CN102295781A

CN102295781A - 湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法

Info

Publication number: CN102295781A
Application number: CN201110162737XA
Authority: CN
Inventors: 钟成林; 刘晓艳; 张新颖; 刘珊珊; 刘发辉; 陈丽莎; 张伟杰
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明涉及一种湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法。该方法具体步骤为：将湿地沉积物经预处理后，过100目筛；配制pH值为13的碱提取液在70℃下恒温振荡1h提取湿地沉积物中的腐殖质；离心分离、过滤，所得上清液为碱可提取液HE，所得滤渣为粗腐殖质胡敏素HM；调节碱步骤b所得可提取液HE的pH值为1.0-1.5，离心分离；将所得上清液用中速定量滤纸过滤后即得到富里酸FA溶液；所得沉淀用0.1mol/LNaOH溶解并用中速定量滤纸过滤，即得到胡敏酸HA溶液；在步骤b所得滤渣中加入1mol/LHCl和体积百分比为10%的HF的混合液，滤渣和混合液的重量体积比为1:5，用30W功率微波加热10min，除去上清液，将残渣用蒸馏水漂洗干净，即得到胡敏素HM；将上述富里酸FA溶液、胡敏酸HA溶液和胡敏素HM烘干。本发明一种湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法简单、快捷、有效、易操作、成本低、效果好。

Description

湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法

技术领域

本发明涉及一种湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法。

背景技术

土壤腐殖质是一种由微生物在分解生物残体腐殖化过程中产生的棕色或黑色的胶体物质。土壤腐殖质是植物必需营养元素的主要来源，可促进植物和微生物的生理活性，增加土壤蓄水、保水和保肥能力，促进土壤良好结构的形成，改善土壤的缓冲性和酸碱度，络合土壤中的重金属离子，消除土壤中农药的残毒。

土壤中的腐殖质大多是与矿质部分结合形成的有机与无机复合体，由于结合的方式和松紧程度不一，对土壤结构状态和土壤肥力具有不同的影响。腐殖质是结构复杂的高分子混合物，目前对腐殖质分子结构、形状、物理化学性质和官能团的组成等认识在学术界都有一定的分歧，按其在酸碱溶液中的溶解度可将腐殖质分为胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)。腐殖质中含有多种官能团，如羧基、醇羟基、酚羟基等，其对金属离子的络合作用可对重金属离子的溶解、沉淀、迁移、生物有效性和毒性产生重要影响。对土壤腐殖质进行分离提纯，研究腐殖质的组成和结构等机理具有重要意义。

传统从土壤中提取腐殖质的方法，是用氢氧化钠溶液作为提取剂，提取土壤中的腐殖质，经酸化和过滤进一步把胡敏酸(HA)和富里酸(FA)分离开来；对胡敏素(HM)采用常温下用HF-HCl溶液提纯。所用提取剂浓度高，提取分离过程费时需要数小时、提取率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷提供一种湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.将湿地沉积物除去残根、杂物，风干，过100目筛；

b.配制pH值为13的碱提取液在70℃下恒温振荡1h提取湿地沉积物中的腐殖质；离心分离、过滤，所得上清液为碱可提取液HE，所得滤渣为粗腐殖质胡敏素HM；

c.调节步骤b所得碱可提取液HE的pH值为1.0-1.5，离心分离；将所得上清液用中速定量滤纸过滤后即得到富里酸FA溶液；所得沉淀用0.1 mol/L NaOH溶解并用中速定量滤纸过滤，即得到胡敏酸HA溶液；

d.在步骤b所得滤渣中加入1mol/L HCl和体积百分比为10%的HF的混合液，滤渣和混合液的重量体积比为1:5，用30W功率微波加热10min，除去上清液，将残渣用蒸馏水漂洗干净，即得到胡敏素HM；

