Исследование реакционной способности и детоксицирующих свойств гумусовых кислот по отношению к соединениям ртути (II) (1105572), страница 27
Текст из файла (страница 27)
3.2) выделяли так же, как из торфа.Препараты водных ГФК выделяли сорбцией на смоле “Amberlite ХАD-2”по методике [171] из природных вод, источники которых приведены в Табл 3.2.Кроме того, в качестве препаратов растворенного органического веществаприродных вод использовалась нативная природная вода (препараты МН4 иМН8).Природную воду фильтровали через сложенную в несколько слоевстеклоткань (предварительно тщательно промытую метанолом) и подкисляли дорН 2 конц. HCl.
После чего пропускали через колонку, заполненную смолойXAD-2 (длиной 40 см, внутренним диаметром 20 мм), до насыщенно-желтогоокрашивания смолы (речные и эстуарные воды – 150-200 л, болотные – 20 л).Затем колонку промывали дистиллированной водой до отрицательной реакциина Сl--ион по 0.1 М AgNO3. ГФК десорбировали с колонки 0.1 М NaOH дообесцвечивания элюата. Щелочной концентрат обессоливали аналогичноторфяным образцам и определяли концентрацию ГФК в нем.Характеристика источников происхождения препаратов ГФК, выделенных внастоящей работе приведены в Табл 3.2, а предоставленных лабораторией ФОХ иФакультетом почвоведения - в Табл 3.3.161Таблица 3.2Характеристики источников, использованных для выделенияГФКШифрХарактеристикапрепаратаКонцция, г/лГФК торфаМТ4Верховой сфагновый торф (о.
Мудьюг, Белое море).4.0ГФК донных отложенийМИ2Донные отложения озера на переходном болоте, о.1.2Мудьюг.МИ13Донные отложения эстуария Северной Двины1.0(преимущественно перегнивающие водоросли)ЛухДонные отложения реки Лух, Владимирская обл. (перегни-0.32вающее органическое вещество, перемешанное с песком)ГФК почвМП9Глеево-подзолистая луговая почва, о. Мудьюг.2.0МП12Торфяная почва, о. Мудьюг.2.6РОВ природных водМН4Верховое сфагновое болото, о. Мудьюг0.3МН8Низинное тростниковое болото, о.
Мудьюг0.14ГФК природных водМХ7Соленые тростниковые марши Белого Моря, о. Мудьюг0.9МХ8Оно же0.43МХ11Эстуарий р. Северной Двины0.34МХ14р. Северная Двина 60 км выше Архангельска0.35162Таблица 3.3Происхождение препаратов, предоставленных лабораториейФОХ и факультетом почвоведения.ШифрИсточникпрепаратаКонцция, г/лГК почвПДл(Н)Подзолистая почва, лес, Новгородская обл.ПДлДерново-подзолистая почва, лес, Московская обл.СЛлСерая лесная почва, лес, Тульская обл.ГФК почвЧДЧернозем, Ставропольский край.3.2ГФК торфаТ4Верховой сфагновый торф, Тверская обл.2.1Т5Верховой торф, месторождение “Васильевский мох”,0.5Тверская обл.Т6Верховой пушициевый торф, Тверская обл.0.7Т7Верховой торф, фрезерный, Тверская обл.1.2низНизинный сосновый торф, Тверская обл.1.3верхВерховой сосново-пушициевый торф, Тверская обл.2.2ГФК природных водбв1Болото, Шатурский район Московской области0.66Большая часть препаратов была предоставлена в виде концентрированныхводных растворов.
Препараты ПДл, СЛл и ПДл(Н) были предоставлены втвердом виде. Для получения их раствора с известной концентрацией навескупрепарата ГФК (40 мг) растворяли в 1 мл 0.1 М щелочи, разбавляли до 50 млдистиллированной водой, доводили рН до 7 азотной кислотой и доводили объемраствора до 100 мл.Кроме того, использовали два коммерческих препарата ГФК угля гуминовый препарат АГК (активированная гуминовая кислота) производства МП163“Спецбиохимтехнология” (шифр “АГК”) и препарат “Humic Acid” фирмы“Aldrich”(шифр“Алд”).ПрепаратыГФКугляпередупотреблениемобессоливанием на катионите. Концентрацию ГФК в полученных растворахопределяли гравиметрически.Для исследований, проводимых в водной среде, все образцы ГФКиспользовали в виде полученных после обессоливания растворов.
Для контролякачества обессоливания в растворах проводили определение натрия.Содержание ГФК в растворах определяли гравиметрически, упариваяточную аликвоту на роторном испарителе (50-60оС), и сушили ее над P2O5 допостоянного веса (около 7 суток). Полученные таким образом твердые препаратыиспользовали для элементного анализа и ИК-спектроскопических исследований.3.2.2. Анализ выделенных препаратов ГФК3.2.2.1. Элементный анализЭлементныйлабораториианализмикроанализавыделенныхкафедрыпрепаратоворганическойГФКхимии.проводиливC,H,N-анализвыполняли на элементном анализаторе.Серу определяли гравиметрически путем сжигания пробы с нитратомбария.Анализ на зольность выполняли ручным сожжением в кварцевых трубкахв атмосфере кислорода при температуре 750оС в течение 40 мин.Полученные данные по содержанию С, H, N, S пересчитывали набеззольное органическое вещество ГФК.
