Методы определения содержания тяжелых металлов
Обновлено: 04.10.2024
Руководящий документ устанавливает порядок выделения и определения подвижных форм тяжелых металлов, сорбированных на взвешенных веществах рек при организации наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши, выполняемых в рамках Государственной службы наблюдений за состоянием объектов природной среды. Руководящий документ предназначен для оперативно-производственных подразделений, осуществляющих наблюдения за состоянием поверхностных вод суши, а также при проведении работ по оперативному мониторингу загрязнения вод
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И
МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (РОСГИДРОМЕТ)
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
РД 52.24.671-2005
МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
ВО ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВАХ
ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД СУШИ
В УСЛОВИЯХ ОПАСНЫХ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ГУ «ГХИ» Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)
2 РАЗРАБОТЧИКИ А.М. Никаноров, чл.-корр. РАН, руководитель разработки; Т.П. Лапшина, канд. хим. наук; А.П. Коренев, канд. хим. наук.
3 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 13.12.2005 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ВО ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВАХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД СУШИ В УСЛОВИЯХ ОПАСНЫХ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Дата введения - 2006-07-01
1 Область применения
Настоящий руководящий документ устанавливает порядок выделения и определения подвижных форм тяжелых металлов, сорбированных на взвешенных веществах рек при организации наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши, выполняемых в рамках Государственной службы наблюдений за состоянием объектов природной среды. Руководящий документ предназначен для оперативно-производственных подразделений, осуществляющих наблюдения за состоянием поверхностных вод суши, а также при проведении работ по оперативному мониторингу загрязнения вод.
2 Нормативные ссылки
В настоящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения
ГОСТ 19179-73 Гидрология суши. Термины и определения
ГОСТ Р 51309-99 Вода питьевая. Определение содержания элементов методом атомной спектрометрии
РД 52.24.377-95 Методика выполнения измерений массовой концентрации металлов в поверхностных водах суши методом атомной адсорбции с прямой электротермической атомизацией
РД 52.24.468 -95 Методика выполнения измерений массовой концентрации взвешенных веществ и общего содержания примесей в водах весовым методом.
3 Термины и определения
Термины и определения, используемые в настоящем руководящем документе и пояснения к ним даны по ГОСТ 19179 , ГОСТ 17.1.1.01 и гидрохимическому словарю [1].
3.1 водный объект: Сосредоточение природных вод на поверхности суши либо в горных породах, имеющих характерные формы распространения и черты режима ( ГОСТ 19179 ).
3.2 взвешенные вещества в природных водах: Частицы минерального и органического происхождения, имеющие большие размеры, чем коллоидные частицы и находящиеся в воде во взвешенном состоянии [1].
3.3 загрязняющее воду вещество (загрязняющее вещество): Вещество в воде, вызывающее нарушение норм качества воды ( ГОСТ 17.1.1.01 ).
3.4 миграция химических веществ: Перемещение химических веществ, содержащихся в природных водах, вместе с водной массой внутри нее, выпадение их в осадок, удаление в атмосферу или потребление их растительными и животными организмами [1, 2, 4, 5].
4 Общие положения
4.1 Распределение металлов между растворенной и взвешенной формами в таких сложных системах, как поверхностные воды суши, зависит от многих факторов, включая химические свойства металлов, состав взвешенных веществ, наличие комплексообразующих веществ, рН среды, минерализация воды.
4.2 Наиболее важным, как при изучении природных процессов, так и при разработке вопросов охраны окружающей среды, является определение подвижных форм тяжелых металлов, способных при определенных условиях переходить в растворенное состояние из взвешенных веществ и донных отложений. Кроме того, взвешенные вещества и донные отложения входят в пищевую цепь биоты водоемов [2, 3].
4.3 Для тяжелых металлов не существует механизмов самоочищения - они лишь перемещаются из одной природной среды в другую, взаимодействуя с различными категориями живых организмов, и повсюду оставляют видимые нежелательные последствия этого взаимодействия.
4.4 Тяжелые металлы от 20 % до 70 % находятся в силикатной и алюмосиликатной части взвешенных веществ, вторую половину составляют подвижные формы - поверхностно-сорбированная, ионообменная, карбонатные, гидроксильные формы железа и марганца, связанные с органическим веществом.
