CC BY
762011
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Химия
Вып. 1(1)
УДК 541.64
ГУМУСОВЫЕ ВЕЩЕСТВА: ОБРАЗОВАНИЕ, СТРОЕНИЕ, АНАЛИЗ Е.А. Вялых, С.А. Иларионов
Пермский государственный университет. 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15 E-mail: [email protected]
В работе рассмотрены и обобщены литературные данные о строении, процессах образования и методах анализа гумусовых веществ. Представлены данные основных методов идентификации: элементный анализ, ИК-, ЯМР-спектроскопии и других. Рассмотрены процессы, протекающие при гумификации, и изменения, происходящие с гумусовыми веществами.
Ключевые слова: гумусовые вещества; методы анализа; процесс гумификации
Введение
До сих пор нет единого мнения о молекулярной организации гу мусовых кислот (ГК). Часть исследователей склонна считать, что это класс сложных высокомолекулярных азотсодержащих оксикарбо-новых кислот, выделенных из гумуса, - основы органического вещества почвы [1]. Другие рассматривают эти соединения как супрамолекуляр-ные ассоциаты, состоящие из низкомолекулярных (молекулярный вес от 200 до 2500 Да) фрагментов [2]. Основой для градации ГК служит классификация, которая сформирована на растворимости специфических гумусовых веществ в щелочном и кислотном растворах. Согласно этому принципу гумусовые вещества подразделяют на гумин (нерастворимый остаток), фульвокислоты (ФК), которые растворимы в щелочном и кислом растворах, и гуминовые кислоты, которые растворимы в щелочном растворе, а в кислом - выпадают в осадок [2, 3]. Разная растворимость этих фракций объясняется различиями в молекулярном составе, количественном содержании тех или иных функциональных групп и молекулярном весе [4].
Ввиду сложной организации и большой полидисперсности состава молекул ГК, не существует единого метода, позволяющего их идентифицировать. Дня этой цели применяют совместно несколько способов, основные из них: ИК-, ЯМР-спектроскопия, элементный анализ, спектроскопия в УФ и видимой области. Другие методы, применяемые при изучении ГК — гель-хроматография, капиллярный электрофорез, электрофорез в полиакриламидном геле, пиролитическая хрома-то/масс-спектрометрия, сканирующая электронная микроскопия, МЕХАРБ-спектроскопия, БТХ-микроскопия, масс-спектрометрия в индуктивносвязанной плазме [5].
Перечисленные методы позволяют как идентифицировать ГК, так и определять их особенности, связанные с источником происхождения вещества.
Элементный состав гумусовых веществ
ГК и ФК содержат различное количество основных элементов (С, О, Н, N. 8). Анализ элементного состава не вызывает особых затруднений и, как правило, является информативным и быстрым методом. Однако на расчетные результаты метода влияет степень зольности пробы и присутствие в ней влаги [6]. При этом выполнению анализа безводных образцов препятствует высокая гигроскопичность ГФК, которые после высушивания способны набирать из воздуха до 10 % влаги в течение нескольких минут [7].
В табл. 1 приведены обобщенные статистические данные элементного анализа более чем 400 образцов [8]. Несмотря на широкий разброс данных, прослеживаются определенные закономерности в элементном составе ГК и ФК. Так, содержание углерода в ГК выше, чем в ФК, для кислорода наблюдается обратная тенденция. Концентрация углерода в тех и других кислотах, выделенных из разных природных источников, увеличивается в ряду «вода-почва-торф-уголь». Для кислорода отмечена обратная зависимость.
Функциональный состав гумусовых веществ
Основными методами, применяемыми для анализа функциональных группировок, в частности карбоксильных и гидроксильных, в гумусовых веществах являются титриметрия, ИК- и ЯМР-спектроскопия. Если данные, полученные первым способом достаточно противоречивы (что объяс-
© Вялых Е.А., Иларионов С.А., 2011
няется влиянием pH среды, выбором реактивов, рого и третьего метода достаточно хорошо согла
агрегатным состоянием проб), то результаты вто- суются друг с другом.
