Определение тяжелых металлов в почве атомно абсорбционным методом
Обновлено: 18.05.2024
Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Галафеев Виктор Анатольевич
Изучение содержания тяжелых металлов в окружающей среде имеет большое практическое значение. Оно необходимо для контроля за состоянием окружающей среды, охраны ее от загрязнения. Так называемое фоновое количество тяжелых металлов служит точкой отсчета при исследовании загрязненных почв и воды, позволяет определить темпы и степень загрязнения
Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Галафеев Виктор Анатольевич
Эколого-гигиеническая оценка влияния предприятий черной металлургии на окружающую среду территорий Башкирского Зауралья
Текст научной работы на тему «Определение тяжелых металлов атомно-адсорбционным методом в воде и почве»
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ АТОМНО-АДСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ В ВОДЕ И ПОЧВЕ
Преамбула. Изучение содержания тяжелых металлов в окружающей среде имеет большое практическое значение. Оно необходимо для контроля за состоянием окружающей среды, охраны ее от загрязнения. Так называемое фоновое количество тяжелых металлов служит точкой отсчета при исследовании загрязненных почв и воды, позволяет определить темпы и степень загрязнения.
А томно-адсорбционный анализ - один из наиболее распространенных мето-. дов в почвенных и водных биологических исследованиях, один из наиболее точных, чувствительных, быстрых, селективных методов современный аналитической химии. Потребности народного хозяйства и преимущества этого метода перед другими методами аналитической химии способствуют его совершенствованию и распространению там, где необходим элементный анализ практически любых объектов [2].
Мощные темпы химизации сельского хозяйства во всем мире, проблемы оптимизации питания растений и оценка качества получаемых продуктов питания человека и животных, несомненно, играют решающую роль в развитии атомно-адсор-бционного метода для определения почти всех металлов в биологических материалах. Метод атомной адсорбции очень удобен для определения содержания элементов в природных водных и промышленных водах, для изучения загрязнения рек промышленными стоками и определения следов элементов в исследуемой пробе почв [1].
Известно, что химическое загрязнение окружающей среды несет в себе опасность для здоровья человека. Тяжелые металлы опасны тем, что они обладают способностью накапливаться в организме, быстро менять свою химическую форму и вступать в многочисленные реакции друг с другом и биологически важными неметаллами. При попадании в человеческий организм тяжелые металлы вызывают рак - выявлена четкая взаимосвязь между их содержанием в почве и количеством злокачественных новообразований у населения [4]. Проблема накопления тяжелых металлов в почвах и водах далеко выходит за рамки региональной и становится глобальной, так как в России, в отличие от боль-
шинства развитых стран, не проводится скоординированная государственная политика планомерного снижения выбросов тяжелых металлов, что отрицательно сказывается на состоянии здоровья населения.
Тяжелые металлы - это группа химических элементов, имеющих плотность более 5 г/мл. Для биологической классификации правильнее руководствоваться не плотностью, а атомной массой, то есть причислять к тяжелым металлам все металлы с относительной атомной массой более 40. Группа элементов, обозначающих тяжелые металлы, активно участвуют в биологических процессах, многие из них входят в состав ферментов, относятся к микроэлементам. Набор тяжелых металлов во многом совпадает с перечнем «микроэлементов». К наиболее токсичным тяжелым металлам относятся те, содержание которых в живых организмах очень мало, и достаточно небольшого абсолютного увеличения их концентрации, чтобы сделать ее опасной для процессов метаболизма. Естественно, что, добывая и очищая металлы от примесей, человек не только дает им новую жизнь, но и способствует их интенсивному рассеиванию в среде обитания. Почва, обладая ярко выраженной катионной поглотительной способностью, очень хорошо удерживает положительно заряженные ионы металлов. Поэтому постоянное поступление их даже в малых количествах в течение продолжительного времени способно привести к существенному накоплению металлов в почве. Поступление тяжелых металлов в биосферу вследствие техногенного рассеяния осуществляется разнообразными путями. Важнейшими из них являются выброс при высокотемпературных процессах (черная и цветная металлургия). Кроме того, источниками загрязнения биоценозов мо-
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 2, 2006
© В. А. Галафеев, 2006
Содержание Zn и Mn в почвах Костромской области
№ Оптическая Концентрация Оптическая Концентрация
проб Источники проб почв плотность цинка в плотность марганца в воз
цинка воздушно-сухой марганца душно-сухой
1 автотрасса 0,1652 67,0155 0,0909 174,7200
2 железная дорога 0,1308 53,0905 0,0793 152,4130
3 Нерехтский район 0,2480 19,9112 0,0697 63,6145
4 пос. Апраксино 0,0769 31,2015 0,1492 114,730
5 ул. Щемиловка 001643 66,6654 11,24 86,4540
6 автовокзал 0,1028 47,6813 0,0660 55,7413
7 завод текстильного 0,0875 101,4968 0,0485 102,6531
8 железная дорога 0,0963 111,7933 0,0725 153,4281
9 «Фанплит» 0,1720 198,3468 0,1361 115,1625
10 водоканал 0,2725 24,6915 0,0547 46,3125
жет служить орошение водами с повышенным содержанием тяжелых металлов, внесение осадков бытовых сточных вод в почвы в качестве удобрения. Набор металлов, поступающих в ландшафт, зависит, прежде всего, от характера человеческой деятельности в данном регионе [3]. Так, при сильном развитии автомобильного транспорта справедливо ожидать обогащение ландшафта свинцом, поступающим в окружающую среду с отработанными газами двигателей внутреннего сгорания.
