Zborník príspevkov z vedeckej konferencie - Department of ...
Zborník príspevkov z vedeckej konferencie - Department of ... Zborník príspevkov z vedeckej konferencie - Department of ...
Práca vznikla za podpory grantov VEGA 1/0870/09, APVV-0595-07, VVCE-0070-07. LITERATÚRA [1] Choudhry G.G., Humic Substances. Structural aspects, and photophysical, photochemical and free radical characteristics, in Hutzinger O. Ed., The Handbook of Environmental Chemistry Vol. 1., Part C., The Natural environment and the biogeochemical cykles, Springer Verlag, Heidelberg, 1989, pp. 1-24. [2] Jánoš P., J. Chromatogr. A., 983 (2003) 1. [3] Town R.M., Powell H.K.J., Anal. Chim. Acta, 256 (1992) 81. [4] Powell H.K.J., Town R.M., Anal. Chim. Acta, 267 (1992) 47. [5] Town R.M., Powell H.K.J., Anal. Chim. Acta, 279 (1993) 211. [6] Mori S., Hiraide M., Mizuike A., Anal. Chim. Acta, 193 (1987) 231. [7] Hutta, R. Góra, J. Chromatogr. A, 67, 1012 (2003). [8] Whelan T.J., Shalliker R.A., McIntyre C., Wilson M.A., Ind. Eng. Chem. Res., 44 (2005) 3229. [9] Róbert Góra, Milan Hutta, Havlíková Dana, Pavol Rohárik, Orthogonal off-line combination of RP-HPLC and SEC for analysis and characterization of soil humic acids, Proceedings of International Conference Humic Substances in Ecosystems 8, Šopora, 13-16 September 2009, Ed. Zaujec A., Bielek P., Gonet S.S., Debska B., Heczko J., pp. 167 – 174, Vyd. VUPOP Bratislava, ISBN: 978-80-89128-60-0, 2009. [10] Góra R., Hutta M., J. Chromatogr. A., 39, 1084 (2005). [11] Góra R., Hutta M., Vrška M., Katušák S., Jablonský M., J. Sep. Sci., 2179, 29 (2006). [12] W. Ziechmann, Huminstoffe, Verlag Chemie, Weinheim, Deerfield Beach- Florida, Basel 1980, pp.191. [13] Kandrá J., Hutta M., Foltin M., J. Radioanal. Nucl. Chem., Articles, 208 (1996) 577. [14] Prochácková T., Góra R., Kandrá J., Hutta M., J. Radioanal. Nucl. Chem., 229 (1998) 61. [15] Jánoš P., Zatepálková I., J. Chromatogr. A, 1160 (2007) 160. [16] Wessa P., (2009), Free Statistics Software, Office for Research Development and Education,version 1.1.23-r4, http://www.wessa.net/ (15.6.2010). Zborník príspevkov z 18. medzinárodnej vedeckej konferencie "Analytické metódy a zdravie loveka", ISBN 978-80-969435-7-9 - 205 - hotel Falkensteiner, Bratislava 11. - 14. 10. 2010
VÝVOJ NOVEJ METÓDY ANEXOVEJ CHROMATOGRAFIE NA CHARAKTERIZOVANIE PÔDNYCH A RAŠELINOVÝCH HUMÍNOVÝCH LÁTOK MILAN HUTTA * , JURAJ PESSL, JANKA RÁCZOVÁ Univerzita Komenského v Bratislave, Prírodovedecká fakulta, Katedra analytickej chémie, Mlynská dolina CH-2, 842 15 Bratislava e-mail hutta@fns.uniba.sk Úvod Štruktúra humínových látok (HL) ešte stále nie je celkom objasnená, a to napriek tomu, že sú študované už viac ako 150 rokov a tiež napriek ich dôležitosti pre pôdohospodárstvo, prvotnú úpravu vôd, ekológiu, vedy o zdraví a neustupujúcemu záujmu výskumných vedcov a technológov. Tieto látky, s formálne neustálenými nazormi na ich nestálu štruktúru, silne ovplyvujú mechanické a fyzikálno-chemické vlastnosti pôdy. Medzi takéto