Средний элементный состав ГК и ФК |8]
Таблица 1
Тип ГК Содержание элементов, % (масс.) среднее/диапазон значений Степень окисленности
С Н N | О Б
Почвенные 55 37-64 4,8 1,6-8,0 3,6 0,5-7,0 .литы 36 27-52 0,8 0,1-4,9 -0,15
Торфяные 57 50-63 5,0 3,6—6,6 ^ 2,8 0,6-3,9 35 30-43 0,4 0,14),7 -0,11
Поверхностных вод 51 43-56 3,7 3,5-6,5 2,6 0,6-8,0 Ґ 41 31-48 1,9 0,3-4,3 0,06
Морских вод 56 37-76 5,8 3,7-11,7 1 3,8 1,0-10,5 32 8-56 3,1 1,2-8,3 -0,21
Почвенные 45 35-75 5,0 3,2-7,0 3,6 0,4-5,9 46 17-56 1,3 0,1-3,6 0,16
Торфяные 54 47-61 5,3 4,2-7,2 2,0 1,2-2,6 38 31-44 0,8 0,2-1,9 -0,01
Поверхностных вод 47 39-56 Г 4>2 0,4-5,9 2,3 0,5-8,2 46 35-56 1,2 0,1-3,1 0,48
Морских вод 45 38-50 5,9 4,3-6,8 4,1 1,0-6,8 45 37-55 2,1 -0,14
См-1
Рис. 1. Характерный ИК-спектр ГК [10]
ИК-спектры ГК (рис. 1) довольно сложно поддаются интерпретации, поскольку они содержат большой набор различных функциональных групп, что приводит к наложению и смещению их характерных пиков. Так, в области 3600-3300 см'1 наблюдается широкие и интенсивные полосы, свидетельствующие о содержании большого количества гидроксильных групп, а также меж- и внутримолекулярных водородных связей. В области 3000-2800 см'1 практически всегда присутствуют полосы, характерные для СН3- и СН2- групп. Сле-
дующие характерные пики находятся в области 2100-1700 см"! и свидетельствуют о наличии ке-тонных, альдегидных и карбоксильных групп. Поскольку в молекулярный состав ГК входят в значительном количестве ароматические молекулы, то область в ИК-спектрах, соответствующая пикам ароматических структур 1650-1500 см'1, насыщена интенсивными пиками, которые при этом сильно смещены ввиду наличия в ароматическом кольце большого количества заместителей. В диапазоне 1400—1000 см 1 количество пиков значительно снижается, и в основном это полосы, обусловленные деформационными колебаниями С-Н, О-Н связей, а также полосы характерные для С-О связей [9-11].
ЯМР-спектроскопия гуминовых и фульвокислот
Наличие в ГК атомных ядер, состоящих из нуклонов с 1/2 спином, позволяет исследовать их методом ЯМР-спектроскопии. В ЯМР-спектрах ГК, так же как и в ИК- спектрах, сложно выделить отдельные сигналы, характерные для определенных С ядер. Спектры, как правило, представляют собой суперпозицию суммы большого числа сла-бовыраженных сигналов. Типичный спектр ГК представлен на рис. 2 [8].
Анализ таких спектров заключается не в идентификации отдельных сигналов, а в разложении спектра на области, соответствующие атомам углерода со сходным химическим окружением. Как правило, выделяют пять таких диапазон-сигналов (см. табл. 2) [8].
Важным моментом следует считать то, что интенсивность сигналов ЯМР- и ИК-спектроскопии однотипных групп хорошо согласуются.
В табл. 3 приведены усредненные данные по содержанию основных функциональных групп в ГК и ФК [12].
т---:--- ------ --1--!---- -1----1-1----1-- ---,------,---,---,-,... ....—,----,---г
15Г 1<Г <П Т
Рис. 2. Характерный ЯМР-спектр гуминовых кислот [8]
Таблица 2
Основные диапазоны сигналов в спектре ГК [8|
Тип атомов углерода Обозначение Диапазон сигналов, м.д.
С- и Н-замещенные алифатические атомы углерода С(А1к) 0-50
О-замещенные алифатические атомы С(А1к-0) 50-110
Ароматические атомы углерода С(Аг) 110-165
Атомы углерода карбоксильных групп и их производных С(соон) Г 165-180
Атомы углерода карбонильных групп С(оо> 180-220
Содержание гидроксильных и карбоксильных групп в ФК выше, чем в ГК, что, в свою очередь, объясняет их большую гидрофильность. Содержание остальных функциональных групп (меток-сильных, карбонильных) сравнительно невелико и меняется незакономерно. Возможность присутствия хиноидных групп оценивается так же неодинаково.
