Interactions between Organic Model Compounds and Pesticides with Water-soluble Soil Humic Substances

Abstract

Interactions in solution of both water-soluble and sodium hydroxide extractable humic substances with four model organic compounds of different polarity and four pesticides of different solubility were investigated by size-exclusion chromatography. At neutral or alkaline pH, association occurred only for the most hydrophobic compounds (acridine orange and atrazine) and for bromocresol green, at low pH after charge suppression. The role of humic substances in promoting mobility of xenobiotic substances through the soil and their effect on interaction of xenobiotics with soil components was also examined. Dissolved humic substances enhance removal of hydrophobic xenobiotic compounds from solution by aluminium and iron hydroxides. The presence of humic substances in the solid phase (humified organic matter) also favours sorption of hydrophobic compounds, whereas predominance of non-humic soil organic matter components favour sorption of polar or negatively charged xenobiotic compounds. Wechselwirkung organischer Modellsubstanzen und Pestizide mit wasserlöslichen Huminstoffen aus Böden Die Wechselwirkung von Huminstoffen mit vier Modellsubstanzen unterschiedlicher Polarität (Acridinorange, 3,5-Dinitrobenzoesäure, Bromkresolgrün, Bromphenolblau) sowie vier Pestiziden unterschiedlicher Wasserlöslichkeit (Atrazin, Metamitron, Linuron, 4,6-Dinitro-o-kresol) wurde mittels Größenausschlusschromatographie untersucht. Dabei wurden sowohl wasserlösliche und als auch mit Natronlauge extrahierbare Huminstoffe eingesetzt. Assoziation trat im neutralen und alkalischen Bereich nur für die am stärksten hydrophoben Verbindungen (Acridinorange und Atrazin) auf und für Bromkresolgrün bei niedrigem pH-Wert aufgrund der Neutralisation negativer Ladungen. Die Rolle der Huminstoffe bei der Mobilisierung von Xenobiotika im Boden und der Einfluss der Huminstoffe auf die Wechselwirkung zwischen Bodenbestandteilen und Xenobiotika wurde ebenfalls untersucht. Durch gelöste Huminstoffe wird die Entfernung hydrophober Xenobiotika aus der wässrigen Phase durch Sorption an Aluminium- und Eisenhydroxid verbessert. Huminstoffe als Bestandteile der Festphase begünstigen ebenfalls die Sorption hydrophober Verbindungen. Überwiegen beim organischen Bodenmaterial hingegen die Nicht-Huminstoffe, wird die Sorption polarer oder negativ geladener Xenobiotika begünstigt.