Определение подвижных форм тяжелых металлов в почве
Обновлено: 18.05.2024
Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Яковченко М. А., Константинова О. Б., Косолапова А. А., Рогова Л. В., Аланкина Д. Н.
Исследовано содержание тяжелых металлов в почвенном и растительном покрове рекультивированных территорий угольного разреза «Участок «Коксовый»
Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Яковченко М. А., Константинова О. Б., Косолапова А. А., Рогова Л. В., Аланкина Д. Н.
Приоритетные элементы-загрязнители (Zn, Pb, Cd, Al) в огородных почвах и овощах приусадебных участков городов Барнаула, Бийска, Горняка
Агроэкологические условия возделывания картофеля, овощей и зерновых культур в лесостепи Кузнецкой котловины
Природно климатические ресурсы Кузбасса для здоровья кузбассовцев один из факторов социально экономического развития региона
Study of the content of heavy metals in soil and vegetation cover of reclaimed territories
The content of heavy metals in soil and vegetation areas of reclaimed “Section Koksoviy" coal opencast
Текст научной работы на тему «Исследование содержания тяжелых металлов в почвенном покрове и растительности рекультивированных территорий»
ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ТРУДА
М.А. Яковченко, О.Б. Константинова, А.А. Косолапова,
Л.В. Рогова, Д.Н. Аланкина
ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
Тяжёлые металлы представляют собой большую группу химических элементов с атомной массой более 50 у.е. В почву они попадают различными путями: в составе газопылевых выбросов, атмосферных осадков, поливных вод, загрязнённых промышленными стоками и т.д. Человек может получить "свою долю" тяжёлых металлов не только напрямую с вдыхаемым воздухом и почвенной пылью, но и через продукты питания, производимые на загрязнённых сельскохозяйственных угодьях. Пагубное влияние тяжёлых металлов на человека состоит в том, что ряд их соединений характеризуется высокой токсичностью и канцерогенностью.
Проблема влияния открытых угольных разработок на экологическое состояние прилегающих территорий изучается порядка 50-ти лет. Известно, например, что территории, находящиеся в непосредственной близости к карьерам, со временем становятся непригодны для жизни. Отчуждение земель происходит из-за масштабного неблагоприятного влияния токсикантов, содержащихся в угле, угольной пыли. Наиболее опасную для окружающей среды группу токсикантов составляют тяжелые металлы (ТМ), которые накапливаются в почве и, конечно же, усваиваются растениями, произрастающими на них.
В этой связи проблема очистки почв от тяжёлых металлов становится актуальной для территорий так называемых экологически неблагополучных регионов, к числу которых можно отнести Кемеровскую область.
Цель: Исследование почв, прилежащих к породным отвалам угольных разрезов на предмет содержания подвижных форм тяжелых металлов (ТМ).
Объект исследования: почвы территорий прилегающие к угольному разрезу предприятия ООО «Участок «Коксовый».
Предмет исследования: валовые и подвижные формы тяжелых металлов в почвах.
Задачи настоящего этапа исследования:
1 - отбор образцов грунта в 10-ти стационарных точках вблизи отвала;
2 - отбор образцов грунта в на территории отвала;
3 - исследование образцов грунта на содержание подвижных и валовых форм ТМ;
В ходе проведения научно-исследовательских работ на техногенных ландшафтах планируется разработке комплексной технологии по снижению содержания ТМ в почвенном покрове породных отвалов угледобывающих предприятий Кемеровской области и территорий, прилежащих к ним.
Методика проведения исследования.
Сотрудниками ПНИЛ рекультивации нарушенных земель ФГБОУ ВПО «КемГСХИ» бил проведен отбор почвенных проб для анализа на содержание тяжелых металлов и сопоставление результатов анализа с ПДК, ОДК. Для отбора образцов было выбрано 5 участков на расстоянии 100 м друг от друга. Отбор 10 смешанных проб проведен агрохимическим буром с глубины 0-10 см.
При проведении анализа особое внимание было уделено анализу содержания подвижной формы никеля и свинца в почве, т.е. доступной для растений, путем получения из нее различных вытяжек: водной, вытяжек ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4.8 или растворами 0.01 М и 1 н. Са(Ш3)2, 1 М КН4Ш3, 1 М СаС12, 0.01 М КМ03, диэтилентриамин-пентауксусной кислоты и т.д.
Определение содержания ТМ проводились на атомно-адсорбционном спектрофотометре (ААС) в лаборатории ФГУ ЦАС «Кемеровский».
Первый этап трансформации тяжелых металлов в почве - взаимодействие их с почвенным раствором и его компонентами.
Оксид цинка - наиболее стабилен и менее растворим по сравнению с оксидами свинца и кадмия. Его растворимость в диапазоне рН 4 - 8 более чем в 100 раз ниже, чем растворимость РЬО, и почти в 10000 раз ниже СdO. В отличие от оксида цинка, оксиды свинца и кадмия неустойчивы в воде и преобразуются в гидроксид и (или) карбонат (гидроксокарбонат) свинца и карбонат кадмия.
Парциальное давление СО2 в почвенном воздухе во много раз превышает таковое в атмосфере и поэтому в почве преобладают более устойчивые гидрокарбонаты и карбонаты цинка и свинца. Следующими реакциями после растворения неустойчивых оксидов являются катионный обмен и специфическая адсорбция.