vlastnosti patrí napríklad štruktúra a textúra pôdy a jej stálos, odolnos a sorpná kapacita. Humínové látky sú schopné viaza živiny pre rastliny a remobilizova ažké kovy. Z dostupnej literatúry vyplýva, že poet prác, ktoré prakticky využívajú kvapalinovo-chromatografické separané mechanizmy na analýzu, charakterizovanie a frakcionovanie humínových látok sa pohybuje na úrovniach okolo 600 publikácií rôzneho druhu. Z uvedeného potu je najväší podiel zahajúci viac ako 90% zameraný na využívanie gélovej chromatografie (GPC, SEC). Podstatne menší podiel publikácií do 5 % je zameraný na využívanie možností vysoko úinnej kvapalinovej chromatografie s obrátenými fázami (RP-HPLC). Chromatografických metód využívajúcich na separáciu humínových látok prevažne nábojové interakcie, t.j. iónovo-výmennú chromatografiu (IEC) je vemi málo s relatívnym zastúpením publikácií menším ako 2%. Iónovo-výmenná chromatografia (IEC) nenašla veké uplatnenie pri separácii humínových látok pravdepodobne v dôsledku vemi vekej retencii HL na väšine iónomeniov. Iónovo- výmenné separané mechanizmy sa používali väšinou len na izoláciu HL a ich odstraovanie zo vzoriek životného prostredia, hlavne vodných a pôdnych matríc. V praxi prevládajú s viac ako 95% zastúpením kolónové chromatografické techniky a len málo prác je v súasnosti publikovaných so zameraním na plošné chromatografické techniky (TLC), alebo na kombinácie TLC a HPLC. Z popisu názorov a poznatkov o štruktúre a funkných skupinách humínových látok, najmä humínových kyselín a fulvokyselín je zrejmé, že iónogénne (hlavne aniónogénne) funkné skupiny hrajú v ich štruktúre významnú úlohu, ktorá sa prejavuje pri ich interakciách s rôznymi zložkami životného prostredia a tiež umožuje ich separáciu elektroseparanými metódami [1-6]. Pritom prác zameraných priamo na analýzu a frakcionovanie humínových kyselín a fulvokyselín pomocou IEC je vemi málo, o bol aj jeden z dôvodov, preo sme si pre podrobnejšie štúdium zvolili práve túto tému. Humínové látky sú definované operane na základe ich správania sa v zriedených alkalických roztokoch (extrakné roztoky napríklad hydroxidu sodného, pyrofosforenanu sodného a podobne) a v prostrediach kyselín (kyselina chlorovodíková) po neutralizovaní a okyslení extrakného alkalického prostredia [7]. Predpokladá sa, že humínové látky tvoria v kyslejších prostrediach takzvané agregáty, kedy sa dá zjednodušene poveda, že sú stoené do „klbka“ dôsledkom intramolekulovej a intermolekulovej agregácie. Pri dostatonom znížení hodnoty pH sa hlavne humínové kyseliny, ako to vyplýva z ich vlastností, makroskopicky vyzrážajú. V roztokoch humínových látok s vysokou hodnotou pH naproti tomu prebieha disociácia funkných skupín, ako sú hlavne karboxylové a fenolické hydroxylové skupiny. Dôvodom, preo sme si zvolili na štúdium chromatografického správania sa v IEC mobilnú fázu s vysokou hodnotou pH, je možnos vytvori viac negatívnych nábojov nesených ich makromolekulami a tak potlai ich asociovanie sa cez vzájomné odpudzovanie