Обогащение ландшафта цинком может произойти при систематическом использовании в
качестве органических удобрений осадков сточных вод городов, а также при сжигании на полях отходов резины, в состав которой он входит как элемент, улучшающий вулканизацию.
Марганец широко распространен в природе и содержится как в земной коре, так и в воде морей, рек.
В настоящее время трудно найти область промышленности, где бы не использовалась медь, ее сплавы или соединения. Самое важное обстоятельство в загрязнении почв медью - это большая склонность поверхностного слоя почв к ее накоплению.
№ проб ы Источники проб почв Оптическая плотность меди Концентрация меди в воздушно-сухой пробе Оптическая плотность свинца Концентрация свинца в воз душно-сухой пробе
1 Костромской район: пос. Апраксино 0,0283 219,76 0,0041 4,14
2 Поназыревский район: автотрасса 0,0032 24,99 0,0024 2,46
3 железная дорога 0,0198 154,05 0,0126 25,56
4 Нерехтский район 0,0019 14,4 0,0094 9,50
5 ул. Щемиловка 0,0067 51,26 0,0151 15,35
6 автовокзал 0,0388 12,45 0,0052 5,33
7 8 завод текстильного машиностроения «Фанплит» 0,0345 0,0112 12,02 17,88 0,0719 0,0238 73,29 24,21
9 железная дорога 0,0133 21,36 0,0462 47,04
10 водоканал 0,0233 37,37 0,0331 33,65
Содержание РЬ и Си в почвах Костромской области
В. П. Лебедев, Л. Е. Целикова
Содержание Zn и Mn в воде
№ Источники Zn Мп
пробы проб воды Оптическая Концентр ация, Оптическая Концентрация,
плотность мкг/мл плотность мкг/мл
1 р. Черная 0,1241 0,40285 0,0542 0,36704
2 Водоканал 0,1051 10,34131 0,0203 0,13795
3 р. Костромка 0,1180 0,38320 0,0295 0,20020
4 р. Волга 0,1124 0,36491 0,0287 0,19435
5 Водопроводная 0,0715 0,23228 0,0159 0,10772
6 р. Солоница 0,2706 0,87812 0,0298 0,20056
7 Галичское озеро 0,0999 0,32436 0,0160 0,10836
В настоящей работе экспериментально исследовано атомно-адсорбционным методом содержание тяжелых металлов марганца, меди, свинца, цинка. Для анализа отобрано 10 образцов почвы каждого из четырех элементов в г. Костроме, Костромском, Нерехтском и Поназыревском районах, 7 образцов воды каждого из четырех элементов в реках Черная, Костромка, Волга, Солоница, Га-личском озере, водопроводной, в горводоканале.
Определения содержания концентрации цинка, марганца, меди и свинца в пробах почвы и воды проведены на атомно-адсорбционном спектрометре «Квант-АФА». Результаты анализов образцов почв по содержанию цинка и марганца представлен в таблице 1, анализы образцов почв по содержанию меди и свинца - в таблице 2.
В целом полученные данные по содержанию марганца, цинка, меди и свинца в почвах Костромской области не превышают ПДК, что соответствует гигиеническим нормативам санэпидемстанции. Следует отметить, что содержание тяжелых металлов в почвах города значительно выше, чем в почвах сельской местности, чему способствуют большое количество транспорта,
хозяйственная и промышленная деятельность человека. Как видно из приведенных данных, пробы почвы, взятые вблизи предприятий г. Костромы: (завод текстильного машиностроения, «Фанплита»), содержат цинка в 2-4 раза, марганца в 1,2-4 раза выше, чем вблизи автовокзала и жилого массива. Это говорит о том, что промышленные предприятия в результате технологических процессов в большей степени способствуют интенсивному рассеиванию тяжелых металлов в составе газообразных выделений. Для почв г. Костромы и пригорода (пос. Апраксино), взятых вблизи жилого массива, характерно большее содержание цинка (в 3 раза), марганца (в 1,52 раза), меди (в 15 раз), чем в почвах Нерехтского района, так как в г. Костроме и его пригородах антропогенное воздействие человека сильнее, чем в районных центрах области.
Что касается проб воды в пос. Апраксино, то наблюдается превышение содержания ПДК по меди. Недалеко от поселка находится свалка. Она не оборудована противофильтрационным экраном, препятствующим проникновению загрязняющих веществ в грунтовые воды. Если сравни-
Содержание Си и РЬ в воде
№ пробы Источники проб воды Определяемый элемент
Оптическая плотность Концентрация, мкг/мл Оптическая плотность Концентрация, мкг/мл
1 р. Черная 0,0075 0,0914 0,0008 0,0318
2 Водоканал 0,0020 0,0241 0,0007 0,0260
3 р. Костромка 0,0017 0,0211 0,0006 0,0232
4 р. Волга 0,0018 0,0223 0,0006 0,0245
5 Водопроводная 0,0011 0,0133 0,0004 0,0176
6 р. Солоница 0,0023 0,0291 0,0008 0,0315
7 Галичское озеро 0,0072 0,0922 0,0007 0,0273
Особенности мозаик некоторых луговых злаков
вать содержание свинца на территории города Костромы и Костромской области, то в городе концентрация больше, чем в пригороде. Это связано с более развитой промышленностью и, самое главное, с большой сетью транспортных магистралей.
Результаты анализов образцов воды по содержанию цинка и марганца представлены в таблице 3, анализы образцов воды по содержанию меди и свинца - в таблице 4.