Ионы тяжелых металлов способны специфически адсорбироваться почвами, с образованием относительно прочных связей координационного типа с некоторыми поверхностными функциональными группами. Специфическая адсорбция более избирательна, чем неспецифическая, и зависит как от свойств сорбирующих ионов, так и от природы поверхностных функциональных групп, поэтому тяжелые металлы энергично адсорбируются почвами из растворов.
Таким образом, тяжелые металлы, поступающие в почву в процессе техногенеза, включает следующие стадии преобразования: оксидов тяжелых металлов в гидроксиды (карбонатов, гидрокарбонатов); растворение гидроксидов (карбонатов, гидрокарбонатов) тяжелых металлов и адсорбция соответствующих катионов тяжелых металлов твёрдыми фазами почвы; образование фосфатов тяжелых металлов и их соединений с органическими веществами почвы.
В качестве характеристики опасности вещества для какого-либо объекта окружающей среды выступает значение его ПДК. Часто оказывается, что концентрация загрязняющих веществ в выбросе ниже ПДК. Однако при оценке последствий загрязнения в данных условиях необходимо учитывать последующие превращения с учетом ПДК промежуточных веществ, так как образующиеся вещества могут обладать более сильными токсичными свойствами, чем первоначальные процессы накопления и выведения веществ, а также синэр-гический эффект при их совместном присутствии.
Тяжёлые металлы, поступающие на поверхность почвы, накапливаются в почвенной толще и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции. Первый период полуудаления (т.е. удаления половины от начальной концентрации) тяжёлых металлов значительно варьирует: 2п - от 70 до 510 лет; Cd - от 13 до 110 лет; Си - от 310 до 1500 лет; РЬ - от 740 до 5900 лет (по Кабата - Пендиас, 1989).
Поглощение тяжёлых металлов почвами существенно зависит от реакции среды (рН). Было обнаружено, что в кислой среде преимущественно сорбируются свинец, цинк, медь; в щелочной -кадмий и кобальт.
Тяжёлые металлы являются протоплазматиче-скими ядами, токсичность которых возрастает по мере увеличения атомной массы. Железо, например, образует хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами, нарушая при этом нормальный обмен веществ организма. Такие металлы как кадмий, медь, железо (II) взаимодействуют с кле-
точными мембранами, изменяя их проницаемость и другие свойства. Высокое содержание свинца в почве подавляет рост растений, вызывает хлороз, обусловленный нарушением поступления железа.
Если железо, так же как и алюминий, относится к макроэлементам Земной коры, то такие элементы как медь, цинк, кобальт, марганец, никель, свинец, кадмий, относится к микроэлементам. Среди МЭ можно выделить как типично биогенные (^, Zn, Mn), участвующие в важнейших ферментативных и обменных процессах в живых организмах, так и типичные ксенобиотики Ш).
В зональных почвах содержание тяжелых металлов (микроэлементов и железа), обусловлено, в первую очередь их содержанием в материнской породе и направленностью процессов почвообразования. Кроме того, содержание металлов в почве зависит от количества в ней органического вещества ее гранулометрического состава, реакций почвенного раствора и связано с процессами миграции в почвенном профиле и биологическим круговоротом элементов.
В таблице приведено валовое содержание некоторых металлов в почвах и ориентировочно допустимые концентрации (ОДК), их содержание установленные для суглинистых и глинистых почв (дополнение к перечню ПДК и ОДК №6229-91).
Фоновое содержание меди в почвах Ростовской области составляет 31-38 мг/кг, причем максимальные значения характерны для чернозёмов. Фоновое содержание меди для черноземов Сибири, составляет 14 мг/кг.
Среднее содержание цинка в земной коре составляет 200 мг/кг. В почвах, не загрязненных цинком, он содержится в концентрациях от 10 до 300 мг/кг. Лессовидные суглинки Западной Сибири содержат 71,7 мг/кг цинка. Фоновая концентрация цинка для черноземов Сибири - 45 мг/кг.
Среднее содержание свинца в земной коре составляет 16 мг/кг; почвах - 10 мг/кг. В распределении свинца в ночи имеются значительные различия как по типам почв, так и по региона Фоновые концентрации свинца для черноземов и каштановых почв Ростовской области составляют 21 мг/кг и 27 мг/кг соответственно, для черноземов Сибири - 17 мг/кг.
Среднее содержание кадмия в земной коре составляет 5 МГ/KГ, почвах 0,1-0,3 мг/кг. В почвах содержание кадмия зависит от их типа. В серых лесных почвах содержание кадмия составляет 0,65 мг/кг, в дерново-подзолистых 0,7-2,31 мг/кг, в черноземах - 0,7-1,0 мг/кг. В черноземах Сибири фоновое содержание валового кадмия составляет 0,6 мг/кг.
