Характеристика гуминовых кислот торфов Среднего Приобья

• Автор: Сартаков, Михаил Петрович
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 298 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ СВЯЗИ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ, СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИЙ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ТОРФОВ С УСЛОВИЯМИ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ
1.1 Гуминовые кислоты торфов
1.2 Получение гуминовых кислот
1.3 Физико-химические свойства гуминовых кислот
1.4 Особенности биологического действия гуминовых кислот
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследований
2.2 Методика извлечения и очистки гуминовых кислот
2.3 Методы изучения химического состава и физико-химических свойств
2.4 Изучение биологической активности
3. ХАРАКТЕРИСТИКА ТОРФОВ СРЕДНЕГО ПРИОБЬЯ КАК ИСТОЧНИКОВ ФОРМИРОВАНИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
3.1 Факторы болото- и гумусообразования на территории Среднего Приобъя
3.2 Распространение торфяных месторождений на территории Ханты-Мансийского автономного округа - Югра
3.3 Общая классификация и характеристика исследованных торфов ХМАО-Югры
3.4 Особенности ботанического состава исходных торфоов исследованных ландшафтно-экологических комплексов

4 ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
4.1. Химическая характеристика гуминовых кислот полученных из торфов Среднего Приобъя
4.1.1. Элементный состав
4.1.2. Кислотно-основные свойстав
4.2 Спектральные характеристики гуминовых кислот торфов Среднего Приобъя
4.2.1 Спектроскопия 4MR13C
4.2.2 Инфракрасные спектры поглощения
4.2.3 Электронные спектры поглощения
4.2.4 Электронный парамагнитный резонанс
4.3 Термическая характеристика гуминовых кислот торфов Среднего Приобья
4.4 Адсорбционная способность гуминовых кислот
4.5 Влияние ботанического состава и степени разложения торфа на физикохимические свойства макромолекул гуминовых кислот
5 БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ТОРФОВ СРЕДНЕГО ПРИОБЬЯ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Гумификация отмерших растительных, животных организмов и их метаболитов является глобальным природным процессом в планетарном масштабе. Гуминовые вещества входят в состав органического вещества почв, торфов, ископаемых углей, некоторых сланцев и сапропелей. Они образуются в результате сложных биохимических преобразований органической массы и являются фактором его "консервации", предохраняя в известной мере от тотальной минерализации.
Накопление гуминовых веществ играет исключительно важную роль в процессах почвообразования, в связи с созданием своеобразных экологических условий. Совокупную массу гуминовых веществ, их органоминеральных комплексов и разложившихся отмерших растительных остатков в почвоведении и агрономии часто называют собирательным термином гумус.
Изучение процессов гумификации и гумусонакопления играет стержневую роль в понимании генезиса почв в различных зональных и азональных условиях, так как они рождают почву, торторая до этого считается еще рпородой.
Гумус играет важную роль в формировании агропроизводственных свойств почв, так как определяет основные показатели её плодородия. По мере разложения гумуса микроорганизмами в почвенный раствор поступают азот и многие другие элементы зольного питания растений.
Важность роли гумификации органического вещества в цикле углерода в торфоболотных экосистемах заключается в том, что накопление гуминовых веществ ограничивает эмиссию С02 в атмосферу, влияет на эволюцию болот и на механизм трансформации торфяников при хозяйственном использовании за счет формирования специфических икислительно-востановительных и протолитических условий.
Несомненно, наиболее важной частью гумуса с точки зрения теории гумификации веществ являются собственно гуминовые кислоты и

характерный диагностический признак (Орлов Д.С., Розанова О.Н., Матихина С.Г., 1962).
В инфракрасной области наблюдается много областей поглощения, но интерпретация их затруднена вследствие перекрытия одних полос поглощения другими, что связано с отмеченной многочленностью макромолекул гуминовых кислот и их многофункциональностью, поэтому идентифицируются отдельные области поглощения. Полоса 1655 см'1, которую считали показателем сопряженных углерод-углеродных связей, усиленных наличием в цепи сопряжения кислородных групп, в основном хиноидных, связанных водородными связями, часто перекрывается широкой полосой 1615 см'1, которая исчезает после окисления и восстановления. Затруднена была трактовка поглощения в области 1450 см"1, куда попадали СН2-2, СНз~ группы и -С=С- ароматического ядра. Исследование методом ИК-спектроскопии подтвердило многие выводы химических исследований и позволило обнаружить новое в строении гуминовых кислот: наличие замещенной и конденсированной ароматики, наличие эфиров, спиртовых групп, алифатических цепей и др. Подтверждена правильность трактовки результатов реакции с двухлористым оловом при определении хиноидных групп. Ясно показано наличие внутри и межмолекулярных водородных связей, что обуславливает способность гуминовых кислот к комплексообразованию. Высокий фон поглощения свидетельствует о значительном содержании в молекулах гуминовых кислот двойных конъюгированных связей (Комиссаров И.Д., Логинов Л.Ф., Стрельцова И.Н., 1971; Болдырев А.И., 1976; Орлов Д.С., Гришина Л.А.,1981).
Электронный парамагнитный резонанс. Наряду с другими инструментальными методами при изучении молекулярной структуры гуминовых кислот важное значение имеет метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Наличие парамагнитных свойств и гуминовых кислот отмечено в ряде работ: R.W. Rex (1960); D. Steelink (1962); И.Д. Комиссаров, Л.Ф. Логинов (1971); С.А. Алиев, P.M. Касимов