ich záporných nábojov. V dôsledku toho makromolekuly humínových látok môžeme „rozbali“ a iastone linearizova. Predpokladáme, že týmto spôsobom budeme môc dosiahnu spoahlivé a robustnejšie charakterizovanie humínových látok popri nehumínových látkach pôd a rašelín. Prakticky vždy ke sa analyzujú humínové látky z pôdy, i už fulvokyseliny, alebo humínové kyseliny, je potrebné použi viacstupovú úpravu tuhej vzorky. Skoro vždy ide v prvom stupni o ich extrakciu z pevnej matrice roztokom NaOH. Najastejšie sa na tento úel používa NaOH s koncentráciou 0,5 mol/L, alebo s koncentráciou 1,0 mol/L. Po tomto stupni nasledujú alšie kroky, napríklad okyslenie na pH 1 za úelom vyzrážania humínových kyselín a podobne. Analýza takto upravených vzoriek však už nie je analýzou humínových látok ako takých, ale ich jednotlivých operane definovaných frakcií. Na základe toho sme sa rozhodli pre analýzu a charakterizovanie humínových látok v alkalickom prostredí pomocou nových metód IEC s cieom vyvinú metódu a študova gradientovú kolónovú chromatografiu s tandemovou spektrofotometrickou detekciou pomocou radu fotodiód (DAD) a spektrofluorimetrickou detekciou (FLD) na charakterizovanie humínových látok v alkalickom prostredí. Teoretická as Humínové látky tvoria hlavnú súas organickej hmoty. Rozpustený organický uhlík (DOC) vo vodnom životnom prostredí reprezentuje jeden z najväších zásobníkov aktívneho organického uhlíka v biosfére [8]. S celkovým množstvom DOC v oceánoch môže by porovnatené množstvo uhlíka z oxidu uhliitého v atmosfére [9]. V povrchových vodách približne polovica celkového množstva organických zložiek a skoro všetky organické zložky s chromofórmi patria medzi humínové látky. Zborník príspevkov z 18. medzinárodnej vedeckej konferencie "Analytické metódy a zdravie loveka", ISBN 978-80-969435-7-9 - 206 - hotel Falkensteiner, Bratislava 11. - 14. 10. 2010
- Page 162 and 163: e d c b a G NO - 3 NO - 2 NO - 2 NO
- Page 164 and 165: Na obr. 4b je elektroforeogram z IT
- Page 166 and 167: Vhodnos navrhnutého analytického
- Page 168 and 169: Experimentálna as CZE separácie b
- Page 170 and 171: Séria kalibraných meraní modelov
- Page 172 and 173: Výsledky a diskusia Na obr. 2 sú
- Page 174 and 175: Tab. 2: Parametre regresných rovn
- Page 176 and 177: Tab. 3: Opakovatenosti migraných a
- Page 178 and 179: chloridu, typickej makrozložky v C
- Page 180 and 181: kationického roztoku elektrolytu b
- Page 182 and 183: Tab. 2: Stanovenie aniónov a kati
- Page 184 and 185: CHARAKTERIZÁCIA RP-HPLC FRAKCIONOV
- Page 186 and 187: Obr. 2. RP-HPLC profil vzorky HK Al
- Page 188 and 189: Obr. 6. RP-HPLC profily frakcií vz
- Page 190 and 191: Zoznam použitej literatúry [1] Ha
- Page 192 and 193: a druhá kolóna kontaktným vodivo
- Page 194 and 195: c b a 1000 1500 tm [s] 2000 Obr. 3:
- Page 196 and 197: Záver ITP-CZE uskutonená použit
- Page 198 and 199: Automatizácia je založená na po
- Page 200 and 201: e d c b a 20mAu t CZE (min) 2 4 6 8
- Page 202 and 203: kyselina; mandlová kyselina (3,75
- Page 204 and 205: Literatúra [1] Th.P.E.M. Verheggen
- Page 206 and 207: Z uvedeného vyplýva, že je stál
- Page 208 and 209: 2a.) 2b.) Obrázok 2.: RP - HPLC z
- Page 210 and 211: Porovnaním chromatogramov frakcií
- Page 214 and 215: Vznik a funkcia humínových látok
- Page 216 and 217: celkového náboja jedného gramu p
- Page 218 and 219: Vzorky pôd a ich charakterizácia
- Page 220 and 221: Zborník príspevkov z 18. medziná
- Page 222 and 223: Obrázok 11: Kruhové diagramy perc
- Page 224: [23] D. Gondar, R. Lopez, S. Fiol,
Práca vznikla za podpory grantov VEGA 1/0870/09, APVV-0595-07, VVCE-0070-07.<br />
LITERATÚRA<br />
[1] Choudhry G.G., Humic Substances. Structural aspects, and photophysical, photochemical and free radical<br />
characteristics, in Hutzinger O. Ed., The Handbook <strong>of</strong> Environmental Chemistry Vol. 1., Part C., The Natural environment<br />
and the biogeochemical cykles, Springer Verlag, Heidelberg, 1989, pp. 1-24.<br />
[2] Jánoš P., J. Chromatogr. A., 983 (2003) 1.<br />
[3] Town R.M., Powell H.K.J., Anal. Chim. Acta, 256 (1992) 81.<br />
[4] Powell H.K.J., Town R.M., Anal. Chim. Acta, 267 (1992) 47.<br />
[5] Town R.M., Powell H.K.J., Anal. Chim. Acta, 279 (1993) 211.<br />
[6] Mori S., Hiraide M., Mizuike A., Anal. Chim. Acta, 193 (1987) 231.<br />
[7] Hutta, R. Góra, J. Chromatogr. A, 67, 1012 (2003).<br />
[8] Whelan T.J., Shalliker R.A., McIntyre C., Wilson M.A., Ind. Eng. Chem. Res., 44 (2005) 3229.<br />
[9] Róbert Góra, Milan Hutta, Havlíková Dana, Pavol Rohárik, Orthogonal <strong>of</strong>f-line combination <strong>of</strong> RP-HPLC and SEC<br />
for analysis and characterization <strong>of</strong> soil humic acids, Proceedings <strong>of</strong> International Conference Humic Substances in<br />
Ecosystems 8, Šopora, 13-16 September 2009, Ed. Zaujec A., Bielek P., Gonet S.S., Debska B., Heczko J., pp. 167 –<br />
174, Vyd. VUPOP Bratislava, ISBN: 978-80-89128-60-0, 2009.<br />
[10] Góra R., Hutta M., J. Chromatogr. A., 39, 1084 (2005).<br />
[11] Góra R., Hutta M., Vrška M., Katušák S., Jablonský M., J. Sep. Sci., 2179, 29 (2006).<br />
[12] W. Ziechmann, Huminst<strong>of</strong>fe, Verlag Chemie, Weinheim, Deerfield Beach- Florida, Basel 1980, pp.191.<br />
[13] Kandrá J., Hutta M., Foltin M., J. Radioanal. Nucl. Chem., Articles, 208 (1996) 577.<br />
[14] Prochácková T., Góra R., Kandrá J., Hutta M., J. Radioanal. Nucl. Chem., 229 (1998) 61.<br />
[15] Jánoš P., Zatepálková I., J. Chromatogr. A, 1160 (2007) 160.<br />
[16] Wessa P., (2009), Free Statistics S<strong>of</strong>tware, Office for Research Development and Education,version 1.1.23-r4,<br />
http://www.wessa.net/ (15.6.2010).<br />
<strong>Zborník</strong> <strong>príspevkov</strong><br />
z 18. medzinárodnej <strong>vedeckej</strong> <strong>konferencie</strong><br />
"Analytické metódy a zdravie loveka", ISBN 978-80-969435-7-9<br />
- 205 -<br />
hotel Falkensteiner, Bratislava<br />
11. - 14. 10. 2010
Change language