Молекулярный состав гуминовых и фульвокислот
Поскольку ГК и ФК являются сложными поли-дисперсными системами, то многие исследователи, пытаясь установить молекулярный состав этих соединений, использовали различные методы. Так, в работе Д.С. Орлова [4] обобщены данные по молекулярному составу ГК, определенному методами кислотного гидролиза, окислением перманга-
натом калия или оксидом меди (II) в щелочной среде.
Первый способ применяли для гидролиза так называемой перифирической части или легкогидролизуемой составляющей. Установлено, что в состав этой фракции в основном входят аминокислоты, аминосахара и углеводные фрагменты.
Такие методы, как окисление перманганатом калия или оксидом меди (II) в щелочной среде, позволяют проводить дополнительно деструкцию негидролизуемой части ГК. При окислении образуются С02, алифатические (преимущественно уксусная и щавелевая) и бензолполикарбоновые кислоты. Однако при этом значительная часть ароматических структур оказывается неучтенной, так как бензольные кольца с кислородными заместителями разрушаются при их окислении перманганатом калия.
Таблица 3
Содержание функциональных групп в гумусовых кислотах [12]
Тип ГК и ФК Определяемые группы Метод определения Содержание, ммоль/г
Реагент Количественный метод
ГК почв соон СНзОН+НСІ СН3СООСа *Цейзеля Потенциометрия Титрование 2,1-3,1 3,4 1,5-4,7
СООН+АЮН СНгИг СН2Ы2 СН31+А§20 } Цейзеля Потенциометрия 4.7-7,2 5.7-8,7 6-9 3-6
АгОН+ЮН (СНз)2804 (СНз)2804 Ас20+Ру Цейзеля Титрование 3.7-8,3 7.8-10,1 6.9-9,2
ГК торфа СООН СООН+АЮН СНзСООСа Ва(ОН)2 Титрование Титрование 2,3-4,6 6,2-8,5
ГК угля СООН СООН СНзОН+НС! СНзСООСа Цейзеля Титрование 2.0-3,2 2.0-3,6
АгОН+ЯОН АгОН+ЯОН (СНзЪБО* Ва(ОН)2 Цейзеля Титрование 3,8-1,3 . 7,2-8,7
ГК донных отложений СООН СНзСООСа Титрование 2,2-3,9
СООН+АЮН Титрование 3,7-5,8
ФК почв СООН СНзОН+НСІ СНзСООСа Цейзеля Титрование 2,6-3,0 8,5-9,!
СООН+АЮН СН2М2 Ва(ОН)2 Цейзеля Титрование 5,3-5,8 9-14
АгОН+ЯОН Ас20+Ру Титрование 6,7-10
ФК поверх-ностных вод СООН СН2К2 СН2Ы2 (СНзБі^Н СНзСООСа ГКЖ ’Н-ЯМР 298ьЯМР Потенциометрия Тирование 3.8-4,3 6.8-7,6 5,8 4,7-4,8 4,6-10,1
АЮН+КОН Ас20+Ру Ас20+Ру (СНзБОзИН СНзСООСа ГКЖ 'Н-ЯМР 2981-ЯМР Потенциометрия Титрование 13 4,4 6,6 6,1-6,7 12,2
АгОН Ас20+ЫаНС03 ‘Н-ЯМР 1,4
ФК грунтовых вод СООН - Потенциометрия 4,2-5,6
СООН+АЮН - Потенциометрия 4,8-8,1
СООН СНзСООСа Титрование 4,4-8,9
СООН+АЮН Ва(ОН)2 Титрование 5,3-13,4
* метод Цейзеля основан на расщеплении метиловых эфиров йодной кислотой с последующим окислением образующегося метилиодида до йода, который затем оттитровывается тиосульфатом
В последнее десятилетие основным методом, применяемым для определения молекулярного состава ГК и ФК, является пиролитическая газовая хроматография совмещенная с масс-спектро-метрией. Основные структурные фрагменты, идентифицируемые данным методом, - это жирные кислоты (С 10-25)» ароматические молекулы типа бензола и его производных; моно-, ди-, три- и пентакарбоновые бензойные кислоты; метокси- и гидроксизамещенные ароматические фрагменты; углеводы (фуран, и его замещенные аналоги), пяти- и шестичленные гетероциклы и их производ-
ные, а также структурные фрагменты лигнина [1317]. Полученные при этом данные так же сильно варьируются в зависимости от условий проведения пиролиза, выбора реагентов, и происхождения самих ГК и ФК.
