Том 25, номер 09, статья № 14

Аннотация:

Изучена концентрационная зависимость интенсивности флуоресценции фракций гуминовых кислот (ГК) с известной молекулярной массой. Обнаружено, что с ростом концентрации ГК интенсивность флуоресценции для всех фракций уменьшается. Это уменьшение интерпретировано как проявление самотушения флуоресценции ГК. Для всех фракций измерены константы самотушения флуоресценции K_ст (K_ст > 10⁷ л/моль), которые заметно превышают значения констант тушения флуоресценции макромолекул ГК ионами металлов и органическими молекулами (10³–10⁵ л/моль). Установлен рост Kст с увеличением молекулярной массы фракций ГК. Интерпретация этому факту дается в рамках модели самоассоциации макромолекул ГК, в основе которой лежат представления о решающей роли гидрофобных сил.

Ключевые слова:

самотушение флуоресценции, константа Штерна–Фольмера, фракции гуминовых кислот

Список литературы:

1. Stevenson F.J. Humus Chemistry. Genesis, Composition, Reactions. 2nd Еd. N.Y.: John Wiley and Sons, Inc., 1994. 386 p.
2. Senesi N., Miano T.M., Provenzano M.R., Brunetti G. Characterization, differentiation and classification of humic substances by fluorescence spectroscopy // Soil Sci. 1991. V. 152, N 4. P. 259–271.
3. Provenzano M.R., D`Orazio V., Jerzykiewicz M., Senesi N. Fluorescence behaviour of Zn and Ni complexes of humic acids from different sources // Chemosphere. 2004. V. 55, N 6. P. 885–892.
4. Hays M.D., Ryan D.K., Pennel S. Multi-wavelength fluorescence-quenching model for determination of Cu2+ conditional stability constants and ligand concentrations of fulvic acid // Appl. Spectrosc. 2003. V. 57, N 4. P. 454–460.
5. Monteil-Rivera F., Dumonceau G. Fluorescence spectro-metry for quantitative characterization of cobalt (II) comlexation by Leonardite humic acid // J. Anal. Bioanal. Chem. 2002. V. 374, N 7. P. 1105–1109.
6. Chen S., Inskeep W.P., Williams S.A., Callis P.R. Fluorescence lifetime measurements of fluoranthene, 1-naphtol and napropamide in the presence of dissolved humic acid // Environ. Sci. Technol. 1994. V. 28, N 9. P. 1582–1586.
7. Gauthler T.D., Seltz W.R., Grant C.L. Effect of structural and compositional variations of dissolved humic materials on pyrene Koc values // Environ. Sci. Technol. 1987. V. 21, N 3. P. 243–248.
8. Ященко Н.Ю., Перминова И.В., Петросян В.С., Филиппова Е.М., Фадеев В.В. Взаимодействие гумусовых кислот различного происхождения с полиароматическими углеводородами: влияние рН и ионной силы раствора // Вестн. МГУ. Cер. 2. 1999. Т. 40, N 2. С. 188–193.
9. Ryan D.K., Weber J.H. Copper (II) comlexing capacities of natural waters by fluorescence quenching // Environ.  Sci.  Technol.  1982.  V. 16,  N 12.  P. 866–872.
10. Piana M.J., Zahir K.O. Investigation of metal ions binding of humic substances using fluorescence emission and synchronous-scan spectroscopy // Environ. Sci. Health. 2002. V. 35, N 1. P. 87–102.
11. Лаврик Н.Л., Муллоев Н.У. Изучение влияния ассоциации на структуру гуминовых кислот по тушению флуоресценции // Ж. прикл. спектроскопии. 2010. Т. 77, № 4. С. 627–632.
12. Shin H.S., Monsallier J.M., Choppin G.R. Spectroscopic and chemical characterizations of molecular size fractionated humic acid // Talanta. 1999. T. 50, N 5. P. 641–647.
13. Lochmuller C.H., Saavedra S.S. Conformational changes in a soil fulvic acid measured by time-dependent fluorescence depolarization // Anal. Chem. 1986. V. 58, N 9. P. 1978–1981.
