Huminsäuren

Huminsäuren sind natürlich in Humusböden, Torf und Braunkohle vorkommende Huminstoffe. Sie entstehen durch den teilweisen Abbau der Überreste abgestorbener Lebewesen im Boden (Humifizierung). In Humusböden spielen Huminsäuren eine wichtige Rolle als Bioeffektoren sowie bei der Speicherung basischer Stickstoffverbindungen. Die Salze der Huminsäuren, die erstmals von dem deutschen Chemiker Franz Carl Achard beschrieben wurden, bezeichnet man als Humate. Der Molmassenbereich der hochmolekularen Verbindungen liegt zwischen 2.000 und 300.000 Dalton. Sie bestehen hauptsächlich aus unvollständig abgebautem pflanzlichem Lignin sowie Cellulose, an die oft auch Proteine und Kohlenhydrate angelagert sind. Dabei werden leicht abbaubare Substanzen wie Zucker endoxidiert, während schwer abbaubare Stoffe wie Lignin, Wachse sowie Fett- und Proteinkomponenten lange Zeit im Boden verbleiben.

Humus liegt meist in Form einer dunklen Masse aus organischen, schwer abbaubaren Substanzen vor, die durch Bakterien, Pilze und Protozoen in chemisch nicht klar definierte polymere Stoffe überführt werden. Im Humusboden kommt den Huminsäuren eine wichtige Funktion als natürliche Ionenaustauscher zu. Sie binden basische Stickstoffverbindungen und setzen diese im Austausch gegen metallische Kationen wieder frei. Neben den Carboxygruppen (Säuregruppe) weisen sie noch andere funktionelle Gruppen auf. In Wasser dissoziieren sie in ein elektrisch hoch geladenes Polyanion und eine entsprechende Anzahl von Kationen. Bei der Wasseraufbereitung werden Huminsäuren mit Aktivkohlefiltern, speziellen Ionenaustauschfiltern oder Membranverfahren entfernt, da sie andernfalls das Wasser gelb färben und nachgeschaltete Ionenaustauschharze schädigen können.

Huminstoffe können entsprechend ihrer unterschiedlichen Löslichkeit fraktioniert (d.h. chemisch aufgeteilt) werden. Nach F. J. Stevenson unterscheidet man a) wasserlösliche Fulvosäuren (Molmasse unter 3.000 Dalton), b) wasserunlösliche, aber alkalilösliche Huminsäuren und c) wasser- und alkaliunlösliche Humine. Durch Lösen mit Alkohol lassen sich Hymatomelansäuren von den Huminsäuren abtrennen. Weiterhin ist durch Spezialverfahren eine Auftrennung der Huminsäuren in Grau- und Braunhuminsäuren möglich. Huminsäuren lassen sich mit verdünnten Mineralsäuren aus ihren alkalischen Lösungen ausfällen. Die International Humic Substances Society (Internationale Huminstoffgesellschaft, IHSS) befasst sich mit der Chemie, den Eigenschaften und der Anwendung von Huminsäuren, insbesondere in der Umwelttechnik, der Wasser- und der Landwirtschaft. Die Internationale Moor- und Torfgesellschaft (IMTG) beschäftigt sich vorwiegend mit der Erforschung der im Torf enthaltenen Humin- und Fulvosäuren sowie deren Anwendung in der Landwirtschaft (Gartenbau) und der Medizin (Balneologie).