Электрофорез в полиакриламидном геле
Электрофорез в полиакриламидном геле - достаточно информативный метод при исследовании
таких сложных макромолекул, как белки и ДНК. Однако при изучении ГК он не нашел широкого применения. Достаточно подробно этот метод рассмотрен в работе О.А. Трубецкого [18].
Таблица 4 Состав гидролизуемой части ГК и ФК почв, % масс [4]
Структурные фрагменты ГК
Чернозем Дерново- подзолистая почва ФК
Аминокислоты 13 18 11
Аминосахара 4 4 6
Аммиак 2 3 3
Вещества типа фуль-вокислот 14 15 -
Углеводы 66 59 80
Бензолкарбоновые кислоты 1 1 0
Подобраны оптимальные условия, позволяющие довольно четко разделять ГК на фракции в полиакриламидном геле под действием электрического тока. С нашей точки зрения этот метод прост в применении и информативен при идентификации ГК различного происхождения, а также позволяет анализировать одновременно несколько проб вещества, что является его преимуществом [19]. Вместе с тем, такой вид электрофореза мало информативен относительно количественных характеристик проб, поэтому его необходимо дополнять денситомегрированием электрофореграмм, что позволяет получать дополнительные сведения об анализируемых веществах.
Капиллярный электрофорез
Метод капиллярного электрофореза является более чувствительным по сравнению с электрофорезом в полиакриламидном геле, а получаемые диаграммы позволяют определять количественный и качественный состав веществ. К достоинствам капиллярного электрофореза относятся возможность анализа микроколичеств пробы, высокая эффективность разделения, а также экспрессность проведения анализа [20]. Необходимо отметить, что ввиду сложного полидисперсного молекулярного состава ГК, несмотря на большое количество работ, появляющихся в последнее время и посвященных изучению ГК методом капиллярного электрофореза, до сих пор не получены удовлетворительные результаты по воспроизводимости данных и разделению ГК на фракции. В большинстве работ ГК выходят на диаграмме одним пиком [21-24], который, в зависимости от характеристик пробы, условий проведения процесса, может быть
либо более четким, либо более размытым. Его часто называют «humic hump» - «гуминовый горб». Так, в работе S.B. Ceppi, [22] для более четкого выхода пика в раствор ГК кислот добавляли циклодекстрин.
•0.1
0 1 2 3 4 5
вреыя миграции, мин
Рис. 3. Характерный вид электрофореграммы ГК при их исследовании методом капиллярного электрофореза [22]
Поскольку внутренняя полость циклодекстринов гидрофобна и способна образовывать в водных растворах комплексы включения с другими молекулами органической и неорганической природы, то это приводит к изменению исходных свойств последних. В случае взаимодействия циклодекстринов и ГК, происходило образование более однородных комплексов по сравнению с нативными ГК, что и способствовало более четкому разделению фракций. На рис. 3 представлена часто встречаемая диаграмма разделения ГК методом капиллярного электрофореза [22].
На время миграции аналита основное влияние оказывают такие параметры проведения процесса, как напряжение внешнего электрического поля, температура, состав и концентрация буферного раствора. Варьирование значений этих параметров в разных работах приводят к получению различного времени миграции аналита, а также времени появления пиков.
Структурные схемы строения гу мусовых кислот
Ввиду того, что гуминовые вещества обладают такими разнообразными свойствами, которые являются следствием их молекулярной структуры, было выдвинуто большое количество теорий и гипотез о молекулярной организации этих веществ. Однако, многие авторы схожи во мнении о том, что ГК имеют сложную, многоуровневую организацию. Из относительно простых молекулярных фрагментов формируются более сложные ассоциаты (мицеллы или агрегаты), в формирова-
нии которых участвуют межмолекулярные взаимодействия.
