Особенности концентрации германия витренами
Фрагмент текста из книги Юдовича Я.Э. и др.
Источник:Юдович Я.Э. Геохимия ископаемых углей (неорганические компоненты).//Я.Э.Юдович ,М.П.Кертис ,А.В.Мерц. – Л.: Наука, 1978. – 256 с.
Как известно, В.М. Ратынский первоначально связывал обогащение германия витренов с сильной гелификацией древесной ткани и образованием в ней коллоидальных гуминовых кислот, обладающих высокой способностью к физической и химической сорбции. Однако слабость такого объяснения в том, что гелифицированная основная масса углей, составляющая ЧАСТО в блестящих углях до 80-90% по объему, более гелифицирована, чем структурные ткани - витрены и ксилены. Как полагают, «основная масса» углей есть продукт предельного остудневания измельченных фрагментов растительных тканей, прошедших иногда даже стадию полного разжижения - коллоидного раствора, из которого затем выпала гелеобразная масса. Исходя из кон¬цепции гелификации, следует ожидать, что основная масса должна быть более германиеносна, чем витрены. Фактически же дело обстоит наоборот. Быть может, в обломках древесины содержится больше гуминовых кислот, чем в гелифицированной основ¬ной массе? Но и это предположение противоречит данным по современным торфяникам и молодым бурым углям. Древесина сосны, ольхи, березы, включенная в торф высокой степени разложения, содержала всего 9.9, 4.9, 15.6% гуминовых кислот, тогда как в сфагново-пушициевом торфе 40%-й степени разложе¬ния содержалось около 45% гуминовых кислот. Стволы деревьев в буроугольных пластах ГДР и Польши содержат гуминовых кислот в 5т-10- раз меньше, чем в окружающем угле, поэтому их количество в витренах должно быть меньшим (а не большим), чем в гелифицированной основной массе.
Необходимо было искать другие факторы, обеспечивающие. накопление р.э., особенно германия, именно в витрене, а не в гелифицированной основной массе. Лишь в последнее время в статье С.М. Манской и ее сотрудников были приведены новые экспериментальные данные и соображения, которые позволяют понять причину специфичности витренов как концентраторов Gе . Как выяснилось, причина обогащения витренов и других продуктов гелификации древесин - их изначальная обогащенность лигнином, в процессе превращения ,которого образуются вещества, способные прочно связывать Ge из растворов. С.М. Манская и сотрудники указывают, что полимолекула лигнина состоит из мономеров фенил-пропанового ряда - бензольного кольца с трех-углеродной боковой цепочкой и гидроксильной и метоксильной группами в о-положении. Отдельные мономеры связаны эфирными и углерод-углеродными связями. При химическом или микробиологическом воздействии эфирные связи разрываются в первую очередь и освобождаются мономеры и более крупные фрагменты полимолекулы лигнина. Эти дериваты лигнина подвергаются дематоксилированию, в них появляются ортодифенольные И ортооксихивоиные группировки, которые способны активно взаимодействовать с рядом металлов, в первую очередь с Gе . Ав-торы отмечают : “сведения о характере биологического разрушения лигнина и дальнейшего его превращения в природных условиях позволяют говорить о накоплении германия на торфяной стадии угле образования как о реакциях между растворимыми формами германия и карбонильными группировками дери¬ватов лигнина”. На основании проведенных модельных опытов авторы заключают : ,...в природных условиях в кислой среде болот (рН~4) значительная часть германия связывается этническим веществом торфяной древесины с образованием прочных комплексов".
В свете этих данных стали понятными и другие результаты и наблюдения, которые ранее не находили удовлетворительного объяснения. В частности, значительно раньше С.М. Манской и др. [1553 было показано, что древесный торф обладает повышенной сорбционной способностью к растворенному германию. В этих экспериментах было найдено, что древесный торф сорбирует 185 V /г Gе,тогда как другие виды торфа,состоящие из травянистой растительности или мхов,максимально сорбируют 80 V /г Ge.Эксперимэнты по сорбции торфами Ge [177] также показали,что наибольшей сорбционной способностью обладал древесный низинный торф 50%-й степени разложения.
В связи с обсуждаемым вопросом следует указать на за¬мечательное предвидение И.И. Аммосова, который еще в 1950 г. [5] считал возможным существование в период углефикации древесины веществ с иными химическими свойствами, чем окру¬жающая основная масса. Это он связывал с большой ролью лигнина в составе древесины.В состав витрена,образующегося из древесины,входят разбухшие клеточные стенки,которые имели повышенное содержание лигнина,тем большее,чем старше древесина.Таким образом,между витреном и десмитом существует изначальное химическое различие,выраженное в разном содержании лигнина.„Возможно, - писал И.И.Аммосов,-что гуминовые вещества лигнина на некоторой стадии углеобразования будут отличаться от гуминовых кислот, получаемых при изменении других органических соединений..." [5, с. 1561.] Как видим,эта догадка полностью подтвердилась.