลวิฟิเคชัน^{[ 37 ]} ช่วย ให้สามารถเปลี่ยนชีวมวลและสารตกค้างทางชีวภาพหลากหลายชนิดให้เป็นฮิวมินเทียม A -HAและA-FAภายใต้อุณหภูมิที่ควบคุมได้ (180 °C–250 °C) และความดันอัตโนมัติ คล้ายกับการคาร์บอนไนเซชันด้วยไฮโดรเทอร์มอลแต่ในสารละลายด่าง ซึ่งส่งผลให้ตัวกลางปฏิกิริยาเป็นกลางโดยอัตโนมัติผ่านการเปลี่ยนส่วนประกอบ ของ ชีวมวล ได้แก่ เซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสและลิกนินภายในไม่กี่นาทีถึงไม่กี่ชั่วโมง เมื่อเทียบกับกระบวนการตามธรรมชาติซึ่งใช้เวลาหลายปีในธรรมชาติ^{[ 38 ] [ 39 ]}วิธีนี้ช่วยให้สามารถผลิตสารฮิวมิกเทียมได้อย่างรวดเร็วและปรับแต่งได้ ในขณะที่ยังคงรักษากลุ่มฟังก์ชัน ที่สำคัญ ซึ่งมีความสำคัญต่อสุขภาพของดินการกักเก็บคาร์บอนและการกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช^{[ 40 ]}นอกจากนี้ยังพบว่ากรดฮิวมิกเทียมสามารถบรรเทาผลกระทบเชิงลบของภัยแล้งต่อชุมชนจุลินทรีย์ในดิน สนับสนุนความหลากหลายและการทำงานของจุลินทรีย์ภายใต้สภาวะความเครียด^{[ 41 ]}สารฮิวมิกที่สังเคราะห์ขึ้นซึ่งผลิตได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง ได้ถูกนำไปใช้เพื่อช่วยรักษาต้นบีชอายุ 160 ปีในสวนสาธารณะซานซูซีเมืองพอตส์ดัมประเทศเยอรมนี ซึ่งอยู่ในภาวะเครียดเนื่องจากการขาดแคลนน้ำและสภาพดินทรายซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของแบรนเดนบูร์ก^{[ 42 ]}

ลิกโนซัลโฟเนตซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการ ผลิต เยื่อกระดาษซัลไฟต์ของไม้ ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตคอนกรีต ในอุตสาหกรรม โดยทำหน้าที่เป็นสารลดน้ำหรือสารเพิ่มความลื่นไหล ของคอนกรีต เพื่อลดอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ (w/c) ของคอนกรีตสดในขณะที่ยังคงรักษาความสามารถในการทำงานไว้ อัตราส่วน w/c ของคอนกรีตเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักที่ควบคุมความแข็งแรงเชิงกลของคอนกรีตแข็งตัวและความทนทาน กระบวนการผลิตเยื่อไม้แบบเดียวกันนี้ยังสามารถนำไปใช้เพื่อให้ได้สารคล้ายฮิวมัสโดยการไฮโดรไลซิสและการออกซิเดชันได้อีกด้วย ด้วยวิธีนี้จึงสามารถผลิต "ลิกโนฮิวเมต" เทียมได้โดยตรงจากไม้^{[ 43 ]}

เศษซากพืชทางการเกษตรสามารถเปลี่ยนเป็นสารฮิวมิกเทียมได้ด้วยปฏิกิริยาไฮโดรเทอร์มอลส่วนผสมที่ได้จะช่วยเพิ่มปริมาณสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้ (DOM) และคาร์บอนอินทรีย์ทั้งหมด (TOC) ในดิน^{[ 36 ]}

ลิกไนต์ (ถ่านหินสีน้ำตาล) อาจถูกออกซิไดซ์เพื่อผลิตสารฮิวมิก ซึ่งเป็นการย้อนกลับกระบวนการก่อตัวถ่านหินตามธรรมชาติภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนและ สภาวะรีดิวซ์ กรดฟุลวิกที่ได้จากแร่ธาตุในรูปแบบนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศจีน^{[ 44 ]}กระบวนการนี้ยังเกิดขึ้นในธรรมชาติ ทำให้เกิดลีโอนาร์ไดต์^{[ 45 ]}

ในธรณีวิทยาเศรษฐกิจคำว่าฮิวเมตหมายถึงวัสดุทางธรณีวิทยา เช่น ชั้น ถ่านหิน ที่ผุพัง (ลีโอนาร์ไดต์) หินโคลนหรือวัสดุรูพรุนในหินทรายซึ่งอุดมไปด้วยกรดฮิวมิก ฮิวเมตถูกขุดจากชั้นหินฟรุตแลนด์ในนิวเม็กซิโกเพื่อใช้เป็นสารปรับปรุงดินตั้งแต่ทศวรรษ 1970 โดยมีการผลิตเกือบ 60,000 เมตริกตันภายในปี 2016 ^{[ 46 ]}แหล่งสะสมฮิวเมตอาจมีบทบาทสำคัญในการกำเนิดแหล่งแร่ยูเรเนียมด้วย^{[ 47 ]}

ความสามารถในการจับโลหะหนักของกรดฮิวมิกถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการบำบัดเพื่อกำจัดตะกั่วออกจากน้ำเสีย ด้วยเหตุนี้ Yurishcheva และคณะจึงเคลือบอนุภาคนาโน แม่เหล็ก ด้วยกรดฮิวมิก หลังจากจับไอออนตะกั่วแล้ว อนุภาคนาโนเหล่านี้ก็สามารถจับได้โดยใช้แม่เหล็ก^{[ 48 ]}

การค้นพบทางโบราณคดีพบว่าอียิปต์โบราณใช้อิฐโคลนที่เสริมด้วยฟางและกรดฮิวมิก^{[ 49 ]}

• น้ำดำ (น้ำดื่ม)
• ฮิวมิน
• ฮิวมัส
• ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกหลายวง
• ดิน

• Schnitzer, M.; Khan, SU (1975). สารอินทรีย์ในดิน . พัฒนาการในวิทยาศาสตร์ดิน. Elsevier Science. หน้า 1. ISBN 978-0-08-086975-9สืบค้นข้อมูลเมื่อ10 มีนาคม 2025

• สมาคมสารฮิวมิกสากล