2.红外光谱在土壤有机质研究中应用.pdfVIP

第 1 8 卷, 第 1 期　　 　光　谱　学　与　光　谱　分　析 V o l 18 , N o 1, pp 5 2 5 7 1 9 9 8 年 2 月　　 　Sp ect ro scop y an d Sp ect ra l A n a ly sis F eb ru ary , 1998　 红外光谱在土壤有机质研究中的应用 吴景贵　　席时权　　　　　　姜　岩　　 中科院长春应用化学所, 130022　长春　　　　吉林农业大学, 130 118　长春 摘　要　红外光谱法作为有机物结构研究的一种重要手段, 已在土壤有机质研究中得到广泛应 用, 特别是近年来傅里叶变换红外光谱的引入以及与色谱的联用, 更使这方面研究获得较大进展。 本文就此进展作一概述。 主题词　红外光谱, 　土壤有机质, 　应用 　　土壤有机质是土壤肥力的重要标志之一。大部分土壤有机质具有复杂而较为稳定的结构, 能与金属离子 和粘土矿物等形成有机无机复合物, 对土壤结构和养分保蓄等方面起着良好的作用。土壤腐殖质还具有吸 附、交换和络合的能力, 在环境保护和工业上也有着广泛的用途。自五十年代中期, 作为环境化学和土壤化 [ 1] 学研究的一个手段, 红外光谱开始在土壤有机质的研究中得到应用 。但由于土壤有机质的复杂性以及当时 使用的色散型仪器本身分辨率、信噪比和灵敏度等的限制, 红外光谱的应用并未使土壤有机质的研究取得大 的进展。 自七十年代始, 傅里叶变换红外光谱仪的出现和发展, 促进了这方面的研究并取得了一系列进展, 本文将就红外光谱法在土壤有机质研究中的近期进展做一概述。 红外光谱研究土壤有机质的方法 　　从 目前所见的文献报道看[3～ 36 ] , 对土壤有机质的红外光谱测定均采用溴化钾压片法。采用此法时, 首先 是进行土壤有机质的提取和纯化。一般将土壤有机质分成三部分提取, 即非腐殖质物质、胡敏酸和富里酸。 对非腐殖质物质的提取, 通常根据所要研究的成分不同而采用不同的浸提剂分别提取, 也可在胡敏酸和富里 酸的提取和纯化过程中分离得到。胡敏酸和富里酸一般采用稀碱溶液浸提, 浸提后的溶液用稀酸酸化, 沉淀 部分为胡敏酸, 溶液部分则为富里酸。然后再通过离心法、透吸法、电渗析法和离子交换法等进行纯化。将 纯化了的土壤有机质样品再经真空冷冻干燥, 粉碎研细到小于 2m , 然后分别用微量或半微量天平称取土壤 有机质样品和 粉末, 并以样品 ∶ = 1 ∶200 的比例, 在玛瑙研钵中混磨后压片。 压片法的主要优 KB r KB r KB r 点是能获得信噪比高的谱图, 但其缺点是在 3400cm - 1和 1640cm - 1 区不可避免地有水吸收带的干扰。将薄片 在一定的温度下真空干燥一定时间, 水的吸收带即可消除, 具体的温度和时间依所测物质的性质而定。 土壤腐殖酸的结构 　　土壤腐殖质是土壤有机质的主要组成部分, 根据其在酸碱溶液中的溶解度分为胡敏酸、富里酸和胡敏素 三部分。胡敏素其实也是胡敏酸的一部分, 只是由于其与土壤中的矿质部分结合很牢固而失去了在碱液中的 [2 ] 溶解度 。由于结构太复杂及缺少必要的研究手段, 人们长期以来对腐殖酸的结构、反应及其功能仍未完全 弄清楚。近年来, 红外光谱等测试技术的迅速发展, 为此项研究取得突破性进展带来了可能。 　1997 年 1 月 2