Гуминовые кислоты образцов древесных торфов с низкой степенью разложения 10-15% отличаются большей долей алифатических цепей. К ним относится образец 7.4, который состоит на 85% из древесной растительности (береза, кустарнички и сосна) и образец 4.10, который состоит в основном из кустарничков и хвойных остатков.
Наименьшая доля алифатических цепей присутствует у образцов гуминовых кислот 2.4, 4.11, 3.8, 2.6. Образцы 2.4 и 2.6 извлечены из древесно-травяного и древесного торфа, которые отличаются от остальных торфов высокой степенью разложения 50-65%. Достаточно высокие показатели устойчивости у образцов гуминовых кислот 4.11 и 3.8, извлеченных из древесных и древесно-гипновых торфов, имеющих степень разложения (10-25%), обусловлены вероятно значительным присутствием в исходных торфах угольков древесины, образовавшихся много лет назад в результате пожаров.
Образцы гуминовых кислот 1.2, 3.1, 3.2, 5.4, выделенные из древесных и древесно-травяных торфов со степенью разложения 25-45% занимают средние значения по характеристике параметров устойчивости макромолекул. В данных исходных торфах отсутствуют угольки.
Для образцов древесных переходных, древесно-травяных, переходных высокотемпературный эффект значительно превосходит низкотемпературный. Таким образом, по виду ДСК кривой гуминовых кислот можно точно диагностировать наличие древесной растительности в торфяной залежи. Кроме того, температура разложения «ядра» гуминовых кислот наиболее высока для образцов из древесно-травяного торфа, содержащего березу (560о и 552о), меньше – для образцов из торфа, содержащего сосну (495о и 515о). Можно определить величину суммарного теплового эффекта для каждого из образцов (табл. 7).
Обобщая результаты физико-химических методов исследований гуминовых кислот торфов Среднего Приобья, можно сказать, что устойчивость гуминовых кислот является адекватным отражением особенностей их молекулярной структуры, зависящей от исходного торфа, его ботанического состава, степени разложения, условий и стадий формирования гумусной системы.
В процессе разложения торфа постепенно периферические молекулярные фрагменты теряются, и происходит выравнивание по характеру строения всех гуминовых кислот. Гумификация является главным процессом, который выравнивает химический состав и структуру, подводит к одному знаменателю.
Таблица 7 – Ботанический состав, степень разложения исследованных древесных и древесно-травяных торфов и
физико-химические свойства их гуминовых кислот
| Шифр образцов | R, % | Вид торфа | Основные, преобладающие торфообразующие растения, % | Гуминовые кислоты | ||||||
| Н:С | α | Саром. | Z | Теплота сгорания, ккал/мг | Е 0,001%гк/ 1 см, 465 нм | Удельная концентрация, спин/мг | ||||
| 7.4 | 10 | Древесный | Древесина и кора березы, 60; кустарники, 15; сосна, 10 | 0,99 | 30 | 34,9 | 0,68 | 4164,37 | 0,037 | 0,99·10-14 |
| 3.8 | 10 | Древесный торф | Древесина хвойных, 60 | 0,97 | 34 | 38,0 | 0,55 | 4964,52 | 0,065 | 1,00·10-14 |
| 4.10 | 15 | Сосново-кустарничковый | Сосна, 15; кустарнички, 45 | 1,19 | 27 | 28,5 | 0,52 | 4305,73 | 0,040 | 0,56·10-14 |
| 4.11 | 25 | Древесный | Береза пушистая-65 | 0,90 | 35 | 43,9 | 0,48 | 4996,00 | 0,060 | 0,80·10-14 |
| 1.2 | 25 | Древесный | Сосна, 70 | 1,04 | 29 | 33,6 | 0,48 | 4251,17 | --- | 0,82·10-14 |
| 3.1 | 30 | Древесно-травяной | Береза пушистая, 45; вахта, 45 | 1,01 | 34 | 39,1 | 0,50 | 5326,56 | 0,042 | 0,85·10-14 |
| 3.2 | 35 | Древесно-травяной | Береза пушистая, 35; вахта, 50 | 1,05 | 32 | 38,6 | 0,53 | 5006,74 | 0,049 | 0,95·10-14 |
| 5.4 | 45 | Древесный | Береза пушистая, 65 | 1,16 | 31 | 32,1 | 0,47 | 5177,22 | 0,052 | 1,67·10-14 |
| 2.6 | 50 | Древесный | Сосна, 45; кустарники, 10; осоки, 15 | 1,09 | 31 | 38,5 | 0,41 | 5001,04 | 0,061 | 3,37·10-14 |
| 2.4 | 65 | Древесно-травяной | Береза, кора, угольки, 35; осоки, 45 | 0,90 | 36 | 42,0 | 0,45 | 5058,6 | 0,087 | 4,94·10-14 |
В начальный период гумификации идет гидролиз и окисление первичных продуктов, которые содержатся в растительной массе. И когда гумификация доходит до определенного предела, различия в свойствах продукта стираются, они становятся похожими друг на друга, не зависимо от того, из каких торфов получена гуминовая кислота. При дальнейшей гумификации ГК подвергаются тотальной минерализации и остаются только устойчивые компоненты макромолекулы.
Процесс гумификации не идет сам по себе, он идет в определенных условиях, и условия играют роль. Торф, это растительный материал, но имеет отличительные условия, которые заключаются в том, что в торфах больше выражены восстановительные свойства и высокая кислотность. Все это подтверждается в той или иной мере физико-химическими показателями.
Скорость гумификации, как кинетический параметр зависит от ботанического состава торфа, от того какие растительные остатки и какого растения присутствуют в торфе. Это оказывает влияние на физико-химические свойства гуминовых кислот, но когда гумификация подойдет к уровню 35%, то все меньше остается ботанической специфики.
Гуминовые кислоты могут различаться в зависимости от ботанического состава исходных торфов, но до определенного предела. Малоразложившиеся торфы содержат много «живого» не разложившегося материала клеточной структуры, которое отражает именно генетическую природу растений.
Из результатов исследований видно, что после достаточно высокой степени разложения торфов (более 35%), когда они в основном гумифицированы полностью, разница в физико-химических свойствах гуминовых кислот не обнаруживается, но если степень разложения исходных торфов до 35%, то разница есть.
Превышение степени разложения более 35% интересно тем, что существует такой момент, когда начинается выравнивание физико-химических параметров гуминовых кислот. Различные по ботаническому составу торфы по характеру извлеченных из них гуминовых кислот невелируются и становятся близкими друг к другу.
В образцах гуминовых кислот, извлеченных из торфов со степенью разложения до 35%, выделены препараты особенного характера, которые имеют специфический ботанический состав, определяющий структуру макромолекул. Они характеризуются свойственными только им физико-химическими показателями. Эти препараты из всего набора изученных гуминовых кислот имеют низкие значения теплот сгорания (ккал/мг), интенсивности сигнала Саром., коэффициентов экстинкции. У них выше атомные отношения Н:С, отношения потери массы в низкотемпературной области к высокотемпературной (Z) и условные молекулярные массы. К ним относятся гуминовые кислоты, извлеченные из торфов, состоящих преимущественно из осоки струннокоренной, и торфов, содержащих более 10 видов различных родов растений по 5-10% каждого вида.