OBECNOŚĆ SUBSTANCJI HUMUSOPODOBNYCH W ROŚLINNOŚCI TORFOTWÓRCZEJ

Podobne dokumenty
WYKORZYSTANIE ANALIZY DYSKRYMINACYJNEJ DO PORÓWNANIA EKSTRAKTÓW TORFOWYCH USING THE DISCRIMINANT ANALYSIS TO COMPARE PEAT EXTRACTS

EKSTENSYWNE UŻYTKOWANIE ŁĄKI A JAKOŚĆ WÓD GRUNTOWYCH

UBOŻENIE GLEB TORFOWO-MURSZOWYCH W SKŁADNIKI ZASADOWE CZYNNIKIEM WPŁYWAJĄCYM NA WZROST STĘŻENIA RWO W WODZIE GRUNTOWEJ

Zawartość węgla organicznego a toksyczność osadów dennych

PRACOWNIA PODSTAW BIOFIZYKI

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

Wpływ intensywności użytkowania łąki na glebie torfowo-murszowej na wielkość strumieni CO 2 i jego bilans w warunkach doświadczenia lizymetrycznego

ANALIZA ZALEŻNOŚCI POMIĘDZY CECHAMI DIELEKTRYCZNYMI A WŁAŚCIWOŚCIAMI CHEMICZNYMI MĄKI

I. Pobieranie próbek. Lp. Wykaz czynności Wielkość współczynnika

FOLIA POMERANAE UNIVERSITATIS TECHNOLOGIAE STETINENSIS Folia Pomer. Univ. Technol. Stetin. 2011, Agric., Aliment., Pisc., Zootech.

BADANIA PODATNOŚCI ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU CUKIERNICZEGO NA OCZYSZCZANIE METODĄ OSADU CZYNNEGO

Zakres badań wykonywanych w Zakładzie Badań Fizykochemicznych i Ochrony Środowiska zgodnie z wymaganiami Dobrej Praktyki Laboratoryjnej:

ĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORGANICZNE I NIEORGANICZNE.

Problemy oznaczania pierwiastków w osadach i glebie Marcin Niemiec, Jacek Antonkiewicz, Małgorzata Koncewicz-Baran, Jerzy Wieczorek

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

"Metale ciężkie w osadzie z wiejskiej oczyszczalni ścieków i kompoście - ocena przydatności do rolniczego wykorzystania"

KWANTYFIKACJA EFEKTÓW CZYNNEJ OCHRONY BIORÓŻNORODNOŚCI SIEDLISK TRAWIASTYCH WSCHODNIEJ LUBELSZCZYZNY NA PODSTAWIE AKTYWNOŚCI ENZYMÓW GLEBOWYCH

SKUTKI SUSZY W GLEBIE

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Piotr Kowalczuk Natura rozpuszczonej materii organicznej w morzach szelfowych w świetle najnowszych zastosowań spektroskopii fluorescencyjnej

PRACOWNIA CHEMII. Wygaszanie fluorescencji (Fiz4)

ĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORAZ ZJAWISKA WYGASZANIA LUMINESCENCJI

TECHNIKI SEPARACYJNE ĆWICZENIE. Temat: Problemy identyfikacji lotnych kwasów tłuszczowych przy zastosowaniu układu GC-MS (SCAN, SIM, indeksy retencji)

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

Recenzja pracy doktorskiej mgr inż. Anny Ziółkowskiej pt. Przemiany związków fenolowych w glebach łąkowych

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

CHARAKTERYSTYKA I ZMIANY JAKOŚCIOWE MATERII ORGANICZNEJ GLEB W WYNIKU ZALEWU WODĄ W DOŚWIADCZENIU LIZYMETRYCZNYM

Marek Jan Kasprowicz Mateusz Suchanek. Zakład Fizyki AR w Krakowie Krasiczyn, wrzesień 2007

PROMIENIOWANIE WIDZIALNE ŁUKU SPAWALNICZEGO METODY TIG

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

WYZNACZANIE ROZMIARÓW

Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych

WZBOGACANIE BIOGAZU W METAN W KASKADZIE MODUŁÓW MEMBRANOWYCH

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 STOPIEŃ WOJEWÓDZKI 9 MARCA 2018 R.

Ćwiczenie 1. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp. Część teoretyczna.

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW PRZEMYSŁOWYCH O DUŻEJ ZAWARTOŚCI OLEJÓW NA ZŁOŻU BIOLOGICZNYM

INNOWACYJNY SPOSÓB WAPNOWANIA PÓL

Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski

Zakładane efekty kształcenia dla kierunku

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

BADANIE ZAWARTOŚCI ZWIĄZKÓW AZOTU. OZNACZANIE AZOTU AZOTANOWEGO(V) METODĄ KOLORYMETRYCZNĄ.

OCENA PRZYDATNOŚCI FARBY PRZEWIDZIANEJ DO POMALOWANIA WNĘTRZA KULI ULBRICHTA

Zleceniodawca: Eco Life System Sp. z o. o., ul. Królewiecka 5 lok. 3, Mrągowo

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wpływ stężenia kwasu na szybkość hydrolizy estru

Kryteria oceniania z chemii kl VII

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

WSPÓŁZALEŻNOŚĆ MIĘDZY ZAWARTOŚCIĄ RWO W ROZTWORZE EKSTRAKCYJNYM 0,01 mol CaCl 2 A WYBRANYMI SKŁADNIKAMI MINERALNYMI W WODACH GRUNTOWYCH

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

Zagospodarowanie pofermentu z biogazowni rolniczej

Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Ocena jakości wód powierzchniowych rzeki transgranicznej Wisznia

Metody spektroskopowe:

... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

ANNALES. Stanisław Kalembasa, Andrzej Wysokiński

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

OCENA SKUTKÓW ZMIAN ZASILANIA W OPTOELEKTRONICZNYM SYSTEMIE POMIARU WILGOTNOŚCI GLEBY

BADANIA TOKSYCZNOŚCI ZANIECZYSZCZEŃ ORGANIZMÓW WODNYCH (PN -90/C-04610/01;03;05)

WYMAGANIA EDUKACYJNE

ZMIANY ZAWARTOŚCI POPIOŁU, WĘGLA ORGANICZNEGO OGÓŁEM ORAZ WĘGLA ZWIĄZKÓW PRÓCHNICZNYCH W OSADZIE ŚCIEKOWYM KOMPOSTOWANYM Z DODATKIEM SŁOMY

Zadanie 1. [ 3 pkt.] Uzupełnij zdania, wpisując brakującą informację z odpowiednimi jednostkami.

Potencjał metanowy wybranych substratów

I Etap szkolny 16 listopada Imię i nazwisko ucznia: Arkusz zawiera 19 zadań. Liczba punktów możliwych do uzyskania: 39 pkt.

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I NAWOZÓW MINERALNYCH. Ćwiczenie nr 6. Adam Pawełczyk

Rekultywacja obszarów wodnych w regionie za pomocą innowacyjnej technologii REZONATORA WODNEGO EOS 2000

SPEKTROMETRIA CIEKŁOSCYNTYLACYJNA

ADSORPCJA BŁĘKITU METYLENOWEGO I JODU NA WYBRANYCH WĘGLACH AKTYWNYCH

WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ ZIEMNIAKÓW NA PRĘDKOŚĆ PROPAGACJI FAL ULTRADŹWIĘKOWYCH

Ćwiczenie 1: Wyznaczanie warunków odporności, korozji i pasywności metali

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

XXIV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2016/2017

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie stałej szybkości i rzędu reakcji metodą graficzną. opiekun mgr K.

ANALIZA ŚLADOWYCH ZANIECZYSZCZEŃ ŚRODOWISKA I ROK OŚ II

Chemia klasa VII Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny Semestr II

ANNALES. Dorota Kalembasa, Beata Wiśniewska. Ilość i jakość kwasów huminowych wydzielonych z gleb piaszczystych nawożonych wermikompostami

Utylizacja osadów ściekowych

PRZEWODNIK DO ĆWICZEŃ Z GLEBOZNAWSTWA I OCHRONY GLEB. Andrzej Greinert

Laboratorium Podstaw Biofizyki

Wpływ niektórych czynników na skład chemiczny ziarna pszenicy jarej

JAKOŚĆ ŚRODOWISKA WODNEGO LESSOWYCH OBSZARÓW ROLNICZYCH W MAŁOPOLSCE NA PRZYKŁADZIE ZLEWNI SZRENIAWY

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

Wpływ dodatku biowęgla na emisje w procesie kompostowania odpadów organicznych

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 646

ZALEŻNOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA DYFUZJI WODY W KOSTKACH MARCHWI OD TEMPERATURY POWIETRZA SUSZĄCEGO

Zapraszamy. Zajęcia w ramach projektu Zostań odkrywcą fizyki, chemii i biologii w przyrodzie warsztaty, eksperymenty, badania.

Model fizykochemiczny i biologiczny

OCENA TOKSYCZNOŚCI PRODUKTÓW FOTODEGRADACJI CHLORPROMAZYNY PRZY UŻYCIU TESTÓW OSTRYCH NA BRACHIONUS CALYCIFLORUS (WROTKI)

Analiza środowiskowa, żywności i leków CHC l

BIOCHEMICZNE ZAPOTRZEBOWANIE TLENU

Zad: 5 Oblicz stężenie niezdysocjowanego kwasu octowego w wodnym roztworze o stężeniu 0,1 mol/dm 3, jeśli ph tego roztworu wynosi 3.

EFEKTY BIOLOGICZNEJ REKULTYWACJI BYŁEGO ZŁOŻA KRUSZYWA BUDOWLANEGO DOBROSZÓW WIELKI" W WOJEWÓDZTWIE LUBUSKIM

WARTOŚĆ PRÓCHNICOTWÓRCZA I ZAWARTOŚĆ MAKROSKŁADNIKÓW W OSADACH ŚCIEKOWYCH WOJEWÓDZTWA WARMIŃSKO-MAZURSKIEGO

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2016/2017 CZĘŚĆ 2. PRZEDMIOTY PRZYRODNICZE

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2016/2017 CZĘŚĆ 2. PRZEDMIOTY PRZYRODNICZE

Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ Z HIGIENY, TOKSYKOLOGII I BEZPIECZEŃSTWA ŻYWNOŚCI

Laboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Nazwy pierwiastków: A +Fe 2(SO 4) 3. Wzory związków: A B D. Równania reakcji:

Transkrypt:

WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE 2011: t. 11 z. 1 (33) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS s. 21 29 Właściwości substancji humusowych są determinowane rodzajem materiału organicznego, ulegającego w określonym środowisku procesom humifikacji, oraz różnymi czynnikami siedliskowymi i antropogenicznymi, wpływającymi na kierunek ich transformacji [GONET, DĘBSKA 1993]. Różnorodność materiału wyjściowego oraz szereg reakcji rodnikowych, przebiegających w pierwszej fazie procesu humifikacji, są przyczyną dużych trudności w zdefiniowaniu powtarzalnych struktur, występujących w substancjach humusowych. Dlatego też badania nad ich strukturą i właściwościami wymagają stosowania nowatorskich metod do analizy związków organicznych w celu uzyskania jak najdokładniejszych informacji [GO- NET, DĘBSKA 1993]. Badania metodami optycznymi, szczególnie wykorzystująwww.itep.edu.pl Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, 2011 OBECNOŚĆ SUBSTANCJI HUMUSOPODOBNYCH W ROŚLINNOŚCI TORFOTWÓRCZEJ Romualda BEJGER 1), Dorota GOŁĘBIOWSKA 1), Paweł NICIA 2) 1) Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Fizyki i Agrofizyki 2) Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb Słowa kluczowe: długożyciowa fotoindukowana luminescencja, torf niski, torf wysoki S t r e s z c z e n i e W badaniach wykorzystano metodę długożyciowej fotoindukowanej luminescencji (DFL) w celu wykazania podobieństwa między alkalicznymi roztworami substancji humusowych (SH) wyekstrahowanych z próbek torfu niskiego (turzycowego) i wysokiego (sfagnowego) a wyciągami substancji humusopodobnych, uzyskanych z próbek gatunków roślin z rodzajów Carex i Sphagnum. Wyciągi zarówno z torfu, jak i roślin torfotwórczych wykazują zjawisko długożyciowej fotoindukowanej luminescencji w zakresie widzialnym. WSTĘP Adres do korespondencji: dr inż. R. Bejger, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Fizyki i Agrofizyki, ul. Papieża Pawła VI/3, 71-459 Szczecin, tel. +48 (91) 449-64-46, e-mail: Romualda.Bejger@zut.edu.pl

22 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 11 z. 1 (33) cymi właściwości luminescencyjne SH, wnoszą wiele istotnych informacji na temat budowy i charakteru połączeń substancji organicznej, ich reaktywności oraz przemian, zachodzących podczas procesu tworzenia się tych substancji [LIPSKI i in. 1999; MIELNIK 2007; 2009; MIKLEWSKA i in. 1994; PROKOWSKI 2001]. Celem prezentowanej pracy było wykazanie podobieństwa między roztworami substancji humusowych z próbek torfu niskiego (turzycowego) i wysokiego (sfagnowego) oraz wyciągami substancji humusopodobnych z próbek gatunków roślin rodzajów Carex i Sphagnum. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Badaniom poddano próbki torfu niskiego (turzycowego) i wysokiego (sfagnowego), pobrane z warstw podpowierzchniowych (do 50 cm) z torfowisk Błoto Kraków i Olszanka, położonych na terenie kompleksu torfowiskowego w Dolinie Dolnej Odry (od 53 37 50 do 53 36 20 N i od 14 37 35 do 14 41 05 E). Z obu tych torfowisk pobrano również materiał roślinny. Na obszarze badawczym torfowiska niskiego Błoto Kraków materiał roślinny pobrano z kilku miejsc. Z tego materiału zostały wybrane tylko gatunki roślin z rodzaju Carex (turzyce), które następnie wysuszono na powietrzu i zmielono. Całość wymieszano w celu uzyskania próbki zbiorczej i przesiano przez sito o średnicy oczek 0,25 mm. Z obszaru badawczego na torfowisku wysokim Olszanka nie pobrano materiału roślinnego, dlatego w niniejszej pracy wykorzystano gatunki roślin z rodzaju Sphagnum, pochodzące ze zbiorów dr Beaty Trzpil-Zwierzyk i prof. Zygmunta Głowackiego z Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach. Przedstawione wyniki badań odnoszą się do próbki zbiorczej, uzyskanej w identyczny sposób, jak z roślin pochodzących z torfowiska niskiego. Do badań wykorzystano części nadziemne próbek gatunków roślin z rodzajów Carex i Sphagnum. W próbkach torfu, przed ekstrakcją, oznaczono podstawowe parametry fizykochemiczne, tj. stopień rozkładu SRT, ph w H 2 O i w roztworze KCl o stężeniu 1 mol dm 3, przewodnictwo właściwe χ, popielność. Ponadto w próbkach torfu oraz roślin torfotwórczych oznaczono zawartość węgla organicznego (C org. ) kolorymetryczną metodą Orłowa i Grindel [ORLOV i in. 1969]. Próbki torfu o naturalnej wilgotności oraz próbki materiału roślinnego poddano alkalicznej ekstrakcji roztworami 0,1 mol dm -3 NaOH i 0,5 mol dm -3 NaOH. Wyboru stężenia ekstrahenta dokonano zgodnie z procedurą Schnitzera [SCHNITZER, KHAN 1978] oraz opracowaną przez SAPKA i SAPEK [1997]. Zawartość węgla w wyciągach z próbek torfu i roślin torfotwórczych (C SH ) oznaczono również kolorymetryczną metodą Orłowa i Grindel [ORLOV i in. 1969]. Zjawisko długożyciowej fotoindukowanej luminescencji (DFL) zostało zaobserwowane w odniesieniu do roztworów kwasów huminowych [PUZYNA 1979] oraz zawiesiny materii organicznej osadu czynnego, pobranego z biologicznej

R. Bejger i in.: Obecność substancji humusopodobnych w roślinności torfotwórczej 23 oczyszczalni ścieków [PROKOWSKI 2001]. Fosforescencyjny charakter obserwowanego świecenia został wykluczony przez PUZYNĘ [1979]. Autor zaobserwował, że natężenie świecenia, rejestrowane w warunkach stacjonarnego przepływu w natlenionych roztworach kwasów huminowych jest ok. 3 razy większe niż w ich przedmuchiwanych azotem odpowiednikach. Ponadto czas życia obserwowanego świecenia mógł sięgać nawet kilku godzin. Z literatury wiadomo, że tlen jest efektywnym wygaszaczem fosforescencji roztworów. Zjawisko to może być rejestrowane w roztworach jedynie po wyparciu tlenu, przy czym czas jego życia sięga najwyżej kilku milisekund [PARKER 1968]. Efekt tlenowy i długie czasy życia luminescencji obserwowanej po naświetlaniu roztworów kwasów huminowych stanowiły zatem wystarczające dowody na to, że rejestrowane świecenie nie jest fosforescencją. Zjawisko długożyciowej fotoindukowanej luminscencji polega na szybko zanikającym świeceniu materiału po zaprzestaniu jego naświetlania. DFL bada się zazwyczaj przez rejestrację kinetyki zaniku tego świecenia lub rejestrację jego natężenia w określonym przedziale (przedziałach) czasu po naświetleniu materiału. Natężenie DFL danego materiału, rejestrowane w ustalonych warunkach pomiarowych, zależy zarówno od ilości występujących w nim luminoforów i ich jakości, jak i od długości fali światła wzbudzającego [MIELNIK 2007; 2009]. Pomiary długożyciowej fotoindukowanej luminescencji przeprowadzono za pomocą zestawu do wzbudzania i ciągłej rejestracji natężenia fotoindukowanej luminescencji, skonstruowanego przez dr hab. Zdzisława Prokowskiego z Katedry Gospodarki Wodnej, Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie. Schemat blokowy tego zestawu przedstawiono na rysunku 1. Rys. 1. Schemat blokowy urządzenia do rejestracji długożyciowej fotoindukowanej lumninescencji: N pojemnik z wyciągiem kwasów humusowych, ZŚ źródło światła, K kuweta przepływowa, PP pompa perystaltyczna, S sonda, W wzmacniacz, Z zasilacze, P przelicznik, RC rejestrator cyfrowy; źródło: PROKOWSKI [2001], rysunek zmodyfikowany Fig. 1. Block diagram of the system for measurements of the long-term photoinduced luminescence intensity: N container with alkaline extracts of peat or peat-forming plants, ZŚ light source, K through-flow cell, PP peristaltic pump, S probe, W amplifier, Z voltage power supplies, P scaler, RC digital recorder; source: PROKOWSKI [2001], figure modified

