Summary
이 방법은 연석탄(즉, 산화 및 비산화리화 된 리티즘 및 하위 비분무성 석탄), 후메이트 광자 및 셰일, 토탄 및 상업용 비료 및 상업 비료의 건조 및 액체 물질에서 허미 물질 (예 : humic 및 fulvic acids)의 중력 정량화를 제공합니다.
Abstract
이 방법의 목적은 부드러운 석탄, 후우믹 광석 및 셰일, 토탄, 퇴비 및 부식 성 물질 함유 상용 제품에 humic (HA) 및 / 또는 풀빅 산 (FA)의 정확하고 정확한 농도를 제공하는 것입니다. 이 방법은 0.1 N NaOH를 추출제로 사용하여 시험 물질의 알칼리성 추출을 기반으로 하며, 원심분리에 의한 불용성 제품으로부터 알칼리성 용해성 환악물질(HS)의 분리를 기반으로 한다. 원심분리형 알칼리성 추출물의 pH는 HCl을 사용하여 pH 1로 조정되어 HA의 침전을 초래한다. 침전된 HA는 원심분리에 의해 풀빅 분획(FF)(용액에 남아 있는 HS의 분수)으로부터 분리된다. HA는 그 때 건조하고 건조하던 하의 재 함량을 결정한다. 순(즉, 재프리) HA의 중량은 시료의 중량으로 나뉘고 그 결과 분획이 100을 곱하여 샘플에서 % HA를 결정한다. FA 함량을 결정하기 위해, FF는 소수성 DAX-8 수지에 로드되며, 이는 FA 분획을 소수성 풀빅산(HFA)이라고도 한다. 잔류성 풀빅 분획(HyFF)이라고도 불리는 나머지 비풀빅 산 분획은 모든 흡수되지 않은 물질이 완전히 제거될 때까지 탈이온화된 H2O로 수지세척하여 제거된다. FA는 0.1 N NaOH로 디소처리됩니다. 그 결과 나-fulvate는 강한 H+교환 수지 위에 전달하여 양성됩니다. 생성된 FA는 오븐 또는 동결 건조, HA에 대해 상술한 바와 같이 계산된 샘플내의 재 함량 결정 및 농도이다.
Introduction
Humic 물질(HS)은 미생물 분해 및 죽은 식물 조직의 변형으로 인한 동적 잔기입니다1,2,3 미생물 부산물 및 바이오매스3,4,5로 보강된 humification6이라고 불리는 공정을 통해. HS는 토양, 천연 물, 호수 퇴적물, 토탄, 부드러운 석탄 및 험미 셰일에 존재하며 지구전체 유기 탄소의 약 25 %를 나타냅니다7. 이 물질은 강하게 기본 및 산 수성 용액에 있는 그들의 다른 수용성에 근거를 둔 3개의 주요 분수로 분별되는 수천개의 유일한 분자의 복잡한 혼합물입니다. 이러한 분획은 알칼리 용용성이지만 산용성 분획을 포함하는 혹산(HA)입니다. 풀빅산(FA), 알칼리와 산 모두에서 용해성 분수; 그리고 모든 pH 값6,8에서 용해되지 않는 허민 분획. 풀빅 분획(FF)은 소수성 FA(HFA) 및 소수성(HyFA) 분획으로 더 세분화된다. 이러한 분획은 소수성 DAX-8 수지(HFA)와 수지(HyFA)에 결합하지 않는 부품에 결합하는 FF의 일부로 정의됩니다.
HS는 작물 바이오 자극제, 특히 가축 사료 첨가제, 시추 진흙 채굴 및 전자 셔틀로서의 환경 치료에 널리 사용되는 농업에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 인간의 의료 응용 프로그램에서 HS의 사용에 대한 연구도 증가하고 있습니다.
HA와 FA의 수량에 대한 많은 방법이 존재합니다. 그러나 이러한 방법의 대부분은 정확하거나 정확하지 않습니다. 예를 들어, 미국에서 HA의 결정에 가장 널리 사용되는 두 가지 방법은 색도측정 방법9 및 캘리포니아 식품 농업부(CDFA) 방법이며, 둘 다 미국 서부와 캐나다의 광석 및 추출물 공급원의 범위에서 HA의 양을 과대 평가하는 것으로 나타났다. 색법 또는 분광법법은 HA, FA 및 기타 크로모포류 이외에 모든 파장에서 흡수되는 다른 크로모포를 포함하는 알칼리성 추출물의 흡수도에 의존하기 때문에 정확하지 않으며, 표준은 시험중인 물질을 대표하지 않는다10. CDFA 방법은 재가 없는 기준으로 HA 농도를 제공하지 않기 때문에 정확하지 않습니다. 다른 광조는 재의 양이 다르기 때문에, 일부는 추출 및 추출 공정 자체로 재를 추가하여 운반되며, 이 방법은 HA 농도10에 대한 정확한 값을 제공하지 않는다. 정확하고 정확한 방법의 필요성에 대한 응답으로, 2014년에 HA와 FA의 수량을 무료로 해결하기 위해 111 에 의해 상세한 것을 기반으로 표준화된 중력 절차가 발표되었습니다12. 이 방법은 2018년 국제표준화기구(ISO)가 비료 및 토양 컨디셔너하에서 "비료 재료의 호미및 소수성 풀빅산 농도의 결정"으로 사소한 수정으로 적용하였다.