Никель - довольно широко распространенный элемент в природе. Среднее содержание его в литосфере составляет 80 мг/кг, в почвах - от 10 до 100 мг/кг. Фоновое содержание никеля зависит от механического состава и органического вещества
Валовое содержание металлов в почвах (мг/кг сухой массы)
Металл Среднее содержа- ние Возможный диапазон колебаний ОДК Металл Среднее содержа- ние ОДК Возможный диапазон колебаний
Кадмий 0,06 0,01-0,7 2 Молибден 2,0 - 0,2-5
Кобальт 8,0 1,0-40 - Никель 40 80 10-100
Хром 100 5-3000 - Свинец 10 130 2-200
Медь 20 2-100 132 Цинк 50 220 10-300
Железо 38000 7000-55000 - Стронций 300 - 50-1000
Ртуть 0,03 0,01-0,3 - Барий 500 - 100-300
Марганец 850 100-4000 1500
почв. Валовое содержание никеля в дерновоподзолистых почвах Московской области составляет 20-40 мг/кг. В почвах Краснодарского края среднее содержание никеля составляет 56 мг/кг. Для черноземов Сибири фоновая концентрация никеля составляет 37 мг/кг.
Валовое содержание ТМ в 15-ти стационарных точках верхнего горизонта (0-10 см) почв опытных участков породного отвала ООО «Участок «Коксовый» определялось методом атомноадсорбционной спектрометрии (ААС).
Содержание меди можно оценить как низкое относительно среднего для черноземов Сибири (14 мг/кг). Минимальное содержание меди 5,93 мг/кг, что составляет около 41% от среднего, а максимальное - 13,08 мг/кг (93%). Среднее содержание 8,96 мг/кг, что составляет 64 % от средней для черноземов Сибири. Содержание цинка близко к среднему для лессовидных суглинков Западной Сибири, которое составляет 71,7 мг/кг (Ильин, 1991) и более высокое, чем фоновое содержание для черноземов (45 мг/кг). Минимальное содержание цинка составило 42,12 мг/кг, а максимальное - 69,17 мг/кг, среднее 54,81 мг/кг (при ОДК 220 мг/кг).
Содержание валового свинца меньше среднего для черноземов Сибири (17 мг/кг). Минимальное содержание свинца составило 9,05 мг/кг, максимальное - 15,57 мг/кг, среднее 12,32 мг/кг (при ОДК 130 мг/кг).
Содержание валового кадмия соответствует фоновому содержанию валового кадмия в черноземах Сибири, и в среднем составляет 0,6 мг/кг. Минимальное содержание кадмия составило 0,26 мг/кг, максимальное - 0,93 мг/кг (при ОДК 2 мг/кг).
Содержание валового никеля ниже фоновой концентрации для чернозёмов Сибири (37 мг/кг). Среднее содержание никеля составило 22,84 мг/кг, минимальное - 14,36 мг/кг, максимальное - 29,56 мг/кг (при ОДК 80 мг/кг).
Содержание валового кобальта в почвах согласно табл. 1 может меняться от 1 до 40 мг/кг,
при среднем значении 8 мг/кг. Среднее содержание валового кобальта в почве отвала составило 11,54 мг/кг, минимальное - 8,93 мг/кг, максимальное - 14,79 мг/кг.
Содержание валового марганца в почвах может изменяться от 100 до 4000 мг/кг, при среднем значении 850 мг/кг (таблица 1). Среднее содержание марганца в образцах составило 197,49 мг/кг, минимальное - 141,09 мг/кг, максимальное -265,11 мг/кг (при ОДК 1500 мг/кг), поэтому может быть оценена как очень низкое.
Возможный диапазон колебаний содержания валового железа в почвах от 7000 до 550000 мг/кг, при среднем содержании 38000 мг/кг. Среднее содержание железа в образцах составило 8056,90 мг/кг, минимальное - 4669,17 мг/кг, максимальное
Наличия ТМ в зеленой массе растений не выявлено.
Оценка уровня загрязнения почв тяжелыми металлами связана с доступностью отдельных их форм для растений. Валовое содержание металлов характеризует общее их количество. Для растений наибольшую опасность представляют подвижные формы тяжелых металлов (Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение, 1997). Вопросы нормирования загрязнения почв, в том числе тяжелыми металлами, не решены в полной мере. В настоящее время действует ГОСТ 17.4.1.02.-83, по которому химические элементы, в том числе тяжелые металлы, по степени токсического действия на почву разделены на три класса опасности. К первому классу опасности относятся мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк; ко второму классу - кобальт, никель, медь, хром, молибден, сурьма, бор и к третьему классу - барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций.
Предельно-допустимые концентрации металлов в почвах утверждены для ряда металлов Государственным комитетом санитарно-
эпидемиологического надзора РФ от 19 ноября 1991 г. (Перечень ПДК и ОДК № 6229-91). С 1995 г. введено Дополнение № 1 к перечню ПДК и ОДК
№ 6229-91 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах». Концентрации металлов разработаны с учетом механического состава и кислотности почв только для, шести элементов.
Загрязнение почв выше ОДК и ПДК по валовому содержанию свинца, кадмия, цинка и мар-
ганца на обследованной территории не установлено. Основная площадь имеет уровень содержания валовых форм ТМ в почвах - менее 0,5 ПДК.
Исследование содержания ТМ в растительном сырье показало наличие следовых количеств, что является не значительной концентрацией (менее
1. Мотузова, Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение мониторинг / М.: Эдиториал УРСС, 1999. - 168 с.
2. Просянникова, О.И. Антропогенная трансформация почв Кемеровской области: Монография / Кемерово, 2005. - 300 с.
3. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы в системе почва - растение / Новосибирск: Наука, 1991. - 150 с.
4. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства / Изд. 2-е. Министерство сельского хозяйства РФ. М.: ЦИАНО, 1992. - 61 с.
