среда, 19 мая 2010 г.

DIY Aquasoil? Немного спектроскопии…

Как было написано в предыдущем посте, после некоторого количества экспериментов с запеканием смеси глины и земли, а также изготовлением “полимерных гранул” из последней, было принято решение купить Aquasoil и попытаться проанализировать его состав спектроскопическими методами.

Была куплена Amazonia II. И проведен ее анализ методами: лазерно-флуоресцентной спектроскопии, ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Однако, прежде чем описывать полученные результаты хочу сразу сказать, что учитывая сложный состав исходного образца (Aquasoil) интерпретировать полученные данные можно лишь качественно, да и то с допущениями “+/- километр”. Тем не менее кое-какую информацию удалось “выудить” и построить на ее основе определенную “цепочку” размышлений. И так начнем.

1. Лазерно-флуоресцентная спектроскопия (ЛФС). Дабы не утомлять читателей описанием метода скажу лишь его суть. Лазер светит на образец, молекулы образца возбуждаются под действием лазерного излучения и в свою очередь сами излучают свет, который затем и регистрируется прибором. Полученный спектр анализируют и делают соответствующие выводы. Так, вот наш образец выдавал такой уровень флуоресценции, что прибор “зашкаливал” и записать хоть какой-нибудь спектр не удавалось. Выводы здесь весьма простые: 1) Образец содержит значительное количество органики; 2) Органические молекулы образца включают в себя приличное количество полиароматических структурных элементов. Почему так? Потому, что именно полиароматика лучше всего флуоресцирует в условиях ЛФС.

Идем дальше.

2. ИК-спектроскопия. В двух словах, принцип работы метода такой: образец облучается ИК-излучением. Молекулы образца поглощают или не поглощают ИК-излучение в различном диапазоне длин волн. Результат это процесса записывается прибором в виде спектра. Вот его и будем смотреть.

Все спектры2

Были записаны 3 спектра: Aquasoil’а, земли и глины.

Невооруженным взглядом видно, что спектры весьма похожи. Однако, с такой же определенность ясно, что Aquasoil это не глина и земля в чистом виде. Хотя спектр Aquasoil ближе всего к спектру глины, я бы и сказал, что это глина, но невыраженное плечо в области ~1450 см-1 заставляет в этом сомневаться. Тогда мне пришла в голову мысль, что это может быть некий органо-глинистый (органо-минеральный)  комплекс, как оказалось в дальнейшем это предположение имеет право на существование. Хотя может специалисты почвоведы (правда, если они есть среди нашей любительской братии) еще что-нибудь разглядят.

Наступает черед рентгеноструктурного анализа. В основе данного метода лежит явление дифракции рентгеновских лучей на трехмерной кристаллической решетке. Кому охота подробнее  смотрите в википедии :-) Ниже дифрактограммы Aquasoil’а и глины.

Graph1

Глина и глина – вот что следует из результатов анализа. Так-то так, но мы уже знаем и результаты других анализов, и поэтому попробуем пофантазировать на основе полученной информации.

Что мы уже знаем?

1) Aquasoil содержит большое количество органики, причем в ней может быть много полиароматических фрагментов; 2) Определенно есть глинистые компоненты; 3) Это не чистая глина, а по-видимому  органо-глинистый (минеральный) комплекс.

К тому же из предыдущех экспериментов уже известно: 1) Любая глина раскисает в воде, если она не запечена при Т выше хотя бы 400С; 2) При запекании глины и земли, органика начинает выгорать где-то при 300 С.

Вопрос. Что же это за загадочная субстанция? Признаюсь, некоторое время пришлось над этим подумать :-) После определенных размышлений я пришел к выводу, что это может быть БИОГУМУС!

Судите сами. Вот Вам определение того что есть биогумус.

Биогумус содержит большое количество (до 32% на сухой вес) гуминовых веществ. Гуминовые вещества разделяются на ряд групп: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумин. Гумин является прочным органо-минеральным компонентом почвы, куда входят нерастворимые глино-гумусные комплексы, а также соли и хелаты.  (с сайта http://www.biogumus.com).

Начнем с гуминовых веществ. Ниже гипотетический структурный фрагмент гумусовых кислот почв. (по материалам «Химия и жизнь»).

guminov_1_1000

Как видно, чего-чего, я полиароматики тут с избытком, она-то нам и “светила” в ЛФС.

Однако, самой важной информацией для нас является информация о том, что есть гумин - прочный органо-минеральным компонент почвы (не растворимый в воде, впрочем как и весь биогумс). По видимому, это и есть та “глина” которую мы “видим” на ИК-спектрах и дифракторгаммах.

И так, для себя я сделал вывод, что одним из компонентов Aquasoil’а может быть  биогумус, второй – торф. Почему торф, объясню в следующем сообщении, где буду описывать результаты экспериментов со смесью торфа и биогумуса. Успехов!