이 논문은 환우성 및 소수성 풀빅산의 추출 및 수량을 위한 프로토콜을 설명하고 방법에서 생성된 데이터의 정확성과 정밀도에 대한 세부 정보를 제공합니다.
Protocol
1. 솔리드 샘플 준비
- 분석할 시료의 약 5g을 분쇄하여 모르타르와 유봉을 사용하여 분쇄된 시료의 100%가 미국 표준 체 메쉬 크기 제200호(즉, 74 μm)를 통과하여 분말이 잘 혼합되도록 합니다.
- 분말의 수분 함량을 중력적으로 결정합니다.
- 알루미늄 계량 보트의 무게와 질량 (Wwb)을 기록합니다.
- 약 2g의 샘플 파우더를 계량 보트로 옮기고 질량(Wws+wb)을 기록합니다.
- 102 °C에서 24 시간 동안 건조 오븐에 계량 보트를 놓습니다 (102 °C를 초과하지 않음). 24 시간 후, 오븐건조에서 계량 보트를 제거하고 적어도 1 시간 동안 냉각 건조기에 배치합니다.
- 계량 보트와 말린 샘플 파우더(Wds+wb)의 질량을 계량하고 기록합니다.
- 포뮬러 1.1을 사용하여 수분 함량을 결정합니다.
고체 샘플 분말의 포뮬러 1.1 수분 함량
% 수분 = (((Wws+wb-Wwb) – (Wds+wb - Wwb)) / (Wws+wb - Wwb)) * 100 * 100
2. 추출 절차
- 솔리드 샘플
- 체질 시료 분말(Wsamp)의 약 2.5g을 플라스틱 또는 알루미늄 계량 보트에 넣고 무게가 4개의 소수점으로 기록합니다.
- 샘플을 1L 졸업 실린더에 넣고 0.1 M NaOH(NaOH x L-1)로 실린더를 1L로 채웁니다.
- 마그네틱 스터드 바(예: 길이 5~7cm)를 추가하고 시료가 완전히 섞일 때까지 교반판에 빠르게 저어줍니다(예: 300 ~400rpm).
- 졸업한 실린더의 전체 내용을 1 L Erlenmeyer 플라스크로 옮기고, 플라스크의 헤드스페이스를 N2 가스로 대피시키고, 플라스크 개구부를 밀폐 된 덮개로 덮습니다.
- 에를렌마이어 플라스크를 교반판에 놓고 300 -400 rpm에서 16 - 18 h로 섞는다.
- 액체 샘플
- 액체 재료의 경우, 검사 액체가 균일하게 혼합되도록 흔들어 샘플을 철저히 혼합합니다. 용기 의 바닥에 떨어졌을 수 있는 잔여물이 철저히 혼합되어 있는지 확인하십시오.
- 1L 졸업 실린더에 4 개의 소수점 (WTL)에 무게가 있는 테스트 액체약 5 g을 추가합니다.
- 졸업한 실린더를 0.1 M NaOH로 채우고 최종 부피 1L로 채웁니다.
- 마그네틱 교반바(예: 길이 5~7cm)를 추가하고 시험 샘플이 완전히 혼합될 때까지 교반판에 빠르게 저어줍니다(예: 300-400rpm).
- 혼합물을 1 L Erlenmeyer 플라스크로 옮기고 N2 가스로 헤드스페이스를 대피시키고 플라스크 개구부를 밀폐 된 덮개로 덮습니다.
- 에를렌마이어 플라스크를 교반판에 놓고 300 -400 rpm에서 1시간 동안 섞는다.
참고: 이 시점 이후에는 고체 및 액체 시료의 처리가 동일합니다.
3. 알칼리성 추출물에서 불용성 물질 제거
- 교반이 완료되면 교반판에서 플라스크를 제거하고, 혼합물을 적절한 원심분리튜브로 옮기고 전체 부피를 4,921 x g 에서 30분 동안 분리한다.
- 마그네틱 스터디 바가 들어 있는 깨끗한 1 L 에를렌마이어 플라스크에서 HA와 FA가 포함된 알칼리성 상체를 수집합니다. 용해성 물질을 폐기합니다. 유리 양모 또는 질적 2.5 μm 모공 크기 필터 용지를 통한 여과는 잔류 입자가 원심분리 후 침전되지 않는 경우에 권장됩니다.
4. FF에서 HA의 강수 및 분리
- 알칼리성 추출물을 교반플레이트에 300-400rpm으로 교반하는 동안, pH 프로브를 용액의 중간 부분에 삽입(수직으로) p ±H.
- pH 1의 pH에 도달하고 안정적으로 유지되면 플라스크에서 pH 프로브를 제거하고 교반 바를 회수하고 밀폐 된 덮개로 플라스크를 덮고 침전 된 HA가 플라스크의 바닥에 정착 할 때까지 플라스크가 앉게하십시오.