Содержание кислорода вычисляли поразности.Натрий в растворах ГФК определяли методом атомно-эмиссионнойспектрометрии (АЭС). Для этого готовили серию из четырех растворов,содержащих 5 мл раствора ГФК и 0, 0.1, 0.2 и 0.3 мМ Na. Эмиссию каждогораствора в воздушно-метановом пламени измеряли при длине волны 589.2 нм ирассчитывали концентрацию натрия методом добавок.1643.2.2.2.
Определение содержания кислотных групп в ГФКСодержаниекислотныхгруппвГФКопределялиметодомрК-спектроскопии [86]. Для этого проводили прямое потенциометрическоетитрование растворов препаратов ГФК с концентрацией 0.8-2 г/л. Использованиеданных концентраций обеспечивало хорошую воспроизводимость кривыхтитрования и рассчитанных по ним рК-спектров. В тех случаях, когда вимевшихся растворах ГФК концентрация была меньше (0.3-0.8 г/л), ихтитровали без предварительного концентрирования.ДляполучениярК-спектровиспользовалиоригинальнуюкомпьютернуюпрограмму (Гармаш А.В., Кудрявцев А.В.), которая позволяет рассчитывать каксуммарную концентрацию ионогенных групп, так и доли ионогенных групп (qi) сконстантами Кi [86].
Расчет основан на использовании линейного МНК сограничениями на неотрицательность решения. В качестве исходных данныхиспользовали значения объема титранта и соответствующие значения рН во всехточках кривой титрования, а также начальный объем титруемого раствора Vо иконцентрацию титранта Ст. Набор значений рК от 1 до 12 с шагом 1 был заданаприори. Алгоритм расчета основан на численном решении относительно qiследующего уравнения:Nc ⋅VKi[H + ] − [OH − ].⋅ ( V0 + VT ) + T T = ∑ q i ⋅c 0 ⋅ V0c 0 ⋅ V0 i =1K i + [H + ]Согласно [86], содержание карбоксильных и фенольных групп из( 3.1)рК-спектра определяли, суммируя доли групп с рК≤8 и рК>8, соответственно.3.2.2.3.13С-ЯМР спектроскопия ГФК.Образцы для регистрации спектров ЯМР13С готовили растворениемнавески 100 мг твердого препарата ГФК в 3.5 мл 0.1М NaOH D2O.
Раствор ГФКпомещали в 10-мм ЯМР-ампулу. Условия регистрации спектров: рабочая частота100 МГц, ширина развертки спектра около 26000 Гц, время регистрации сигналаспада свободной индукции (ССИ) 0.6 с, интервал между импульсами (Td) 4 с,ширина импульса 45°, длительность накопления спектра 8 - 12 часов. В качествевнутреннего стандарта использовали DSS (натриевую соль 3-триметилсилил-1пропансульфокислоты). Фурье-преобразование выполнялось с предварительным165экспоненциальнымвзвешиваниемсигналаССИсконстантойвремени,эквивалентной уширению линий 20 Гц.3.2.2.4. Определение молярной массы ГФКМолекулярные массы ГФК определяли с помощью гель-хроматографии.Пробу ГФК растворяли и элюировали фосфатным буфером. Концентрация ГФКво всех пробах не превышала 5 мг/л.
Объем пробы - 2 мл, скорость элюирования- 1 мл/мин. Детектирование проводили по содержанию растворенногоорганического углерода в элюате. Определение молярных масс проводили покалибровочному графику.3.2.3. Спектроскопическое исследование взаимодействия ртутьГФК199Hg-ЯМР спектроскопия. Образцы растворов, содержащих совместноГФК и Hg(II), для регистрации спектров ЯМР199Hg готовили следующимиспособами.1. Раствор ГФК МТ4 (4 мг/л) упаривали на роторном испарителе на 20%.
К10 мл полученного раствора добавляли 0.1 мл 0.27 М раствора Hg(NO3)2, рНкоторого был предварительно доведен до двух 0.1 М NaOH.2. Раствор ГФК МТ4 (4 мг/л) доводили до рН 7 0.1 М NaOH. К 20 мл этогораствора добавляли 0.74 мл 0.27 М Hg(NO3)2, рН которого был предварительнодоведен до 2 0.1 М NaOH. Изменение рН раствора ГФК при добавленииHg(NO3)2 контролировали. Как только он снижался до 6, его вновь доводили до 70.1 М NaOH.
Полученный раствор упарили в 2.5 раза на роторном испарителе ипоместили в 10 мм ЯМР-ампулу.199Hg-ЯМР-спектры полученных растворов, содержащих ГФК и Hg(II)записывали при рабочей частоте 71.5 МГц при ширине развертки спектра 4000Гц в течение 12 часов, время задержки - 0.3 с. В качестве внешнего стандартаиспользовали 1М р-р HgCl2 в ДМСО.1663.2.4.
Определение Hg(II) в растворах, содержащих ГФКОпределение Hg(II) в присутствии ГФК представляло собой отдельнуюпроблему, решение которой описано в данном разделе.Наиболее распространенным методом определения низких концентрацийHg(II) является атомно-абсорбционная спектрометрия холодного пара (ААСХП).Соединения Hg(II) восстанавливают до элементарной ртути, концентрациюпаров которой определяют по поглощению УФ-света с длиной волны 253.7 нм.Никакие другие летучие формы ртути, кроме элементарной, не поглощают в этойобласти [172, 173].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
