Změny v kvalitě huminových kyselin po aplikaci exogenní organické hmoty

Ing. Anežka Kühnová

Master's thesis

Changes in quality of humic acids after application of exogenous organic matter

Abstract:

Diplomová práce zkoumá vliv aplikace exogenních organických materiálů, konkrétně biouhlu, digestátu a kompostu na složení a kvalitu půdní organické hmoty. Izolace humi-nových kyselin byla provedena dle standardní mezinárodní metody IHSS (International Humic Substances Society). Elementární složení bylo stanoveno na elementárním analyzá-toru CHNS Vario EL III. Celkový obsah prvků byl stanoven na hmotnostním spektrome-tru ICP-MS – iCAP. Chemické složení a obsah funkčních skupin bylo stanoveno pomocí FTIR spektroskopie (Thermo Nicolet Avatar 320). Elektronová paramagnetická rezonance (EPR, Bruker Elexsys E500) sloužila ke stanovení koncentrace radikálů v molekule hu-minových kyselin. Byl prokázán statisticky významný nárůst obsahu humusových látek po aplikaci exogenní organické hmoty. Elementární analýza ukázala na tvorbu mladých huminových kyselin s nižší stabilitou. Nejvyšší hydrofobnost byla zjištěna po aplikaci digestátu a biouhlu. Byly identifikovány tyto funkční skupiny: karboxylové a amido sku-piny, karbonylové a karboxylové skupiny a alifatické skupiny. Obsah rizikových prvků nebyl po aplikaci kompostu, biouhlu a digestátu překročen. EPR spektroskopie ukázala, že po aplikaci kompostu a digestátu nebyla ovlivněna koncentrace radikálů u HK. Po apli-kaci biouhlu se určité aromatické struktury pravděpodobně staly součástí molekuly HK.

Abstract:

The diploma thesis deals with the effect of exogenous organic materials application bi-ochar, digestate and compost on soil organic matter composition and quality. The isolation of humic acids was carried out according to the International Humic Substances Society (IHSS) standard method. The elemental composition was determined on a CHNS Vario EL III elemental analyser. The total content of elements was measured by a mass spec-trometer ICP-MS – iCAP. The chemical composition and content of functional groups were determined by FTIR spectroscopy (Thermo Nicolet Avatar 320). Electron paramag-netic resonance (EPR, Bruker Elexsys E500) was used to determine the concentration of radicals in the humic acid molecule. There was a statistically significant increase in humic substances after the application of exogenous organic compounds. Elemental analysis indicated the formation of young humic acids with lower stability. The highest hydropho-bicity was found after the application of digestate and biochar. The following functional groups were identified: carboxylic and amido groups, carbonyl and carboxylic groups and aliphatic groups. The content of the risk elements was not exceeded after application of compost, biochar and digestate. EPR spectroscopy showed that the radical concentration was not change after compost and digestate application, but certain aromatic structures probably became part of the HK molecule after biochar application.

Keywords

ICP-MS-iCAP, huminové kyseliny, digestát, kompost, EPR, biouhel, FTIR

Keywords

FTIR, EPR, ICP-MS-iCAP, humic acids, digestate, biochar, compost

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2024
• Supervisor: doc. RNDr. Lubica Pospíšilová, CSc.
• Reader: Jelena Vitásková, Ing.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme:
Waste Management