Наиболее часто встречаемые в литературе схемы строения молекул ГК приведены на рис. 4 и 5 [25, 4]. С появлением возможности моделирования химических структур с помощью компьютера, были предложены Зё-модели ГК (рис. 6) [26].
Гумификация. Процессы образования гумусовых кислот
В большинстве работ, посвященных исследованиям ГК, работают с готовыми, сформировавшимися ГК, проводя их щелочную экстракцию и далее выполняя исследования полученных препаратов. Основными источниками для выделения ГК являются разные типы почв, сапропеля, торфа, угля, сточных вод, растительных остатков. Значи-
тельно реже встречаются работы, в которых проводят исследования ГК в процессе их созревания -процесс компостирования органических остатков [13, 27-30]. В таких работах показана возможность синтеза ГК, хотя исследуемые процессы представляют собой очень сложные, трудно поддающиеся детальному анализу биометаллоорганические системы.
Д.С. Орловым была предложена общая теория гумификации [4], согласно которой процесс гумификации имеет одно принципиальное направление - отбор устойчивых продуктов трансформации независимо от факторов почвообразования и типа почвы. Процесс гумификации имеет глобальный характер, в результате чего гуминовые вещества всех почв и других природных сфер имеют общий принцип строения.
Рис. 4. Структура молекулы ГК почв по О.Кляйнхемпелю [25]
Процесс, преобладающий на первоначальных этапах формирования ГК - биохимическое окислительное кислотообразование, т.е. формирование кислых функциональных групп, и, в первую очередь, карбоксильных. Это положение нашло свое подтверждение в работе Р.С. Свифта и А.М. Познера [31], которые показали, что наиболее интенсивно процесс кислотообразования развивается в начальный период гумификации, в дальнейшем он затухает и сменяется иными процессами.
Следует отметить, что новообразованные гуминовые кислоты, как правило, представляют со-
бой более высокомолекулярные соединения, чем зрелые ГК. Это положение было подтверждено в работе Л.Н. Александровой [32]. Изучение распределения молекулярной массы гуминовых кислот также показало, что новообразованные ГК имеют более сложное распределение при гель-фильтрации, чем аналогичные кислоты черноземов, что свидетельствует о большей гетерогенности первых. При дальнейшем развитии процесса гумификации степень гетерогенности снижается.
'Ядерная"часть
Гидролизуемая часть
с к -н с >|' Чг>-
к і нн
0-ЄНтСН“СН —
т
с н, і ‘ с *** о
н ОС* н
К2
КЗ
1 Н !
•в-^-н
т с=о
он О
сн, ! ‘ (с н.
I С Н, ^„С НСН,СНИН,СООН,
<С,ЙИЧ>,/
- (СООН) п, - ( ОН > г.,
- |КН£) п, - (снг) п- ,
и
Рис. 5. Схема строения структурной ячейки гуминовой кислоты по Орлову [4]
С-
Рис.6. Черно-белая 3(1 модель предполагаемой молекулы ГК, рассчитанная на компьютере, где атомы С представлены серым цветом, Н - белым, О - черным,
N - не показаны [26]
Существенным звеном процесса гумификации является формирование азотсодержащих фрагментов молекул ГК. Валовое содержание азота в гу-миновых кислотах зависит от содержания белков в исходном материале. В процессе гумификации
содержание азота не остается постоянным. При гумификации органических остатков, богатых азотными компонентами, в молекулах ГК происходит снижение содержания азота; в случае гумификации материалов, бедных азотом, его количество заметно возрастает [33].
В работе И.С. Явметдинова и других [34] рассматривается процесс образования гумусоподобных веществ (ГПВ) базидиомицетами при их культивировании на растительном сырье. Идентификацию полученного продукта осуществляли методами ЯМР- и ИК-спектроскопии. Полученные ГПВ имели в своем составе ароматические фрагменты и были близки к классу почвенных гумусовых кислот. Авторы предполагают, что исследуемые вещества образуются из разрушенных макромолекул лигнина при непосредственном участии внеклеточной лакказы. Процесс культивирования грибов занимал 45 дней.
