Химический состав и биологическая активность сапропеля Белгородской области

• Автор: Дмитриева, Елена Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 233 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Литературный обзор.

1.1. Г енезис сапропеля

1.2. Биологическая стратиграфия озерных отложений

1.3. Органическое вещество сапропелей

1.4. Минеральная часть сапропелей

1.5. Классификация сапропелей

1.6. Применение сапропелей.

2. Объект и методы исследования, аппаратура.

2.1. Объект исследования.

2.2. Методы исследования, аппаратура.
2.2.1. Технический анализ сапропеля
2.2.2. Зоотехнический анализ сапропеля.
2.2.3. Ботанический анализ сапропеля.
2.2.4. Элементный анализ.
2.2.5. Дифференциальнотермический и дифференциальногравиметрический анализ
2.2.6. Определение молекулярной массы
2.2.7. Эмиссионный спектральный анализ.
2.2.8. Рентгенофлуоресцентный анализ
2.2.9. Атомноабсорбционный анализ.
2.2 ФурьеИКспектроскопия.
2.2 ЯМРспектрос копия.
2.2 Электронная спектроскопия.
2.2 Хроматомассспектроскопия
2.2 Капиллярная газожидкостная хроматография
2.2 Адсорбционная газожидкостная хроматография
2.2 Препаративная тонкослойная хроматография
2.21. Аминокислоты
2.22. Сахара
2.23. Водорастворимые карбоновые кислоты
2.2 Экстракция сапропеля
2.2 Химический групповой анализ экстрактов
сапропеля.
2.2 Выделение гуминовых кислот
2.2 Экстракция гуминовых кислот.
2.2 Выделение гиматомелановых кислот
2.2 Определение органических пигментов и витаминов
2.2 Определение порфиринов
2.2 Определение суммы флавонолов
2.2 Функциональный анализ.
2.21. Определение фенольных гидроксилов.
2.22. Определение хиноидных групп.
2.23. Определение кетонных групп
2.24. Определение карбоксильных групп.
2.25. Определение йодного числа.
2.2 Кислотный и щелочной гидролиз сапропеля
2.2 Определение биологической активности
сапропеля и препаратов на его основе.
2.21. Определение биологической активности сапропеля
2.22. Определение биологической активности сапропелевых препаратов.
3. Экспериментальная часть. Химический состав сапропеля Белгородской области
3.1. Характеристика сапропеля.
3.1.1. Ботанический состав сапропеля
3.1.2. Технический анализ сапропеля.
3.1.3. Зоотехнический анализ сапропеля
3.1.4. ФурьеИКспектроскопия сапропеля.
3.1.5. Химический состав органической массы сапропеля ОМС
3.1.5.1. Химический состав водного экстракта, кислотных и щелочного гидролизатов
3.1.5.2. Химический состав экстрактов сапропеля.
3.1.5.2.1. Гексановый экстракт
3.1.5.2.2. Толуольный экстракт.
3.1.5.2.3. Хлороформный экстракт.
3.1.5.2.4. Ацетоновый экстракт.
3.1.5.2.5. Этанольный экстракт.
3.1.5.3. Групповой состав экстрактов.
3.1.5.3.1. Органические основания
3.1.5.3.2. Карбоновые кислоты
3.1.5.3.3. Фенолы
3.1.5.3.4. Асфальтены
3.1.5.3.5. Нейтральное масло.
3.1.5.4. Химический состав гуминовых кислот
3.1.5.4.1. Общая характеристика ГК.
3.1.5.4.2. Ступенчатая экстракция ГК.
3.1.5.4.3. Адсорбционная жидкостная хроматография ГК
1. Ацетоновый элюат.
2. Этанольный элюат.
3. Уксуснокислотный элюат.
4. Остаток ГК.
Выводы к главе 3
4. Биологическая активность сапропеля и препаратов на
его основе.
4.1. Биологическая активность сапропеля
4.1.1. Характеристика животных
4.1.1.1. Морская свинка vi арегеа .
4.1.1.2. Белая мышь .
4.1.2. Биологическая активность сапропеля
4.2. Биологическая активность сапропелевых препаратов.
Выводы к главе 4
5. Сравнительная характеристика сапропелей различных
месторождений.
Выводы к главе 5
Литература


Газоотделением охватывается верхний метровый слой ила, причем газоотделение характерно для неглубоких, хорошо прогреваемых озер с илами, обогащенными ОВ (евтрофные и дистрофные озера). С - до 3. Накопление сапропелевых отложений начинается в углублениях дна озер. Установлено, что за сезон откладывается слой ила около 1-2 мм. Для озерных отложений характерна слоистость (годичный слой), который хорошо различается в обнажениях. Накопившиеся сапропелевые отложения подвергаются воздействию организмов, населяющих дно, и бактерий, обитающих в верхних слоях донного грунта. Этот биологически активный верхний слой - пелоген ("образующий ил") с интенсивно развитой животной и растительной жизнью. Организмы пелогена измельчают илы, уплотняют и частично преобразуют их, а после отмирания пополняют отложения своими телами [3]. Наиболее интенсивно бактериальные процессы протекают в слое от до см. Их суммарный вес составляет 2-8 мае. ОВ ила. Мощность отложений, состав и свойства озерных отложений определяются естественно - географическими условиями данного региона, а также деятельностью человека. Слой - пелоген имеет серовато-зеленую окраску. Суммарная мощность сапропелевой толщи в зонах смешанных лесов, лесостепей и степей достигает 3-5 метров и даже метров [9, 7-1, 4-0,3]. Качественный состав и мощность сапропелевых отложений имеет тесную связь с геолого-литологической структурой и составом покровных пород водосборных площадей [7-1, 4, 3]. Накопление донных отложений происходит за счет продуктов разрушения берегов, наносов при стоке и ветровом выносе. Это терригенные или аллохтонные осадки. Они приносятся в озера извне и слагаются из речных и эоловых наносов, продуктов разрушения (абразии) берегов, которые состоят из обломков горных пород, минералов и некоторого количества ОВ. Среди минералов преобладает кварц, полевые шпаты, глинистые минералы. Эоловые наносы состоят из пылеватых частиц, пыльцы растений и других продуктов [9, 7-9]. Климатические факторы влияют на поверхностный (речной) и подземный (грунтовый) водные стоки, на количество взвешенных и растворенных веществ в них. Одним из важнейших факторов являются рельеф местности, обусловливающий увеличение или сокращение объема стоков. Большое значение имеет проточность водоемов. По мнению И. Косаревича [, ] в сточных и замкнутых озерах эфтрофного и дистрофного типов формируются мало- и среднезольные кремнеземистые и органические сапропели, а в мезотрофных водоемах - сапропели с более высоким содержанием кальция. На процесс осадконакопления оказывает влияние морфометрия (величина, форма) озерной котловины. В образовании сапропелей кроме биотических участвуют абиотические процессы, так называемые процессы комплексообразования, суть которых выражается в связывании ОВ с ионами металлов. Спирты, сахара, органические кислоты, фенолы имеют активные группы с металлами, которые легко образуются и, являются для железа и меди очень прочными. Один из процессов инактивации ОВ, перехватывающим его на пути биологического окисления до оксидов, является комплексообразование с глинистыми минералами. Об этом свидетельствует наличие в сапроиелях органо-глинистых комплексов, трудность отделения ОВ от глинистых частиц. С образованием комплексных соединений связано, вероятно, образование ГК, называемых сапропелевыми кислотами. ОВ сапропеля на стадиях диагенеза и протокатагенеза, включает нативные или претерпевшие незначительные изменения соединения, которые могут служить биомаркерами. Химическая структура слабо преобразованного керогена изменяется в зависимости от состава органических остатков, а также химических и биологических условий, в которых происходило накопление осадков. При захоронении ОВ переходит в наиболее стабильные в да иных условиях формы [9, 7]. Химизм конкретных превращений, протекающих при преобразовании исходного биологического материала в сапропель, судя по литературным данным, мало изучен. В работах [2] приведены механизмы биохимических превращений жиров и белков, входящих в состав водорослей. Опускаясь на дно бассейна, скопления водорослей гидролизуются.