참고: HA가 솔루션을 침전하고 중퇴하는 데 걸리는 시간은 샘플의 HA 의 소스 및 양에 따라 달라집니다. 일반적으로 HA가 완전히 침전되고 해결 방법을 중단하는 데 1-6h가 걸립니다. - 1h에 대한 4921 x g 에서 추출 및 침전 HA를 원심 분리합니다. 원심 분리 후, 깨끗한 1 L 에를렌마이어에 상체 FF를 부어 밀폐 커버로 커버.
참고: 침전된 HA를 포함하지 않고 FF를 해독할 수 있을 만큼 HA를 단단히 포장하기 위해서는 원심분리기 시간이 길어질 수 있다. - 원심분리기 튜브를 100°C에서 24시간 동안 건조 오븐에 놓습니다.
- 건조 후, 건조 오븐에서 튜브를 제거하고 실온으로 냉각 건조기에 배치합니다. 냉각 후, 주걱으로 튜브의 측면과 바닥에서 긁어 튜브에서 잔류물을 정량적으로 옮기고, 타르 계량 보트로 옮기고, 질량(WEHA)을 기록한다. 이 잔류물은 "추출된 HA"입니다.
참고: 50mL 이상의 원심분리기 튜브가 HA와 FF의 분리에 사용된 경우, 건조 공정을 위한 온도 내성 50mL 원심분리튜브로 침전된 HA를 전송하는 것이 편리하다. 또한, 동결 건조기를 사용할 수 있는 경우 침전된 HA는 동결 건조될 수 있다. HA가 플라스틱 튜브의 측면에 달라붙지 않고 폐기할 필요가 없기 때문에 동결 건조 상태에서 HA의 수집이 더 용이합니다.
5. 재 함량의 결정
참고: 말린 HA 및 FA 샘플의 재 함량을 결정하는 절차는 동일합니다. HA에 대한 표기법 사용 절차가 표시됩니다.
- 이전에 100°C에서 건조 오븐에서 건조한 후 실온으로 냉각시킨 청정, 미리 계량된 세라믹 접시(WCD)로 약 30 mg의 건조HA(WHA)를 전달한다. 가중 HA 및 접시(WHA+CD)의 결합 질량을 기록한 후, 600°C에서 2시간 동안 머플 오븐에서 HA를 연소시합니다.
참고: 각 HA 샘플에 대해 3개의 복제를 처리해야 하며 순수 HA 계산에 사용되는 평균 재 함량이 처리되어야 합니다. - 2 시간 후, 머플 오븐에서 접시와 내용기를 제거하고 식히기 위해 건조기에 배치합니다. 식으면 접시에 재(WASH+CD)를 계량하고 분수 1.2를 사용하여 재 비율(Ashrat)을 계산합니다.
포뮬러 1.2 애쉬라트 = (WASH+CD - WCD) / (WHA+CD - WCD)
6. 정제 된 추출 HA의 비율의 결정
- 포뮬러 1.3을 사용하여 재 함량을 수정하여 순수 HA(WPHA)의 최종 질량을 결정합니다.
포뮬러 1.3 WPHA = WEHA * (1- 아슈라트)
7. 원래 소스 샘플에서 순수 HA의 농도 (%) 결정
- 포뮬러 1.4 및 1.5를 사용하여 순수 HA의 농도를 결정합니다.
포뮬러 1.4: 솔리드 샘플 = (WPHA/Wsamp) * 100 % 순수 HA
포뮬러 1.5: 액체 샘플에서 % 순수 HA = (WPHA/ WTL) * 100
8. HFA 정화를 위한 칼럼 준비
- 폴리메틸메타크릴레이트 DAX-8 수지로 포장된 저압 크로마토그래피 컬럼을 준비합니다. 수지는 이전에 사용되지 않은 경우, 메탄올에 수지2h를 담근 다음 모든 메탄올이 제거 될 때까지 deionized H2O로 철저히 헹구십시오.
- 이 때 물에 떠 있는 작은 수지 입자를 제거합니다. 수지가 이전에 사용된 경우 섹션 10에 설명된 대로 다시 생성합니다.
- 일단 철저히 헹구면 수지 침대 지지대용 10 μm 프릿이 있는 5 x 25cm 유리 크로마토그래피 컬럼에 수지물을 붓습니다. 수지 침대를 입력하기 전에 FF의 혼합을 가능하게하기 위해 수지없는 용액을 위해 컬럼 위에 2.5 ~ 5cm를 둡니다. 기둥 위에 상단 조각을 맞추고 열 상단을 통해 Deionized H2O를 펌프하여 연동 펌프를 사용하여 DAX-8 수지 침대를 포장합니다.
9. HFA 의 격리
- 수지 침대가 포장되면, 열의 상단을 통해, 저압에서 연동 펌프를 사용하여 열에 FF를로드합니다. 35 ~ 40 mL /분의 유량을 사용합니다. 수지 침대를 사용하면 수지의 건조 및 추출물 의 채널링을 방지하기 위해 전체 로딩 및 헹구는 절차에 걸쳐 컬럼의 수지 상단이 용액으로 덮여 있는 것이 중요합니다.
