Оценка молекулярных параметров гуминовых кислот торфов, полученных разными способами
, ,
Гуминовые кислоты (ГК) как природные полимеры представляют собой широкий класс гомологов, состоящих из соединений, отличающихся структурой, составом, количеством и топографией молекулярных фрагментов. В зависимости от генезиса сырья, степени его метаморфизма в составе ГК могут преобладать как низкомолекулярные, так и высокомолекулярные соединения с различным содержанием алифатических и ароматических фрагментов, функциональных групп. Поэтому свойства ГК, выделенных из различных видов сырья, в каждом конкретном случае специфичны и определяются составом и соотношением индивидуальных веществ [1, 2], и не только - важным моментом здесь является и способ их выделения, в котором определяющую роль играет природа реагента [3].
Таким образом, целью данного исследования является изучение методом гель-хроматографии молекулярно-массового распределения гуминовых кислот различных торфов, полученных разными способами,.
Метод гель-хроматографии дает очень ценную информацию о полидисперсности ГК, и является одним из наиболее информативных методов определения молекулярно-массовых распределений полимеров [1-5]. Основной принцип гель-хроматографии состоит в использовании различной способности полимерных молекул неодинаковых размеров проникать внутрь пор набухшего геля, образованного из полимерных сеток и применяемого в качестве сорбента при заполнении хроматографических колонок.
Нами были исследованы ГК различного генезиса – разных типов и видов торфов различных торфяных месторождений Томской области, полученных из сырья двумя видами экстрагентов (0.1 г/моль NaOH и 0.1 г/моль Na4P2O7). Фракционирование осуществлялось на хроматографической колонке, наполненной гелем сефадекса G-75. Количественное определение выхода узких фракций осуществлялось путем фотометрирования элюатов на спектрофотометре SPEKOL-21. Для перехода от величины оптической плотности к массовым единицам для каждой узкой фракции ГК были построены градуировочные графики зависимости величины оптической плотности от концентрации ГК (рис. 1-2).
Данные гель-хроматографии препаратов ГК свидетельствуют о высокомолекулярном и полидисперсном характере исследуемых образцов. Все ГК имеют бимодальное распределение молекул (разделяются на две основные фракции – высоко - и низкомолекулярную область). Вместе с тем на многих кривых обнаружены еще 1-3 пика, отвечающие дополнительному фракционированию. Для обеих фракций ГК торфов характерны высокие значения оптической плотности. Согласно [5], нарастание оптических плотностей свидетельствует об обогащении ГК бензоидными структурами и сопряженными двойными связями при меньших размерах макромолекул. Проведенные исследования ГК по характеру молекулярно-массового распределения позволили разделить все исследованные ГК на две группы (рис. 1-2).
Рисунок 1 Рисунок 2
К первой группе относятся ГК торфов, выделенные 0,1 н раствором NaOH (рис. 1). Кривые молекулярно-массового распределения этой группы имеют три выраженных максимума, причем все в высокомолекулярной области. Низкомолекулярная фракция проявляется небольшим пиком на шлейфе, более выражена у ГК низинного древесно-травяного торфа. Во всех образцах ГК этой группы практически одинаковые значения оптической плотности, кроме ГК переходного осокового и низинного травяного торфов, имеющих более высокую оптическую плотность, что может свидетельствовать о большей бензоидности и сопряженности в структуре макромолекул этих ГК. Ко второй группе относятся ГК торфов, полученные 0,1 М раствором пирофосфата натрия (рис. 2). Для них характерно преобладание низкомолекулярной фракции. Соотношение низко - и высокомолекулярной фракции составляет примерно 3:1, причем доля высокомолекулярной фракции слабо выражена. Также отмечено, что в ГК низинного древесно-травяного торфа наблюдается проявление наименьшей дисперсности по сравнению с другими ГК. Вышеописанные результаты показывают, что ГК не являются стохастическим набором биополимеров, но содержат сходные фракции в генетически связанных торфах.
Таким образом, характер молекулярно-массового распределения объясняется различными способами получения ГК. Самыми высокомолекулярными являются ГК, выделенные гидроксидом натрия из переходного осокового и низинного травяного торфов, а самыми низкомолекулярными – ГК, выделенные пирофосфатом натрия из низинного древесно-травяного торфа. В целом, полученные данные говорят об однотипном характере молекулярных параметров ГК торфов, что подтверждает единство процесса гумификации растительных остатков в различных биохимических условиях.
ЛИТЕРАТУРА
1. и др. Фракции гуминовых кислот торфа и их свойства // Природопользование. 1996. вып. 1. С. 4-6.
2. и др. Гуминовые кислоты торфа и препараты на их основе // Природопользование. 2004. вып. 10. С. 114-119.
3. , , Парамон вида экстрагента на структуру извлекаемых из торфа гуминовых кислот // Химия твёрдого топлива. 2003. №1. С.3-10.
4. , Смычник -массовое распределение гуминовых кислот торфа // Вести АН БССР. Серия Химических Наук. 1983. № 2. С. 115-117.
5. Орлов кислоты почв и общая теория гумификации. М.: МГУ. 1990. 325с.