Из данных, представленных в вышеперечисленных работах, видно, что существует общая принципиальная схема процесса гумификации органических остатков. Учитывая общий биотер-модинамический принцип направленности процесса гумификации, можно предположить, что процесс синтеза ГК может протекать не только в природе, но и в искусственных, близких к природным, условиях. Этими процессами можно управлять, изменять их скорость, а также варьировать исходные параметры процессов, и при этом отслеживать изменения, происходящие при формировании ГК. В настоящее время работ, посвященных подобным исследованиям, немного, не смотря на то, что такие эксперименты могут стать значительным шагом на пути понимания процессов формирования ГК.
Библиографический список
1.Заварзина А.Г. Реконструкция возникновения
палеопочв на основе современных процессов
гумусообразования. Палеопочвы и индикаторы континентального выветривания в истории биосферы /ред. С.В. Рожнов. В.А. Демкин. Серия «Гео-биологические процессы в прошлом». М.: ПИН РАН, 2010. С. 36-75.
2. Sutton R., Sposito G. Molecular Structure in Soil
Humic Substances // The New View. Environmental science & Technology. 2005 V.39, No23, P. 9009-9015. '
3. Stevenson, F. J. Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions, 2nd ed.; John Wiley & Sons, Ltd: New York, 1994. 444 p.
4. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М: МГУ, 1990. 325 с.
5. Elham A. Ghabbour, Geoffrey Davies. Humic Sub-
stances: Structures, Models and Functions. The Royal Society of Chemistry. 2001, 380 p.
6. Данченко H.H. Функциональный состав гумусо-
вых кислот: определение и взаимосвязь с реакционной способностью: дис. ... канд. хим. наук. М., 1997. 138 с.
7. Huffman E.W.D., Stuber Jr. Analytical Methodol-
ogy for Elemental Analysis of Humic Substances. In: Humic substances in soil, sediment and water. Aiken G.R., Mcknight D.M., Wershaw R.L., Maccarthy P. (Eds.) - John Wiley & Sons. N.Y., 1985, P. 433-455.
8. Ковалевский Д. В. Исследование структуры гумусовых кислот методами спектроскопии ЯМР !Н и ЬС: дис. ... канд. хим. наук. М., 1998. 138 с.
9. Козицына JJ.A., Кутетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроментии в органической химии: учеб. пособие для вузов. М.: «Высш. Школа», 1971. 264 с.
10. Sen Dou. Kai Li, Qinghai Wang, Yao Liang. Structural Characteristics of Soil Humin Fractions in Different Tillage Systems /7 From Molecular Understanding to Innovative Applications of Humic Substances: proceedings of the 14th International Meeting of the IHSS. Moscow, 2008, V.l, P. 6568.
11 .Alireza R.Sardashti, M.Alidoost. Studies of the Structure of Extracted Humic Acid from Nahar-horan. Forest Gorgan’s Soil // From Molecular Understanding to Innovative Applications of Humic Substances: proceedings of the 14th International Meeting of the IHSS. Moscow, 2008, V.l, P. 117-120.
12.Перминова И.В. Анализ, классификация и прогноз свойств гумусовых кислот: дис. ... докт. хим. наук. М., 2000. 359 с.
13.Fukushima М., Yamamoto М., Komai Т., Yamamoto К. Studies of structural alterations of humic acids from conifer bark residue during composting by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry using tetramethylammonium hydroxide (TMAH-py-GC/MS) // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2009, № 86, P. 200-206
14. Ikeya K., Ishida Y, Ohtani H., Watanabe A. Effect of off-line methylation using carbanion and methyl iodide on pyrolysis-gas chromatographic analysis of humic and fulvic acids // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2006, № 75, P. 174-180.
15.Amir S., Hafidi М., Lemee L., Merlina G. Structural characterization of humic acids, extracted from sewage sludge during composting, by ther-mochemolysis-gas chromatography-mass spectrometry // Process Biochemistry. 2006 № 41, P. 410-422.
16. Buurman P.. Nierop K.G.J., Kaal J., Senesi N. Analytical pyrolysis and thermally assisted hydrolysis and methylation of eurosoil humic acid samples - a key to their source /7 Geoderma, 2009. № 150. P, 10-22.
17.Трубецкой O.A., Трубецкая O.E., Сайз-Хименес Ц. Исследование стабильных электрофоретических фракций гуминовых кислот методом пиролитической газовой хроматографии/масс-спектрометрии // Почвоведение. 2005. № 11. С. 1333-1340.