По данным исследований, в настоящее время Костромская область характеризуется как экологически чистый регион. Этому способствует как географическое положение области, так и низкий уровень воздействия на окружающую среду промышленных предприятий, транспорта, сельского хозяйства. В основу нормирования выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду положены действующие в настоящее время санитарно-гигиенические нормативы, то есть предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в соответствующей среде.
Качество воды в поверхностных водоемах, таких, как р. Волга, р. Костромка, р. Солоница, можно оценить как «умеренно чистое» по содержанию в них свинца и меди. Самое плохое состояние воды оказалось в р. Черной, находящейся на территории г. Костромы (содержание свинца равно 0,0318 мкг/мл, а меди 0,0914 мкг/мл). Это может быть связано с тем, что в аварийном состоянии на-
ходится коллектор Коркинских очистных сооружений, или с тем, что на берегу находится химический завод. Он производит моющие и чистящие средства, замазки и другую продукцию.
Также большое содержание металлов обнаружено в Галичском озере. Это можно объяснить тем, что сюда стекают сточные воды, приносимые водами притоков с галичских предприятий. Одним из самых крупных заводов, которые производят сбросы сточных вод в озеро, является «Автокран» и кожевенный завод.
В образце воды, взятой в р. Солоница (Не-рехтский район), содержание свинца и цинка также высоки по показателям.
Водопроводная вода оказалась самая чистая по исследованию содержания тяжелых металлов, так как она подвергается высокой очистке на предприятии «Костромагорводоканал».
1. Алексеев Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. - Л. : Агропромиздат, 1987.
2. Бритская М. Э. Атомно-адсорбционный спектрохимический анализ. - М. : Химия, 1982.
3. Доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Костромской области в 2002 г». -Кострома : Министерство природных ресурсов РФ, 2003.
4. Николаев А. А. Металлы в живых организмах. - М. : Просвещение, 1986.
В. П. Лебедев, Л. Е. Целикова ОСОБЕННОСТИ МОЗАИК НЕКОТОРЫХ ЛУГОВЫХ ЗЛАКОВ
Проблемам структуры и динамики луговой растительности посвящена многочисленная литература. Горизонтальная же структура луговых растительных сообществ, а также пространственная структура ценопопуляций луговых растений остаются недостаточно изученной
В последние годы эта проблема наиболее интенсивно развивается применительно к лесной растительности (Восточноевропейские широколиственные леса, 1994). На наш взгляд основные подходы, предложенные авторами этой работы, могут быть использованы и в оценке луговых ценозов. Однако, как справедливо отмечают В.С. Ипатов и Л.А. Кирикова (1997), не надо забывать о масштабе явления: в травяных
сообществах все элементы миниатюрнее, чем в древесных.
Растительное сообщество с этих позиций представляется как совокупность вложенных разноразмерных мозаик, объединенных наиболее крупными мозаиками основных средообразователей. Или ключевых видов (Смирнова и др., 1996).
Задача данной рабаты - популяционный анализ мозаик, образованных молинией голубой (МоИша соеги1еа (Ц) МоепЛ) и луговиком дернистым (Deschampsia caespitosa (Ц) Веа^) в пределах одного ценоза.
В средней полосе Европейской России моли-ния, в отличии от луговика дернистого, встречается довольно редко. На некоторых же участках пойменных лугов она является одним из доминантов.
1 Область применения
1.1 Настоящие методические указания устанавливают методику выполнения измерений массовой доли валового содержания металлов, представленных в таблице 1, в пробах почв и донных отложений (далее - проба) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в режимах пламенной или электротермической атомизации.
1.2 Диапазоны измерения массовой доли металлов представлены в таблице 1.
Та блица 1
Диапазоны измерения массовой доли металлов, мг/кг
от 100 до 100000 включ.
от 0,3 до 30 включ.
от 50 до 20000 включ.
от 0,01 до 2,0 включ.
от 0,8 до 1000 включ.
от 5 до 100000 включ.
от 0,01 до 1,0 включ.
от 0,8 до 100 включ.
от 0,2 до 10,0 включ..
от 8 до 1000 включ.
от 0,5 до 10,0 включ.
от 10 до 1000 включ.
от 0,2 до 10,0 включ.
от 5 до 1000 включ.
От 10 до 100000 включ.
От 0,5 до 1000 включ.
От 60 до 10000 включ.
От 0,2 до 20,0 включ.
От 2 до 1000 включ.
От 100 до 10000 включ.
От 0,3 до 10,0 включ.
От 20 до 1000 включ.
От 1,0 до 100,0 включ.
От 80 до 1000 включ.
От 1 до 1000 включ.
* Знак «-» означает, что измерения не проводятся.
Примечание - Верхний предел измерения массовой доли металлов может быть увеличен путем разбавления проб азотной кислотой 0,1N.
1.3 Настоящие методические указания предназначены для использования в лабораториях, выполняющих измерения в области мониторинга загрязнения окружающей среды и количественного химического анализа.
2 Нормативные ссылки
В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.4.009-83 ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
ГОСТ 12.4.021-75 ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 17.1.5.01-80 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность
ГОСТ 17.4.3.01-83 Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб
ГОСТ 17.4.3.03-85 Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ
ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Метод отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа
Примечание - Ссылки на остальные стандарты приведены в разделе 5.
3 Термины и определения
В настоящих методических указаниях применены следующие термины с соответствующими определениями:
валовое содержание металла: Массовая доля всех форм металла в пробе.
донные отложения: Донные наносы и твердые частицы, осевшие на дно водного объекта в результате внутриводоемных физико-химических и биохимических процессов, происходящих с веществами, как естественного, так и антропогенного происхождения.
