Исследование реакционной способности и детоксицирующих свойств гумусовых кислот по отношению к соединениям ртути (II) (1105572), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Это открывает возможность оценки детоксицирующего действияГФК на основании данных по их реакционной способности. Можно ожидать, чтоподобный подход будет справедлив и для других тяжелых металлов.1543. Экспериментальная часть3.1. Реактивы и оборудование3.1.1. Реактивы.Выделение гумусовых кислот. Для выделения водных препаратов ГФКиспользовали HCl квалификации ч.д.а. и смолу “Амберлит XAD-2”. Смолупредварительно кондиционировали.
Для этого ее кипятили в аппарате Сокслетапоследовательно с метанолом ацетоном, гексаном, затем - снова ацетоном иметанолом. Между выделением различных препаратов смолу регенерировалиэтанолом. Все растворители имели квалификацию ч.д.а. и использовались бездополнительной очистки.Для экстракции битумоидов из торфов, почви донных отложенийиспользовали бензольно-этанольную смесь 1:1.Для экстракции ГФК из торфа, почв и донных отложений, а такжеэлюирования ГФК со смолы XAD-2 использовали раствор 0.1 M NaOH,приготовленный растворением навески твердой щелочи квалификации ч.д.а.
вдистиллированной воде.Для обессоливания ГФК использовали катионит КУ-23 (содержаниеионогенных групп - 5 ммоль/г сухого препарата).Определение молярной массы ГФК. Для определения молярной массыГФК использовали гель TOYOPEARL-50HW(S) (Япония). Для элюированияГФК использовали 0.028 М фосфатный буфер (рН 6.8).
В качествекалибровочных веществ использовали полидекстраны (молекулярная масса 830,4400, 9900, 21400, 43500, 2000000 г/моль).Определение содержания кислотных групп в ГФК. Для определениясодержания кислотных групп в ГФК использовали свежеприготовленный 0.1 Мраствор NaOH на бескарбонатной воде. Точную концентрацию полученногораствораопределялипотенциометрическимприготовленной из фиксанала.титрованием0.1МHCl,155Бескарбонатную воду готовили кипячением дистиллированной воды втечение 1 часа. После кипячения воду помещали в сосуд, снабженный хлоркальциевой трубкой с аскаритом, во избежание контакта с атмосферным СО2.Определение Hg(II).
Для определения Hg(II) в растворах в качествевосстановителяиспользовали0.3%растворNaBH4(фирма“Мerck”,квалификация “pure”) в 0.1 М NaOH. Для приготовления указанноговосстановительного раствора навеску твердого NaOH квалификации ч.д.а.растворяли в дистиллированной воде, после чего добавляли навеску NaBH4.Раствор готовили не более, чем за сутки до употребления. Для создания кислойсреды непосредственно при восстановлении Hg(II) использовали 5 М растворHCl (ч.д.а.).Калибровочные растворы Hg(II) готовили разбавлением в 3% HNO3соответствующих аликвотных частей стандартных растворов Hg(NO3)2 ГСО3497-86 (приготовлен в СКБ ФХИ им. А.В.
Богатского, г. Одесса). Концентрациякалибровочных растворов Hg(II) составляла 10, 20, 30, 40, 50 мкг/л.Синтез гуматов ртути и определение их констант устойчивости.Для синтеза гуматов ртути и определения их констант устойчивостииспользовали следующие соединения Hg(II) и их растворы:• HgO квалификации осч.• Hg(NO3)2 квалификации ч.д.а.• 0.27 М раствор Hg(NO3)2, полученный растворением 5.88 г HgО в 5 мл HNO3конц. с последующим доведением объема раствора до 100 мл• 0.01 М раствор Hg(NO3)2, полученный растворением 0.54 г HgO в 0.7 мл 50%ной HNO3 с последующим доведением объема до 250 мл.• HgCl2 квалификации ч.д.а.При исследовании условий получения гуматов, насыщенных Hg(II)использовали 0.27 М раствор Hg(NO3)2 и HNO3 квалификации х.ч.Для получения нерастворимых гуматов ртути использовали насыщенныйраствор Hg(NO3)2.Гидрокарбонатно-углекислотный буферный раствор готовили следующимобразом: в 100 мл воды растворяли 105 мг NaHCO3 и добавляли 2 мл HNO3 0.2 М.156Для определения констант устойчивости гуматов ртути ионообменнымметодом использовали катионит КУ-23 в Na-форме.
Для перевода катионита вNa-форму его обрабатывали 1М NaCl до тех пор, пока указанный раствор неоставался при контакте с катионитом нейтральным в течение часа. Катионит,переведенный в Na-форму, промывали дистиллированной водой. Кроме того,при определении констант устойчивости гуматов ртути ионообменным методомиспользовали 1 М раствор NaCl, приготовленный растворением навески 5.8 г.NaCl ч.д.а.
в воде с последующим доведением объема раствора до 100 мл.При определении констант устойчивости гуматов ртути адсорбционнымметодом использовали 0.1 М раствор KBr, приготовленный растворением 1.19 гKBr х.ч. в воде с последующим доведением объема раствора до 100 мл.Получение соединений Hg(II)с модельными органическими кислотами.• Модельные кислоты: янтарная кислота (ч.), адипиновая кислота (ч.), фталеваякислота (ч.) и 2,4-дигидроксибензойная кислота (ч.).• Другие реактивы: 0.27 М раствор Hg(NO3)2 (см. выше), NaOH (ч.д.а.), этанол.Разложение гуматов ртути и соединений модельных кислот с Hg(II).Для разложения использовали K2S2O8 (ч.д.а.) и конц. HNO3 (х.ч.).Токсикологические эксперименты. Для приготовления среды длябиотестирования использовали KNO3 (х.ч.), MgSO4.7H2O (ч.д.а.) и KCl (х.ч.).
Дляизмерения максимальной флуоресценции использовали 10-5М раствор диурона(N,N-диметил-N’-(3,4-дихлорфенил)мочевины).Культивированиеводорослипроводили в среде Тамия, состав которой приведен в Табл. 3.1.Таблица 3.1Состав 100% среды Тамия для разращивания водорослейКомпонентСодержание, г/лКомпонентСодержание, г/лKNO35H3BO32.76.10-3MgSO4 .7H2O2.5MnCl2.4H2O1.81.10-3KH2PO41.25ZnSO4.4H2O2.24.10-3ЭДТА0.037MoO31.75.10-6FeSO4.7H2O3.10-3NH4VO32.3.10-6рН среды доводили до 6.6 - 6.8 0.1М КОН157Для изучения токсичности Hg(II) использовали 0.01 М раствор Hg(NO3)2,полученный растворением 0.54 г HgO в 0.7 мл HNO3 50% с последующимдоведением объема до 250 мл. Рабочие растворы готовили разбавлениемуказанного в требуемое число раз.3.1.2.
ОборудованиеC,H,N-анализ был выполнен в лаборатории микроанализа на элементноманализаторе модели-1106 фирмы Carlo Erba Strumentazione (Италия).Для определения молярной массы ГФК использовали колонку внутреннимдиаметром 20 мм и высотой 25 см. Детектирование органического углерода вэлюате проводили на проточном DOC-детекторе “Graentzel”, Германия.Определение натрия методом ЭАС проводили на спектрометре AAS1N(ГДР) с использованием воздушно-метанового пламени.Определение содержания минеральных элементов в растворах ГФКметодом АЭС-ИСП проводили на приборе “ICAP-61” фирмы “TermoJarell Ash”(США).Потенциометрические измерения проводили на рН-метре рН-121 саналого-цифровымпреобразователемВ7-16А.Использовалистеклянныйэлектрод ЭСЛ-63-07 и хлорсеребрянный электрод сравнения.13С-ЯМР и 199Hg-ЯМР спектры растворов ГФК регистрировали на прибореVXR-400 фирмы “Varian”.
Использовали ЯМР-ампулы диаметром 10 мм.Для получения ИК спектров препаратов ГФК, гуматов ртути и модельныхсоединений использовали следующие приборы:• UR-20 (ГДР) (кюветы KBr, вазелиновое масло)• ИКС-22 (СССР) (кюветы NaCl, вазелиновое масло)• ИК-Фурье спектрометр Perkin Elmer (в таблетках KBr)Для определения Hg(II) методом ААСХП использовали прибор SpectrAA30 с приставкой VGA-76 фирмы “Varian”. Для измерения поглощения паровртути использовали кварцевую кювету с длиной оптического пути 15.5 см.Дляразложенияразличныхтвердыхорганическихсоединенийиспользовали аналитический автоклав из титановых сплавов с тефлоновым158патроном(ТУ48-0572-31-259-92),произведеннымНПФ"АНКОН-АТ"Государственного НИПИ редкометаллической промышленности.Для измерения оптической плотности использовали прибор DMS-100фирмы “Varian” и кварцевые кюветы с длиной оптического пути 10 мм.Для разращивания культуры водорослей использовали стеклянныекультиваторы с внутренним термостатированием емкостью 200 мл.
Припроведенииальгологическоготестированияиспользовалистеклянныекультиваторы (пробирки объемом 70 мл с расширением в верхней части) иаквариумдлявнешнеготермостатирования.Флуоресценциюводорослейизмеряли при помощи однолучевого флуориметра, изготовленного на кафедреБиофизики Биологического факультета МГУ.3.2. Техника экспериментов3.2.1. Выделение препаратов гумусовых кислот.В ходе работы было выделено 12 препаратов ГФК различногопроисхождения: 1 из торфа, 2 из почв, 3 из донных отложений и 6 из природныхвод.
Кроме того, 13 препаратов было предоставлено лабораторией ФОХХимического факультета МГУ и кафедрой Общего земледелия факультетаПочвоведения МГУ. Также использовали два коммерческих препарата угольныхГФК (“Алд” - фирмы “Aldrich” и “АГК” - МП “Спецбиохимтехнология”).Общая схема выделения препаратов ГФК приведена на Рис. 3.1.159водафильтрование иподкисление до рН2сорбция на смоле"Амберлит XAD-2"торф, почва, донныеотложениядебитумированиесмесьюбензол:этанолдесорбция 0.1МNaOHэкстракция0.1М NaOHОбессоливаниена катионитеОбессоливаниена катионитераствор ГФКрастворГФКУпаривание нароторномиспарителеУпариваниена роторномиспарителетвердыйпрепарат ГФКтвердыйпрепарат ГФКРис. 3.1.
Схема выделения препаратов гумусовых кислот.Препараты торфяных ГФК были выделены щелочной экстракцией изверхового торфа согласно [23]. C целью сохранения водорастворимой фракцииГФК была опущена начальная стадия обработки торфа горячей водой. Согласновыбранной методике измельченный торф несколько раз обрабатывали смесьюбензол-этанол (1:1) – соотношение торф/экстрагент – 1:3. Обработку проводилидо тех пор, пока экстрагируемый раствор не становился почти бесцветным.После экстракции торф высушивали при температуре 40-60°С в течение ∼8 часов160до исчезновения запаха бензола.
Затем торф заливали раствором 0.1 M NaOH всоотношении 1:3 и оставляли на ночь. Щелочной раствор сливали иотфильтровывали, экстракцию повторяли несколько раз до тех пор пока экстракт нестановился слабо окрашенным. Порции щелочного экстракта объединяли иобессоливали пропусканием через катионит КУ-23 в Н-форме (рН полученныхтаким образом растворов составлял 2.95-3.4). Для большинства исследованийиспользовали полученные водные концентраты ГФК, которые хранили взащищенном от света месте при температуре 10-18оС.Образцы ГФК из донных отложений различных водоемов и почв(Табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