- 풀빅 분획이 수지에 완전히 적재되면, 탈이온화된 물로 수지세척을 세척하고, 저압하에서 퍼실릭 펌프를 사용하여 컬럼의 상단을 통해 펌핑하여 비흡착 "수성 풀빅 분획"(HyFF)을 제거한다. 35 ~ 40 mL /분의 유량을 사용합니다. 분석에 사용되지 않는 한 HyFF 함유 유출물을 폐기하십시오.
- 기둥 유출물의 350nm에서 흡광도가 같을 때까지 탈이온화된 H2O로 컬럼을 세척하여 열을 세척하는 데 사용되는 H2O의 열과 동일하다(예: 0.015 흡광도 단위 이내). 분광측계를 0(즉, 빈) 0으로 사용하십시오.
- 연동 펌프를 사용하여 컬럼의 바닥을 통해 0.1 M NaOH를 펌핑하여 HFA를 백 용출으로 탈모한다. 35 ~ 40 mL /분의 유량을 사용합니다. 펌프 유출물을 캡처합니다(Na-fulvate는 깨끗한 크기의 용기(예: 2 L Erlenmeyer)에 담아보시합니다.
참고: 대부분의 HFA 는 DAX-8 수지 침대의 맨 위에 속수합니다. 열 하단에서 0.1 M NaOH를 도입하여 탈약하면 FA를 완전히 탈취하는 데 필요한 0.1 M NaOH의 양을 최소화합니다. - 모든 HFA는 기둥 유출물의 흡수제가 350 nm에서 0.1 M NaOH 의 흡수와 같을 때 디소베드되었습니다. 0.1 M NaOH를 분광성 공백으로 사용하십시오. 모든 FA가 캡처되도록 desorbed FA 솔루션의 흡광도를 확인하기 위해 가져온 유출물을 추가합니다.
10. 프로토네이션에 의한 HFA 드 애쉬
- 나-fulvate 용액을 반복적으로 중력 사료에 의해, 5 × 50cm 기둥에 포함된 강한 양이온 H+-교환 수지(재료 의 표)를 통과하고, 유리 프릿은 전기 전도성 미터로 측정된 대로 <120 μS/cm가 될 때까지 수지를 유지한다. 각 패스에 앞서 H+교환 수지는 섹션 11에 설명된 대로 보수공사가 필요합니다.
- 모든 FA가 최종 패스 후 수지에서 제거되도록 하기 위해, 350nm에서 유출물의 흡수도가 동일할 때까지 탈이온화된 물로 수지(예: 0.015 흡광도 단위) 열을 세척하는 데 사용되는 탈온화된 물로 씻어낸다. 분산된 H2O를 분광성 공백으로 사용합니다. 정제된 FA 용액에 흡광도를 확인하기 위해 세척 및 유출물을 추가합니다. 모든 FA의 제거를 돕기 위해 수지 (예 : 긴 유리 또는 플라스틱 막대 사용)를 여러 번 교반 할 수 있습니다.
- 55°C에서 회전 증발기를 사용하여 약 15± 2mL의 부피로 FA를 농축한다.
- 15mL FA 농축액을 50mL 플라스틱 원심분리기 튜브로 완전히 옮기고 60±3°C에서 건조오븐에서 일정한 건조성으로 건조한다. 동결 건조는 오븐 건조의 대안입니다. 건조 후 냉각 건조기로 튜브를 전송합니다.
- 주걱으로 튜브 측면과 바닥을 긁어 튜브에서 FA를 제거하고 사전 타르 계량 용지에 수집 된 FA의 무게를 측정합니다. 이 자료는 "추출 된 FA"(WEFA)입니다.
- HA에 대해 6단계 아래에 설명된 바와 같이 추출된 FA의 재비율(ASHrat)을 결정하고 포뮬러 1.2를 사용하여 재 비율을 계산한다. 포뮬러 1.3을 사용하여 재(WPFA)없이 추출된 FA의 무게를 결정하고 WEHA 중량을 위해 WEFA를 대체합니다. 마지막으로 WPHA에 대한 포뮬러 1.4 대체 WPFA를 사용하여 샘플에서 % 순수 FA를 결정합니다.
11. DAX-8 수지 재생
- 유출물의 pH가 백류물의 pH와 같을 때까지 35~40mL/min의 유량으로 0.1M HCl(8.33mL 농축 HCl/1000 mL 최종 부피 H2O)을 펌핑하여 DAX-8 수지의 재생을 재생할 수 있습니다. 연동 펌프를 사용하여 재생 중에 DAX-8 컬럼을 통해 모든 시약을 펌핑합니다.
- 유출물의 pH가 유입물의 pH(즉, DI water)와 같을 때까지 기둥의 맨 위로 펌핑하여 DI 물로 컬럼을 헹구는다.
12. H+-양이온 교환 수지 재생
- 큰 비커(예: 4 L 플라스틱 비커)에 수지물을 부어 배치 공정에서 H+ 양이온 교환 수지를 재생하여 DI H2O로 수지를 덮어 여러 번 헹구고, 물을 혼합한 다음 붓습니다.