исходный градуировочный раствор: Раствор с известной массовой концентрацией металла, который используется для приготовления рабочих градуировочных растворов.
матрица химического состава почвы или донных отложений: Компонент или совокупность компонентов, образующих материал почв или донных отложений и являющихся их основой.
проба: Часть почвы или донных отложений, отобранная для анализа, отражающая их химический состав.
рабочий градуировочный раствор: Раствор с известной массовой концентрацией металла, который используется для построения градуировочного графика.
холостая проба: Проба, проходящая все стадии анализа, что и реальная проба, но не содержащая матрицу.
4 Характеристики погрешности измерений
Погрешность измерений массовых долей металлов в пробах соответствует характеристикам, приведенным в таблице 2.
Таблица 2
Диапазон измерений массовой доли металла, мг/кг
Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости) σ r , %
Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) σ R , %
Показатель правильности (границы относительной неисключенной систематической погрешности) ±δ с , %
Показатель точности (границы относительной погрешности МВИ) ± δ, %
От 100 до 100000
От 10 до 100000
От 100 до 10000
5 Средства измерений, вспомогательное оборудование, устройства, материалы и реактивы
- пламенный атомно-абсорбционный спектрофотометр с дейтериевой коррекцией фона (далее - пламенный спектрофотометр), типа «Квант-2А» ТУ 4434-030-29903757-97;
- атомно-абсорбционный спектрофотометр с электротермической атомизацией и Зеемановским корректором фона (далее - спектрофотометр с электротермической атомизацией), типа «Квант-Z. ЭТА» ТУ 4434-009-29903757-95;
- компрессор воздушный любого типа, обеспечивающий расход воздуха до 20 дм 3 /мин;
- спектральные лампы с полым катодом, типа ЛТ-6М;
- ацетилен растворенный технический ГОСТ 5457-75;
- медицинская закись азота ФС-42-2926-99;
- весы лабораторные высокого класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и пределом допускаемой погрешности ± 10 мг ГОСТ 24104-2001;
- холодильник бытовой, обеспечивающий температурные режимы от минус 18 °С до 4 °С;
- сушильный электрический шкаф с температурой нагревания от 40 °С до 180 °С;
- аквадистиллятор ДЭ-4-2 ТУ-16-10721-79;
- пробоотборник донных отложений, изготовленный в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.5.01-80;
- пробоотборник почв, изготовленный в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.4.02-84;
- программиру емая секционная плитка ПСП-2 ТУ 344320-003-71721453-2004;
- стаканчики тефлоновые объемом 50 см 3 ;
- колбы исполнения 2, вместимостью 25 см 3 , 50 см 3 , 100 см 3 , 1000 см 3 , 2-го класса точности ГОСТ 1770-74;
- одноканальные пипетки переменного объема вместимостью 0,2 - 1,0 см 3 с погрешностью дозирования не более 2 % фирмы Eppendorf;
- одноканальные пипетки переменного объема вместимостью 1,0 - 5,0 см 3 с погрешностью дозирования не более 0,6 % фирмы LAB МАТЕ+;
- полипропиленовые наконечники к пипеткам LAB МАТЕ+, вместимостью 5,0 см 3 ;
- пипет-дозатор П1 с переменным объемом от 0,1 до 1,0 см 3 ТУ 64-1-3329-81;
- пробирки типа П4, номинальной вместимостью 10 см 3 , с взаимозаменяемым конусом 14/23 ГОСТ 25336-82;
- склянки и банки стеклянные с винтовым горлом, с прокладкой и крышкой или с притертой пробкой для хранения реактивов вместимостью 500 см 3 , 1000 см 3 ТУ 6-19-6-70;
- флаконы и банки цилиндрические полиэтиленовые с навинчивающимися крышками для хранения проб и реактивов вместимостью 50 см 3 , 100 см 3 , 250 см 3 , 500 см 3 ТУ 6-19-45-74;
- ступка № 4 с наибольшим наружным диаметром 110 мм ГОСТ 9147-80;
- сита капроновые (хозяйственные) с диаметром отверстий (1 ± 0,1) мм;
- фильтры обеззоленные «белая лента» ТУ 2642-001-42624157-98;
Примечание - Допускается использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного оборудования с характеристиками, указанными в 5.1.
- кислота фтористоводородная ос.ч. - МРТУ 6-09-4161-67;
- кислота хлорная х.ч. - МРТУ 6-09-6604-70;
- динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, 2-водная ч.д.а. (далее - ЭДТА) ГОСТ 10652-73;
- лантан хлористый, 6-водный х.ч. - МРТУ 6-09-3409-67;
- аммоний хлористый - ос.ч. - ТУ 6-09-387-74;
- аммоний фосфорнокислый однозамещенный х.ч. - ГОСТ 3771-74;
- кальций хлористый, 6-водный ч.д.а. - ГОСТ 4141-77;
Примечание - Допускается использование других реактивов, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 5.2.