5. Руководство по санитарно-химическому исследованию почвы (нормат. материал)/ Под ред. Л.Г. Подуновой М.: 1993. - 130с.
6. Черных, Н.А., Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами / Н.А. Черных, Н. А. Милащенко, В. Ф. Ладонин. // М.: Агропромиздат, 1999. - 176 с.
7. Методические указания по выявлению деградированных и загрязненных земель. М.; 1995. - 50 с.
8. Кабата - Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата - Пендиас, Х. Пендиас.
- М.: Мир, 1989. - 439 с.
9. Тяжелые металлы в системе почва - растение - удобрение/ Под ред. М.М. Овчаренко. - М., 1997.
10. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. - 15 с.
Константинова Ольга Борисовна, научный сотрудник ПНИЛ рекультивации нарушенных земель (Кемеровский гос..сельскохоз. институт). Тел.
Аланкина Дарья Николаевна, старший лаборант ПНИЛ рекультивации нарушенных земель(Кемеровский гос..сельскохоз. институт). Тел.
Т. В. Г аланина, В. А. Черно, М. И. Баумгартэн
ПРИРОДНО - КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ КУЗБАССА - ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ КУЗБАССОВЦЕВ - ОДИН ИЗ ФАКТОРОВ СОЦИАЛЬНО — ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНА
Кузбасс географически занимает срединное положение между Москвой и Владивостоком в умеренных широтах между 52°08' и 56°54' северной широты, и 84°33' и 89°28' восточной долготы, что соответствует широтам Челябинской, Москов-
ской, Калининградской и Камчатской областей в России; в Западной Европе — это соответствует таким городам и государствам, как Варшава, Берлин, Нижняя Саксония, Дания, Гаага, Уэльс и Ирландия. Важной особенностью географического
Определение подвижных форм тяжелых металлов в почве
Общую загрязненность почвы характеризует валовое количество тяжелого металла. Доступность же элементов для растений определяется их подвижными формами. Поэтому содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов - важнейший показатель, характеризующий санитарно-гигиеническую обстановку и определяющий необходимость проведения мелиоративных детоксикационных мероприятий.
В зависимости от применяемого экстрагента извлекается различное количество подвижной формы тяжелого металла, которое с определенной условностью можно считать доступным для растений. Для экстракции подвижных форм тяжелых металлов используются различные химические соединения, обладающие неодинаковой экстрагирующей силой: кислоты, соли, буферные растворы и вода. Наиболее распространенными экстрагентами являются 1н HCl и ацетатно-аммонийный буфер с pH 4.8. В настоящее время еще накоплено недостаточно экспериментального материала, характеризующего зависимость содержания в растениях тяжелых металлов, экстрагируемых различными химическими растворами, от их концентрации в почве. Сложность этого положения обусловливается еще и тем, что доступность для растений подвижной формы тяжелого металла зависит во многом от свойств почвы и специфических особенностей растений. При этом поведение в почве каждого элемента имеет свои конкретные, присущие ему закономерности.
Для изучения влияния свойств почв на трансформацию соединений тяжелых металлов провели модельные опыты с резко различающимися по свойствам почвами (табл. 8). В качестве экстрагентов использовали сильную кислоту - 1н HNO3, нейтральную соль Ca(NO3)2, ацетатно-аммонийный буферный раствор и воду.
Решающую роль в распределении тяжелых металлов в системе почва-раствор играют процессы сорбции-десорбции на твердой фазе почвы, определяемые свойствами почвы и не зависящие от формы внесенного соединения. Образующиеся соединения тяжелых металлов с твердой фазой почвы термодинамически более устойчивы, чем внесенные соединения, и они определяют концентрацию элементов в почвенном растворе (Р.И. Первунина. 1983).
Почва мощный и активный поглотитель тяжелых металлов, она способна прочно связывать и тем самым снижать поступление токсикантов в растения. Активно инактивируют соединения металлов минеральные и органические компоненты почвы, но количественные выражения их действия зависят от типа почв (B A. Большаков и др., 1978, В.Б. Ильин, 1987).
Накопленный экспериментальный материал свидетельствует о том. что наибольшее количество тяжелых металлов из почвы извлекается 1 н кислотной вытяжкой. При этом данные близки к валовому содержанию элементов в почве. Эту форму элементов можно считать общим запасным количеством, способным переходить в мобильную подвижную форму. Содержание тяжелого металла при извлечении из почвы ацетатно-аммонийным буфером характеризует уже более мобильную подвижную часть. Еще более мобильной является обменная форма тяжелого металла. экстрагируемая нейтральным солевым раствором. В.С. Горбатов и Н.Г. Зырин (1987) считают, что наиболее доступной для растений является обменная форма тяжелых металлов, селективно извлекаемая растворами солей, анион которых не образует комплексов с тяжелыми металлами, а катион обладает высокой вытесняющей силой. Именно такими свойствами обладает Ca(NO3)2, используемый в нашем эксперименте. Наиболее же агрессивные растворители - кислоты, чаще всего используемые 1н HCl и 1н HNO3, извлекают из почвы не только усвояемые растениями формы, но и часть валового элемента, которые являются ближайшим резервом, для перехода в подвижные соединения.
