В таблице 1 приводится общая характеристика исследованных торфов, которая представлена древесными, древесно-осоковыми, осоковыми, травяными, гипновыми, сфагновыми и травяно-сфагновыми торфами. В средней тайге болотные системы в основном состоят из биогеоценозов олиготрофного типа.
Доставленные в лабораторию образцы торфов доводились до воздушно сухого состояния, растирались на дисковой мельнице и просеивались через сито с отверстиями в 1 мм.
Из воздушно сухих образцов удалялись липиды экстракцией спиртобензолом (1:1) и осуществлялось декальцинирование торфов. Гуминовые кислоты извлекались децимолярным раствором гидроксида натрия. Затем проводилось осаждение и очистка от зольных примесей многократными обработками НСl и HF.
Методы изучения химического состава. Исследован элементный состав 50 образцов гуминовых кислот различных торфов Среднего Приобья. Определение углерода, водорода и азота проводили на элементном анализаторе фирмы EuroVector mod. EA 3000. В ходе анализа окисление пробы осуществлялось при температуре выше 10000С в присутствии смешанного катализатора из оксидов СО2, SiO2, MnO2. Продукты сгорания разделялись методом газовой хроматографии в потоке гелия и насадочной колонке с твердым носителем «Porapac Q».
Термический анализ проведен на синхронном термоанализаторе STA 409 PC Luxx (фирма Netzsch) в инертной атмосфере в платиновом тигле.
Спектральные исследования проведены в видимой и инфракрасной области. Электронные спектры снимались на спектрофотометре Specord UY-YIS. Измерения проводились в щелочных растворах гуминовых кислот с процентной концентрацией 0,0043-0,0070. В инфракрасной области спектры получали в КВr-технике на ИК-спектрометре (фирма Perkin Elmer instruments). Измерения ЭПР проводили на радиоспектрометре (фирма BRUKER-ESP 300) с двойным резонатором, который необходим для точных измерений q-фактора образца относительно эталона – ТЭМПО (q = 2,0059) без перестройки СВЧ, путем переключения направления СВЧ-потока. Точность определения концентраций ± 8%.
Таблица 1 – Общая классификация исследованных торфов Среднего Приобья
| Тип торфа | Вид торфа | Группа | Торфообразующий биогеоценоз |
| Низинный | Древесно-осоковый | Древесно-травяная | Эвтрофный древесно-осоковый |
| Осоковый | Травяная | Эвтрофный осоковый | |
| Травяной | Травяная | Эвтрофный травяной | |
| Вахтовый | Травяная | Эвтрофный вахтовый | |
| Переходный | Древесный | Древесная | Мезотрофный сосново-березовый |
| Древесно-травяной | Древесно-травяная | Мезотрофный сосново-березово-разнотравный | |
| Пушицевый | Травяная | Мезотрофный пушицевый | |
| Шейхцериевый | Травяная | Мезотрофный шейхцериевый | |
| Осоковый | Травяная | Мезотрофный осоковый | |
| Травяной | Травяная | Мезотрофный разнотравный | |
| Верховой | Сосновый | Древесная | Сосново-кустарничково-сфагновый с хорошо развитым древесным ярусом |
| Пушицевый | Травяная | Олиготрофный пушицевый | |
| Пушицево-сфагновый | Травяно-моховая | Олиготрофный пушицево-сфагновый | |
| Сфагновый | Моховая | Грядово-мочажинные, грядово-мочажинно-озерковые, сфагновая топь | |
| Фускум торф | Моховая | Сосново-кустарничково-сфагновый (рям) фускум биогеоценоза | |
| Ангустифолиум торф | Моховая | Рямы, сосново-сфагновые биогеоценозы со Sphagnum angustifolium в моховом ярусе | |
| Магеланикум торф | Моховая | Рямы, со Sphagnum magellanicum в моховом ярусе |
Спектры ЯМР13С получены на спектрометре DRX-500 (фирма Bruker) на частоте 125.76 МГц. Для их получения 20-50 мг образца растворяли в 0,5 мл 0,5М NaOH/D2О и помещали в ампулу с внешним диаметром 5 мм. Для исключения ядерного эффекта Оверхаузера запись спектров ЯМР13С проводилась с подавлением протонов в режиме INVGATE. В качестве внешнего стандарта использовали ТМС. Спектры снимали с задержкой 1с между импульсами.