5.3 При выполнении измерений применяют следующие государственные стандартные образцы:
- государственный стандартный образец состава раствора ионов железа с массовой концентрацией ионов железа (III) 1,00 мг/см 3 ГСО 8032-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов алюминия с массовой концентрацией ионов алюминия 1,00 мг/см 3 ГСО 8059-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов кальция с массовой концентрацией ионов кальция 1,00 мг/см 3 ГСО 8065-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов магния с массовой концентрацией ионов магния 1,00 мг/см 3 ГСО 7190-95;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов натрия с массовой концентрацией ионов натрия 1,00 мг/см 3 ГСО 8062-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов калия с массовой концентрацией ионов калия 1,00 мг/см 3 ГСО 8092-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов марганца с массовой концентрацией ионов марганца 1,00 мг/см 3 ГСО 8056-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов цинка с массовой концентрацией ионов цинка 1,00 мг/см 3 ГСО 8053-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов никеля с массовой концентрацией ионов никеля 1,00 мг/см 3 ГСО 8001-93;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов хрома с массовой концентрацией ионов хрома ( III ) 1,00 мг/см 3 ГСО 8035-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов бария с массовой концентрацией ионов бария 1,00 мг/см 3 ГСО 7107-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов ванадия с массовой концентрацией ионов ванадия (V) 1,00 мг/см 3 МСО 0030:1998;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов свинца с массовой концентрацией ионов свинца 1,00 мг/см 3 ГСО 7012-93;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов стронция с массовой концентрацией ионов стронция 1,00 мг/см 3 ГСО 7145-95;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов кобальта с массовой концентрацией ионов кобальта 1,00 мг/см 3 ГСО 8089-94;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов кадмия с массовой концентрацией ионов кадмия 1,00 мг/см 3 ГСО 6690-93;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов бериллия с массовой концентрацией ионов бериллия 0,1 мг/см 3 МСО 0352:2002;
- государственный стандартный образец состава раствора ионов лития с массовой концентрацией ионов лития 1,00 мг/см 3 ГСО 5224-90;
6 Метод измерений
Измерения массовой доли металлов, указанных в таблице 1, в пробах выполняют методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в режимах пламенной или электротермической атомизации, который предусматривает следующие этапы:
- перевод металла в раствор путем полного разложения проб смесью азотной, хлорной и плавиковой кислот;
- измерение массовой концентрации металла в растворе проб методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в пламенном или электротермическом режимах в диапазонах, указанных в таблице 1;
- расчет массовой доли металла в пробах.
7 Требования безопасности и охраны окружающей среды
7.1 При проведении анализа следует соблюдать требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007 и правилами [1].
7.2 Помещение, в котором проводится анализ, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией согласно ГОСТ 12.4.021, соответствовать требованиям пожарной безопасности согласно ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения согласно ГОСТ 12.4.009.
7.3 Безопасность при работе с электроприборами должна обеспечиваться согласно ГОСТ 12.1.019.
7.4 При работе с плавиковой кислотой руки должны быть защищены резиновыми перчатками, глаза - защитными очками. Хранят плавиковую кислоту в посуде из тефлона или полиэтилена, отмеривают кислоту гашетками с полипропиленовыми наконечниками.
7.5 Хлорную кислоту следует хранить в стеклянных бутылях со стеклянными пробками вдали от органических материалов. Разлитую кислоту необходимо сразу разбавить водой и вытереть шерстяной (не хлопчатобумажной) тряпкой. Фильтры, которые использовали для фильтрования растворов хлорной кислоты, необходимо тщательно промыть водой. Нельзя допускать контакт паров хлорной кислоты с органическими материалами, такими как резиновые пробки, а также не следует нагревать с кислотой органические соединения, которые в ней не растворяются, поскольку накапливающиеся продукты разложения могут взрываться.
7.6 Отработанные растворы кислот сливают в канализацию после нейтрализации содой.
8 Требования к квалификации операторов
К выполнению анализа допускаются лица (инженер, техник или лаборант со средним специальным образованием), прошедшие соответствующую подготовку, имеющие навыки работы в химической лаборатории и изучившие руководство по эксплуатации пламенного спектрофотометра и спектрофотометра с электротермической атомизацией.
9 Условия выполнения измерений
При проведении анализа должны соблюдаться следующие условия:
- температура окружающего воздуха , °С. 20 ± 5;
- атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.). от 84 до 106 (от 630 до 795);
- относительная влажность окружающего воздуха, %.. от 30 до 80;
- напряжение питающей сети переменного тока, В. 220 ± 20;
- частота питающей сети, Гц. 50 ± 1.
10 Подготовка к выполнению измерений
10.1 Подготовка посуды для отбора и хранения проб и растворов
10.1.1 Для отбора и хранения проб должна использоваться посуда из пластика или стекла.
- тщательно вымыть водопроводной водой с моющими средствами;
- замочить не менее, чем на 1 ч в щелочном растворе ЭДТА, 3 %-м;
- промыть водопроводной водой;
- замочить не менее, чем на 1 ч в горячей, разбавленной (1:3) соляной кислоте;
- тщательно вымыть водопроводной водой;
- 3 или 4 раза ополоснуть дистиллированной водой;
- промыть разбавленной (1:3) азотной кислотой;
- тщательно промыть бидистиллированной водой;
- посуду для отбора проб просушить на воздухе.
10.1.3 Подготовленную согласно 10.1.2 посуду следует закрыть пробками и хранить в полиэтиленовых банках или пакетах.
10.2 Отбор, упаковка, консервация, транспортирование и хранение проб
10.2.1 Отбор, упаковку, транспортирование и хранение проб почвы следует проводить в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01.
10.2.2 Отбор, консервацию и хранение проб донных отложений следует проводить в соответствии с ГОСТ 17.1.5.01.
10.3. Подготовка проб к анализу
10.3.2 Пробы, подготовленные в соответствии с 10.3.1, следует тщательно перемешать, отобрать усредненную пробу массой 50 г, растереть ее в ступке и просеять через сито.
Примечание - Допускается использование проб полевой влажности.
10.4 Приготовление растворов
10.4.1 Раствор азотной кислоты (1:3) следует приготовить путем разбавления 330 см 3 концентрированной азотной кислоты до 1000 см 3 бидистиллированной водой.