e.将上述富里酸FA溶液、胡敏酸HA溶液和胡敏素HM在70℃下烘干。

上述的碱提取液为0.1~1mol/L Na₄P₂O₇和0.1~1mol/L NaOH配制成的混合液。

上述湿地沉积物与碱提取液重量体积比为1:5~1:6。

上述步骤c中采用1mol/L H₂SO₄来调节碱可提取液的pH值。

上述离心分离的方式是以3500r/min速度离心30min。

上述步骤d中的混合液是1mol/L HCl和10％HF按3:7~4:6的体积比配制成的混合液。

本发明方法缩短了提取时间，提高了提取效率和分离纯度。

附图说明

图1是沉积物腐殖质组分分离提纯方法流程图；

图2是实施例子的沉积物中腐殖质组分组成图。

具体实施方式

一、材料

1、湿地沉积物采样、

（1）沉积物采样地点：黄浦江-长江口近岸湿地（N31°23’5.4’’ E121°30’28.3’’）沉积物；

（2）沉积物采集及处理：选取湿地沉积物采样区域，按照垂直和平行江水方向间隔10m设置采样点，分别采集沉积物表层0~10cm，10~20cm样品，并在垂直与平行方向的交点处向下垂直方向间隔10cm采集剖面沉积物样品；采集的沉积物样品，除去残根和杂物，风干，过100目筛备用。

（3）沉积物基本理化性质：pH 7.93，有机质 7.08g/kg，粘粒含量 26.14%，凯氏氮含量635.71 mg/kg，磷含量 913.97 mg/kg，钾含量 3079.55 mg/kg。

2、主要实验仪器和设备：恒温振荡器，pH计，TDL-40B离心机，格兰仕 G70D20SP-DF微波炉。

二、沉积物中腐殖质的分离提纯

1、沉积物腐殖质中碱可提取物液（HE）和胡敏素HM的分离

称取沉积物样品5.00g，放入100mL的聚乙烯塑料离心管中，加入0.1mol/L Na₄P₂O₇和0.1mol/L NaOH混合溶液配制pH值为13的碱提取液30mL，在70℃下恒温振荡提取1h，以3500r/min离心30min，分离沉积物中腐殖质碱可提取液（HE），离心管中的残渣为紧密结合态的粗腐殖质胡敏素HM。

2、沉积物腐殖质中FA和HA组分的分离

向腐殖质碱可提取液（HE）中加入1mol/L H₂SO₄调节溶液的pH值为1.0-1.5，使HA沉淀，以3500r/min离心30 min。将上清液用中速定量滤纸过滤到50ml容量瓶中，用蒸馏水定容，即为FA溶液。HA沉淀用0.1 mol/L NaOH溶解并用中速定量滤纸过滤到50ml容量瓶中，用蒸馏水定容，即为HA溶液。

3、沉积物腐殖质中HM组分的分离提纯

向离心管中的残渣中按固液比1:5(v/v)，加入1mol/L HCl和10%HF(v/v)的混合液，在微波炉中用30W功率加热10min，除去上清液，将残渣用蒸馏水漂洗干净，即为HM。

4、沉积物腐殖质组分HA、FA和HM的干燥

将上面所得的FA和HA溶液及HM组分在70℃下烘干、称重。

5、沉积物腐殖质中各组分的组成特征

图1是沉积物腐殖质组分分离提纯方法流程图，采用此方法分离提纯了吴淞口近岸湿地沉积物中腐殖质FA、HA和HM 3种成分。组成特征如图2所示：HA的含量最低，仅占腐殖质总质量的5%，FA和HM较多，分别占40%和55%。

此湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法具有简单、快捷、有效、易操作，所需设备和试剂成本低等优点。

Claims

1.一种湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.将湿地沉积物除去残根、杂物，风干，过100目筛；

2.根据权利要求1所述的湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法，其特征在于所述的碱提取液为0.1~1mol/L Na₄P₂O₇和0.1~1mol/L NaOH配制成的混合液。

3.根据权利要求1或2所述的湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法，其特征在于所述湿地沉积物与碱提取液重量体积比为1:5~1:6。

4.根据权利要求1所述的湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法，其特征在于所述步骤c中采用1mol/L H₂SO₄来调节碱可提取液的pH值。

5.根据权利要求1所述的湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法，其特征在于所述离心分离的方式是以3500r/min速度离心30min。

6.根据权利要求1所述的一种湿地沉积物中腐殖质的分离提纯方法，其特征在于所述步骤d中的混合液是1mol/L HCl和10％HF按3:7~4:6的体积比配制成的混合液。