Концентрация в почвенном растворе тяжелых металлов, извлекаемых водной вытяжкой, характеризует наиболее активную часть их соединений. Это самая агрессивная и динамичная фракция тяжелых металлов, характеризующая степень подвижности элементов в почве. Высокое содержание воднорастворимых форм TM может приводить не только к загрязнению растительной продукции, но и к резкому снижению урожая вплоть до его гибели. При очень высоком содержании в почве водно-растворимой формы тяжелого металла, она становиться самостоятельным фактором, определяющим величину урожая и степень его загрязненности.
В нашей стране накоплена информация о содержании в незагрязненных почвах подвижной формы TM, главным образом тех из них, которые известны как микроэлементы - Mn, Zn, Cu, Mo. Co (табл. 14). Для определения подвижной формы чаще всего использовались индивидуальные экстрагенты (по Пейве Я.В. и Ринькису Г.Я.). Как видно из таблицы 14, почвы отдельных регионов значительно различались по количеству подвижной формы одного и того же металла.
Причиной могли быть, как считает В.Б. Ильин (1991 г.), генетические особенности почв, прежде всего специфика гранулометрического и минералогического составов, уровень гумусированности, реакция среды. По этой причине могут сильно различаться почвы одного природного региона и более того, даже одного генетического типа в пределах этого региона.
Различие между встреченным минимальным и максимальным количеством подвижной формы может находиться в пределах математического порядка. Совершенно недостаточно сведений о содержании в почвах подвижной формы Pb, Cd, Cr, Hg и других наиболее токсичных элементов. Правильно оценить подвижность TM в почвах затрудняет использование в качестве экстрагента химических веществ, сильно различающихся по своей растворяющей способности. Так, например, 1 н HCl извлекала из пахотного горизонта подвижных форм в мг/кг: Mn - 414, Zn - 7,8 Ni - 8,3, Cu - 3,5, Pb - 6,8, Co - 5,3 (почвы Западной Сибири), тогда как 2,5% CH3COOH извлекала соответственно 76; 0,8; 1,2; 1,3; 0,3; 0,7 (почвы Томского Приобья, данные Ильина. 1991). Эти материалы свидетельствуют о том, что 1 н HCl извлекала из почвы за исключением цинка около 30% металлов от валового количества, а 2,5% CH3COOH - менее 10%. Поэтому экстрагент 1н HCl, широко используемый в агрохимических исследованиях и при характеристике почв, обладает высокой мобилизующей способностью в отношении запасов тяжелых металлов.
Основная часть подвижных соединений тяжелых металлов приурочена к гумусовому или корнеобитаемому горизонтам почвы, в которых активно происходят биохимические процессы и содержится много органических веществ. Тяжелые металлы. входящие в состав органических комплексов, обладают высокой мобильностью. В.Б. Ильин (1991) указывает на возможность накопления тяжелых металлов в иллювиальном и карбонатном горизонтах, в которые попадают мигрирующие из вышележащего слоя тонкодисперсные частицы, насыщенные тяжелыми металлами, и воднорастворимые формы элементов. В иллювиальном и карбонатном горизонтах металлосодержащие соединения выпадают в осадок. Этому в наибольшей степени способствует резкое повышение pH среды в почве указанных горизонтов, обусловленное наличием карбонатов.
Способность тяжелых металлов накапливаться в нижних горизонтах почв, хорошо иллюстрируют данные по профилям почв Сибири (табл. 15). В гумусовом горизонте отмечается повышенное содержание многих элементов (Sr, Mn, Zn, Ni и др.) независимо от их генезиса. Во многих случаях четко прослеживается увеличение содержания подвижного Sr в карбонатном горизонте. Общее содержание подвижных форм в меньшем количестве характерно для песчаных почв, в значительно большем - для суглинистых. То есть, имеется тесная связь между содержанием подвижных форм элементов и гранулометрическим составом почв. Аналогичная положительная зависимость прослеживается между содержанием подвижных форм тяжелых металлов и содержанием гумуса.
Содержание подвижных форм тяжелых металлов подвержено сильным колебаниям, что связано с изменяющейся биологической активностью почв и влиянием растений. Так, по данным исследований, проведенных В.Б. Ильиным, содержание подвижного молибдена в дерново-подзолистой почве и южном черноземе в течение вегетационного периода изменялось в 5 раз.
В некоторых научно-исследовательских учреждениях в последние годы изучаюсь влияние длительного применения минеральных, органических и известковых удобрений на содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов.
На Долгопрудной агрохимической опытной станции (ДАОС, Московская область) проведено изучение накопления в почве тяжелых металлов, токсичных элементов и их подвижности в условиях длительного применения фосфорных удобрений на известкованной дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве (Ю.А. Потатуева и др., 1994 г.). Систематическое применение балластных и концентрированных удобрений в течение 60 лет, разных форм фосфатов в течение 20 лет и фосфоритной муки различных месторождений в течение 8 лет не оказало существенного влияния на валовое содержание в почве тяжелых металлов и токсических элементов (ТЭ), но привело к увеличению подвижности в ней некоторых TM и ТЭ. Содержание подвижных и водорастворимых форм в почве возрастало примерно в 2 раза при систематическом применении всех изученных форм фосфорных удобрений, составляя, однако, только 1/3 ПДК. Количество подвижного стронция возрастало в 4,5 раза в почве, получившей простой суперфосфат. Внесение сырых фосфоритов Кингисепского месторождения привело к увеличению содержания в почве подвижных форм (ААБ pH 4,8): свинца в 2 раза, никеля - на 20% и хрома на 17%, что составило соответственно 1/4 и 1/10 ПДК. Увеличение содержания подвижного хрома на 17% отмечено в почве, получавшей сырые фосфориты Чилисайского месторождения (табл. 16).
