Характеристика гуминовых кислот торфов среднего приобья (стр. 7 из 8)
Особенный характер имеют гуминовые кислоты сфагновых торфов, ботанический состав которых состоит на 85-100% из сфагнума бурого или зеленых гипновых мхов.
У древесных и древесно-травяных торфов отличительные физико-химические свойства имеют гуминовые кислоты, состоящие на 85% из древесной растительности или на половину из кустарничков клюквы и багульника.
При дальнейшей гумификации все меньше и меньше становится различий между молекулами. Это достаточно существенный вывод. Можно выделить не зависимо от влияния ботанического состава исходного торфа гуминовые кислоты с высокими показателями «зрелости» и термоустойчивости. Они имеют очень высокую степень разложения (55-65%). Это гуминовые кислоты травяных торфов, особенно вахтовых или пушицевых, а так же древесных и осоковых.
Результаты исследований лишний раз доказывают, что в конечном счете в общем процессе в природе идет гумификация, которая устраняет термодинамические лабильные структуры окислением, гидролизом, часто биохимической атакой с участием биокатализаторов. Гумификация убирает периферию и приводит в конце концов к тому, что гуминовые кислоты на последней стадии, особенно после очистки, не имеют больших различий.
Для наглядности результаты экспериментальных исследований охарактеризованы лепестковыми диаграммами, которые комплексно отражают различия физико-химических показателей гуминовых кислот в зависимости от степени разложения и ботанического состава исходных торфов (рис. 9-17).
Диаграммы гуминовых кислот с особенной структурой, которая зависит от ботанического состава исследованных торфов и их степени разложения до 35%, представлена на рисунках 12-14, где видно по контуру диаграммы, что у них высокие отношения Н:С, низкая степень окисленности и степень бензоидности.
Если ботанический состав исходных торфов достаточно однороден, то ГК сфагновых, осоковых и древесных торфов со степенью разложения до 35%, а так же ГК всех исследованных торфов со степенью разложения свыше 35%, изображенные на рисунках 15-17 имеют одинаковые контуры лепестковых диаграмм.
У ГК древесных торфов с высокой степенью разложения диаграмма физико-химических показателей заметно отличается по контуру (рис. 17).
 |  |
| Рисунок 9 – Диаграмма ГК с наиболее термически устойчивыми показателями | Рисунок 10 – Диаграмма ГК с наименее термически устойчивыми показателями |
 |  |
| Рисунок 11 – Диаграмма ГК с особенной структурой при R до 35% (обр. 7.1) | Рисунок 12– Диаграмма ГК гипнового торфа (обр. 3.7) |
 |  |
| Рисунок 13 – Диаграмма ГК древесного торфа (обр. 7.4) | Рисунок 14 – Диаграмма ГК сфагновых торфов |
 |  |
| Рисунок 15 – Диаграмма ГК травяных и осоковых торфов | Рисунок 16 – Диаграмма ГК древесных торфов |
 | Примечание: 1– отношение Н:С, 2 – степень окисленности, 3 – степень бензоидности, 4 – Саром. 5 – Салиф. 6 – коэффициенты экстинкции, 7 – ПМЦ, 8 – П/Я, 9 – теплота сгорания |
| Рисунок 17 – Диаграмма ГК древесных и древесно-травяных торфов при R 50-65% |
5 БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ТОРФОВ СРЕДНЕГО ПРИОБЬЯ
Влияние гуминовых кислот на активность липазы. Из полученных данных видно, что активность липазы снижается в присутствии гуминовых кислот (табл. 8).
