Recent advances in the spectroscopic characterization of soil humic substances and their ecological relevance

Non destructive spectroscopic methods such as 13C‐ and 15N‐NMR provide new insights into the structure of humic substances. Solid state NMR is capable of studying complete native soils by the CPMAS‐technique. By means of nitrogen 15‐enriched composts it is suggested that nitrogen in soil organic matter is mainly located in amide and peptide structures. Most probable assignments are given. The investigation of humification processes in forest soils is possible via an approach which uses several fractionation techniques in combination with degradative and non‐degradative analytical techniques. Besides structure analysis, the 13C‐NMR‐spectroscopy provides important information about the functions of humic substances. By using 13C‐enriched xenobiotics the binding mechanism to organic matter can be elucidated on a molecular basis. Molecular fluorescence spectrometry, a non‐invasive method, is a powerful tool for the quantitative characterization of metal ion complexation by dissolved organic matter in aqueous leaf litter extracts in terms of conditional stability constants and metal binding capacities. Fortschritte in der spektroskopischen Charakterisierung von Huminstoffen und ihre ökologische Relevanz Nicht destruktive spektroskopische Methoden wie z.B. 13C‐ und 15N‐NMR liefern wichtige Hinweise auf die Struktur von Huminstoffen. Mittels CPMAS‐Technik können in der Feststoff‐NMR Böden ohne vorherige Extraktion untersucht werden. 15N angereicherte Komposte zeigen im 15N‐NMR‐Spektrum, daß der Stickstoff im Boden im wesentlichen in Amid‐und Peptid‐Strukturen gebunden ist. Für die Untersuchungen des Humifizierungsprozesses in Waldböden wird ein kombinierter Ansatz von Fraktionierungstechniken und degrativen sowie nicht degrativen analytischen Methoden vorgestellt. Neben der Strukturanalyse liefert die 13C‐NMR‐Spektroskopie wichtige Hinweise über die Funktion von Huminstoffen. So können durch 13C angereicherte Xenobiotika die Bindungsformen auf molekularer Basis aufgeklärt werden. Die Molekülfluoreszenz‐Spektrometrie ist eine zerstörungsfreie, operativ einfache Methode, die hervorragend geeignet ist für die quantitative Charakterisierung der Metallionen‐Komplexierung durch gelöste organische Substanzen in wäßrigen Laubstreu‐Extrakten (konditionale Stabilitätskonstanten, Metallbindungs‐Kapazitäten).