14. Соколова И.В., Чайковская О.Н., Бегинина А.А. Спектрально-люминесцентные свойства гуминовых кислот // Оптика атмосф. и океана. 2004. Т. 17, № 2–3. С. 241–244.
15. Паркер С. Фотолюминесценция растворов / Пер. с англ. М.: Мир, 1972. 510 с.
16. Trubetskoj O.A., Trubetskaya O.E., Afanas`eva G.V., Reznikova O.I., Saiz-Jimenez C. Polyamide gel electrophoresis of soil humic acid fractionated by size exclusion chromatography and ultrafiltration // J. Chromatography A. 1997. V. 767, N 2. P. 285–288.
17. Trubetskaya O., Trubetskoj O., Giyot G., Andreux F., Richard C. Fluorescence of soil humic acids and their fractions obtained by tandem size exclusion chromatography – polyacrylamide gel electrophoresis // Organic Geochemistry. 2002. V. 33, N 2. P. 213–220.
18. Лаврик Н.Л., Августинович И.А. Простой наносекундный флуориметр на базе спектрометра ДФС-12 // Ж. физ. хим. 1986. Т. 54, № 12. С. 1216–1218.
19. Khoe S., Memarian H.R. -diphenylnitronesFluorescence self-quenchimg of substituted N, in various solvents // J. Photochem. Photobiol. A. 2006. V. 177, N 2. P. 276–285.
20. MacDonald R.I. Characteristics of self-quenching of the fluorescence of lipid-conjugated rhodamine in membranes // J. Biol. Chem. 1990. V. 265, N 23. P. 13533–13539.
21. Phillips D., Gray D., Khalid-Al-Ani. On the self-quenching of the first excited Singlet States of aromatic molecules in gas phase // J. Chem. Soc. (A). 1971. V. 3, N 6. P. 905–908.
22. Sorokin N.I., Lavrik N.L., Skubnevskaya G.I., Bazhin N.M., Molin Yu.N. Magnetic field effects on the fluorescence of formaldehyde-h₂ and formaldehyde-d2 // Noveau Journal de Chimie. 1980. V. 4, N 2. P. 395–401.
23. Weisshaar J.C., Baronavski A.P., Cabello A., Moore C.B. Collisionless decay, vibrational relaxation, and intermediate case quenching of S1 formaldehyde // J. Chem. Phys. 1978. V. 69, N 13. P. 4720–4731.
24. Mobed J.J., Hemmingsen S.L., Autry J.L., McGown L.B. Fluorescence characterizartion of IHSS humic substancies: total luminescence spectra with absorption correction // Environ. Sci. Technol. 1996. V. 30, N 15. P. 3061–3065.
25. Лаврик Н.Л., Ефимов Ю.Я., Муллоев Н.У. Зависимость эффекта внутреннего фильтра от диаметра возбуждающего луча в спектрах испускания флуоресценции // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 5. С. 381–385.
26. Ришар К., Гийо Ж., Агуер Ж.-П., тер-Хале А., Трубецкая О.Е., Трубецкой О.А. Роль фракционирования при изучении фотохимических свойств гумусовых веществ // Рос. хим. ж. 2008. Т. 11, № 1. С. 107–113.
27. Пацаева С.В., Фадеев В.В., Филиппова Е.М., Чубаров В.В., Южаков В.И. Эффект насыщения флуоресценции растворенных натуральных, органических веществ // Вест. МГУ. Сер. 3. 1992. Т. 33, № 5. С. 38–42.
28. Лаврик Н.Л., Муллоев Н.У. Влияние концентрации гуминовых кислот в водных растворах на структуру их макромолекул // Химия в интересах устойчивого развития. 2006. Т. 14, № 2. С. 379–390.
29. Christl I., Knicker H., Kogel-Knaber I., Kretzschmar R. Chemical heterogeneity of humic substances: characterization of size fractions obtained by hollow vibre ultrafiltration // European J. Soil Sci. 2002. V. 51, N 4. P. 617–621.
30. Swift R.S., Leonard R.I., Newman R.H., Theng B.K.G. Changes in humic acid composition with molecular weight as detected by C-13 nuclear magnetic-resonance spectroscopy // Science of the Total Environ. 1992. V. 118, N 1. P. 53–61.
31. Korshin G.V., Frenkel A.I., Stern E.A. EXAVS study of the inner shell structure in copper (II) complexes with humic substances // Environ. Sci. Technol. 1998. V. 32, N 18. P. 2699–2705.