- 수지 1M HCl(83.3mL 농축 HCl/1000 mL 최종 볼륨 DI 워터)로 수지 커버. 가끔 교반 (예 : 30 분마다 한 번)으로 최소 2 h를 방치하십시오.
- 산에서 붓고 DI 물로 수지를 덮어 수지에서 여분의 산을 제거합니다. 15s의 교반 봉으로 힘차게 저은 다음 수지가 플라스크 바닥에 떨어지자 물을 부어 줍니다. 헹구물의 전기 전도도가 0.7 μS/cm≤ 될 때까지 공정을 반복하십시오.
- 재생된 재생된 회신을 열에 다시 로드합니다. 사용 사이에 수지가 젖어 있는지 확인하기 위해 deionized H2O로 덮으십시오.
Representative Results
메서드에 대 한 성능 데이터는 표 1 – 5에 제공 됩니다. HA 및 FHA의 농도가 매우 다른 액체 상업 샘플에서 HA 및 FAH를 추출하는 방법의 정밀도는 표 1에 부여됩니다.
HA에 대한 상대표준 편차(RSDs)는 HFA에 비해 낮았지만, 3개의 액체 시료에 대한 평균 HFA RSD는 6.83%로 높은 정밀도를 나타낸다. Horwitz 비율(HorRat)은 실험실 정밀도 에 관한 분석 방법의 적합성을 나타내는 정규화된 성능 파라미터입니다. 여기서 는 실험실 내 정밀도에 사용되었습니다. 값이 0.5<는 미공개 평균 또는 방법에 대한 높은 수준의 경험을 나타낼 수 있습니다. 값이 2.0> 은 테스트 샘플의 이질성, 방법 최적화 또는 보다 광범위한 교육의 필요성, 검출 제한 또는 적용 할 수없는 방법 이하로 작동함을 나타냅니다. 액체 샘플의 분석을 위해 HorRat는 HFA 분석 중 하나에 대해 > 2(표 1)에 불과했습니다.
3개의 험블 광석 샘플에서 HA 및 HFA의 추출을 위한 정밀 데이터는 표 2에 주어집니다. 다시 말하지만, 광석 2에서 추출된 HFA와 광석 3에서 HA를 제외한 모든 HorRat는 2 미만이었습니다. 이것은 humic 광석 견본을 위한 HA 및 HFA의 추출을 위한 이 방법의 높은 정밀도를 보여줍니다.
식물 바이오 자극제 제조업체는 종종 해초, 무기 비료, 석탄 또는 당밀과 같은 다른 성분 외에도 HS를 함유 한 제품을 공식화합니다. 표 3은 방법의 정밀도에 이러한 유형의 첨가제가 포함되었다는 분석 결과를 제공합니다. 첨가제 중 어느 것도 HA 또는 HFA의 회복에 크게 영향을 미치지 않았다(표 3).
표 4 및 표 5 는 농도가 매우 낮은 상용 제품을 시뮬레이션한 액체 샘플에서 각각 HA 및 HFA의 회수를 보고합니다. HA(표 4)의 경우 88%에서 97%, HFA(표 5)의 경우 92%와 104%의 회복이 우수했습니다. HA와 HFA의 평균 회수는 각각 93%와 97%였으며 두 HS모두 RSD가 5% 미만이었습니다. 정밀도는 우수하지만 이러한 데이터는 실험실 복제를 수행해야 함을 나타냅니다. 상기 방법 검출 한계(MDL) 및 방법 수량 제한은 HA에 대한 4.62 및 1.47 mg/L, HFA의 경우 4.8 및 1.53 mg/L이었다.
| Humic 물질, % | |||||||
| 재료 | L16 | L17 | L2 | ||||
| HFA | 하 | HFA | 하 | HFA | 하 | ||
| 담당자 1 | 1.44 | 17 | 6.59 | 7.76 | 0.36 | 4.46 | |
| 담당자 2 | 1.39 | 16.03 | 6.25 | 7.79 | 0.42 | 4.93 | |
| 담당자 3 | 1.34 | 16.44 | 6.02 | 7.55 | 0.4 | 4.46 | |
| 담당자 4 | 1.54 | 16.75 | 6.2 | 7.69 | 0.33 | 4.53 | |
| 의미하다 | 1.43 | 16.56 | 6.27 | 7.7 | 0.38 | 4.6 | |
| SD | 0.09 | 0.42 | 0 | 0.11 | 0.04 | 0.23 | |
| 24 | |||||||
| RSD, % | 6.29 | 2.53 | 3.8 | 1.39 | 10.4 | 4.91 | |
| 호 쥐 (r) | 1.58 | 0.72 | 1.25 | 0.47 | 2.31 | 1.55 | |
| a 추출 조건은 1 L 0.1 M NaOH에서 1g이었습니다. | |||||||
표 1. 액체 상업 샘플에서 HA 및 HFA의 추출 및 수량에 있는 방법의 정밀도. 추출 조건은 1 L 0.1 M NaOH에서 1g이었습니다.