10.4.2 Раствор азотной кислоты 0,1N следует приготовить путем разбавления 6,7 см 3 концентрированной азотной кислоты до 1000 см 3 бидистиллированной водой.
10.4.3 Раствор соляной кислоты (1:3) следует приготовить путем разбавления 330 см 3 концентрированной соляной кислоты до 1000 см 3 бидистиллированной водой.
10.4.4 Щелочной раствор динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты следует приготовить путем растворения 30 г ЭДТА в 1000 см 3 дистиллированной воды с добавлением 15 см 3 концентрированного водного аммиака. Раствор используют через 12 ч.
10.4.5 Рабочие градуировочные растворы для измерения массовой концентрации металлов в режиме пламенной атомизации следует готовить из Государственных стандартных образцов состава раствора металлов (далее - ГСО). В таблице 3 приведены массовые концентрации рабочих градуировочных растворов, используемых для градуировки пламенного спектрофотометра.
10.4.6 Для приготовления рабочих градуировочных растворов с массовой концентрацией от 10 до 200 мг/дм 3 из вскрытой ампулы ГСО с массовой концентрацией металла 1000 мг/дм 3 следует отобрать необходимый объем исходного раствора ГСО (согласно таблице 4), перенести его в мерную колбу и довести объемы до метки раствором азотной кислоты 0,1N.
Рабочие градуировочные растворы с массовой концентрацией ионов металлов от 0,5 до 5,0 мг/дм 3 готовят из градуировочных растворов с массовой концентрацией ионов металлов 100 мг/дм 3 в соответствии с таблицей 4.
Рабочие градуировочные растворы с массовой концентрацией ионов металлов от 0,05 до 2,0 мг/дм 3 готовят из градуировочных растворов с массовой концентрацией ионов металлов 10 мг/дм 3 в соответствии с таблицей 4.
Рабочие градуировочные растворы следует хранить в пластиковых флаконах не более 1 мес.
10.4.7 Рабочие градуировочные растворы для измерения массовой концентрации металлов в режиме электротермической атомизации следует готовить из промежуточных градуировочных растворов.
Для приготовления рабочих градуировочных растворов следует руководствоваться таблицами 3 и 5. Указанные в таблице 5 объемы промежуточных градуировочных растворов вносят в мерные колбы указанных вместимостей и доводят до метки раствором азотной кислоты 0,1N.
Рабочие градуировочные растворы следует хранить в пластиковой посуде не более 14 сут.
10.4.8 В качестве нулевого раствора используют раствор азотной кислоты 0,1N.
10.4.9 Приготовление буферных растворов производят следующим образом:
- раствор лантана хлористого 0,4 %-го следует готовить путем растворения 2,0 г лантана хлористого, помещенного в колбу вместимостью 500 см 3 , в бидистиллированной воде;
- раствор калия хлористого 0,2 %-го следует готовить путем растворения 1,0 г калия хлористого, помещенного в колбу вместимостью 500 см 3 , в бидистиллированной воде;
- раствор натрия хлористого 0,2 %-го следует готовить путем растворения 1,0 г натрия хлористого, помещенного в колбу вместимостью 500 см 3 , в бидистиллированной воде;
- раствор аммония хлористого 2 %-го следует готовить путем растворения 10,0 г аммония хлористого, помещенного в колбу вместимостью 500 см 3 , в бидистиллированной воде;
- раствор кальция хлористого 0,4 %-го следует готовить путем растворения 2,0 г кальция хлористого, помещенного в колбу вместимостью 500 см 3 , в бидистиллированной воде;
Атомно-абсорбционное определение тяжелых металлов в почвах с использованием электротермического атомизатора Текст научной статьи по специальности «Химические науки»
Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Андросова Наталья Викторовна, Усанова Юлия Сергеевна
Рассмотрена методика определения валового содержания тяжелых металлов в почвах атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией (ААС с ЭТА). Измерения проводили на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS vario 6 фирмы «Analytik Jena AG» (Германия) с дейтериевым корректором фона.
Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Андросова Наталья Викторовна, Усанова Юлия Сергеевна
Аппаратно-программный комплекс для атомно-абсорбционной спектрометрии с многостадийной зондовой атомизацией
Атомно-абсорбционная спектрометрия в локальном мониторинге тяжелых металлов (на примере твердых осадков)
The paper considers methods to determine total content of heavy metals in soils by an atomic absorption method with electrothermal atomization (ААS with ETA). Measurements being made using an atomic absorption spectrophotometer AAS vario 6 produced by Analytik Jena AG (Germany), and supplied with a deuterium background corrector.
Текст научной работы на тему «Атомно-абсорбционное определение тяжелых металлов в почвах с использованием электротермического атомизатора»
Н. В. Андросова, Ю. С. Усанова
АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО АТОМИЗАТОРА
Атомно-абсорбционный метод (ААС) с использованием пламенной ато-мизации нашел широкое применение в анализе почв. Он весьма эффективен при контроле загрязнения природных объектов тяжелыми металлами, а также для изучения их поведения в почвах. Однако отработанных и аттестованных методик атомно-абсорбционного анализа почв с использованием электротермической атомизации (ЭТА) недостаточно. Целью настоящего исследования является отработка методики химической пробоподготовки образцов почв с последующим измерением меди и других определяемых элементов из растворов на приборе AAS vario 6 «Analytik Jena AG». Содержание в почвах таких элементов, как железо и марганец, достаточно высокое: железа в среднем 3,8 % (масс.), марганца — 8,510-2 % (масс.) [Справочник по геохимии, 1990]. Содержание меди в почвах значительно ниже, поэтому нашей задачей было подобрать оптимальные условия для определения данного элемента, а также ряда других тяжелых токсичных металлов методом ААС с ЭТА.
