ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТАВА ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ ПОЧВ ЕВРОАРКТИЧЕСКОГО РЕГИОНА МЕТОДОМ УФ/ВИДИМОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

  • Natal'ya S. Prilutskaya Высшая школа естественных наук и технологий Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова
  • Tat'yana A. Korel'skaya Северный государственный медицинский университет
  • Lyudmila F. Popova Высшая школа естественных наук и технологий Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова
Ключевые слова: почвы Евроарктическоого региона, структурно-функциональный состав гумусовых кислот, аб-сорбционная спектроскопия, УФ/видимая спектроскопия, гуминовые кислоты, фульвокислоты, гиматомелановые кислоты

Аннотация

В статье проанализирован структурно-функциональный состав гумусовых кислот почв Евроарктического региона методом молекулярной абсорбционной (УФ/видимой) спектроскопии и дана оценка их экопротекторной роли по отношению к тяжелым металлам, что особенно важно для чувствительных к загрязнениям почв Арктики, формирующихся под влиянием мерзлотных (криогенных) процессов. В качестве объекта исследования были выбраны разные типы почв Евроарктического региона: пелозем глееватый легкосуглинистый на среднесуглинистой морене (полуостров Канин, м. Канин Нос); перегнойно-торфяная олиготрофная почва (остров Колгуев, поселок Бугрино); глеезем типичный бескарбонатный среднесуглинистый (остров Вайгач); литозем серогумусовый иллювиальножелезестый песчаный (архипелаг Земля Франца-Иосифа, остров Хейса).  Для исследования структурно-функционального состава смесь гумусовых кислот извлекали из почв щелочным раствором пирофосфата натрия. Гуминовые, фульвовые и гиматомелановые кислоты из смеси гумусовых кислот выделяли соответствующими растворителями с дополнительным извлечением фульвокислот методом адсорбционной хроматографии с применением в качестве сорбента активированного угля. Запись УФ/видимых спектров была выполнена на спектрофотометре UV mini-1240 фирмы Shimadzu с использованием 0,005% щелочных растворов (0,1 н NaOH) гумусовых кислот. Качественный анализ УФ/видимых спектров позволил сделать предположение, что у гуминовых и гиматомелановых кислот перегнойно-торфяной олиготрофной почвы более развита периферическая алифатическая составляющая, таким образом, данные кислоты в большей степени будут связывать тяжелые металлы и проявлять свою экопротекторную роль, у гумусовых кислот других типов почв Евроарктического региона более развита ароматическая составляющая. Количественная оценка природы гумусовых кислот проводилась с применением таких параметров как: ароматичность, рассчитываемая по формуле Пьеравуори, коэффициент экстинкции Е0,005%1см,465, адсорбционное отношение D400/D600, характеризующее степень гумификации, и адсорбционное отношение D465/D650, характеризующее степень сконденсированности ароматического ядра и наличие сопряженных фрагментов. Количественным анализом УФ/видимых спектров подтверждено, что максимальным барьерным механизмом по отношению к тяжелым металлам будут обладать гуминовые и гиматомелановые кислоты перегнойно-торфяной олиготрофной почвы из-за высокого содержания в составе молекул этих кислот фенольных и карбоксильных групп, наибольшей степени окисленности и более развитой цепи сопряженных связей в них по сравнению с другими кислотами. Но при этом установлено, что во всех типах исследованных почв процесс гумусообразования идет преимущественно по деградационному типу, то есть в направлении образования фульвокислот.

Для цитирования:

Прилуцкая Н.С., Корельская Т.А., Попова Л.Ф. Исследование структурно-функционального состава гумусовых кислот почв Евроарктического региона методом УФ/видимой спектроскопии.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 97-103

Литература

Lobanov V.G., Aleksandrova A.V., Shuraiy K.N., Avdeev A.S., Rashid I.D. Structural and Functional Characteristics of the Humic Acid Soils of the Krasnodar Region. Politem. Set. Elektr. Nauch. Zhurn. Kuban Gos. Agrar. Univer. 2015. N 109. P. 1016–1025 (in Russian).

Lodygin E.D., Beznosikov V.A., Chukov S.N. Structural and Functional Parameters of Humic Substances of Podzolic and Swamp-Podzolic Soils. SPb.: Nauka. 2007. 145 p. (in Russian).

Nesterova O.V., Semal' V.A. Characterization of Humic Acids of Brown Soils of the South of Sikhote-Alin According to the Elemental Analysis and Infrared Spectroscopy (the Case of the Ussuri Reserve). Vest. KrasGAU. 2009. N 10.

P. 29–35 (in Russian).

Lyubova S.V., Lyubova N.V. The Soils of the Arctic and Some of Their Properties. Ecological Problems of the Arctic and Northern Territories. Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov. 2016.

P. 254–257 (in Russian).

Vishnevaya Yu.S., Popova L.F. Assessment of the Environmental Status and Degree of Pollution of Arctic Soils by Heavy Met-als. Vest. Mosk. Gos. Obl. Univer. Ser.: Estestv. Nauki. 2016. N 2. P. 96–104 (in Russian).

Shishov L.L., Tonkonogov V.D., Lebedeva I.I., Gerasimova M.I. Classification and Diagnostics of Russian Soils. Smolensk: Oecumene. 2004. 342 p. (in Russian).

Korelskaya Т.А., Rumyantseva Т.I. The Structure of Humic Acids as a Function of the Performance of Ecoprotective Role for Heavy Metals. J. Sib. Federal. Un-ty. Ser.: Chemi-stry. 2014. V. 7. N 1. P. 139-150 (in Russian).

Orlov D.S. Soil humus acids and general theory of humification. M.: Nauka. 1993. 325 p. (in Russian).

Peuravuori, J., Pihlaja K. Molecular size distribution and spectroscopic properties of aquatic humic substances. Anal. Chim. Acta. 1997. 337. P. 133.

Опубликован
2018-01-29
Раздел
Экологические проблемы химии и химической технологии