| Humic 물질, % | ||||||
| 광석 1 | 광석 2 | 광석 3 | ||||
| 재료 | HFA | 하 | HFA | 하 | HFA | 하 |
| 담당자 1 | 1.75 | 67.4 | 1.31 | 27.01 | 1.55 | 8.95 |
| 담당자 2 | 1.69 | 67.63 | 1.25 | 27.48 | 1.41 | 7.2 |
| 담당자 3 | 1.63 | 67.1 | 1.27 | 27.34 | 1.47 | 8.35 |
| 담당자 4 | 1.77 | 67.59 | 1.55 | 26.89 | 1.51 | 7.98 |
| 의미하다 | 1.71 | 67.53 | 1.35 | 27.18 | 1.49 | 8.12 |
| SD | 0.06 | 0.94 | 0.14 | 0.28 | 0.06 | 0.73 |
| RSD, % | 3.7 | 1.39 | 10.33 | 1.02 | 4.02 | 9.02 |
| 호라트 (r) | 0.99 | 0.66 | 2.71 | 0.42 | 1.07 | 3.09 |
표 2. 험액 광에서 HA와 HFA의 추출 및 수량에 있는 방법의 정밀도. 추출 조건은 1 L 0.1 M NaOH에서 1 g 샘플이었다. (2014년 라마 등에서 가져온 자료)
| 복제 | 불변 | 하, % | FA, % | 상대 복구 HA, % | 상대 적 복구 HFA, % |
| 1 | 없음 | 81.61 | 12.86 | ||
| 2 | 없음 | 80.16 | 12.78 | ||
| 1 | 김 | 80.21 | 12.85 | ||
| 2 | 김 | 80.72 | 12.79 | 99.5 | 99.6 |
| 1 | 비료 | 80.25 | 12.98 | ||
| 2 | 비료 | 79.57 | 123.77 | 98.8 | 101.6 |
| 1 | 석탄 | 78.79 | 12.92 | ||
| 2 | 석탄 | 81.27 | 12.84 | 98.9 | 101.8 |
| 1 | 당밀 | 79.38 | 12.99 | ||
| 2 | 당밀 | 81.02 | 12.72 | 99.2 | 100.9 |
| 의미하다 | 80.3 | 12.85 | |||
| SD | 0.885 | 0.09 | |||
| FA + HA의 최종 농도는 0.1 M NaOH에 추가되었습니다. (2015년 라마 등에서 가져온 데이터) | |||||
표 3. 가스코인 레오나디트에서 HA및 HFA의 수량에 간음의 효과. (2015년 라마 등에서 가져온 자료)
| 하 | |||
| 샘플 ID | 추출, mg | 복구, mg | 복구, % |
| 1 | 24.6 | 23.7 | 96.3 |
| 2 | 22.6 | 19.9 | 88.1 |
| 3 | 25.2 | 23.6 | 93.7 |
| 4 | 22.5 | 21.5 | 95.6 |
| 5 | 23.9 | 21.8 | 91.2 |
| 6 | 23.2 | 20.8 | 89.7 |
| 7 | 24 | 23.2 | 96.7 |
| 의미하다 | 23.7 | 22.1 | 93 |
| SD | 1.01 | 1.52 | 3.43 |
| RSD, % | 4.35 | 6.88 | 3.67 |
| (2014년 라마 등에서 가져온 데이터) | |||
표 4. 스파이크 블랭크에서 HA의 복구. (2014년 라마 등에서 가져온 자료)
| 파 | |||
| 샘플 ID | 추출, mg | 복구, mg | 복구, % |
| 1 | 19.9 | 19 | 95.48 |
| 2 | 23.1 | 22.9 | 99.13 |
| 3 | 20.7 | 19.4 | 93.72 |
| 4 | 20.5 | 19.8 | 96.39 |
| 5 | 20.8 | 21.6 | 103.85 |
| 6 | 21.9 | 20.1 | 91.78 |
| 7 | 22.7 | 22.3 | 98.24 |
| 의미하다 | 21.37 | 20.73 | 96.94 |
| SD | 1.21 | 1.53 | 3.95 |
| RSD, % | 5.64 | 7.36 | 4.07 |
| (2014년 라마 등에서 가져온 자료) | |||
표 5. 스파이크 블랭크에서 HFA의 복구. (2014년 라마 등에서 가져온 자료)
Discussion
이 방법에서 HA를 추출하고 격리하는 초기 단계는 비교적 간단합니다. HFA의 격리는 열 크로마토그래피를 포함하기 때문에 반복 가능한 결과를 얻는 것은 각 단계및 연습의 세부 사항을 엄격하게 준수합니다. 특히 수지의 올바른 준비는 매우 중요합니다. 폴리메틸메타크레이트 DAX-8 수지는 제대로 준비되고 포장되는 것이 매우 중요합니다. 수지의 올바른 포장은 HFA의 수율과 품질 모두에 영향을 미칩니다. 채널링이 존재하는 경우, 전처리(즉, 산성화) 또는 HFA의 흡착이 완료되지 않으며 분리는 부정확한 결과로 이어질 것입니다. 수지의 채널이나 공간이 샘플 로딩 전에 관찰되면 컬럼을 제거하고 흔들어 수지 구슬을 재배포하고, 채널없이 정착할 수 있도록 한 다음 수지통을 통해 깨끗한 DI H2O를 펌핑하여 다시 포장해야합니다. 또한, 프로토콜에서 언급했듯이, 수지에 FF를 로드할 때 수지 위에 액체의 부피를 유지하며, FF가 수지를 입력하기 전에 혼합할 수 있게 하고 보다 효과적인 흡착을 초래할 것이다. 강한 양이온 H+교환 수지(재료 표)의 경우 완전한 재생을 서두를 수 없습니다. Na+/H+ 교환은 시간이 걸리므로 수지가 다시 산성화되는 동안 혼합될 수 있도록 대량 치료에서 수행하는 것이 가장 좋습니다. DI H2O로 헹구는 동안 수지를 혼합하면 과도한 HCl을 제거하는 데 도움이 됩니다. 산성화 수지가 상승하여 과잉 산을 제거할 때 수지를 혼합하면 HCl을 제거하는 데 도움이 됩니다. ≤ 0.7 μS/cm의 전기 전도도에 도달하는 지점까지 산을 제거하는 것이 매우 중요합니다. 그렇지 않은 경우 HCl은 HFA로 이월됩니다.
