Remediační potenciál huminových kyselin
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
V předložené práci byly testovány modifikované lignitické huminové kyseliny za účelem zjištění jejich schopnosti remediace zemědělské půdy. Před samotnou extrakcí jednotlivých huminových kyselin byl lignit modifikován jednou ze série deseti organických kyselin. Cílem modifikace byla simulace procesů vyskytujících se v rizosféře, tj. procesů, kdy malé organické molekuly způsobují změny ve struktuře půdní organické hmoty, během nichž dochází k produkci biologicky aktivních agregátů/molekul podílejících se na růstu rostlin. Prvním krokem této práce bylo zkoumání fyzikálně chemických vlastností vyprodukovaných huminových kyselin a jejich molekulové struktury prostřednictvím elementární analýzy, infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR), vysokoúčinné gelové chromatografie (HPSEC), metodou měření povrchového napětí a plynovou chromatografií s hmotnostní spektrometrií (GC-MS). Dalším krokem bylo studium parametrů biologické aktivity, získaných z experimentů zaměřených jak na vyšší rostliny, tak na remediaci mikrobiologické aktivity zemědělské půdy. Biologická aktivita vůči vyšším rostlinám byla zkoumána na základě experimentu s kukuřicí, byla měřena délka a hmotnost kořenů, rozvětvení jejich laterálních kořenů a obsah sacharidů a proteinů. Z experimentů cílených na půdu se jednalo o měření množství uvolněného CO2 při laboratorní inkubaci ošetřené půdy a půdní hydrofobicitu (metoda měření kontaktního úhlu). Na závěr byly výsledky podrobeny statistické analýze s využitím Pearsonova korelačního koeficientu s cílem nalézt vztahy mezi fyzikálně chemickými vlastnostmi a biologickou a povrchovou aktivitou studovaných huminových kyselin. Korelace byly zjištěny mezi biologickou aktivitou a fyzikálně chemickými vlastnostmi huminových kyselin. Naopak, nebyly zjištěny mezi povrchovými a fyzikálně chemickými vlastnostmi. Nejefektivnějším modifikačním činidlem z pohledu biologické aktivity byla 20% kyselina mravenčí, nejméně efektivním 20% kyselina propionová.
In this work, we tested the modified lignite humic acids for their remediation capability of agricultural soils. Prior to the extraction of humic acids, the parental raw lignite was modified by ten organic acids. The pre-treatment was aimed to simulate similar processes that occur in rhizosphere, i.e. small-chain organic acids induce the reconformation of soil organic matter thereby releasing biologically active aggregates/molecules promoting the plant growth. In the first step, the produced modified humic acids (MHA) were characterised for their physico-chemical properties and molecular structure of by using elemental analysis (EA), Fourier-transformed infrared (FTIR) spectroscopy, high-pressure size exclusion chromatography (HPSEC), surface tension measurement and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. In the second step, the parameters of biological activity were obtained from experiments oriented to both higher plants and remediation of microbiological activity in used soil. The biological activity towards higher plants was conducted on maize seeds and represented by total mass and length increments of roots, root division and sugars and protein contents. The influence on used soil was determined by laboratory soil incubation (CO2 production) and soil water repellency measurement (contact angle). All results were subjected to statistical analysis using Pearson´s correlation coefficient to find relationship between physico-chemical properties and biological activity of studied HAs samples. The results showed correlations between biological activity and physico-chemical properties of humic acids. On the contrary, the surface properties did not show any correlations with physical-chemical properties of studied HAs. The most efficient modifier in terms of biological activity was 20% formic acid and the less efficient was 20% propionic acid.
In this work, we tested the modified lignite humic acids for their remediation capability of agricultural soils. Prior to the extraction of humic acids, the parental raw lignite was modified by ten organic acids. The pre-treatment was aimed to simulate similar processes that occur in rhizosphere, i.e. small-chain organic acids induce the reconformation of soil organic matter thereby releasing biologically active aggregates/molecules promoting the plant growth. In the first step, the produced modified humic acids (MHA) were characterised for their physico-chemical properties and molecular structure of by using elemental analysis (EA), Fourier-transformed infrared (FTIR) spectroscopy, high-pressure size exclusion chromatography (HPSEC), surface tension measurement and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. In the second step, the parameters of biological activity were obtained from experiments oriented to both higher plants and remediation of microbiological activity in used soil. The biological activity towards higher plants was conducted on maize seeds and represented by total mass and length increments of roots, root division and sugars and protein contents. The influence on used soil was determined by laboratory soil incubation (CO2 production) and soil water repellency measurement (contact angle). All results were subjected to statistical analysis using Pearson´s correlation coefficient to find relationship between physico-chemical properties and biological activity of studied HAs samples. The results showed correlations between biological activity and physico-chemical properties of humic acids. On the contrary, the surface properties did not show any correlations with physical-chemical properties of studied HAs. The most efficient modifier in terms of biological activity was 20% formic acid and the less efficient was 20% propionic acid.
Description
Citation
UHROVÁ, A. Remediační potenciál huminových kyselin [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Fyzikální chemie
Comittee
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (předseda)
doc. RNDr. Lubica Pospíšilová, CSc., oponent (člen)
doc. Ing. Marián Lehocký, PhD., oponent (člen)
prof. Ing. Boleslav Taraba, CSc. (člen)
prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. František Krčma, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2016-03-11
Defence
Předseda komise představil doktorandku a předal jí slovo. Ing. Anna Uhrová má 5 publikací v impaktovaných a odborných časopisech a účastnila se konferencí. Ve druhé části obhajoby vyzval předseda komise k přečtení posudků, oba byly kladné a doporučovaly práci k obhajobě. Potom doktorandka odpovídala na položené dotazy z posudků. a během diskuze i na pokládané dotazy ostatních členů komise.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení