Введение 3
Глава 1. Литературный обзор 5
1.1. Природа липидной фракции почв 5
1.2. Липидная фракция растительных остатков природных углей 8
1.3. Полиароматические углеводороды (ПАУ) в почвах 10
1.3.1. Источники поступления ПАУ в окружающую среду 11
1.3.2. Индикационное значение ПАУ в почвах. 20
1.4. 4 ексичное воздействие ПАУ на растения и почвенные 22
микроорганизмы
Глава 2. Объекты и методы исследования 24
2.1. Объекты исследования 24
2.2. Методы исследования 25
Глава 3. Результаты и обсуждения 30
3.1. Качественная характеристика липидной фракции биоуглей 30
3.2. Количественная характеристика липидной фракции биоуглей 32
3.3. Содержание и состав ПАУ в биоуглях 44
Выводы Гу 46
Список литературы 47
В последнее время отмечается повышенный интерес к биоуглям как к перспективной органической добавке в окультуренные почвы и источнику восстановления утерянного естественного плодородия (Kloss S., 2014, Blackwel Р. et al,2009, Chan,2009).
Термин «биоуголь» получил свое развитие в связи с возникновением вопроса. обработки земель и проблемы секвестрации атмосферного углерода (Lehmann J. et al, 2006). Биоуголь является природным сырьем, которое получают путем пиролиза, т.е. высокотемпературного термохимического распада биомассы растительного происхождения при условии отсутствия доступа кислорода (Bridgwater A.V., 2003).
Вопрос об использовании биоугля в качестве органической добавки для улучшения свойств почв обсуждается во многих странах. Проводятся опыты с использованием данного продукта на различных почвах (Kloss S., 2014, Kuzyakov Y. et. al., 2014). Но, несмотря на проведенные исследования, до сих пор не все свойства биоуглей достаточно изучены. В частности практически не исследована липидная фракция биоуглей, где значительную часть углерода составляют гликолипиды, фосфолипиды TAI гуминоподобные вещества (Kuzyakov Y. et. al., 2014). При внесении в почву эти вещества, являясь устойчивыми на протяжении достаточно длительного времени, будут накапливаться в дополнение к исходным липидам почв. Поэтому, чтобы понять какое влияние на почвенные процессы и микроорганизмы будет оказывать накопление этих липидов в почве, необходимо изучить липидную фракцию биоуглей.
Кроме того, в биоуглях в условиях неполного сгорания образуются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), которые могут сорбироваться гидрофобной поверхностью биоуглей (Акопова Г. С., 1996). Многие из ПАУ являются высокотоксичными соединениями и представляют потенциальную опасность как для почвенной биоты, так и для здоровья человека. При внесении биоуглей может произойти дополнительное попадание ПАУ к уже присутствующим в почве, что приведет к повышению их концентрации. Поэтому очень важно оценить содержание ПАУ в биоуглях до их внесения в почву (Ильницкий А. П., 1975).
В связи с этим становится актуальным вопрос изучения природы липидной фракции и содержания ПАУ в биоуглях различного происхождения.
Cj Целью работы было оценить количественно содержание липидной фракции и ПАУ в биоуглях и дать качественную характеристику природы липидной фракции
В задачи исследования входило:
1. Определись в биоуглях содержание липидной фракции и выделить спирторастворимую и ацетонитрилрастворимую часть липидной фракции;
2. Провести изучение спектров липидных фракций в УФ-видимом и ПК- диапазоне. По данным спектрального анализа дать характеристику природы липидной фракции;
3. Провести определение содержания в биоуглях ПАУ.
В результате выполненной работы по содержанию и характеристике липидной фракции биоуглей и содержанию в них ПАУ были сделаны следующие выводы:
1. Содержание липидной фракции в биоуглях показало, что
высокотемпературные биоугли из остатков кукурузы, просо, многолетних злаков и древесины сосны, дуба, кедра и ивы характеризуются низким содержанием липидов от 0,1 до 0,46% к весу угля. Низкотемпературные биоугли из древесины ивы, березы, остатков кукурузы и просо более высоким: 0,54 до 3,67 %. Максимальным содержание липидов отличаются
низкотемпературные биоугли, изготовленные из остатков кукурузы и просо и древесины березы. Сл #
2. Изучение спекаров липидных фракций в УФ-видимом диапазоне показало наличие групп индивидуальных соединений, относящихся к пигментам-каротиноидам, кетодиенам и -С-С-связям растительных масел. ИК- спектры показали наличие групп перлитных спиртов, карбонильных групп алифатических сложных эфиров, метиленовых групп жирных кислот в липидной фракции всех взятых для изучения шыготемпературных биоуглей.
4. Была отработана методика по определению ПАУ в биоуглях. Хроматографирование показало наличие следующих ПАУ в биоуглях: нафталин, фенантрен, антрацен, флуорантен, хризен, бенз(а)пирен, бензо(к)флуорантен. Высокотемпературные биоугли отмечались низким содержанием ПАУ, а низкотемпературные - более высоким. Максимальное количество фенантрена, нафталина и антрацена наблюдалось в
низкотемпературных биоуглях, изготовленных из остатков кукурузы, прос^ и древесины ивы.