Таблица 8 – Ингибирование активности липазы
| Вид исходного торфа | R, % | Активность липазы, ммоль л-1мин-1 |
| Без гуминовых кислот (контроль) | -- | 0,53 |
| Пушицево-сфагновый | 65 | 0,22 |
| Вахтовый | 60 | 0,25 |
| Пушицевый | 55 | 0,16 |
| Древесный | 45 | 0,16 |
| Травяно-сфагновый | 35 | 0,14 |
| Древесный | 25 | 0,19 |
| Сфагновый | 15 | 0,26 |
| Травяной | 15 | 0,26 |
| Древесный | 10 | 0,21 |
| Сфагновый (100% фускум) | 5 | 0,10 |
Примечание: R – степень разложения
Наибольшую ингибирующую активность на липазу оказал препарат гуминовой кислоты, извлеченный из сфагнового торфа, состоящего на 100% из сфагнума бурого со степенью разложения 5%. Гуминовая кислота этого торфа в сравнении с другими препаратами, характеризуется особенной химической структурой: меньшей степенью бензоидности и конденсированности молекул, высокой долей алифатических фрагментов и низким содержанием ПМЦ.
ВЫВОДЫ
1. Элементный состав гуминовых кислот торфов неодинаков и соответствует условиям торфообразования. Отношения Н:С для исследованных торфов колеблются в пределах от 0,85 до 1,19. Наименьшую «зрелость» имеют гуминовые кислоты торфов со степенью разложения от 5 до 35%, извлеченных из сфагновых торфов со значительным преобладанием в ботаническом составе сфагнума (95-100%), зеленых гипновых мхов, травяных и травяно-сфагновых торфов, содержащих многокомпонентную смесь торфообразователей; гуминовые кислоты древесных и древесно-травяных торфов, состоящие на 85% из древесной растительности или на половину из кустарничков клюквы и багульника.
2. Величина степени разложения исходных торфов Среднего Приобья от 40 до 60% оказывает существенное влияние на количество гидроксильных групп фенольного и карбоксильного характера. Увеличивается содержание карбоксильных групп и уменьшается содержание фенольных гидроксилов.
3. Подтверждена двухчленность макромолекул гуминовых кислот и выявлена зависимость соотношения бензоидной части молекулы и алифатической, характеризующей сформированность гуминовых кислот на основе результатов элементного анализа, его графостатистической обработки, ЯМР13С и ИК-спектроскопии. По этому признаку выделены 2 группы гуминовых кислот со средним значением Н:С менее 1 и более 1.
4. Исследованные образцы гуминовых кислот торфов различного ботанического состава и степени разложения характеризуются аналогичными электронными спектрами поглощения в видимой области в форме монотонного возрастания поглощения в коротковолновом интервале, которые характеризуют их «зрелость». В зависимости от этого показателя гуминовые кислоты торфов, имеющих разный ботанический состав и степень разложения, разделены на три вида (сфагновые, осоковые и древесные).
5. Гуминовые кислоты исследованных торфов обладают электронным парамагнетизмом. Концентрация парамагнитных центров является мерой сопряженности в макромолекулах и может использоваться для вычисления условных молекулярных масс. Содержание парамагнитных центров спин/мг в гуминовых кислотах изученных торфов колеблется от 0,34 до 5,38 · 10-14.
6. Термическая устойчивость макромолекул гуминовых кислот Среднего Приобья характеризуется типичными термическими эффектами и деструкции макромолекул от 220 до 4000С и от 400 до 8000С, что подтверждает двухчленность строения макромолекул. Различие гуминовых кислот разных по ботаническому составу и степени разложения торфов особенно ярко выражается в арбисе дифференциально сканирующих кривых.
7. Величина адсорбционной поверхности гуминовых кислот связана со степенью разложения исходных торфов. Адсорбционная способность азота на гуминовых кислотах различных торфов Среднего Приобья изменяется в следующей убывающей последовательности: гуминовые кислоты осоковых и травяных торфов, со степенью разложения 55% > гуминовые кислоты древесных, осоковых и сфагновых торфов со степенью разложения 30-35% > гуминовые кислоты сфагновых и древесных торфов со степенью разложения 20-25%. Наилучшими адсорбционными свойствами характеризуются гуминовые кислоты со степенью разложения 55% и средним значением 247-272 Å диаметра пор адсорбции.
8. Отмечается общая тенденция для гуминовых кислот древесных, древесно-травяных и сфагновых торфов по совокупности всех использованных физико-химических методов исследований. Установлена корреляционная связь, характеризующая уменьшение «молекулярной массы» гуминовых кислот с повышением степени разложения торфа.