دانلود ترجمه مقاله رویکرد چند تحلیلی به منظور مطالعه ویژگی های ساختاری هیومیک در محلول

1. مقدمه 2. مواد و روش ها 3. نتایج و بحث و بررسی

چکیده – مطالعات قبلی نشان داد که بخش های اصلی مواد هیومیک (HS)، اسید هیومیک خاکستری (GHA)، اسید هیومیک قهوه ای (BHA) و اسید فولویک (FA)، الگوهای مولکولی متفاوتی را در محلول آب ارائه می کنند که احتمالا مرتبط با ویژگی های ساختاری ویژه آن هاست. با این حال، تکنیک های مورد استفاده در این مطالعات پیشین، امکان تعیین ویژگی های کیفی اصلی این ساختارها را فراهم نمی آورد. به منظور مطالعه عمیق تر این موضوع، چندین GHA, BHA و FA از طریق استفاده مکمل از طیف سنجی FTIR و ماوراء بنفش – مرئی، رزونانس مغناطیس هسته کربن 13، توزین حرارتی و پیرولیز GC-MS مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بخش های هیومیک مطالعه شده دارای ویژگی های ساختاری متفاوت و منحصر به فردی هستند. بنابراین، به نظر می رسد واحدهای ساختاری بزرگ و غیرقطبی (پارافین ها، اولفین ها، ترپن ها) و ساختارهای آلیفاتیک در بخش خاکستری هیومیک تجمع یافته، در حالی که واحدهای ساختاری بسیار کوچک و به شدت قطبی (فورفورال، فنول ها) و ساده تر (ساختارهای مربوط به آمینو اسید و قند) در اسید فولویک وجود دارد. BHA دارای محتوای بالاتری از بخش های آروماتیک چند حلقه ای، ترکیبات حاوی S و حلقه های آروماتیک متراکم تر می باشد. به همین ترتیب، تفاوت در وجود گروه های قطبی و اندازه مولکولی ظاهری، الگوی حلالیت را به عنوان تابعی از پی اچ و قدرت یونی (I) توضیح داده که هر بخش HS را تعیین می کند. این نتایج نشان داد که تفاوت های ساختاری میان بخش های HS نه تنها کمّی است (وجود نوع مشابهی از ساختارها با تفاوت در اندازه و غلظت گروه های عاملی)، بلکه کیفی نیز است، چون هر بخش، دمین های ساختاری متفاوت و مجزایی را ارائه می کنند. این دمین های ساختاری، الگوهای مولکولی مرتبط با هر بخش HS را توضیح می دهند. بنابراین، وجود واحدهای ساختاری عاملدار شده با اکسیژن بیشتر و کوچک تر از جمله دمین های آروماتیک در FA، گرایش آن ها به تشکیل توده های مولکولی (پل های هیدروژن، پل های فلزی و تعاملات آبگریز) را در محلول توضیح می دهد. این واقعیت می تواند وجود توده های مولکولی در BHA را نیز توضیح دهد، هر چند که این توده ها تاحدی کمتر از توده های موجود در فولویک اسید است. در نهایت، ویژگی عامل دار و آلیفاتیک GHA ممکن است تمایل پایین تر آن ها به تشکیل توده هایی در محلول در پی اچ های خنثی و قلیایی را نیز توجیه کند. به همین ترتیب، نتایج نشان داد که دمین های ساختاری متفاوت مرتبط با این بخش ها ممکن است نتیجه ی مسیرهای بیوسنتزی متنوع درگیر در پیش سازهای مختلف باشد.

Previous studies have indicated that the main fractions of humic substances (HS), gray humic acid (GHA), brown humic acid (BHA), and fulvic acid (FA), present different molecular patterns in water solution that are probably associated with specific structural features. However, the techniques used in these previous studies did not permit clarification of the principal qualitative characteristics of these structures. To study more in depth this subject several GHA, BHA, and FA have been analyzed through the complementary use of UV−visible and FTIR spectroscopy, 13C NMR, thermogravimetry, and pyrolysis GC-MS. The results indicate that the studied humic fractions have different and distinctive structural features. Thus, large and nonpolar structural units (paraffins, olefins, terpenes) and aliphatic structures seem to accumulate in the gray fraction, whereas the smallest and more polar (furfural, phenols) and simpler structural units (sugar- and amino acid-related structures) are present in the fulvic one. BHA has a higher content in polycyclic aromatic moieties, S-containing compounds and aromatic structures, thus suggesting the presence of more condensed aromatic rings. Likewise, differences in both the presence of polar groups and the apparent molecular size explain the pattern of solubility as a function of pH and ionic strength (I) that defines each HS fraction. These results also indicate that the structural differences among the HS fractions are not only quantitative (the presence of the same type of structures differing in size and the concentration of functional groups) but also qualitative, because each fraction presented different and distinctive structural domains. These structural domains explain the molecular patterns associated with each HS fraction. Thus, the presence of smaller and more O-functionalized structural units including aromatic domains in FA explain their tendency to form molecular aggregates (hydrogen bridges, metal bridges, and hydrophobic interactions) in solution. This fact could also explain the presence of molecular aggregates in BHA, although to a lesser extent than in FA. Finally, the dominant aliphatic and less functionalized character of GHA may justify its lower tendency to form aggregates in solution at neutral and alkaline pH. Likewise, the results also indicate that the different structural domains associated with these fractions may be the consequence of diverse biosynthetic pathways involving different precursors.