Интегрирование спектров ЯМР13С проводили в обычных интервалах, по которым проводят интегрирование спектров ЯМР13С гуминовых кислот, хотя иногда их границы отличаются на 5-10 мд. Стандартное относительное отклонение результатов 10-кратного ручного интегрирования не превышает 3%.
Ингибирующее действие гуминовых кислот на липазу проведено спектрофотометрическим методом.
3 ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАННЫХ ТОРФОВ
СРЕДНЕГО ПРИОБЬЯ
В этой главе рассмотрены факторы болотообразовательного процесса на территории Среднего Приобья, которые учитывают климатические условия, особенности рельефа, влияние гидрологической сети, ботанико-географическую зональность и другие факторы. Указано распространение торфяных месторождений на юге и севере Среднего Приобья. Приведена общая классификация и характеристика исследованных торфов с учетом типа, вида и торфообразующего биогеоценоза. Особенности ботанического состава в различных ландшафтных областях.
4 ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА
ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
Химическая природа и физико-химические свойства гуминовых кислот торфов Среднего Приобья связаны с особенностями региона, которые обусловлены, прежде всего, специфическим ботаническим составом растений-торфообразователей, где олиготрофность низинных торфов, возрастает в направлении с юга на север, а величина степени разложения отражает условия избыточного увлажнения и температурный режим, в которых формируются соответствующие торфы.
Из результатов исследований видно, что региональный аспект, накладывающий отпечаток на типы и виды исходных торфов по ботаническому составу, по степени разложения и по происхождению, отражается и в параметрах молекул гуминовых кислот.
При рассмотрении гуминовых кислот торфов Среднего Приобья по географическому положению ландшафтных провинций на территории Ханты-Мансийского автономного округа (средняя тайга), различий в их структуре не обнаруживается. Аналогичные результаты получены А.В. Савельевой (2003) на примере гуминовых кислот торфов Томской области.
В климатических зонах различие, прежде всего в степени разложения и химических свойствах связано с процессом разложения, а в целом гуминовые кислоты остаются гуминовыми кислотами, и после жесткой очистки галогеноводородными кислотами они выравниваются (убирается периферия).
Решающую роль имеет фактор ботанического состава и степени разложения торфов. Это направление достаточно обосновано Н.Н. Бамбаловым (1976) на примере торфов Белоруссии.
Нами исследована химическая природа и физико-химические свойства 50 препаратов гуминовых кислот торфов современными физико-химическими методами анализа.
Элементный состав. Химический состав препаратов гуминовых кислот торфов Среднего Приобья в расчете на беззольное вещество (табл. 2) неодинаков и изменяется в зависимости от ботанических видов исходных торфов и их степени разложения.
Таблица 2 – Диапазоны содержания элементов гуминовых кислот в расчете на беззольное вещество, %
| Виды торфов | С, % | Н, % | N, % | О, % |
| Древесные и древесно-травяные | 48,6-58,6 | 4,2-5,4 | 1,6-2,5 | 34,8-41,0 |
| Травяные, травяно-сфагновые и осоковые | 40,0-59,5 | 3,2-4,9 | 1,2-2,5 | 33,4-54,1 |
| Сфагновые и гипновые | 49,0-58,1 | 3,9-4,9 | 1,3-2,5 | 35,2-47,6 |
Зольность гуминовых препаратов, выделенных по принятой нами методике не превышает 1,5%. Средний элементный состав гуминовых кислот первой и второй группы практически совпадают в пределах погрешности определения каждого элемента, в то время как средний элементный состав гуминовых кислот сфагновых торфов отличается меньшим содержанием углерода и азота.