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《泥炭土連續(xù)堿抽提腐殖酸的分子結(jié)構(gòu)特征》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第30卷分析化學(xué)(FENXIHUAXUE) 研究報(bào)告第11期2002年11月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1303～1307泥炭土連續(xù)堿抽提腐殖酸的分子結(jié)構(gòu)特征3李 麗 冉 勇 盛國英 傅家謨 彭平安(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所,有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東省環(huán)境資源利用與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州510640)黃偉林(環(huán)境科學(xué)、工程與政策學(xué)院,美國Drexel大學(xué),費(fèi)城19104)摘 要 從Pahokee泥炭土中連續(xù)堿抽提分離出8個(gè)不同的腐殖酸級(jí)分,并對(duì)每一級(jí)分進(jìn)行了元素分析、傅里1313葉變換紅外光譜(FTIR)、固
2、態(tài)C核磁共振(CNMR)、高效排阻色譜(HPSEC)等一系列定性、定量研究。結(jié)果表明:所分離出的8個(gè)腐殖酸級(jí)分存在明顯的結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異,隨提取程度的增加,OPC原子比由0152減少到0136,HPC原子比由1.05增加到1152,相應(yīng)于結(jié)構(gòu)中含氧基團(tuán)的減少和脂族基的增加,表觀分子量也由7.7K13增加到2211K。同時(shí),CNMR顯示長鏈脂肪碳結(jié)構(gòu)由無定型向晶型轉(zhuǎn)變。此工作表明在所研究的腐殖酸中可能存在分別具有芳香或脂肪特性的兩類腐殖酸結(jié)構(gòu),每種類型都有不同的分子量分布、元素組成、基團(tuán)結(jié)構(gòu)和母質(zhì)來源。在特定的環(huán)境因素下,不同類型的腐殖酸會(huì)共存于同一體系中,增加了腐
3、殖物質(zhì)的非均勻性和復(fù)雜性。關(guān)鍵詞 泥炭土腐殖酸,連續(xù)堿抽提,傅里葉變換紅外光譜,碳213核磁共振,高效排阻色譜1 引 言腐殖物質(zhì)是自然環(huán)境中廣泛存在的一類高分子物質(zhì),是動(dòng)植物殘?bào)w通過復(fù)雜的生物、化學(xué)作用形成1的,占土壤和水圈生態(tài)體系中總有機(jī)質(zhì)的50%～80%。腐殖物質(zhì)結(jié)構(gòu)中含有羰基、酚羥基等基團(tuán),可與金屬離子、氧化物、礦物質(zhì)和包括有毒有害物質(zhì)在內(nèi)的有機(jī)物發(fā)生相互作用,嚴(yán)重影響了這些物質(zhì)的環(huán)境化學(xué)行為,而且目前普遍認(rèn)為腐殖物質(zhì)是飲用水氯化消毒過程中產(chǎn)生大量致癌副產(chǎn)物的直接原2因。腐殖物質(zhì)的以上行為都與其結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系,充分了解腐殖物質(zhì)的組成特征及性質(zhì)將有助于闡
4、明腐殖物質(zhì)對(duì)其它物質(zhì)尤其是有毒有害難降解物質(zhì)在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化及歸宿的影響,對(duì)水處理工藝的進(jìn)一步改進(jìn)也有非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。腐殖物質(zhì)從溶解性來講可分為黃腐殖(或富里酸,可溶于任何pH范圍)、腐殖酸(或胡敏酸,僅溶于堿性pH范圍)和腐殖素(或腐黑物,不溶于任何pH范圍),而腐殖酸由于相對(duì)容易獲得,研究較多。但以往主要集中于對(duì)不同地質(zhì)環(huán)境或同一地點(diǎn)不同剖面的樣品的研究,表明不同環(huán)境下的腐殖酸的組成結(jié)構(gòu)存在很大的差異性,而對(duì)某一確定樣品中的腐殖酸是否存在差異及程度如何還未見報(bào)道。2 實(shí)驗(yàn)部分211 樣品的提取和純化研究所用土壤樣品為Pahokee泥炭(國際腐
5、殖酸協(xié)會(huì)IHSS,參考樣品),取自美國佛羅里達(dá)州的沼澤地,一種高度腐殖化的耕作泥炭土,碳和灰分含量分別為4517%和15%。3腐殖酸的提取參照IHSS推薦的標(biāo)準(zhǔn)方法,簡述如下:室溫條件下把1molPLHCl加到土壤中,使其pH為1～2,然后用0.1moPLHCl調(diào)節(jié)溶液體積,最終液固比達(dá)10∶1(10mL溶液:1g土)。振動(dòng)懸浮液2h,離心(2398g)分離去除上清液;在N2保護(hù)下用1molPLNaOH中和剩余土壤樣品到pH7,然后用0.1molPLNaOH調(diào)節(jié)最終液固比為10∶1,室溫?cái)嚢?4h,離心分離(9397g),在不斷攪拌下,將上層溶液用6molPL
6、HCl調(diào)節(jié)pH為1,放置24h后離心(9397g),沉淀物為腐殖酸(HumicAcid,HA);然后用最小量的2002202205收稿;2002207208接受本文系國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.40072094和No.40172105)1304分析化學(xué)第30卷+0.1molPLKOH溶解HA,并添加固態(tài)KCl使K]為0.3molPL,該處理將使懸浮的膠體物質(zhì)絮凝,高速離心去除懸浮絮凝物,然后如上再用6molPLHCl沉淀,隨后在塑料容器中用0.1molPLHClP0.3molPLHF-混合溶液浸泡HA去除礦物質(zhì),在室溫下震蕩過夜。離心去除懸浮液,透析交換C
7、l(0.1molPLAgNO3檢測),冷卻干燥,研磨后置于干燥器中備用。上述過程連續(xù)重復(fù)處理直至原始土壤的溶液為淡黃色,共8次,所得8個(gè)腐殖酸級(jí)分子分別命名為Fr1,Fr2,??,Fr8。212 主要儀器和設(shè)備21211 元素分析 所有級(jí)分的C、H、N及O元素分析采用Heraeus(CHN2O2RAPID)型元素分析儀測定。21212 傅里葉變換紅外分析 紅外光譜通過將1mg研磨的腐殖酸樣品與60mg光譜純KBr壓片,-1Perkin2Elmer1725X型傅里葉變換紅外光變儀上測定,分辨率4cm。1321213 交叉極化2魔角旋轉(zhuǎn)固態(tài)C核磁共振分析 將約60
8、mg固體樣品裝入直徑4mm具Kel2F