Сопоставление экспериментальных данных длительных полевых опытов ДАОС с санитарно-гигиеническими нормативами по содержанию подвижных форм тяжелых металлов в почве, а при их отсутствии с предлагаемыми в литературе рекомендациями, свидетельствует о том, что содержание подвижных форм этих элементов в почве было ниже допустимых уровней. Эти эксперементальные данные свидетельствуют о том, что даже очень длительное - в течение 60 лет применение фосфорных удобрений не привело к превышению уровня ПДК в почве ни в отношении валовых ни по подвижным формам тяжелых металлов. В то же время эти данные свидетельствуют о том, что нормирование тяжелых металлов в почве только по валовым формам недостаточно обосновано и должно быть дополнено содержанием подвижной формы, которая отражает как химические свойства самих металлов, так и свойства почвы, на которой выращиваются растения.
На базе длительного полевого опыта, заложенного под руководством академика Н.С. Авдонина на экспериментальной базе МГУ "Чашниково", проведено исследование влияния длительного в течение 41 года применения минеральных, органических, известковых удобрений и их сочетания на содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве (В.Г. Минеев и др., 1994). Результаты исследований, проведенные в таблице 17, показали, что создание оптимальных условий для роста и развития растений существенно снижало содержание подвижных форм свинца и кадмия в почве. Систематическое же внесение азотно-калийных удобрений, подкисляя почвенный раствор и снижая содержание подвижного фосфора, удваивало коцентрацию подвижных соединений свинца и никеля и в 1,5 раза увеличивало содержание кадмия в почве.
Содержание валовых и подвижных форм TM в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Беларуси, изучалось при длительном применении осадков городских сточных вод: термофильно-сброженных с иловых полей (ТИП) и термофильно-сброженных с последующим механическим обезвоживанием (ТМО).
За 8 лет исследований насыщенность севооборота OCB составило 6,25 т/га (одинарная доза) и 12,5 т/га (двойная доза), что приблизительно в 2-3 раза выше рекомендуемых доз.
Как видно из таблицы 18, четко прослеживается закономерность повышения содержания валовых и подвижных форм TM в результате трехразового внесения ОСВ. Причем наибольшей подвижностью отличается цинк, количество которого в подвижной форме возросло в 3-4 раза по сравнению с контрольной почвой (Н.П. Решецкий, 1994 г.). При этом содержание подвижных соединений кадмия, меди, свинца и хрома изменялось не существенно.
Исследования ученых Белорусской с.-х. академии показали, что при внесении осадков сточных вод (СИП-осадок сырой с иловых полей, ТИП, ТМО) происходило заметное повышение содержания в почве подвижных форм элементов, но наиболее сильно кадмия, цинка, меди (табл. 19). Известкование практически не повлияло на подвижность металлов. По мнению авторов. использование вытяжки в 1 н HNO3 для характеристики степени подвижности металлов не является удачным, так как в нее переходит свыше 80%, от общего содержания элемента (А.И. Горбылева и др., 1994).
Следовательно, для снижения содержания в почве подвижных форм свинца и меди необходимо проводить повторное известкование почв.
Изучение подвижности тяжелых металлов в черноземах Ростовской области показало, что в метровом слое обыкновенных черноземов количество цинка, извлекаемого ацетатноаммонийной буферной вытяжкой с pH 4,8, колебалось в пределах 0.26-0,54 мг/кг. марганца 23,1-35,7 мг/кг, меди 0,24-0,42 (Г.В Агафонов, 1994), Сопоставление этих цифр с валовыми запасами микроэлементов в почве тех же участков показало, что подвижность различных элементов существенно различается. Цинк на карбонатном черноземе в 2,5-4,0 раза менее доступен растениям, чем медь и в 5-8 раз, чем марганец (табл. 21).
Таким образом, результаты проведенных исследований показывают. что проблема подвижности тяжелых металлов в почве является сложной и многофакторной. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве зависит от многих условий. Главный прием, приводящий к уменьшению содержания этой формы тяжелых металлов - это повышение плодородия почв (известкование, увеличение содержания гумуса и фосфора и др.). В то же время общепринятой формулировки по подвижным металлам пока нет. Мы в этом разделе предложили наше представление о различных фракциях подвижных металлов в почве:
1) общий запас подвижных форм (извлекаемые кислотами);
2) мобильная подвижная форма (извлекаемая буферными растворами):
3) обменная (извлекаемая нейтральными солями);
4) воднорасторимая.
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.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по определению тяжелых металлов в тепличном грунте и овощной продукции
Заместитель министра сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации "22" апреля 1996 г. А.Г.Ефремов
Методические указания подготовлены по заказу Главного управления химизации и защиты растений с Госхимкомиссией Минсельхозпрода России.
Методические указания предназначены для специалистов Государственных центров и станций агрохимслужбы и лабораторий тепличных комбинатов.