4.5 Для наблюдения и контроля за состоянием загрязненности поверхностных вод суши определение в них только растворенной формы металлов недостаточно, необходимо определение их во взвешенных веществах, особенно подвижных форм металлов.
4.6 В качестве критериев оценки состояния загрязненности водных объектов следует использовать уровень превышения общего содержания тяжелых металлов в створе наблюдений по сравнению с фоновым.
5 Сущность метода
5.1 Метод основан на выделении взвешенных веществ фильтрованием и определении всех форм миграции тяжелых металлов.
Взвешенные вещества отделяют фильтрованием через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм. Во взвешенных веществах определяют следующие формы тяжелых металлов: 1 - поверхностно-сорбированные и входящие в обменный комплекс взвешенных частиц металлы; 2 - металлы, связанные с аморфными гидроксидами; 3 - металлы, связанные с органическим веществом; 4 - металлы, входящие во внутреннюю структуру минералов, в основном силикатов и алюмосиликатов.
5.2 Отбор необходимого количества взвешенных веществ и процедура извлечения и определения этих четырех форм металлов достаточно трудоемки. Поэтому предложен ускоренный метод определения суммы подвижных форм тяжелых металлов во взвешенных веществах водоемов, который может позволить обнаружить опасные уровни загрязнения поверхностных вод суши при аварийных ситуациях.
6 Ускоренный метод определения ионов тяжелых металлов с учетом взвешенных веществ в условиях опасных уровней загрязнения
6.1 В нефильтрованную пробу воды добавляют концентрированную азотную кислоту из расчета 3 см 3 на 200 см 3 воды; кроме того, для разрушения органического вещества применяют аммоний надсернокислый из расчета 0,1 г на 200 см 3 воды.
6.2 Пробу кипятят 15 мин. В раствор переходит сумма подвижных форм металлов, оказывающих негативное влияние на биоту водоемов.
6.3 Одновременно проводят определение металлов в отфильтрованной пробе воды.
6.4 Измерение концентрации металлов в пробе воды выполняют по ГОСТ Р 51309 и РД 52.24.377 .
6.5 Одновременно определяют по РД 52.24.468 количество взвешенных веществ. Концентрацию металлов в пробе пересчитывают на взвешенное вещество, микрограмм металла в 1 г взвешенного вещества. Пример расчета приведен в приложении А.
6.6 В случае определения высоких (превышающих фоновые значения в несколько раз) содержаний взвешенных веществ, необходимо провести исследования по выявлению форм тяжелых металлов, сорбированных на взвешенных веществах, и учитывать эти результаты при оценке негативного влияния на биоту водоема.
7 Методы выделения форм тяжелых металлов из взвешенных веществ поверхностных вод суши
7.1 Образец взвешенных веществ (от 0,5 до 1,0 г) сушат при 60 °С в течение 4 ч и точную навеску помещают в полиэтиленовую пробирку емкостью 25 - 30 см 3 для центрифугирования.
Для выделения форм тяжелых металлов применяют соотношение образца взвешенного вещества и раствора экстрагента как 1 г на 20 см 3 . Все операции последовательной экстракции различными экстрагентами проводят с отделением раствора от осадка с помощью центрифуги в одном центрифужном цилиндре. К образцу добавляют уксусную кислоту концентрации 1,0 моль/дм 3 и встряхивают в течение 4 ч на приборе для встряхивания. Центрифугируют 30 мин при 6000 об/мин. Центрифугат декантируют для определения содержания поверхностно-сорбированных и входящих в обменный комплекс взвешенных частиц металлов, а также связанных с карбонатами.
7.2 К осадку в центрифужной пробирке приливают реактив Честера (смесь 350 см 3 35 %-го раствора уксусной кислоты и 150 см 3 25 %-го раствора солянокислого гидроксиламина) в объеме 10 см 3 , проводят встряхивание 4 ч и повторно центрифугирование.
Центрифугат сливают для определения содержания металлов, связанных с аморфными гидроксидами.
7.3 Осадок, оставшийся в пробирке порциями по 1 см 3 обрабатывают 5 раз 30 %-ным пероксидом водорода, выпаривая каждый раз раствор на водяной бане, затем добавляют 10 см 3 уксусной кислоты концентрации 1 моль/дм 3 , встряхивают 4 ч, вновь центрифугируют и раствор сливают для определения содержания металлов, связанных с органическим веществом.
7.4 К осадку в центрифужной пробирке добавляют 2 см 3 концентрированной серной кислоты, 10 см 3 концентрированной фтористоводородной кислоты и выпаривают на песчаной бане. Обработку осадка проводят 2 раза. Сухой остаток растворяют в соляной кислоте концентрации 6 моль/дм 3 , разбавляют до 10 см 3 дистиллированной водой до концентрации по кислоте примерно 1 моль/дм 3 . В этом растворе определяют металлы, входящие в кристаллическую решетку силикатов, алюмосиликатов.
7.5 Методика выделения форм тяжелых металлов во взвешенных веществах может быть применена и к илистым донным отложениям водных объектов.
7.6 Измерение концентрации металлов в экстрагенте выполняется в соответствии с ГОСТ Р 51309 , РД 52.24.377 . Далее рассчитывают массовую долю тяжелых металлов в 1 г взвешенных веществ.
7.7 Пример расчета содержания металла во взвешенном веществе приведен в приложении Б.
7.8 При оценке опасных уровней загрязнения рек тяжелыми металлами, могут быть использованы результаты, приведенные в приложении В, таблицы B.1 , B.2 .
Приложение А
(справочное)
Пример расчета содержания металла, определяемого ускоренным методом во взвешенном веществе пробы воды
Определено в растворенном состоянии в фильтрованной пробе, например меди, 10 мкг/дм 3 , в нефильтрованной пробе воды - 31 мкг/дм 3 меди, т.е. на долю взвешенных веществ приходится 31 - 10 = 21 мкг/дм 3 . Количество взвешенных веществ составляет 0,07 г/дм 3 .
Количество меди в 1 г взвешенных веществ - 3000 мкг.
Приложение Б
(справочное)
Пример расчета содержания металла во взвешенном веществе пробы воды
Масса взвешенного вещества составляет 0,7 г.
Количество экстрагента, взятого в соотношении к массе взвешенного вещества 20:1, составляет 14 см 3 .
Концентрация металла, например, меди, в экстрагенте составляет 2 мкг/см 3 , в 14 см 3 - 28 мкг, т.е. в 0,7 г взвешенного вещества содержится меди 28 мкг, в пересчете на грамм вещества
Приложение В
(рекомендуемое)
Распределение форм тяжелых металлов во взвешенном веществе рек
Для получения количественных оценок по распределению и переносу тяжелых металлов во взвешенных веществах, проведены исследования в замыкающих створах 10 рек, расположенных в различных физико-географических зонах: реки Мезень, Неман, Миус, Дон, Кубань, Терек, Кура, Риони, Урал, Лена. Отбор проб проведен в замыкающих створах рек в основные гидрологические фазы - половодье и летне-осеннюю межень. Из 150 образцов взвешенных веществ для определения содержания металлов в них, взято 35 образцов, где масса составляла не менее 0,5 г (таблица В.1).
Связь между металлами и взвешенными частицами может возникать за счет адсорбции ионов металлов на поверхности гидроксидов, ионного обмена на глинистых минералах, связывания органической составляющей взвешенного вещества или коллоидным органическим веществом, адсорбцией на образующихся комплексах металлов.
Наиболее эффективно сорбция тяжелых металлов протекает на глинистых минералах, особенно на высокодисперсной пелитовой фракции, на гидроксидах железа и марганца, которые, в свою очередь, могут быть осаждены на поверхности твердых агрегатов.
Анализ состава взвешенного вещества природных вод свидетельствует о доминировании оксидов железа, марганца и алюминия. На твердых поверхностях глин и других минеральных частиц могут осаждаться гуминовые вещества, гуминовые и фульвокислоты, которые в силу своей высокой комплексообразующей способности повышают сорбцию тяжелых металлов на взвешенных веществах. Форма связи тяжелых металлов с взвешенными веществами определяет их подвижность в процессе миграции в природных водах. Результаты исследований могут быть использованы для ориентировочной оценки о среднем содержании того или иного металла во взвешенных веществах рек, формах их нахождения и о степени превышения этого содержания при оценке опасных уровней загрязнения в исследуемом объекте.
По увеличению содержания во взвешенных веществах элементы располагаются в следующем порядке: кадмий, кобальт, медь, никель, хром, свинец, цинк, марганец, железо. С увеличением доли тех или иных форм в миграции элементов их можно расположить в следующие ряды: металлы поверхностно-сорбированные и входящие в обменный комплекс - железо, хром, кобальт, никель, медь, свинец, кадмий, цинк, марганец; металлы, связанные с аморфными гидроксидами - хром, никель, железо, кобальт, кадмий, медь, цинк, свинец, марганец; металлы, связанные с органическими веществами - марганец, кадмий, цинк, свинец, кобальт, хром, железо, медь, никель.
Как видно из таблицы В.2 более 50 % хрома, железа, кобальта представлена в малоподвижной форме в составе внутренних структур минералов, главным образом силикатов. Большая часть, более 50 %, кадмия, свинца, никеля, меди, марганца находится в составе подвижных форм, что должно учитываться при оценке негативного влияния на биоту водоема.
Таблица В.1 - Содержание форм тяжелых металлов во взвешенных веществах рек
Методы обнаружения тяжелых металлов
В настоящее время существуют две основные группы аналитических методов для определения тяжелых металлов: электрохимические и спектрометрические методы. В последнее время с развитием микроэлектроники электрохимические методы получают новое развитие, тогда как ранее они постепенно вытеснялись спектрометрическими методами. Среди спектрометрических методов определения тяжелых металлов первое место занимает атомно-абсорбционная спектрометрия с разной атомизацией образцов: атомно-абсорбционная спектрометрия с пламенной атомизацией (FAAS) и атомно-абсорбционная спектрометрия с электротермической атомизацией в графитовой кювете (GF AAS). Основными способами определения нескольких элементов одновременно являются атомная эмиссионная спектрометрия с индукционно связанной плазмой (ICP-AES) и масс-спектрометрия с индукционно связанной плазмой (ICP-MS). За исключением ICP-MS остальные спектрометрические методы имеют слишком высокий предел обнаружения для определения тяжелых металлов в воде.
Определение содержание тяжёлых металлов в пробе производится путем перевода пробы в раствор – за счет химического растворения в подходящем растворителе (воде, водных растворах кислот, реже щелочей) или сплавления с подходящим флюсом из числа щелочей, оксидов, солей с последующим выщелачиванием водой. После этого соединение искомого металла переводится в осадок добавлением раствора соответствующего реагента – соли или щелочи, осадок отделяется, высушивается или прокаливается до постоянного веса, и содержание тяжёлых металлов определяется взвешиванием на аналитических весах и пересчетом на исходное содержание в пробе. При квалифицированном применении метод дает наиболее точные значения содержания тяжёлых металлов, но требует больших затрат времени.
Для определения содержания тяжёлых металлов электрохимическими методами пробу также необходимо перевести в водный раствор. После этого содержание тяжёлых металлов определяется различными электрохимическими методами – полярографическим (вольтамперометрическим), потенциометрическим, кулонометрическим, кондуктометрическим и другими, а также сочетанием некоторых из перечисленных методов с титрованием. В основу определения содержания тяжёлых металлов указанными методами положен анализ вольт-амперных характеристик, потенциалов ион-селективных электродов, интегрального заряда, необходимого для осаждения искомого металла на электроде электрохимической ячейки (катоде), электропроводности раствора и др., а также электрохимический контроль реакций нейтрализации и др. в растворах. С помощью этих методов можно определять тяжёлые металлы до 10 -9 моль/л.
Методы очистки
В случае если металлы содержатся в воде в ионной форме, обработка воды сводится к изменению водородного показателя (pH) до нужного уровня, чтобы перевести металлы в нерастворимую форму (для многих металлов оптимальным является pH 9.0-10.5) с последующим отделением металла в виде осадка от воды. В каждом конкретном случае, в зависимости от присутствия различных примесей в обрабатываемой воде, концентрации металла, степени требуемой очистки, и т. д., для обработки могут применяться различные химикаты - катализаторы, коагуляторы и т. д., каждый из которых позволяет сделать процесс обработки более надёжным и эффективным. Самый простой способ разделения металла, переведённого в нерастворимую форму, и воды - это гравитационное осаждение в специальных осаждающих ёмкостях с периодической откачкой осевшего на дно металла на обезвоживание и просушку. Самым большим недостатком этого метода является его повышенная чувствительность к присутствию в воде других соединений и, в особенности - перекиси водорода и мыла или детергентов, которые не дают сформироавшемуся осадку высаживаться на дно. Значительно более надёжным является мембранный метод сепарации, где вместо осаждающей ёмкости используется специальная мембранная установка, позволяющая сконцентрировать осадок до густоты зубной пасты и при этом получать обработанную воду с постоянно низкой остаточной концентрацией металла (обычно менее 1мг/литр). В случае необходимости обработки больших объёмов сточных вод с относительно невысоким содержанием металлов наиболее оптимальной является ионо-обменная технология, использующая способность ионообменных смол аккумулировать на своей поверхности, при определённых условиях, ионы металлов. Степень очистки воды данным методом очень высока. Смола, по достижении точки насыщения, регенерируется кислотой. В процессе регенерации получается небольшой объём кислоты с высоким содержанием металла. Срок службы смолы, в зависимости от нагрузки, исчисляется годами. Если сточные воды, содержащие тяжелые металлы, осложнены присутствием сильных хелантов, то перечисленные выше методы обработки будут малоэффективны. Как правило, сточные воды подобного типа встречаются в гальванических и электролизных производствах в виде отработанных растворов и сравнительно не велики по объёму. Для сточных вод подобного типа рекомендуется химический метод циклической обработки в специальных ёмкостях-реакторах. Циклический процесс обработки состоит из нескольких последовательных операций: закачки обрабатываемого раствора, выставления необходимого pH, добавления необходимых химикатов, перемешивания, прокачки через прессующий фильтр (обезвоживание) и, если необходимо, подсушивание получаемого твёрдого продукта. В зависимости от содержащихся в растворе металлов, соответственно меняется и состав реактивов для обработки.
Заключение
В заключение моей работы хотелось бы сказать, что воздействие тяжелых металлов, очень пагубно сказывается на окружающей среде. Приводит к загрязнению воды, отравлению гидробионтов тяжелыми металлами. Такое воздействие связано с антропогенным фактором. Предприятия не производят должную очистку сбрасываемых вод, что отрицательно сказывается на экологии. Я считаю что на предприятия тяжелой, химической, текстильной, и прочих промышленностей, должны устанавливаться новейшие очистные системы, для решения этой острой проблемы.
Список литературы
1. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Экологический мониторинг суперэкотоксикантов. М.: Химия, 1996. - 320 с.
2. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. М.: 1995. - 232 с.
3. Мур Дж., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. М.: Мир, 1987. - 286 с.
4. Никаноров А.М., Жулидов А.В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. СПб.: Гидрометеоиздат, 1991. - 312 с.
5. Уильямс Д. Металлы жизни. М.: Мир, 1975. - 236 с.
6. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии. М.: Просвещение, 1995. - 240 с.
Методы определения содержания тяжелых металлов
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ СЕЛЬХОЗУГОДИЙ И ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА
(издание 2-е, переработанное и дополненное)
Зам. Министра сельского хозяйства Российской Федерации А.Г.Ефремов
10 марта 1992 г.
B настоящих методических указаниях изложены методы отбора проб, подготовки их к анализам и определения тяжелых металлов (цинка, меди, свинца, кадмия и ртути) в пробах почв, продукции растениеводства и кормах.
Методические указания предназначены для использования в работе проектно-изыскательских станций химизации сельского хозяйства и их филиалов и других учреждений, определяющих содержание тяжелых металлов в указанных объектах.
При переработке методических указаний учтены замечания Калининградской, Красноярской, Сумской, Херсонской, Хабаровской областных и Эстонской республиканской станций химизации.
Методические указания подготовили: канд. хим. наук А.В.Кузнецов, канд. с.-х. наук А.П.Фесюн, канд. с.-х. наук С.Г.Самохвалов (ЦИНАО); канд. физ.-мат. наук Э.П.Махонько (НПО "Тайфун").
Первая редакция методических указаний утверждена заместителем Председателя Госагропрома СССР Г.А.Романенко 16.01.89 г.
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. В последние годы уделяется особое внимание проблеме загрязнения окружающей природной среды тяжелыми металлами (ТМ) и другими токсичными элементами.
В связи с возрастающими масштабами техногенного загрязнения окружающей среды ряд тяжелых металлов и токсичных элементов включен в международные и отечественные списки загрязняющих веществ, подлежащих контролю.
По степени опасности химические элементы подразделяются на три класса (ГОСТ 17.4.1.02-83) [1]:
1 - вещества высокоопасные;
2 - вещества умеренноопасные;
3 - вещества малоопасные.
Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов, к классам опасности
Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен
Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон
Класс опасности химических веществ устанавливается не менее чем по трем показателям в соответствии с приложением 1.
1.2. Специалисты агрохимической службы, научно-исследовательских институтов, проектно-изыскательских станций химизации сельского хозяйства и их филиалов, районных и межрайонных агрохимических лабораторий осуществляют систематический контроль за загрязнением почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства тяжелыми металлами в следующих случаях:
1.2.1. При использовании отходов промышленности и коммунального хозяйства в качестве средств химизации сельского хозяйства - известьсодержащие отходы, фосфогипс, осадки сточных вод, компосты из твердых бытовых отходов (ТБО);
1.2.2. При комплексной природоохранной оценке технологий использования средств химизации, в первую очередь при комплексном агрохимическом окультуривании полей;
1.2.3. При интенсивном загрязнении почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства выбросами промышленных отходов предприятий, определенном на основании данных инвентаризации источников загрязнения;
1.2.4. При использовании сточных вод, содержащих ТМ и другие токсичные примеси, для орошения сельскохозяйственных угодий.
1.3. Работы по контролю за использованием отходов сточных вод и загрязнением почв сельскохозяйственных угодий техногенными выбросами (п.1.2.1-1.2.3.) проводятся, как правило, по договорам с предприятиями, являющимися источниками загрязнения, а при проведении природоохранной оценки технологий использования средств химизации сельского хозяйства (п.1.2.4.) - по договорам с областными (краевыми, АССР) агропромышленными объединениями.
2. ПЛАНИРОВАНИЕ РАБОТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ, ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА И КОРМАХ
2.1. Работы по определению содержания ТМ в почвах, продукции растениеводства и кормах проводятся проектно-изыскательскими станциями химизации сельского хозяйства и их филиалами по программам, согласованным с республиканскими объединениями "Сельхозхимия", республиканскими и региональными научно-методическими центрами и областными (республиканскими, краевыми) агропромышленными объединениями.
Работа включается в производственно-финансовый план станции химизации и оплачивается в соответствии с утвержденными нормами выработки и расценками.
2.2. Для обоснованного планирования работ по выявлению и предотвращению накопления ТМ и других токсичных элементов в почве сельскохозяйственных угодий, продукции растениеводства и кормах с целью безопасного и высокопроизводительного ведения сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения проектно-изыскательские станции химизации должны располагать полной информацией о предприятиях - источниках загрязнения и используемых и планируемых к использованию в качестве средств химизации отходах.
2.3. В первую очередь обращается внимание на известь и гипссодержащие отходы (их смеси), отходы промышленности и коммунального хозяйства, используемые в качестве органических удобрений, отходы, применяемые как макро- и микроудобрения. При этом учитывается значимость каждого вида отхода для использования в условиях области (АССР, края, зоны обслуживания).
Проводится максимально возможный сбор информации о физических свойствах, химическом составе отходов, наличии токсичных элементов.
2.4. Планирование работ по изучению загрязнения почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства токсичными выбросами предприятий осуществляется на основании следующих показателей:
- снижения урожайности и ухудшения качества урожая сельскохозяйственных культур;
- изменения роста и развития растений;
- негативного влияния выбросов на состояние почвенного плодородия (физико-химические свойства почвы, воздействие на почвенную микрофлору и фауну и др.).
С этой целью проводится сбор информации о выбросах промышленных предприятий. Материалы по запросу областного (краевого, АССР) агропромышленного объединения получают на предприятиях-источниках загрязнения, областных (районных) санитарно-эпидемиологических станциях.
Возможно использование материалов областных (краевых, АССР) территориальных схем охраны природы (ТЕРСКОП), которые в настоящее время составлены для многих областей (материалы имеются в облисполкомах, санэпидемстанциях).
2.5. Проводится оценка существующих условий воздушного переноса промышленных выбросов за длительный период, для чего по данным местных метеостанций строится "роза ветров", а также за период вегетации растений.
Особое внимание уделяется предприятиям цветной и черной металлургии, энергетики, горнодобывающей и химической промышленности.
3. ОТБОР ПРОБ ПОЧВЫ И РАСТЕНИЙ ПРИ ОБЩИХ И ЛОКАЛЬНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЯХ
3.1. Общие положения
Термины и определения, используемые в методических указаниях, и их пояснения приведены в приложении 2.