마지막으로, DAX-8 수지로부터 HFA를 탈취할 때, 일단 인천의 흡수가 유출물의 흡수와 같으면, 추가 HFA가 방출될지 확인하기 위해 몇 시간 동안 기둥이 앉을 수 있도록 하는 것이 좋습니다. 그렇다면 수지 위의 액체의 황색으로 볼 수 있습니다. 이 경우, 추가 HFA는 인적/유출 흡수가 다시 동일해질 때까지 지속적인 탈취에 의해 제거될 수 있다.
HFA 격리의 단점 중 하나는 전체 프로세스가 시간이 많이 소요된다는 것입니다. DAX-8 수지에서 HFA를 완전히 탈착하고 H+교환 수지에서 완전히 제거하면 회전 증발에 의해 감소되어야 하는 상당한 양의 HFA가 발생합니다. 이것은 확실히 분석에서 병목 현상입니다. 이 시간을 줄이기 위한 노력의 일환으로, 0.1 M NaOH가 아닌 아세톤을 사용하여 DAX-8 수지에서 HFA를 탈취하는 것이 제안되었습니다14. 저자는 NaOH 대신 에세톤을 50% 아세톤을 사용함으로써 유사한 HFA 결과를 얻었고 DAX-8이 적절하게 재생되어 H+교환 단계를 제거할 수 있다고 주장했습니다. 이러한 수정으로 인해 생산량감소와 아세톤의 회전 증발이 수에 비해 감소하여 분석 시간이 크게 감소했습니다. 이 수정은 추가 연구를받을 자격이.
이 방법은 부식 과정을 거친 유기물의 분석에 국한되어 있으며, 토탄과 연약한 석탄의 경우, 토탄화 및 탄화 및 석탄화의 추가 공정이 각각 이다. Humification은 죽은, 주로 식물 재료, 소비하고 점점 반항적 인 기판을 수정 미생물의 순서에 의해 분해되는 과정이다. Abiotic 프로세스는 또한 분해 및 재합성 반응에 참여합니다. Humification은 궁극적으로 HS를 형성하는 분자량 및 탄소, 산소 및 수소 내용물의 범위를 형성하는 분자의 수천의 이질적인 혼합물을 포함하는 상대적으로 반발성 물질의 생산귀착됩니다. HS는 토탄화 및 석탄화에 의해 더 수정됩니다. 따라서,이 방법은 화학 공정에 의해 수정 된 식물 재료에 적합하지 않습니다. 예를 들어, 리그노술포네이트는 HFA 간음판으로 널리 사용된다. 리그노술포네이트는 황산 펄프 공정의 부산물입니다. 따라서, 이 물질은 허밍의 과정에 의해 생성되지 않았습니다. 또한, DAX-8 수지에 결합하는 많은 물질이 있다. 예를 들어, DAX-8 수지는 용액15에서 살충제를 흡착하는 데 사용되었습니다. 분명히, 살충제는 HS가 아닙니다. 따라서, DAX-8 수지에 물질의 결합은 HFA라는 주장을 정당화하지 않는다. 전제 조건은 DAX-8 수지에 대한 허밍과 결합에 의한 생산입니다.
다른 응용 분야에서 HS의 다양한 구성 요소의 기여에 대해 더 많이 알게됨에 따라, HS를 더 분별하고 그에 따라 방법을 수정하는 것이 유리해질 수 있다. 존재하므로 이 메서드는 HYFA를 정량화하지 않습니다. 그러나, 이 분획은 또한 전체 FF가 일반적으로 정제된 HFA 보다는 농업 처리에서 적용되는 식물 biosulation에서 예를 들면 활동이 있을 수 있습니다.
Disclosures
저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.
