泥炭土连续碱抽提腐殖酸的分子结构特征.pdf

( ) 第 30 卷 分析化学 FENXI HUAXUE 　研究报告 第 11 期 　　　　　　　　 　 　 　　　　　　　 　 　　 2002 年 11 月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 1303～1307 泥炭土连续碱抽提腐殖酸的分子结构特征 李　丽　冉　勇 　盛国英　傅家谟　彭平安 ( 中国科学院广州地球化学研究所 ,有机地球化学国家重点实验室 , 广东省环境资源利用与保护重点实验室 ,广州 510640) 黄伟林 (环境科学、工程与政策学院 ,美国 Drexel 大学 ,费城 19104) 摘 　要 　从 Pahokee 泥炭土中连续碱抽提分离出 8 个不同的腐殖酸级分 ,并对每一级分进行了元素分析、傅里 ( ) 13 (13 ) ( ) 叶变换红外光谱 FTIR 、固态 C 核磁共振 CNMR 、高效排阻色谱 HPSEC 等一系列定性、定量研究。结果 表明 :所分离出的 8 个腐殖酸级分存在明显的结构性质差异 ,随提取程度的增加 ,OC 原子比由 052 减少到 036 ,HC 原子比由 1. 05 增加到 152 ,相应于结构中含氧基团的减少和脂族基的增加 ,表观分子量也由 7. 7 K 增加到 221 K。同时 ,13C NMR 显示长链脂肪碳结构由无定型向晶型转变。此工作表明在所研究的腐殖酸中 可能存在分别具有芳香或脂肪特性的两类腐殖酸结构 ,每种类型都有不同的分子量分布、元素组成、基团结构 和母质来源。在特定的环境因素下 ,不同类型的腐殖酸会共存于同一体系中 ,增加了腐殖物质的非均匀性和 复杂性。 关键词 　泥炭土腐殖酸 ,连续碱抽提 ,傅里叶变换红外光谱 ,碳13 核磁共振 ,高效排阻色谱 1 　引　　言 腐殖物质是自然环境中广泛存在的一类高分子物质 ,是动植物残体通过复杂的生物、化学作用形成 的 , 占土壤和水圈生态体系中总有机质的50 %～80 %1 。腐殖物质结构中含有羰基、酚羟基等基团 ,可 与金属离子、氧化物、矿物质和包括有毒有害物质在内的有机物发生相互作用 ,严重影响了这些物质的 环境化学行为 ,而且目前普遍认为腐殖物质是饮用水氯化消毒过程中产生大量致癌副产物的直接原 因2 。腐殖物质的以上行为都与其结构有密切关系 ,充分了解腐殖物质的组成特征及性质将有助于阐 明腐殖物质对其它物质尤其是有毒有害难降解物质在环境中的迁移、转化及归宿的影响 ,对水处理工艺 的进一步改进也有非常重要的理论和现实意义。 ( ) ( 腐殖物质从溶解性来讲可分为黄腐殖 或富里酸 ,可溶于任何 pH 范围 、腐殖酸 或胡敏酸 ,仅溶于 ) ( ) 碱性 pH 范围 和腐殖素 或腐黑物 ,不溶于任何 pH 范围 ,而腐殖酸由于相对容易获得 ,研究较多。但 以往主要集中于对不同地质环境或同一地点不同剖面的样品的研究,表明不同环境下的腐殖酸的组成 结构存在很大的差异性 ,而对某一确定样品中的腐殖酸是否存在差异及程度如何还未见报道。 2 　实验部分 21 　样品的提取和纯化 ( ) 研究所用土壤