Чтобы снизить влияние фона при ЭТА и уровень погрешностей за счет многократных разбавлений проб, мы остановились на уменьшении величины навески образца с 0,5 до 0,1 г (для Zn, Mn) и увеличении объема раствора образцов. Навеска образца предварительно прокаливалась с целью разложения органической основы пробы. Обработка пробы фтористоводородной кислотой обеспечивает удаление кремния из раствора. Далее проба дважды обрабатывалась смесью кислот HNO3:HCl (1:3) при нагревании до влажных солей. Влажные соли переводили на V = 50 мл 0,2 % HNO3. Полученный таким образом раствор пробы готов к измерению в ЭТА.
Данная методика успешно прошла апробацию для меди. Настройка прибора идет индивидуально для каждого типа проб (растительный образец, почва, горные породы и т. д.) [Алексеев, 1987; Кузяков и др., 1990].
Абсорбцию проводили в графитовой кювете, нагретой с помощью электрического тока, в ней происходит атомизация пробы и образование атомного пара. В спектрометре используется графитовая печь с поперечным нагревом, которая является основным узлом электротермического атомизатора. Монохроматическое излучение определяемого элемента (в данном случае Cu) от селективного источника света (лампы с полым катодом) с узкими спектральными линиями фокусируется с помощью осветительной системы, проходит через атомный пар. При этом атомы определяемого элемента поглощают часть интенсивности света от селективного источника. В результате первоначальная интенсивность /0 селективного источника света ослабляется до интенсивности I¡ на рабочей длины волны Л0 резонансной линии определяемого элемента. Зависимость степени поглощения от концентрации атомов описывается законом Бугера — Ламберта — Бера [Обухов, Плеханова, 1991].
Условия определения меди из полученных растворов следующие. Ширина щели монохроматора — 0,8 нм. Напряжение питания ФЭУ — 362 В, ток на лампу 3,0 тА. Измерения проводили в атмосфере аргона, применяли дейтериевый корректор фона. Использовали резонансную линию 324,8 нм. В табл. приводятся оптимальные температурные параметры работы атомизатора:
№ п/п Операция Температура, °С Время, с
1 Высушивание 90 11,4
2 Высушивание 105 32,1
3 Высушивание 120 11
4 Пиролиз 700 3,5
5 А7 (автозануление) 700 5
6 Атомизация 1800 4,7
7 Очистка 2200 4,4
Измерению аналитического сигнала обычно предшествует несколько стадий превращения анализируемого вещества (испарение растворителя, разложение определяемого компонента на атомы). Каждая стадия влияет на формирование анализируемого сигнала и, соответственно, на результат анализа. Поэтому для метрологической характеристики определений необходима подробная методика — описание всех условий и операций, которые обеспечивают регламентированные характеристики анализа [Кузяков и др., 1990].
Для определения элементного состава использовался метод градуировочного графика и в качестве эталонного раствора — водный раствор ионов Си (II) в серной кислоте. Готовились градуировочные растворы известной концентрации и замерялась их абсорбция, по результатам этих замеров строился градуировочный график.
Правильность определений контролировалась с помощью образца сравнения с использованием комплекта дерново-подзолистой супесчаной почвы СДПС-1, содержание Си в которой равно 9±4 мг/кг (фоновое содержание техногенных микроэлементов). Проанализировано 5 проб СДПС-1, для каждой пробы выполнены серии п=4, ошибка в пределах ±10 %, критерий 2а, с доверительной вероятностью Р=0,95, получены результаты 6,9; 10; 7,1; 7,4; 7,2 мг/кг. Результаты соответствуют аттестованным значениям.
Проанализированные образцы почв, взятые с Находкинского месторождения на Тазовском п-ве, имеют следующий состав по меди:
1) песок серо-палевый 0,9 мг/кг;
2) почвообразующая порода, песок 2,9 мг/кг;
3) почвообразующая порода, суглинок тяжелый 16 мг/кг;
4) почвообразующая порода, суглинок тяжелый 16 мг/кг.
Обычно в почвах медь содержится в виде медьсодержащих медных солей и комплексных металлорганических соединений. Среднее содержание ее в почвах разных типов значительно колеблется (210-4 — 210-2 %), однако 1220 % от валового содержания переходит в кислотные экстрагенты [Зырин, Обухов, 1977]. Среднее содержание меди в почвах Западной Сибири составляет 33,8 мг/кг, в подзолах Тюменской области — 13,1 мг/кг [Справочник. 1990]. Песчаные породы отличаются от суглинистых и глинистых наиболее высокой фильтрационной способностью, что видно по низким полученным значениям первых двух проб (0,86 и 2,9 мг/кг). В пробах 3 и 4, представляющих суглинки, значения по меди более высокие. На подвижность меди в почве оказывает влияние ее степень окисления (Си0, Си+, Си2+), которая зависит
от окислительно-восстановительных условий почв. Она обладает сильной миграционной контрастностью в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала почвы. Она подвижна в условиях окисления и очень слабо мигрируют в среде, где преобладают процессы восстановления [Алексеев, 1987; Московченко, 1998].
В ходе эксперимента получена оценка нижнего предела обнаружения меди — 0,003 мкг/мл, при исходной навеске 0,5 г, объеме рабочего раствора 20 мл он составляет 0,6 мкг/кг.