Acknowledgments
저자는 Humic 제품 무역 협회 (HPTA)가이 논문에 설명 된 방법의 표준화를 초래한 작업에 자금을 지원하고 표준화 작업 중에 기술 지원을 위해 로렌스 메이휴 박사와 댄 올크 박사와 폴 블룸 박사를 인정하고 싶습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Amberlite IR 120 H+-exchange resin | Sigma-Aldrich | 10322 | H+ form |
| Analytical Balance | Ohaus | PA214 | w/ glass draft shield |
| Centrifuge | Beckman Coulter | Allegra X-14 | minimum 4300 rpm |
| Centrifuge tubes | Beckman Coulter | To fit rotor selected | |
| Ceramic Combustion Crucibles | Sigma | Z247103 | |
| Chromatography column for DAX-8 | Diba | Omnifit 006EZ-50-25-FF | |
| Chromatography column for IR 120 | Chemglass | CG-1187-21 2 in. by 24 in. | |
| Dessicator | Capitol Scientic | Kimax 21200-250 | Vacuum type |
| Drying Oven | Fisher Scientific | Isotemp | Precision±3?C |
| Electrical conductivity meter | HM Digital | EC-3 | |
| Erlenmeyer Flasks | Amazon | 1L, 2L | |
| HCl concentrated | Sigma-Aldrich | 320331 | |
| Magnetic Stir Plate | Barnstead-Thermolyne | Dataplate 721 | |
| Magnetic Stir bars | These can be obtained at many outlets | ||
| Muffle Furnace | Fisher scientific | Thermolyne Type 47900 | |
| NaOH | Sigma-Aldrich | 795429 | |
| Nitrogen gas | Praxair | UNI1066 | 99.99% purity |
| Peristaltic pump | Cole Parmer | Masterflex 7518-00 | |
| Perstaltic tubing | Cole Parmer | Masterflex Pharmed 06508-17 | |
| pH meter | Oakton Instruments | WD-35618--03 | |
| Rotary Evaporator | Buchi | R-210/R-215 | |
| Spectrophotometer | Healthcare SCiences | Ultrospec II | Dual beam 200 to 900 nm with wavelength accuracy of ±1 nm and reproducibility of ±0.5 nm. |
References
- DiDonato, N., Chen, H., Waggoner, D., Hatcher, P. G. Potential origin and formation for molecular components of humic acids in soils. Geochimica et Cosmochimica Acta. 178, 210-222 (2016).
- Waggoner, D. C., Chen, H., Willoughby, A. S., Hatcher, P. G. Formation of black carbon-like and alicyclic aliphatic compounds by hydroxyl radical initiated degradation of lignin. Organic Geochemistry. 82, 69-76 (2015).
- Baldock, J. A., Skjemstad, J. O. Role of the soil matrix and minerals in protecting natural organic materials against biological attack. Organic Geochemistry. 31 (7-8), 697-710 (2015).
- Kallenbach, C. M., Frey, S. D., Grandy, A. S. Direct evidence for microbial-derived soil organic matter formation and its ecophysiological controls. Nature Communications. 7, 13630 (2016).
- Schaeffer, A., Nannipieri, P., Kastner, M., Schmidt, B., Botterweck, J. From humic substances to soil organic matter-microbial contributions. In honour of Konrad Haider and James P. Martin for their outstanding research contributionns to soil science. Journal of Soils Sediments. 15 (9), 1865-1881 (2015).
- Stevenson, F. J. Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions. 2e. , Wiley. (1994).
- Weber, J., Chen, Y., Jamroz, E., Miano, T. Preface: humic substances in the environment. Journal of Soils and Sediments. 18, 2665-2667 (2018).
- Schnitzer, M. Organic matter characterization. Methods of soil analysis, part 2: Chemical and microbiological properties. Page, A. L., Miller, R. H., Keeny, D. R. , American Society of Agronomy. Madison, Wisc. 581-594 (1982).
- Mehlich, A. Photometric determination of humic matter in soils: A proposed method. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 15 (12), 1417-1422 (1984).
- Lamar, R. T., Talbot, K. H. Critical comparison of humid acid test methods. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 50 (15-16), 2309-2322 (2009).
- Swift, R. S. Organic matter characterization. Methods of soil analysis, part 3: Chemical methods. Sparks, D. L. , Soil Science Society of America. Madison, WI. 1011-1069 (1996).
- Lamar, R. T., Olk, D. C., Mayhew, L., Bloom, P. R. A new standardized method for quantitation of humic and fulvic acids in humic ores and commercial products. Journal of the AOAC International. 97 (3), 722-731 (2014).
- International Organization of Standards. Fertilizers and soil conditioners-Determination of humic and hydrophobic fulvic acids concentrations in fertilizer materials. International Organization of Standards. , ISO/DIS 19822 (1982).
- Liam, L. E., Serben, T., Cano, M. Gravimetric quantification of hydrophobic filmic acids in lignite material using acetone. Journal of the AOAC International. 102 (6), 1901-1907 (2019).
- House, W. A., Zhmud, B. V., Orr, D. R., Lloyd, G. K., Irons, G. P. Transportation of pesticides by colloids. Final Report. Institute of Freshwater Ecology. National Environment Research Council. , IFE Report No. RL/T11059N1/6 (1998).