Отбор проб почвы и растений проводится в районах воздействия промышленных, сельскохозяйственных, хозяйственно-бытовых и транспортных источников загрязнения при контроле санитарно-гигиенического состояния с.-х. угодий и растительной продукции.
3.2. Аппаратура, материалы, реактивы:
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 19596-87. - Примечание изготовителя базы данных.
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 23707-95. - Примечание изготовителя базы данных.
- ножи из полиэтилена или полистирола;
- сита почвенные с диаметром отверстий 2 мм по ГОСТ 3584-73*;
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 6613-86. - Примечание изготовителя базы данных.
- ступки и пестики фарфоровые по ГОСТ 9147-80;
- банки стеклянные широкогорлые с притертыми пробками вместимостью 500, 800, 1000 см;*
* Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
- банки или коробки из пищевого полиэтилена, полистирола;
- шпатели металлические по ГОСТ 19126-79*;
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 19126-2007, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
- шпатели пластмассовые по ГОСТ 19126-79;
- бумага оберточная по ГОСТ 8273-75;
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 892-89. - Примечание изготовителя базы данных.
- пакеты или пленка полиэтиленовая;
- сушильный шкаф, обеспечивающий поддержание заданного температурного режима 40-150 °С с погрешностью ±5 °С;
- вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
Инструменты, используемые при отборе проб, должны быть тщательно очищены от ржавчины. Не следует употреблять оцинкованные ведра, медные изделия, эмалированные тазы, окрашенные инструменты, содержащие тяжелые металлы.
Особого внимания заслуживает правильный выбор упаковочного материала для предотвращения загрязнения тяжелыми металлами проб, взятых в поле. Пробы почв помещают в мешочки из отбеленной хлопчатобумажной ткани. Мокрые пробы отбирают в полиэтиленовые мешочки и после доставки с поля незамедлительно сушат в проветриваемом помещении.
3.3. Отбор проб почвы
3.3.2. Образцы почв отбираются два раза в год: весной - после схода снега и осенью - во время уборки урожая. Для контроля загрязнения ТМ отбор проб почв проводят не менее 1 раза в 3 года.
3.3.3. В каждом хозяйстве обследуется 3-5 полей занятых основными культурами. Размер пробной площадки при однородном почвенном покрове колеблется от 1 до 5 га, а при неоднородном почвенном покрове - от 0,5 до 1 га. С каждой из этих площадок отбирается не менее 1 объединенной пробы.
3.3.4. На пахотных почвах точечные пробы отбирают на глубину пахотного слоя, на сенокосах и пастбищах - на глубину до 25 см через интервалы 0-5, 5-10, 10-20 (25) см. Для контроля загрязнения легкомигрируюшими веществами точечные пробы отбирают по генетическим горизонтам на всю глубину почвенного профиля [3]. При отборе проб под зерновыми и пропашными культурами, а также под виноградниками необходимо в равной мере захватить рядки и междурядья. В садах пробы отбирают примерно в 1 м от ствола дерева.
Методы определения примеси тяжелых металлов
Reagents. Methods for the determination of heavy metals
Дата введения 1977-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 06.08.76 N 1897
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)
6. ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в декабре 1979 г., феврале 1987 г. (ИУС 1-80, 5-87)
Настоящий стандарт устанавливает сероводородный и тиоацетамидный методы определения примеси тяжелых металлов в неорганических и органических реактивах, основное вещество которых не реагирует с сероводородом и тиоацетамидом.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 806-77.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
1.1а. Общие указания по проведению анализа - по ГОСТ 27025.
При выполнении операций взвешивания применяют лабораторные весы по ГОСТ 24104* 3-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г или 1 кг.
* С 1 июля 2002 г. введен в действие ГОСТ 24104-2001.
Допускается применение импортной лабораторной посуды и реактивов по качеству не ниже отечественных.
(Введен дополнительно, Изм. N 2).
1.1. Навеску анализируемого реактива, в зависимости от содержания в нем тяжелых металлов, и предельно допустимую массу тяжелых металлов в миллиграммах, а также предварительную обработку навески (нейтрализация, удаление газообразных продуктов с помощью кислот, упаривание и т.д.) указывают в нормативно-технической документации на анализируемый реактив.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.2. Масса тяжелых металлов (в пересчете на свинец) в навеске анализируемого реактива должна быть:
0,01-0,1 мг - при определении сероводородным методом;
0,005-0,1 мг - при определении тиоацетамидным методом, при этом в растворах сравнения для построения градуировочного графика масса свинца должна быть: 0,005, 0,010, 0,020, 0,030, 0,050, 0,075 и 0,100 мг.
1.3. Навеску анализируемого реактива, а также навески реактивов для приготовления необходимых растворов, применяемых для определения содержания тяжелых металлов, взвешивают, результат взвешивания в граммах записывают с точностью до второго десятичного знака.
1.4. Содержание примеси тяжелых металлов определяют не менее чем в двух параллельных навесках; за окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое значение параллельных определений.
1.5. Для приготовления растворов реактивов, применяемых для анализа, используют реактивы квалификации химически чистый или чистый для анализа, если нет других указаний в нормативно технической документации на анализируемый реактив.
1.6. Раствор с концентрацией свинца 1 мг/см готовят по ГОСТ 4212.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.7. Если при растворении или разложении навески анализируемого реактива применяют реактивы, содержащие примесь тяжелых металлов, в результат вводят поправку на содержание тяжелых металлов в применяемых реактивах, определяемую контрольными опытами (не менее двух).
1.8. При проведении анализа после прибавления каждого реактива растворы перемешивают.
1.9. Если при визуальном сравнении окраски анализируемого раствора и растворов сравнения имеют разные оттенки, в раствор сравнения вводят часть (от до навески) анализируемого реактива и соответственно увеличивают навеску для анализируемого раствора.
1.10. При определении тяжелых металлов в реактивах, растворимых в воде, имеющих нейтральную реакцию раствора и не реагирующих с сероводородом (для сероводородного метода) или с тиоацетамидом и гидроокисью натрия (для тиоацетамидного метода), определение проводят непосредственно в водных растворах анализируемых реактивов.
1.11. Применяемые для нейтрализации реактив и индикатор указывают в нормативно-технической документации на анализируемый реактив.
1.12. При определении тяжелых металлов в реактивах, не растворимых в воде, определение проводят после растворения реактива в соляной кислоте. Избыток соляной кислоты удаляют нейтрализацией или выпариванием.
1.13. При невозможности непосредственного определения тяжелых металлов, а также в реактивах, не растворимых в соляной кислоте или реагирующих с сероводородом или тиоацетамидом, проводят предварительную подготовку к анализу, согласно указаниям в нормативно-технической документации на анализируемый реактив или по одному из способов, описанных в разд.2.
1.14. Все работы, связанные с нагреванием препаратов и их растворов, проводят в вытяжном шкафу.
2. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
2.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Тигель фарфоровый по ГОСТ 9147.
Цилиндр 2-50 по ГОСТ 1770.
Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 10%.
Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117, х.ч., раствор с массовой долей 50%.
Бумага индикаторная универсальная.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, х.ч., концентрированная и раствор с массовой долей 25%.
Кислота серная по ГОСТ 4204, х.ч.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, раствор с массовой долей 25%.
Натрий сернокислый 10-водный по ГОСТ 4171, х.ч., раствор с массовой долей 10%.
2.2. Методы удаления органического вещества
2.2.1. Удаление органического вещества прокаливанием при 500 °С (для легко разлагающихся веществ)
Навеску препарата помещают в фарфоровый тигель, обугливают на песчаной бане или электроплитке и прокаливают в муфельной печи при 500 °С до получения остатка белого цвета.
Прокаленный остаток после охлаждения растворяют в 1 см раствора соляной кислоты, раствор количественно переносят водой в цилиндр, нейтрализуют раствором аммиака по универсальной индикаторной бумаге до рН 7 и доводят объем раствора водой до 30 см, если определение проводят сероводородным методом, или до 20 см, если определение проводят тиоацетамидным методом.
2.2.2. Удаление органического вещества прокаливанием при 500 °С с добавлением серной кислоты (для веществ, не разлагающихся при 500 °С)
Навеску препарата помещают в фарфоровый тигель, обугливают на песчаной бане или электроплитке, охлаждают, смачивают 1 см серной кислоты, нагревают на песчаной бане или электроплитке до удаления паров серной кислоты, затем прокаливают в муфельной печи при температуре не выше 500 °С до получения остатка белого цвета.
Если остаток содержит частички несгоревшего угля, на что указывает темный цвет, остаток смачивают водой, высушивают на водяной бане и снова прокаливают при той же температуре. При необходимости операцию повторяют.
Читайте также: