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Matière organique du sol (SOM) est un constituant mineur en masse dans la plupart des échantillons de sol mais est impliquée dans plusieurs propriétés et traite des fonctions des sols sous-jacents, tels que les nutriments cyclisme et carbon sequestration1. Caractériser la composition du SOM est un des plusieurs approches pour relier formation SOM et chiffre d’affaires avec ses rôles dans le sol des fonctions2,3. Un moyen de caractériser la composition SOM est transformée de Fourier (FTIR) spectroscopie infrarouge, qui offre la détection des groupes fonctionnels qui constituent la matière organique dans les sols et autres échantillons environnementaux (p. ex., carboxyle C-O, aliphatique C-H) 4. Toutefois, l’utilité de la spectroscopie FTIR pour révéler la composition du groupe fonctionnel SOM est contestée par l’élément minéral dominant pour la majorité des sols (typiquement > 95 % masse) en raison de fortes absorbances inorganiques qui remettent en question ou sévèrement limite détection et interprétation des absorbances organiques.
Soustractions spectrales offrent un moyen d’améliorer la caractérisation spectroscopique de FTIR de matière organique dans des échantillons de sol. En soustrayant les absorbances minérales de la gamme de sol peut être utilisé pour améliorer les absorbances des groupes fonctionnels organiques d’intérêt dans l’analyse de la composition de SOM
(Figure 1).
Avantages de soustraction spectrale sur la spectroscopie FTIR standard (c'est-à-dire, les spectres de sol) sont :
(i) amélioré la résolution et l’interprétation des bandes d’absorbance organiques comparés aux spectres de sol normal. Bien que l’interprétation des groupes organiques dans les spectres de sol peut être effectuée en supposant que les différences relatives d’absorbance sont dues aux différences dans les groupes fonctionnels organiques, cela limite les comparaisons aux échantillons avec la même minéralogie et SOM relativement élevé contenu et peuvent être moins sensibles aux changements de groupes organiques, même ceux considérés comme relativement indemne de minéraux (par ex. aliphatiques stretch de C-H)5
(ii) l’analyse des sols au-delà des échantillons SOM élevés ou des extraits enrichis en matières organiques ou des fractions
(iii) mettre en évidence les changements induits par les traitements expérimentaux de mésocosme au champ échelles6
Des applications supplémentaires de soustractions spectrales en analyse FTIR de SOM incluent complétant la caractérisation structurale et moléculaire (par exemple, la spectroscopie RMN, spectrométrie de masse)5,7, identifier les composition de SOM enlevé par une extraction ou fractionnement destructeur8et composition de SOM empreintes digitales à des fins médico-légales9. Cette méthode s’applique à une grande variété de mélanges Organo-minéral au-delà des sols, sédiments10, tourbe11et charbon12,13.
Le potentiel des soustractions spectrales afin d’améliorer la caractérisation spectroscopique de FTIR de SOM est démontré à l’aide d’exemples d’élimination des matières organiques afin d’obtenir des spectres de référence minéral, et ensuite, à l’aide de ces minéraux de référence spectres, exécution et évaluation des soustractions spectrales idéales et non idéales. Cette démonstration met l’accent sur la réflexion diffuse infrarouges de Fourier des spectres (DRIFT) recueillis dans la région de l’infrarouge moyen (MIR, 4 000-400 cm-1), tel qu’il s’agit d’une approche généralisée pour l’analyse des échantillons de sol4.
Les méthodes de deux exemples de suppression de SOM pour obtenir un spectre de référence enrichie en minéraux sont combustion à haute température (i) (« incinération ») et (ii) chimique oxydation, l’utilisation diluée d’hypochlorite de sodium (NaOCl). Il est à noter que ce sont des exemples de méthodes d’épilation SOM couramment utilisés, plutôt que des recommandations normatives. Autres méthodes d’élimination de SOM peuvent offrir des artefacts minéraux réduits et/ou améliorations suppression des taux (par exemple, des cendres de basse température)14. Des cendres de haute température a été une des premières méthodes utilisées pour obtenir des spectres de référence enrichie en minéraux pour effectuer les soustractions, initialement pour échantillons enrichis OM dérivées des sols (p. ex., la matière organique dissoute, litière)15, 16 , suivi de son application au sol de vrac échantillons17,18. L’oxydation chimique exemple utilisée pour enlever le SOM est basée sur la méthode d’oxydation de NaOCl décrite par Anderson19. Cela a été développé à l’origine comme un prétraitement pour éliminer les matières organiques dans les échantillons de sol avant l’analyse de la diffraction des rayons x (DRX) et a été étudié comme un éventuel fractionnement chimique sensible à SOM stabilisation20, 21. enlèvement haute température et oxydation chimique à l’aide de NaOCl peuvent entraîner des artefacts de sol spécifique et ont des limitations sur l’interprétation spectrale que l'on devrait considérer lors du choix d’une méthode de SOM enlèvement14, 22.