Предлагаемые пробоподготовку и программу можно применять для анализа почвенных объектов непосредственно для использованного спектрофотометра AAS vario 6.
Алексеев Ю. А. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987. 142 с.
Зырин Н. Г., Обухов А. И. Спектральный анализ почв, растений и других биологических объектов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1977. 334 с.
Кузяков Ю. Я., Семененко К. А., Зоров Н. Б. Методы спектрального анализа: Учеб. пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 213 с.
Московченко Д. В. Нефтегазодобыча и окружающая среда: Эколого-геохими-ческий анализ Тюменской области. Новосибирск: Наука, 1998. 112 с.
Обухов А. И., Плеханова О. И. Атомно-абсорбционный анализ в почвеннобиологических исследованиях. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. 183 с.
Справочник по геохимии / Г. В. Войткевич и др. М.: Недра, 1990. 480 с.
ИПОС СО РАН, г. Тюмень
N. V. Androsova, Yu. S. Usanova
ATOMIC ABSORPTION DETERMINATION OF HEAVY METALS IN SOILS USING AN ELECTROTHERMAL ATOMIZER
The paper considers methods to determine total content of heavy metals in soils by an atomic absorption method with electrothermal atomization (ААS with ETA). Measurements being made using an atomic absorption spectrophotometer AAS vario 6 produced by “Analytik Jena AG" (Germany), and supplied with a deuterium background corrector.
Определение тяжелых металлов в почве атомно абсорбционным методом
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
Определение массовой доли металлов в пробах почв и донных отложений
Методика выполнения измерений методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии
1 РАЗРАБОТАН Государственным учреждением Научно-производственное объединение "Тайфун"
2 РАЗРАБОТЧИКИ Т.Н.Моршина, Т.Б.Мамченко, Е.П.Вирченко, Л.П.Копылова, А.Ф.Ковалев, С.Н.Харитонова
3 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета от 27.11.2006
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Росгидромета от 12.07.2019 N 341 c 01.12.2020
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных
1 Область применения
1.1 Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений массовой доли валового содержания металлов, представленных в таблице 1, в пробах почв и донных отложений (далее - проба) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в режимах пламенной или электротермической атомизации.
Диапазоны измерения массовой доли металлов, мг/кг
от 100 до 100000 включ.
от 0,3 до 30 включ.
от 50 до 20000 включ.
от 0,01 до 2,0 включ.
от 0,8 до 1000 включ.
от 5 до 100000 включ.
от 0,01 до 1,0 включ.
от 0,8 до 100 включ.
от 0,2 до 10,0 включ.
от 8 до 1000 включ.
от 0,5 до 10,0 включ.
от 10 до 1000 включ.
от 5 до 1000 включ.
От 10 до 100000 включ.
От 0,5 до 1000 включ.
От 60 до 10000 включ.
От 0,2 до 20,0 включ.
От 2 до 1000 включ.
От 100 до 10000 включ.
От 0,3 до 10,0 включ.
От 20 до 1000 включ.
От 1,0 до 100,0 включ.
От 80 до 1000 включ.
От 1 до 1000 включ.
* Знак "-" означает, что измерения не проводятся.
Примечание - Верхний предел измерения массовой доли металлов может быть увеличен путем разбавления проб азотной кислотой 0,1 N.
1.3 Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, выполняющих измерения в области мониторинга загрязнения окружающей среды и количественного химического анализа.
2 Нормативные ссылки
В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ Р 12.1.019-2009 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 17.4.3.01-2017 Охрана природы. Почвы, Общие требования к отбору проб
ГОСТ 17.4.4.02-2017 Охрана природы. Почвы. Метод отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа
Примечание - Ссылки на остальные стандарты приведены в разделе 5.
3 Термины и определения
В настоящем руководящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 валовое содержание металла: Массовая доля всех форм металла в пробе.
3.2 донные отложения: Донные наносы и твёрдые частицы, образовавшиеся и осевшие на дно в результате внутриводоёмных процессов, в которых участвуют вещества как естественного происхождения, так и антропогенные.
единичное определение: Однократное проведение всей последовательности операций, предусмотренной методикой анализа вещества или материала объекта аналитического контроля.
параллельные определения: Серия единичных определений, выполненных в условиях повторяемости.
3.5 почва: Поверхностный слой суши, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мёртвых организмов (растительных, животных и микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков.
3.6 проба: Часть почвы, грунта или донных отложений, отобранная для анализа и отражающая их химический состав.
3.7 промежуточный градуировочный раствор: Раствор с известной массовой концентрацией металла, который используется для приготовления рабочих градуировочных растворов при измерении в режиме электротермической атомизации.
3.8 рабочий градуировочный раствор: Раствор с известной массовой концентрацией металла, который используется для установления градуировочной характеристики.
3.9 результат измерений: Значение характеристики, полученное выполнением регламентированного метода измерений.
3.10 холостая проба: Проба, проходящая все стадии анализа, что и реальная проба, но не содержащая определяемый компонент
Раздел 3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
4 Характеристики погрешности измерений
При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений характеристики погрешности результата измерения с принятой вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведённых в таблице 2
Диапазон измерений массовой доли металла, мг/кг
Показатель повторяе-
мости (относи-
тельное среднеквад-
ратическое отклонение повторяе-
мости) , %
Показатель воспроизво-
димости (относи-
тельное среднеквад-
ратическое отклонение воспроизво-
димости) , %
Показатель правильности (границы относи-
тельной неисклю-
ченной система-
тической погрешности) , %
Показатель точности (границы относи-
тельной погрешности МВИ) , %
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.
Читайте также: