ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО ДВУХСТАДИЙНОГО ПИРОЛИЗА С ХРОМАТОМАСС-СПЕКТРОМЕТРИЕЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ IN SITU

Проведен двухстадийный пиролиз с газовой хроматографией и масс-детекцией (ГХ-МС) продуктов образца типичного чернозема и гуминовых кислот, выделенных из него.  Препараты гуминовых кислот подвергали пиролизу при 500, 600 и 700°С. Данные  сопоставляли с пирограммами лигнина, полученными в аналогичных условиях. Показано, что 500°С – оптимальная температура для пиролиза гуминовых кислот черноземов. Толуол в продуктах пиролиза можно рассматривать как маркер избыточно высокой температуры проведения эксперимента. Результаты двухстадийного пиролиза почвы и выделенных из нее гуминовых кислот совпали. Восемь продуктов разложения пиролиза почвы совпадали с веществами, определяемыми в ее гуминовых кислотах (при общем количестве 41). В случае термодесорбции почвы таких соединений было только три, и они дублировались при последующем пиролизе образца. Полученные данные свидетельствуют о преимущественно макромолекулярном составе (с доминированием молекул с массой более 1000) гуминовых веществ. Проведенные работы демонстрируют возможность и перспективность исследования почвенного органического вещества, гуминовых веществ в целом, и гуминовых кислот в частности, in situ с помощью двухстадийного пиролиза с ГХ-МС окончанием.

почвенное органическое вещество, типичный чернозем, гуминовые кислоты, термодесорбция, толуол, молекулярные маркеры

1. Иванов А.Л., Когут Б.М., Семенов В.М., Тюрина Оберландер М.И., Ваксман Шанбахер Н. Развитие учения о гумусе и почвенном органическом веществе: от Тюрина и Ваксмана до наших дней // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 90. С. 3–38. doi: 10.19047/0136-1694-2017-90-3-38

2. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 223 с.

3. Ковалева Н.О., Ковалев И.В. Лигниновые фенолы в почвах как биомаркеры палеорастительности // Почвоведение. 2015. № 9. С. 1073–1086. doi: 10.7868/S0032180X15090063

4. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 315 с.

5. Куликова Н.А., Филиппова О.И., Перминова И.В. Защитное действие гуминовых веществ по отношению к проросткам пшеницы в условиях водного дефицита // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, Почвоведение. 2018. № 2. С. 35–39.

6. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 325 с.

7. Холодов В.А., Константинов А.И., Кудрявцев А.В., Перминова И.В. 2011. Строение гуминовых кислот почв зонального ряда по данным спектроскопии ЯМР 13С // Почвоведение. 2011. № 9. С. 1064-1073.

8. Холодов В.А., Ярославцева Н.В., Константинов А.И., Перминова И.В. Препаративный выход и свойства гуминовых кислот при последовательных щелочных экстракциях // Почвоведение. 2015. № 10. С. 1222–1231. doi: 10.7868/S0032180X15100056

9. Applied Pyrolysis Handbook / Eds. Wampler T.P. London, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2006. 304 p.

10. Lehmann J., Kleber M.. The contentious nature of soil organic matter // Nature. 2015. V. 528. P. 60–68. doi: 10.1038/nature16069

11. Lu X.Q., Hanna J.V., Johnson W.D. Source indicators of humic substances: An elemental composition, solid state 13C CP/MAS NMR and Py-GC/MS study // Appl. Geochem. 2000. V. 15. P. 1019–1033. https://doi.org/10.1016/S0883-2927(99)00103-1

12. Perminova I. V. Size exclusion chromatography of humic substances: Complexities of data interpretation attributable to non-size exclusion effects // Soil Sci. 1999. V. 164. P. 834–840.

13. Piccolo A., Nardi S., Concher G. Macromolecular changes of humic substances induced by interaction with organic acids // European J. Soil Sci. 1996. V. 47. P. 319–328.

14. Saiz-Jimenez C. Analytical Pyrolysis of Humic Substances: Pitfalls, Limitations, and Possible Solutions // Environ. Sci. Technol. 1994. V. 28. (11). P. 1773–1780.

15. Swift R.S. Organic matter characterization (chap 35) // Methods of soil analysis. Madison, WI: Soil Science Society of America, 1996. Part 3. P. 1018-1020.

16. Quénéa K., Derenne S., González-Vila F.J., González-Pérez J.A., Mariotti A., Largeau C. Double-shot pyrolysis of the non-hydrolysable organic fraction isolated from a sandy forest soil (Landes de Gascogne, South-West France): Comparison with classical Curie point pyrolysis // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2006. V. 76 (1–2). P. 271–279.

17. World reference base for soil resources 2014. A framework for international classification, correlation and communication, Word Soil Resourse Report 106. FAO. Rome, 2014. 181 p.