Методические указания подготовили: доктор с.-х. наук Н.М.Глунцов, доктор с.-х. наук Г.Г.Вендило, канд. хим. наук М.М.Овчаренко, канд. хим. наук А.В.Кузнецов, канд. с.-х. наук Л.В.Мамонова, канд. с.-х. наук С.Л.Макарова, канд. с.-х. наук А.А.Пастухова, П.Г.Максимов.
Введение
Ухудшение экологической обстановки, вызванное техногенным загрязнением окружающей среды, приводит к избыточному накоплению в организме человека и травоядных животных токсических веществ, в том числе и тяжелых металлов. Среди них и известные нам, как микроэлементы (, , и др.) и такие "тяжелые" металлы как , , и другие, считающиеся особо опасными.
Техногенное накопление тяжелых металлов в окружающей среде идет высокими темпами. Их избыточное поступление в организм живых существ нарушает процессы метаболизма, тормозит рост и развитие.
Загрязнение тепличных грунтов зачастую связано с бесконтрольным использованием органических удобрений или компонентов торфосмесей, содержащих значительные количества тяжелых металлов. К ним относятся осадки сточных вод, компосты из твердых бытовых отходов. Попадание тяжелых металлов возможно также с поливной водой, не отвечающей нормативным требованиям.
Детальное обследование тепличных грунтов на тяжелые металлы в настоящее время не проводится. Выборочное обследование ряда тепличных комбинатов проводилось ЦИНАО, при котором определяли кислоторастворимые подвижные формы тяжелых металлов (1 М ) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии, рекомендуемым в данных методических указаниях.
По результатам проведенного обследования 85% тепличных хозяйств имели грунты с оптимальным содержанием цинка (31,5-53,6 мг/кг). В некоторых хозяйствах концентрация цинка в грунтах была ниже оптимального уровня (АОЗТ "Тепличный" Липецкой обл. - 25 мг/кг; объединение "Лето" г.Ленинград - 13 мг/кг).
При обследовании тепличных грунтов на содержание меди обнаружено, что ее значения находились в интервале от 0,5 до 31 мг/кг. Причем основная масса образцов (73%) содержала повышенные количества меди. Например, в АОЗТ "Тепличный" Липецкой обл. было 29 мг/кг; в АОЗТ "Тепличный" Вологодской обл. - 31 мг/кг; в с-зе "Майский" (Татарстан) - 17 мг/кг.
Содержание таких тяжелых металлов, как кадмий, свинец, ртуть в обследуемых тепличных грунтах составляло соответственно: 0,2-1; 5-20 и 0,25-1,5 мг/кг, что находится в пределах допустимых количеств.
Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в тепличных грунтах пока у нас в стране не разработаны, поэтому основной критерий оценки качества тепличных грунтов на содержание тяжелых металлов - накопление их в овощной продукции. Из всех культур овощные растения обладают наибольшей способностью к поглощению тяжелых металлов из почвы, грунта. В большей степени их накапливают листовые овощи и корнеплоды, в меньшей - плодовые. Разработанные Минздравом СССР ПДК в свежей овощной продукции составляют в мг/кг сырой массы: меди - 5,0, цинка - 10,0, свинца - 0,5, кадмия - 0,03, ртути - 0,02.
Информация по содержанию тяжелых металлов в тепличных грунтах и овощной продукции, собранная в достаточном количестве, позволит определить их пороговую концентрацию, при которой еще возможно получение овощей, отвечающих нормативным требованиям Минздрава России, но превышение которой не допустимо.
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Анализ тепличного грунта на содержание тяжелых металлов (ТМ) проводится с целью оценки его качества и пригодности для выращивания овощей в условиях защищенного грунта. Определение тяжелых металлов можно совмещать с агрохимическим обследованием тепличных грунтов для разработки рекомендаций по применению макро- и микроудобрений.
Необходимость анализа тепличного грунта на содержание ТМ обуславливается главным образом способностью их накапливаться в овощной продукции в количествах, превышающих ПДК.
1.2. Такие тяжелые элементы как свинец, кадмий, цинк, мышьяк, ртуть, селен относятся к первому классу опасности и считаются веществами высокоопасными (ГОСТ 17.4.1.02-83). Ко второму классу опасности (вещества умеренноопасные) относятся медь, молибден, кобальт, никель, сурьма, хром. И к третьему - вещества малоопасные - марганец, стронций, барий, ванадий, вольфрам.
1.3. Получение объективной оценки возможно при определении в тепличном грунте содержания подвижных форм тяжелых металлов. В качестве группового экстрагента рекомендуется использовать 1 М раствор соляной кислоты. Карбонатные субстраты следует предварительно обработать 10% раствором кислоты для растворения карбонатов.
1.4. Отбор проб тепличного грунта проводят при основном обследовании - до посадки культуры и при контрольном обследовании - в период вегетации возделываемой культуры.
1.5. При основном обследовании пробы грунта отбирают с каждой пробной (элементарной) площадки, площадь которой в зависимости от типа теплицы составляет 230-270 м. Отбор проб проводят не ранее, чем через 15 дней после внесения органических удобрений.
2. ОТБОР ПРОБ
2.1. Отбор проб тепличного грунта
Отбор проб тепличного грунта при основном и контрольном обследованиях проводится методом отбора точечных проб с последующим составлением объединенной пробы для каждой элементарной площадки. При отборе пробы тростьевым буром объединенная проба составляется из 40-60 точечных проб, произведенных через равные промежутки по диагонали участка.
При отборе проб лопатой точки отбора располагаются по "конверту" (четыре точки в углах площадки и одна - в центре). Вокруг каждой из пяти точек делается еще по четыре прикопки. Таким образом объединенная проба составляется из 25 точечных проб. Нельзя допускать, чтобы в объединенную пробу попадали точечные пробы, различные по механическому составу, цвету, степени удобренности. На неоднородных участках, пятнах, отличающихся на общем фоне по состоянию растений, объединенная проба составляется отдельно.
Из объединенной пробы на анализ отбирают среднюю пробу объемом 1 л. Если объем объединенной пробы превышает заданный, то усреднение и сокращение пробы проводится квартованием. Для этого пробу высыпают на плотную бумагу или пленку, тщательно перемешивают, измельчают комки и выравнивают слоем 2-3 см в форме квадрата. Квадрат делят по диагонали на 4 равные части, из которых две противоположные части отбрасывают, две - оставляют. Квартование проводят до тех пор, пока количество грунта не составит 1 л.
2.2. Отбор проб торфа сельскохозяйственного назначения
Пробы торфа сельскохозяйственного назначения отбирают вручную или механизированным способом по ГОСТ 5396-77 и ГОСТ 13764-78. Места отбора проб устанавливают в зависимости от местных условий. От партии торфяной продукции для определения ее качества пробы отбирают по схеме, составленной применительно к местным условиям за 1-10 дней до вывозки торфопродукции потребителю. Пробы отбирают по мере отгрузки торфа из штабеля пробоотборником вместимостью 1 л, буром с диаметром не менее 60 мм или совком, равномерно распределяя точки отбора по поверхности торца.
Масса точечной пробы должна быть не менее 0,3 кг. Все точечные пробы соединяют в одну объединенную пробу, тщательно перемешивают, распределяют ровным слоем в форме квадрата и квартованием сокращают до 2 кг.
2.3. Отбор проб твердых органических удобрений
Пробы твердых органических удобрений для определения в них тяжелых металлов отбирают во время поступления их в хозяйство или хранения до вывозки их в теплицы.
2.4. Отбор проб рассадной питательной торфосмеси
Для отбора проб площадку с торфосмесью делят на четыре части, с каждой из которых отбирают одну объединенную пробу (15-17 точечных проб при отборе лопатой или 25 при отборе буром). После чего из объединенной пробы выделяют среднюю пробу объемом 1 л.
3. ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ТЕПЛИЧНОГО ГРУНТА К АНАЛИЗУ
Отобранные для анализа образцы тепличного грунта высушивают до воздушно-сухого состояния в хорошо проветриваемом помещении. При искусственном отоплении и вентиляции высушивание протекает быстрее, можно воспользоваться сушильными камерами, в которых поддерживается температура около 40°С. Перед высушиванием образцы равномерно распределяют на листочках бумаги или полиэтиленовой пленки, в низких кюветах слоем 1-1,5 см, удаляют камни, стекло, крупные щепки и другие включения, крупные комки раздавливают гладкой деревянной палочкой. Во время просушки образцы несколько раз перемешивают и оберегают от запыления.
Высушенные образцы измельчают в фарфоровой ступке. При измельчении необходимо следить за тем, чтобы в результате механического воздействия образовывалось как можно меньше пыли. Для этого комочки раздавливают, но не растирают, и удаляют мелкие частицы частым просеиванием через сито с отверстиями диаметром 2 мм. Для растирания образцов можно использовать механические ступки или размольные установки типа "ПП-1", "ИПП-1,2". Просеивание проб желательно производить через капроновое сито с диаметром отверстий 1-2 мм по существующему ГОСТу или ОСТу на соответствующие виды анализов. Измельченные и просеянные образцы хранятся в пакетах или коробках.
При хранении возможно расслоение образца, поэтому перед отбором пробы для анализа его тщательно перемешивают, разравнивают слоем 1-1,5 см и отбирают пробу для анализа ложкой или шпателем не менее, чем из пяти разных мест.
4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ВЫТЯЖКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ТЕПЛИЧНОМ ГРУНТЕ
Кислоторастворимые подвижные формы тяжелых металлов в тепличных грунтах определяют в вытяжках 1 М соляной или 1 М азотной кислот. Для анализа тепличных грунтов рекомендуется использовать в качестве экстрагента 1 М раствор соляной кислоты, отношение тепличного грунта к раствору 1:10.
Приготовление реактивов: 1 М соляная кислота - 82 мл соляной кислоты плотностью 1,19 г/см приливают в дистиллированную воду и доводят объем до 1 л. Концентрацию приготовленной кислоты проверяют по титрованному раствору едкого натра. Отклонения от заданной концентрации ±0,01 моль/л.
Проверка концентрации соляной кислоты: 10 мл приготовленного раствора соляной кислоты титруют щелочью с установленным титром в присутствии фенофталеина до слабого порозовения, не исчезающего в течение 1 минуты. Так как объемы реагирующих растворов обратно пропорциональны их концентрациям .
Например, нормальность щелочи 1,0100, а количество ее, пошедшее на титрование 10 мл кислоты, составило: 9,80, 9,70, 9,90 мл или 9,80 мл в среднем. Подставив имеющиеся значения в формулу, находим:
Читайте также: