USE OF HPLC, Py-GCMS, FTIR METHODS IN THE STUDIES OF THE COMPOSITION OF SOIL DISSOLVED ORGANIC MATTER

Ewa Rosa, Bożena Dębska, Magdalena Banach-Szott, Erika Tobiasova

Abstract


The study has determined the composition of dissolved organic matter in Luvisols, Fluvisols and Histosols using spectroscopic (FTIR) and chromatographic (HPLC and Py-GCMS) methods. It has been found that aliphatic hydrocarbons (linear) containing from 4 to 12 atoms of carbon constitute the dominant group of compounds included in the dissolved organic matter (DOC). The preparations isolated from Histosols and Luvisols demonstrated a higher proportion of hydrophobic fraction with a longer retention time probably containing more compounds with long-chain aliphatic and simple aromatic structure than the DOC of Fluvisols. The differences in infrared spectra are evident particularly in the wave number between 1650–1030 cm-1. The DOC of Histosols is richer in aromatic compounds (range 1620 cm-1) but the DOC of Luvisols and Fluvisols is richer in alkene chains and hydroxyl (OH) and methoxy (OCH3) groups. The results showed differences in the composition of the DOM across the soils, caused their genesis.

 

W pracy badano skład rozpuszczalnej materii organicznej (RMO) gleb (Luvisols, Fluvisols and Histosols) przy zastosowaniu metod spektroskopowych (FTIR) oraz chromatograficznych (HPLC i Py-GCMS). Stwierdzono, że dominującą grupą związków wchodzących w skład RMO są węglowodory alifatyczne (łańcuchowe) zawierające od 4 do 12 atomów węgla. Preparaty RMO wyizolowane z torfu i gleby płowej charakteryzujące się wyższym udziałem frakcji hydrofobowych o najdłuższym czasie retencji, zawierały najprawdopodobniej więcej związków o długich łańcuchach alifatycznych oraz proste struktury aromatyczne w porównaniu z RMO mady. Przebieg widm w podczerwieni wyraźnie wskazał różnicę w składzie badanych preparatów RMO, szczególnie w zakresie liczb falowych między 1650-1030 cm-1. Preparaty RMO wyizolowane z torfu były bogatsze w związki aromatyczne (pasmo 1620 cm-1) a frakcja RMO wyizolowana z gleby płowej i mady ciężkiej była bogatsza w łańcuchy alkenowe i grupy hydroksylowe (OH) i metoksylowe (OCH3). Otrzymane wyniki badań wykazały różnice w składzie RMO pomiędzy glebami, wynikające z ich genezy.


Full Text:

PDF

References


Aiken G.R.: Organic matter in ground water.[In:] G.R., Aiken, E.L., Kunansky, eds. Geological survey artificial recharge. Sacramento California. U.S.: Geological Survey, 2002.

Bolan N.S., Adriano D.C., de la Luz M.: Dynamics and environmental significance of dissolved organic matter in soil. 3rd Australian New Zealand Soils Conference. Sydney, Australia, 2004.

Borisover M., Lordian A., Levy G.J.: Geoderma, 179–180, 28, 2012.

Carballo T., Gil M.V., Gomez X., Gonzalez-Andres F., Moran A.: Biodegradation, 19(8), 815, 2008.

Cocozza C., Miano T.: Structural resolution of metal-humic acids interactions through deconvolution FT-IR spectroscopy. [In:] G., Davis, E.A., Ghabbour, eds. Proc. 11th IHSS Meeting. Boston, IHSS, 2002.

Dębska B., Banach-Szott M., Dziamski A., Gonet S.S.: Chem. Ecol., 26, 49, 2010. DOI: 10.1080/02757540.2010.501027

Dębska B., Drag M., Banach-Szott, M.: Soil Water Res., 2(2), 45, 2007.

Dębska B., Drag M., Tobiasova E.: Pol. J. Environ. Stud., 21(3), 603, 2012.

Donald R.G., Anderson D.W., Stewart J.W.B.: Soil Sci. Soc. Am. J., 57(6), 1611, 1993.

Gonet S.S, Dębska B., Pakuła J: Zawartość węgla organicznego w glebach i nawozach organicznych. Wrocław, PTSH, 2002.

Gonet S.S.: Properties of Humic Acids of Soils of Varied Fertilisation. Bydgoszcz, UTA, 1989.

Huang Y., Eglinton G., Van der Hage E.R.E, Boon J.J., Bol R., Ineson P.: Eur. J Soil Sci., 49(1), 1, 1998. DOI: 10.1046/j.1365-2389.1998.00141.x

Jankowski M.: Rola materii organicznej w kształtowaniu morfologii gleb i jej znaczenie dla systematyki gleb. In:] S.S. Gonet, M. Markiewicz, eds. Rola materii organicznej w środowisku. Wrocław, PTSH, 2007.

Kalbitz K., Kaiser K.: Geoderma 113(3–4), 177, 2003. DOI: 10.1016/S0016-7061(02)00359-2.

Kalbitz K., Kaiser K.: J. Plant Nutr. Soil Sci., 171(1), 52, 2008. DOI: 10.1002/jpln.200700043

Kalbitz K., Schwesig D., Schmerwitz J., Kaiser K., Haumaier L., Glaser B., Ellerbrock R., Leinweber P.: Soil Biol. Biochem., 35(8), 1129, 2003.

McCarthy J.F., Zachara, J.M.: Environ. Sci. Technol., 23(5), 496, 1989.

Orlov D.S.: Humus Aids of Soils. Rotterdam, A.A. Balkema, 1986.

Parlanti E., Wörz K., Geoffroy L., Lamotte M.: Org. Geochem., 31(12), 1765, 2000.

Preuße G., Friedrich S., Salzer R.: Fresen. J. Anal. Chem., 368(2–3), 268, 2000. DOI: 10.1007/s002160000457.

Sleighter R.L., Hatcher P.G.: Chemistry, 110(3–4), 140, 2008.

Tan K.H.: Principles of Soil Chemistry. New York, Marcel Dekker Inc. 1998.

Undurraga P.D., Zagal E.V., Sepulveda G.W., Valderrama N.V.: Chil. J. Agric. Res., 69(3), 445, 2009.

White D., Yoshikawa K., Garland D.S.: Cold Reg. Sci. Technol., 35(1), 27, 2002.

Woelki G., Friedrich S., Hanschmann G., Salzer R.: Fresen. J. Anal. Chem., 357(5), 548, 1997. DOI: 10.1007/s002160050211.




DOI: http://dx.doi.org/10.17951/pjss.2015.48.1.101
Data publikacji: 2016-02-09 13:00:59
Data złożenia artykułu: 2016-02-09 12:47:47


Statistics

Total abstract view - 295
Downloads (from 2020-06-17) - PDF - 134

Indicators



Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2016 Ewa Rosa, Bożena Dębska, Magdalena Banach-Szott, Erika Tobiasova

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.