24 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 11 z. 1 (33) Pomiary natężenia DFL wykonano w odniesieniu do roztworów substancji humusowych (KHS), uzyskanych w wyniku ekstrakcji roztworem NaOH o stężeniu: 0,1 mol dm 3 (1) i 0,5 mol dm 3 (5) z próbek torfu niskiego (N)-(1NKHS, 5NKHS) i wysokiego (W)-(1WKHS, 5WKHS) w warunkach stężenia węgla w roztworze 10 i 100 mg C (200 cm 3 ) 1. Analizie poddano również wyciągi z próbek gatunków roślin rodzaju Carex (CAR)-(1CAR, 5CAR) i Sphagnum (SPH)-(1SPH, 5SPH) o jednakowym stężeniu węgla, wynoszącym 10 mg C (200 cm 3 ) 1. Długożyciową fotoindukowaną luminescencję badanych roztworów wzbudzano światłem białym żarowym w warunkach różnej gęstości strumienia fotonów ρ (hν) (1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 i 5000 µmol m 2 s 1 ) przez 0,6 s. Natężenie DFL rejestrowano w przedziale czasu od 0,1 do 0,6 s po wzbudzeniu w zakresie długości fal od 400 do 600 nm. Wszystkie pomiary wykonano w stałej temperaturze 21 C. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA Próbki torfu niskiego charakteryzowały się większym stopniem rozkładu, ph, przewodnictwem właściwym oraz popielnością w porównaniu z próbkami torfu wysokiego (tab. 1). Uzyskane rezultaty potwierdzają powszechnie znane już dane literaturowe [HERBICHOWA 1998; MYŚLIŃSKA 2001; SZAJDAK 2002]. Najczęściej stosowanym sposobem opisu i porównań substancji humusowych, pochodzących z różnych środowisk, jest przedstawienie ich składu pierwiastkowego, wyrażonego w tzw. procentach wagowych lub atomowych. Obliczenie i porównanie stosunków atomowych H:C i C:N dostarcza informacji na temat wzajemnych proporcji między układami aromatycznymi, alifatycznymi i heterocyklicznymi w molekule SH [GIEGUŻYŃSKA 2002]. Na podstawie wartości H:C można w przybliżeniu ocenić stopień aromatyzacji cząsteczek SH. Stosunek H:C przez niektórych autorów uważany jest za wielkość, związaną ze stopniem skondensowania struktur aromatycznych w danej molekule [GONET, ZAWALSKA 1993]. Im jego wartość jest mniejsza, tym stopień skondensowania większy. W pierścieniu benzenowym stosunek ten wynosi 1,0, w naftalenie 0,8, a w antracenie 0,7. Wartości stosunku atomowego H:C, charakteryzujące próbki torfu niskiego i wysokiego oraz gatunków roślin z rodzajów Carex i Sphagnum, zawierały się w granicach 0,92 0,98. Według van Krevelena [GONET, ZAWALSKA 1993] wartości H:C, w przedziale 0,7 1,5 odpowiadają układom aromatycznym sprzężonym z łańcuchami alifatycznymi, zawierającymi do 10 atomów węgla (tab. 2). Stosunek C:N jest wykorzystywany jako wskaźnik stopnia rozkładu torfu [HERBICHOWA 1998; SZAJDAK 2002]. Większe wartości tego stosunku uzyskano w próbkach torfu wysokiego niż niskiego. Podobną zależność stwierdzono między próbkami gatunków roślin z rodzaju Carex i Sphagnum. Obserwowane różnice w wartościach stosunku C:N i praktycznie brak tych różnic w wartościach stosunku H:C wskazują, że głównym czynnikiem różnicującym oba typy torfu oraz gatunki roślin z rodzajów Carex i Sphagnum jest zawartość azotu.

Tabela 1. Fizykochemiczne parametry próbek torfowych i roślinności torfotwórczej Table 1. Physico-chemical parameters of samples of peat and peat-forming plant species Stopień rozkładu SRT ph Badane próbki Studied samples % s.m. Degree of decomposition DD % DM H 2 O KCl Gatunki roślin z rodzaju Carex Plants of the genus Carex χ µs cm 1 Popielność % s.m. Ash content % DM 21,96±1,13 0,98±0,00 Torf niski Low-moor peat 23,0±1,2 5,7 5,0 216,3±82,0 8,5±1,1 18,35±0,64 0,94±0,00 Gatunki roślin z rodzaju Sphagnum Plants of the genus Sphagnum 33,62±4.33 0,98±0,00 Torf wysoki High-moor peat 7,3±0,8 3,7 2,7 103,4±7,6 1,4±0,2 30,72±0,04 0,92±0,00 Objaśnienie: χ przewodnictwo właściwe. Explanation: χ conductivity. Źródło: wyniki własne. Source: own studies. Tabela 2. Zawartość węgla organicznego w próbkach torfu, roślinności torfotwórczej (C org. ) oraz w wyciągach z torfu i roślin torfotwórczych (C SH ) (średnie oznaczone różnymi literami różnią się między sobą istotnie p < 0,05) Table 2. Organic carbon content in samples of peat, peat-forming plant species (C org. ) and peat and peat-forming plant extracts (C HS ) (means marked with different letters differ significantly at p < 0.05) Zawartość węgla organicznego i wydajność ekstrakcji (Φ)SH Organic carbon content and extraction yield (Φ)HS Badane próbki Studied samples C org. g (100 g s.m.) 1 g (100 g DM) 1 C SH, g (100 g s.m.) 1 C HS, g (100 g DM) 1 C:N Φ SH, % C org. H:C 0,1 0,5 0,1 0,5 mol dm 3 NaOH Gatunki roślin z rodzaju Carex Plants of the genus Carex 37,9 B 7,7 A 9,3 B 20,3 A 24,6 A Torf niski Low-moor peat 45,9 A 7,0 B 10,3 A 15,4 B 23,5 A Gatunki roślin z rodzaju Sphagnum Plants of the genus Sphagnum 38,0 B 4,7 B 7,4 B 12,4 B 19,5 B Torf wysoki High-moor peat 45,1 A 8,7 A 10,9 A 19,9 A 25,6 A Źródło: wyniki własne. Source: own studies. R. Bejger i in.: Obecność substancji humusopodobnych w roślinności torfotwórczej 25

26 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 11 z. 1 (33) Próbki gatunków roślin z rodzaju Carex cechowały się statystycznie mniejszą zawartością węgla organicznego w porównaniu z próbkami torfu niskiego. Identyczną zależność obserwuje się, porównując zawartość węgla organicznego w próbkach gatunków roślin z rodzaju Sphagnum i próbkach torfu wysokiego. Zawartość węgla w wyciągach substancji humusopodobnych z próbek roślin torfotwórczych jest istotnie mniejsza w porównaniu z zawartością węgla w wyciągach substancji humusowych z próbek obu typów torfu. Wyjątek stanowił wyciąg z próbek gatunków roślin z rodzaju Carex, ekstrahowanych za pomocą NaOH o stężeniu 0,1 mol dm 3. Stwierdzono w nim istotnie większą zawartość węgla niż w wyciągach z próbek torfu niskiego. Do roztworu 0,5 mol dm 3 NaOH przechodziło więcej C SH niż do roztworu 0,1 mol dm 3 NaOH zarówno z badanych próbek torfu, jak i z roślinności torfotwórczej (tab. 2). W literaturze jest niewiele prac poświęconych wykorzystaniu zjawiska długożyciowej fotoindukowanej luminescencji (DFL) w badaniach związków organicznych, zwłaszcza substancji humusowych. Rezultaty dotychczas przeprowadzonych badań PROKOWSKIEGO [2001a, b] zawiesiny mieszaniny ścieków i osadu czynnego, pobranej z biologicznej oczyszczalni ścieków, udowodniły, że głównym źródłem luminoforów, warunkujących obserwowaną emisję światła, jest materia organiczna zawarta w osadzie czynnym, a nie mikroorganizmy. Z badań tych wynika również, że natężenie DFL zawiesiny mieszaniny ścieków i osadu czynnego zależy od stopnia rozkładu materii organicznej zawartej w badanym materiale, jak również od odczynu zawiesiny materii organicznej i kierunku jego zmian. Obecnie metoda ta jest wykorzystywana do monitorowania środowiska wodnego, m.in. do oceny dynamiki procesów zachodzących w ekosystemach wodnych, zagrożonych eutrofizacją [PROKOWSKI 2002; MIELNIK 2007; 2009]. Zbadano zależność natężenia długożyciowej fotoindukowanej luminescencji od napromieniowania światłem widzialnym, tj. od gęstości strumienia fotonów ρ (hν), padających na powierzchnię wyciągów z torfu i roślin torfotwórczych (rys. 2). Przebieg zależności natężenia DFL od gęstości strumienia fotonów światła wzbudzającego w warunkach stężenia węgla 10 mg C (200 cm 3 ) 1 miał charakter prostoliniowy. Gdy stężenie węgla było dziesięciokrotnie większe, charakter zależności zmienił się i został opisany funkcją kwadratową. Wartości natężenia długożyciowej fotoindukowanej luminescencji wyciągów substancji humusopodobnych z roślin torfotwórczych o stężeniu węgla 10 mg C (200 cm 3 ) 1 były prawie identyczne z ich odpowiednikami z próbek obu typów torfu. Uzyskane podobieństwa w fotoreaktywności między tymi związkami wskazywały na obecność podobnych grup luminoforów, których ilość i jakość jest praktycznie stała, niezależna od stadium zaawansowania procesu humifikacji. Wyjątek stanowiła zależność natężenia DFL od gęstości strumienia fotonów światła wzbudzającego dla wyciągów 0,5 mol dm 3 NaOH z próbek torfu wysokiego i gatunków roślin z rodzaju Sphagnum. Niezależnie od stężenia węgla w roz-

IDFL 10 3 IDFL 10 3 ρ (hν) 10 3, μmol m 2 s 1 ρ (hν) 10 3 1, μmol m 2 s ρ (hν) 10 3, μmol m 2 s 1 ρ (hν) 10 3 1, μmol m 2 s IDFL 10 3 IDFL 10 3 Rys. 2. Zależność natężenia długożyciowej fotoindukowanej luminescencji IDFL od gęstości strumienia fotonów ρ (hν) wyciągów ekstrahowanych roztworem NaOH o stężeniu 0,1 mol dm 3 (1) i o stężeniu 0,5 mol dm 3 (5) w warunkach stężenia węgla 10 i 100 mg C (200 cm 3 ) 1 z torfu niskiego (N) (1NKHS, 5NKHS) oraz wysokiego (W) (1WKHS, 5WKHS) oraz gatunków roślin z rodzaju Carex (1CAR, 5CAR) i Sphagnum (1SPH, 5SPH); źródło wyniki własne Fig. 2. The relationship between long-term photoinduced luminescence intensity IDFL and irradiation photon flux density ρ (hν) of alkaline extracts from low-moor (1NKHS, 5NKHS) and high-moor (1WKHS, 5WKHS) peat and peat-forming plants of the genera: Carex (1CAR, 5CAR) and Sphagnum (1SPH, 5SPH) at different carbon concentrations of 10 and 100 mg C (200 cm 3 ) 1 ; source: own studies R. Bejger i in.: Obecność substancji humusopodobnych w roślinności torfotwórczej 27

28 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 11 z. 1 (33) tworze substancji humusowych z torfu wysokiego, zwiększenie natężenia napromieniowania światłem widzialnym nie wpływało na natężenie DFL. W przypadku wyciągu roślinnego podaną wyżej zależność opisywał wielomian trzeciego stopnia. Nienaświetlane roztwory SH z torfu niskiego i wysokiego oraz roślinności torfotwórczej nie wykazywały zjawiska długożyciowej fotoindukowanej luminescencji. PODSUMOWANIE Wyniki badań wskazują, że naświetlane substancje humusowe podlegają wyraźnym procesom fotochemicznym, którym towarzyszy powstawanie długożyciowych wolnych rodników i cząsteczek w stanie wzbudzonym, zdolnych do emisji promieniowania elektromagnetycznego, także w procesie luminescencji. Ma to szerszy aspekt, ponieważ promieniowanie elektromagnetyczne jest najdoskonalszym nośnikiem informacji ze względu na maksymalną szybkość i olbrzymią pojemność przekazu informacji. Metoda wykorzystująca zjawisko długożyciowej fotoindukowanej luminescencji ma szansę odegrać znaczącą rolę w badaniach substancji humusowych z różnych ekosystemów, zwłaszcza że jest czuła, łatwa i szybka. Umożliwi to zaoszczędzenie czasu i zmniejszenie kosztów badań. Wykorzystanie tej metody może ograniczyć w znacznym stopniu liczbę przeprowadzanych analiz, bez strat informacji, niezbędnych do sformułowania właściwych wniosków. LITERATURA GIEGUŻYŃSKA E. 2002. Badania nad zróżnicowaniem składu frakcyjnego, budową i właściwościami fizykochemicznymi kwasów huminowych gleb deluwialnych kateny Dłusko na Pojezierzu Ińskim. Rozprawa doktorska. Szczecin. AR ss. 167. GONET S.S., DĘBSKA B. 1993. Charakterystyka kwasów huminowych powstałych w procesie rozkładu resztek roślinnych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 411 s. 241 248. GONET S. S., ZAWALSKA Z. 1993. Wpływ nawożenia ściekami krochmalniczymi na właściwości kwasów huminowych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 411 s. 259 268. GONET S.S., DĘBSKA B. 1998. Properties of humic acids developed durning humification process of post-harvest resiudes. Environment International. Vol. 24. No 5/6 s. 603 608. HERBICHOWA M. 1998. Ekologiczne studium rozwoju torfowisk wysokich właściwych na przykładzie wybranych obiektów z środkowej części Pobrzeża Bałtyckiego. Rozprawa habilitacyjna. Gdańsk. UG ss. 119. LIPSKI M., SŁAWIŃSKI J., ZYCH D. 1999. Changes in the luminescent properties of humic acids induced by UV radiation. Journal of Fluorescence. Vol. 6. No 2 s. 133 138. MIELNIK L. 2007. Wykorzystanie zjawiska fotoindukowanej luminescencji w badaniach osadów dennych jezior. W: Ochrona i rekultywacja jezior. Pr. zbior. Red. R. Wiśniewski, J. Piotrowiak. Toruń. PZIiTS s. 143 150. MIELNIK L. 2009. Application of photoinduced luminescence in research of humic substances of various origins. Oceanological and Hydrobiological Studies. Vol. 38. No 3 s. 61 67.

R. Bejger i in.: Obecność substancji humusopodobnych w roślinności torfotwórczej 29 MIKLEWSKA J., GOŁĘBIOWSKA D., DZIADOWIEC H. 1994. Statistical approach to the differentiation of fluorescence spectra of humic acids against age. W: Humic substances in the global environment and implications on human health. Pr. zbior. Red. N. Senesi, T. M. Miano. Amsterdam. Elsevier s. 317 322. MYŚLINSKA E. 2001. Grunty organiczne i laboratoryjne metody ich badania. Warszawa. Wydaw. Nauk. PWN ss. 208. ORLOV D.S, GRIŠINA L.A., EROŠIČEVA N.L. 1969. Praktikum po biochimii gumusa. Moskva. MGU ss. 152. PARKER C.A. 1968. Photoluminescence of solutions. Amsterdam. Elsevier ss. 544. PROKOWSKI Z. 2001. Zestaw do ciągłej rejestracji fotoindukowanej luminescencji płynów i zawiesin. Acta Agrophysica. Vol. 48 s. 157 166. PROKOWSKI Z. 2001. Wpływ zmian ph na natężenie długożyciowej fotoindukowanej luminescencji materii organicznej zawartej w osadzie czynnym. W: Problemy inżynierii rolniczej na progu III tysiąclecia: Technika-Środowisko-Człowiek. Materiały XI Międzynarodowej Konferencji Naukowej. Szczecin. AR s. 415 417. PROKOWSKI Z. 2002. Nowe sposoby pomiarów parametrów luminescenyjnych glonów jako wskaźników zmian w środowisku. Rozprawa habilitacyjna. Szczecin. AR ss. 92. PUZYNA W. 1979. Fizykochemiczne przemiany indukowane światłem w substancjach humusowych. Rozpr. dokt. Szczecin Kraków. AR ss. 86. SAPEK A., SAPEK B. 1997. Metody analizy chemicznej gleb organicznych. Falenty. IMUZ ss. 80. SZAJDAK L. 2002. Właściwości chemiczne torfu. W: Torfowiska i torf. Pr. zbior. Red. P. Ilnicki. Poznań. AR s. 432 447. Romualda BEJGER, Dorota GOŁĘBIOWSKA, Paweł NICIA THE PRESENCE OF HUMIC-LIKE SUBSTANCES IN PEAT FORMING PLANTS Key words: high-moor peat, long-term photoinduced luminescence, low-moor peat S u m m a r y The aim of the study was to use the long-term photoinduced luminescence method to show similarity between alkaline extracts from low-moor and high-moor peat samples and alkaline extracts from peat forming plants: Carex and Sphagnum. All studied peat and peat-forming plant extracts showed the phenomenon of long-term photoinduced luminescence in the visible range of wavelengths. Recenzenci: dr hab. Andrzej Łachacz, prof. UWM prof. dr hab. Andrzej Sapek Praca wpłynęła do Redakcji 20.07.2009 r.