不同利用方式下黄黏土中胡敏素的提取

不同利用方式下黄黏土中胡敏素的提取

胡敏苏在土壤结构和养分保持方面发挥着重要作用。本实验旨在对用酸性二甲基亚砜和HF-HCl两种不同的方法提取的胡敏素,通过红外分析、热失重分析等测试技术对其化学组成和结构进行初步的探讨,同时将胡敏素与富里酸和胡敏酸进行比较,为以后阐明其在土壤环境中的行为和对土壤有机污染物迁移转化行为的影响提供理论依据.11.1般理化性质土壤样品采自江苏省吴江市的黄泥土.土地利用方式分别为桑树林,水杉林及水稻-油菜轮作,其中桑树林与水杉林10年前由水稻-油菜轮作方式改换而来(分别简称为桑园土、水杉土和水田土,但是在土壤分类中并不存在该名称的土壤).在田间按蛇形采样法随机采取表层土(0—15cm),用塑料袋密封置于4℃避光保存,其一般理化性质列于表1.1.2富里酸、胡敏酸和胡敏素的提取方法酸性二甲基亚砜提取胡敏素(DMSO-humin)及HF-HCl提取胡敏素的方法参见文献1.3灰化温度和时间用FossHeraeusCHN-O-Rapid型元素分析仪进行元素分析,在750℃温度下灰化4h,称重确定灰分含量,O+S的含量用差减法计算;用KBr压片法在Nexus870傅立叶红外光谱仪上测定红外光谱.热重(TG)和微商热重(DTG)分析用岛津DT-30B型热分析仪测定,升温速度20℃·min22.1胡敏素的提取量土壤腐殖质三种组分的元素分析见表2.由表2可以看出,以含碳量表示胡敏素占土壤腐殖质总碳的60—70%左右,FA与HA分别占土壤腐殖质总碳的10%和15%左右.比较HF-HCl与酸性DMSO两种方法提取胡敏素的提取量可以看出,经HF-HCl处理可获得83—86%的胡敏素,酸性DMSO只能提取胡敏素的14—16%.这与TsutsukiK,Kuwatsuka由表2可看出,与HA相比,FA的C,H,N的含量较低,O+S(主要是O)的含量较高,H/C较低,O/C较高,说明FA的缩合程度较低,氧化程度较高,分子结构比HA简单.从不同脱灰程度的胡敏素来看,高度脱灰胡敏素的元素组成更接近于胡敏酸,且胡敏素和胡敏酸的O含量均低于同一来源的富里酸2.2胡敏素的红外图谱三种土样中腐殖质的红外图谱见图1,胡敏素、胡敏酸和富里酸的光谱极为相似,分别在波数为3500—3300cm由三种不同利用方式下胡敏素的红外图谱可见,HF-humin1和HF-humin2的红外图谱极为相似,其强吸收峰出现在3600—3500cm由3500cm通过应用2.3热性能和结构桑园土HF-humin1和HF-humin2的微商热重曲线(DTG)基本相似(图2),均有4个明显的失重峰.第1失重峰出现在76—78℃,由吸湿水和胡敏素吸附的一些低分子量的烷类物质损失所致,第2失重峰在180—185℃,可能是由于一些分子量较高结构较复杂的长链烷类物质损失所致,第3失重峰(333—338℃)是由胡敏素芳核外围物质特别是脂肪族侧链及氢键结合的羟基裂解所引起,第4失重峰(438—458℃)是由部分芳核裂解引起根据各失重峰所处的温度范围在热失重曲线上(见图2)查得各区间的失重量,列于表3.由图2可见,桑园土DMSO-humin的DTG曲线在264℃和400℃的失重峰到HF-humin时已消失,且向高温方向分别移动至333—338℃和438—458℃,这说明HF提取的胡敏素分子已发生缩合,结构较为复杂,其脂肪族侧链与芳核结合的较稳定,并且芳香结构及官能团愈趋稳定由FA和HA的TG曲线可以看出,FA和HA在19—133℃(50℃)失重量约为15%,FA在133—536℃(300℃)有一主要失重峰,失重量为75.4%,HA在133—540℃(359℃)的失重量为75.6%,比较FA,HA和HF-humin的DTG曲线可见,FA在300℃附近的主要失重峰在HA上已向高温方向移动至359℃,胡敏素在该温度段的失重峰(344℃)明显滞后于FA,与HA基本一致.同时HA和FA在458℃附近没有明显失重峰出现,而胡敏素却有明显的失重.从以上可以看出,HA和FA主要是以脂肪族类为主,芳香族类不饱和物质较少,分子结构与胡敏素相比较为简单.3土壤胡敏素的结构不同利用方式下的黄泥土中提取FA和HA,以及不同提取方法提取的胡敏素的红外分析和热失重分析的结果表明:土壤中的FA、HA和胡敏素在结构特征上有明显差别.FA以含有大量的羧基为主要特征,HA的脂肪族类物质多于FA.用