Půdní roztok – supramolekulární architektura a stabilita rozpuštěné organické hmoty

Abstract

Tato diplomová práce je zaměřena na komplexní fyzikálně-chemickou charakterizaci půdních roztoků, zejména se zaměřením na studium stability a molekulární architektury rozpuštěné organické hmoty. Předmětem studia bylo šest půdních roztoků získaných z lyzimetrů v lokalitě Závišín. Tři vzorky půdních roztoků byly odebrány v prosinci 2022 a zbývající tři vzorky o měsíc později v lednu 2023, a to v horizontech ve 40, 60 a 80 cm pod povrchem půdy. Charakterizace půdních roztoků zahrnovala měření jejich pH a konduktivity. Pro stanovení koncentrace kationtů byla využita hmotnostní a optická emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem. Stanovení celkového obsahu rozpuštěné organické hmoty bylo provedeno podle technické normy ČSN 75 7536 a pomocí UV/Vis spektrometrie byly vypočteny hodnoty absorpčních koeficientů. Na základě vyhodnocených spekter z infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací byly identifikovány funkční skupiny a základní struktury půdních roztoků. Hlavním přínosem byla fluorescenční spektrometrie, pomocí níž byly stanoveny intenzity fluorescence fluoroforů A–fulvic-like a C–humic-like. Také byla měřena velikost částic pomocí dynamického rozptylu světla a zeta potenciál, který byl vhodným ukazatelem stability vybraných vzorků půdních roztoků. Získané výsledky velmi dobře charakterizovaly, jak jednotlivé půdní roztoky, tak i rozpuštěnou organickou hmotu.This final thesis is focused on the complex physico-chemical characterization of soil solutions, especially with a focus on the study of the stability and molecular architecture of dissolved organic matter. The subject of the study was six soil solutions obtained from lysimeters in the Závišín locality. Three soil solution samples were taken in December 2022 and the remaining three samples were taken one month later in January 2023, at horizons at 40, 60 and 80 cm below the soil surface. Characterization of soil solutions included measurements of their pH and conductivity. Mass and optical emission spectrometry with inductively coupled plasma was used to determine the concentration of cations. The determination of the total dissolved organic matter content was carried out according to the technical standard ČSN 75 7536 and the values of absorption coefficients were calculated using UV/Vis spectrometry. Functional groups and basic structures of soil solutions were identified based on the evaluated spectra from infrared spectrometry with Fourier transformation. The main contribution was fluorescence spectrometry, which was used to determine the fluorescence intensities of A–fulvic-like and C–humic-like fluorophores. Particle size was also measured using dynamic light scattering and zeta potential, which was a suitable indicator of the stability of selected soil solution samples. The obtained results very well characterized both individual soil solutions and dissolved organic matter.