Comparison of the Properties of Humic Acids Extracted from Soils by Alkali in the Presence and Absence of Oxygen


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Humic acids (HAs) make up to 30–50% of the soil organic matter, which is the main reservoir of organic carbon in the biosphere. The common isolation protocol for HAs implies alkaline extraction from soils followed by acidification of the extract with HCl to pH 2. International Humic Substances Society (IHSS) recommends isolation of HAs in oxygen-free atmosphere (e.g., under nitrogen or inert gas purging) to prevent oxidative transformations of HAs during the extraction process. In the Russian school of soil science, extraction is usually conducted without the use of nitrogen. In the present work, we compared the physicochemical properties of HAs isolated from A1 horizons of soddy-podzolic soil (Retisol) and chernozem (Chernozem) by 0.1 M NaOH in the presence and absence of oxygen. The soils used in this study represented zonal types of southern taiga and steppe, respectively, and differed markedly with respect to humus formation conditions. The yield of humic substances (Corg content in the extracts), their elemental composition, functional groups content, molecular-weight distributions (gel filtration on Sephadex G-75), paramagnetic properties, and absorption spectra in the visible, UV, and IR regions were studied. For both soils, no statistically significant differences were found in the quantitative yield, molecular weight distribution, absorption spectra in the visible, UV and IR regions between HAs isolated by alkaline extraction in the presence and absence of oxygen. At the same time, for the HAs extracted from the Retisol soil in the presence of oxygen, higher O : C ratios, higher contents of quinone and carboxyl groups, and significantly higher content of free radicals were observed. This was revealed with the use of elemental analysis, potentiometric titration, 1H and 13C NMR spectroscopy, and electron paramagnetic resonance spectroscopy. For the Chernozem HAs, these differences were not observed. The obtained results suggest that partial oxidation of the soil organic matter components takes place during alkaline extraction from the Retisol in the presence of oxygen. In the Chernozem, humification process is apparently accompanied by significant oxidative transformation of organic residues, so the presence of molecular oxygen does not cause further oxidation of HAs under alkaline conditions. Our results indicate that, for the isolation of HAs from the mineral horizons of Chernozems, the use of oxygen-free atmosphere is optional. In the case of Retisols, the use of oxygen-free atmosphere is desirable, especially if it is intended to study the reactions of HA oxidation upon, for example, enzymatic catalysis.

Об авторах

A. Zavarzina

Lomonosov Moscow State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: zavarzina@mail.ru
Россия, Leninskie Gory 1, Moscow, 119991

E. Kravchenko

Lomonosov Moscow State University

Email: zavarzina@mail.ru
Россия, Leninskie Gory 1, Moscow, 119991

A. Konstantinov

Lomonosov Moscow State University

Email: zavarzina@mail.ru
Россия, Leninskie Gory 1, Moscow, 119991

I. Perminova

Lomonosov Moscow State University

Email: zavarzina@mail.ru
Россия, Leninskie Gory 1, Moscow, 119991

S. Chukov

St. Petersburg State University

Email: zavarzina@mail.ru
Россия, Shestnadsataya liniya 29, St. Petersburg, Vasil’evskii ostrov, 199034

V. Demin

Lomonosov Moscow State University

Email: zavarzina@mail.ru
Россия, Leninskie Gory 1, Moscow, 119991

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».