18. Трубецкой О.А., Кудрявцева Л.Ю., Ширшова Л. Т. Фракционирование гумусовых веществ почв электрофорезом в полиакриламидном геле в присутствии денатурирующих агентов // Почвоведение. 1993. № 8. С. 122-125
19.Вялых Е.А., Иларионов С.А. Образование гумусовых кислот в процессе деструкции соединений нефти // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2011. № 11. С. 50-52.
20. Комарова Н.В., Каменцев Я.С., Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «Капель». СПб., 2008. 209 с.
21. Zhongqi Не, Tsutomu Ohno, Daniel С. Oik, Feng-chang Wu. Capillary Electrophoresis and Fluorescence Exeitation-Emission Matrix Characterization of Soil Mobile and Calcium Humates // From Molecular Understanding to Innovative Applications of Humic Substances: proceedings of the 14th International Meeting of the IHSS. Moscow, 2008, V.l, P. 91-94.
22. Ceppi, S.B., M.I. Velasco, P.A. Campitelli, E.M. Pena-mendez, J. Havel. Characterization of humic acids originated from argentinean compost and soil by capillary electrophoresis and mass spectrometry П Journal of the Chilean Chemical Society. 2005, V.50, № 3,P. 527-533.
23. Dagmar Gajdo ova, Klara Novotna, Pavel Pro ek, Josef Havel. Separation and characterization of humic acids from Antarctica by capillary electrophoresis and matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry. Inclusion complexes of humic acids with cyclodextrins // Journal of Chromatography A, V. 1014, Issues 1-2, 3 Oct 2003, P. 117-127.
24 .Solange L. De Moraes; Maria Olimpia O. Re-zende. Capillary electrophoresis (CE): a powerful
tool to characterize humic acid (HA) // Journal of the Brazilian Chemical Society. 2008, Vol. 19, №.1
25 .Kleinhempel D. //Albrecht-Thaer-Archiv., 1970, Bd. 14, H. 1, P. 3-14.
26. Kim H. Tan. Humic Matter in Soil And the Environment Principles. Marcel Dekker, Inc. U.S.A., 2003.
27. Savel’evaa A. V., Yudinaa N. V., Inishevab L. I. Composition of Humic Acids in Peats With Various Degrees of Humification // Solid Fuel Chemistry, 2010, Vol. 44, №. 5, P. 305-309.
28 .Kenji Ono. Syuntaro Hiradate, Say aka Morita, Kenji Ohse, Keizo Hirai. Humification processes of needle litters on forest floors in Japanese cedar (Cryptomeria japonica) and Hinoki cypress (Cha-maecyparis obtusa) plantations in Japan // Plant Soil. 2011, V. 338, P. 171-181.
29. Olfa Fourti, Naceur Jedidi, Abdennaceur Hassen. Humic substances change during the co-composting process of municipal solid wastes and sewage sludge // World J Microbiol Biotechnol. 2010. April, P. 1-6.
30.Chertov O.G., Komarov A.S., Nadporozhskaya M.A. Analysis of the Dynamics of Plant Residue Mineralization And Humification in Soil // Eurasian Soil Science, 2007, Vol. 40, №. 2, P. 140148.
31. Swift R. S., Posner A. M. Gel chromatography of humic acid // J. of Sci. 1971. V.22, № 2.
32. Александрова Л. H. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л., 1980. 287 с.
33. Александрова Л. Н. Современные представления о природе гумусовых веществ почвы и их органо-минеральных производных // Проблемы почвоведения. 1962. С. 77-100.
34.Явметдинов И.С., Степанова Е.В., Гаврилова В.П., Локшин Б.В., и др. Получение и характеристика гуминоподобных веществ синтезируемых дереворазрушающими грибами, возбудителями «белой гнили» // Прикладная биохимия и микробиология. 2003. Т. 39, № 3. С. 293-301.
HUMIC SUBSTANCES: FORMATION, STRUCTURE, ANALYSIS
E.A. Vialih, S.A. Ilarionov
Perm State University. 15, Bukirev st., Perm, 614990 E-mail: [email protected]
In this published article date about formation, structure and analysis techniques were examined and generalized. Used main identification methods: elemental analysis, IR-, NMR-spectroscopy and etc. were represented. The processes of humification, and humic substances changes also were considered.
Keywords: humic substances; analysis methods; humification process
