Agronomie 23 (2003) 269-275
DOI: 10.1051/agro:2002090

Characterization of humic acids extracted from sewage sludge during composting and of their Sephadex® gel fractions

Soumia Amir^a, Mohamed Hafidi^a, Jean-René Bailly^b and Jean-Claude Revel<sup>b

a</sup>  Unité Sol et Environnement, Faculté des Sciences Semlalia, Dépt. de Biologie, BP 2390, Marrakech, Morocco
^b  École Nationale Supérieure Agronomique, Auzeville-Tolosane, BP 107, Toulouse, France

(Received 15 October 2001; revised 9 March 2002; accepted 6 August 2002)

Abstract
The molecular weight of humic acids extracted from sewage sludge at different stages of composting is estimated by separation on Sephadex gel. The two types of fractions obtained are characterized by Fourier Transform Infrared, Ultraviolet-Visible spectroscopy, and the E4/E6 ratio. The fraction of high molecular weight excluded from the gel largely prevails. This fraction consists of polycondensed lignin-like structures bearing peripheral lipidic and peptidic chains. The fraction retained on the gel is characterized by a low and medium molecular weight and is composed of low-condensed lignin constituents with high acidic functional group content. During composting, an increase in aromaticity and polycondensation degree of humic acids, and decrease in aliphatic, peptidic and lipidic compounds are observed. The results obtained show the continuity of the molecular weight gradient from small to very large humic macromolecules, and that humic macromolecules can be regarded as associations of molecular humic sub-units of a similar chemical nature.

Résumé
Caractérisation des acides humiques extraits lors du compostage de boues de station d'épuration et de leurs fractions sur gel de Sephadex®. L'estimation du poids moléculaire des acides humiques extraits des boues résiduaires lors du compostage est réalisée à l'aide d'une séparation sur gel de Séphadex. Les deux types de fractions obtenues sont caractérisés par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrier, ultraviolet-visible, et par le rapport E4/E6. La fraction de grand poids moléculaire exclue du gel prédomine largement. Elle est constituée de structures type lignine largement polymérisées sur lesquelles sont branchés des composés périphériques type peptidiques et lipidiques. La deuxième fraction, retenue sur le gel, caractérisée par des molécules de faible et moyen poids moléculaire, est composée de structures type lignine faiblement polymérisées avec une dominance de groupements fonctionnels. Lors du compostage, une augmentation du degré de polymérisation et d'aromaticité des acides humiques, et une diminution des composés aliphatiques, peptidiques et lipidiques ont été enregistrées. L'ensemble des résultats montre une continuité du gradient moléculaire des petites aux grosses macromolécules humiques, et la formation des macromolécules humiques à partir de sous-unités de nature chimique très semblable.

Key words: humic acid / sewage sludge compost / gel chromatography / spectroscopic characterization

Mots clés : acide humique / compost de boue résiduaire / chromatographie sur gel / caractérisation spectroscopique

Correspondence and reprints: Mohamed Hafidi
    e-mail: hafidi@ucam.ac.ma

Communicated by Gérard Guyot (Avignon, France)

© INRA, EDP Sciences 2003