Страница 3: Временные методические рекомендации по контролю загрязнения почв. Часть II. (45200)

V.7.1. Приготовление рабочих растворов

0,1 н раствор КОН готовят из фиксанала, тщательно перенося его содержимое в мерную колбу емкостью 1 л, ампулу, боек и воронку при этом тщательно ополаскивают дистиллированной водой. Объем раствора в колбе доводят до метки. Приготовленный раствор щелочи хранят в холодильнике с хлоркальциевой трубкой.

0,1 н раствор HCl готовится из фиксанала.

1%-ный раствор фенолфталеина. 1 г фенолфталеина растворяют в 100 мл этилового спирта (60 %).

V.7.2. Реактивы

Фиксанал щелочи (0,1 н КОН).

Фиксанал кислоты (0,1 н НСl).

Фенолфталеин индикатор ч.д.а.

Спирт этиловый 60 %.

Список литературы

1. Коновалова А.С. Ферментативная активность как диагностический показатель для целинных и окультуренных дерново-подзолистых почв. - Почвоведение, 1970, № 7, с.25-36.

2. Симонян Б.Н., Галстян А.Ш. Диагностика эродированных почв по активности ферментов. - В кн.: Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. М.: Наука, 1976.- 400 с.

3. Долгова Л.Г. Применение ферментативной активности как одного из диагностических показателей, характеризующих загрязнение промышленными выбросами почвы. - В кн.: Биологическая диагностика почв. М.; Наука, 1976, с.76-77.

4. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении. Ереван: Айстен, 1974.- 257 с.

5. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. - М.: Наука, 1976.- 179 с.

6. Методы изучения почвенных микроорганизмов и их метаболитов. Под ред. Н.А. Красильникова. - М.: Изд-во МГУ, 1966. - 200 с.

7. Lenhard G. The dehydrogenas activity as a criterian of toxic effect in biological purification sistems. - Hydrobiologie, 1965, vol 25, N 1, p. 1-8.

8. Методы стационарного изучения почв. - М.: Наука, 1977.

9. Краснова Н.М. Ферментативная активность как биоиндикатор загрязнения почв тяжелыми металлами. Автореф. дисс. на соиск. учен. степени канд. биол. наук. -М., ВАСХНИЛ, 1982.- 25 с.

РАЗДЕЛ VI. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЧВЫ

В практике осуществления мониторинга загрязнения почв при оценке последствий загрязнения, особенно при оценке влияния токсичных загрязнений на наиболее важные физико-химические свойства почв, может возникнуть необходимость определения характеристики этих свойств или тенденций изменения их во времени. Ниже приводятся методики определения некоторых наиболее важных агрохимических свойств почвы, которые могут при этом быть полезными. К ним относятся методики определения в почве углерода, подвижного фосфора, нитратного азота, аммиачного азота, сульфатов. Как правило, для оценки последствий загрязнения указанные агрохимические характеристики на загрязненных участках почвы сравниваются с такими же характеристиками на аналогичных контрольных участках, не подверженных загрязнению (с фоном).

VI.1. Определение содержания общего углерода в почве [1-3]

Навеску почвы, подготовленную путем тщательного отбора растительных корешков и растирания в ступке до полного просеивания через сито с отверстиями диаметром 0,25 мм, отвешивают на аналитических весах в количестве 0,05-0,5 г в зависимости от содержания гумуса.

Навеску помещают в сухую узкогорлую коническую колбочку емкостью 100 мл. Определение проводят в двух-четырех повторностях. С помощью мерного цилиндра в колбочку с навеской почвы приливают 20 мл окислительной смеси. Содержимое колбы осторожно и тщательно перемешивают круговым движением. Колбочки закрывают маленькой воронкой для охлаждения паров и ставят на горячую электроплитку с закрытой спиралью или на песочную баню и кипятят точно 5 мин с начала момента кипения (появление первого относительно крупного пузырька газа).

Смесь охлаждают и доводят ее объем дистиллированной водой до 100 мл, затем тщательно перемешивают и оставляют на ночь для развития более устойчивой окраски. Отстоявшийся раствор осторожно (не взмучивая осадка) сливают в кювету спектрофотометра толщиной 1 см и измеряют оптическую плотность при длине волны 590 нм. Контролем служит прокипяченный и разбавленный (до 100 мл) раствор окислительной смеси.

Расчет содержания углерода ведется по формуле (при использовании кюветы толщиной 1 см):

где D - оптическая плотность, m - навеска почвы, г; С - содержание углерода, % к воздушно-сухой почве.

Для вычисления количества гумуса в почве нужно учитывать, что среднее содержание углерода в гумусе составляет 58 %, т.е.:

% гумуса = % С 1,72.

Присутствие хлора в почве искажает результаты анализа. Предельное его содержание, начинающее влиять на точность метода - 0,5-0,6 %.

VI.1.1. Определение содержания воднорастворимого органического вещества [1-3]

20 г воздушно-сухой почвы, а влажной - с учетом влажности, заливают 100 мл дистиллированной воды, соотношение 1:5, взбалтывают и оставляют на сутки. Затем снова взбалтывают, центрифугируют 15 мин при 3000 об/мин и фильтруют через плотный бумажный фильтр (синяя лента). Из фильтрата берут аликвоту 10-50 мл и выпаривают ее на электрической плитке с закрытой спиралью досуха. Затем проводят те же операции, что и при определении общего содержания органического вещества почвы.

Содержание углерода водорастворимого органического вещества в % к воздушно-сухой почве находят по формуле

где D - оптическая плотность; m - навеска воздушно-сухой почвы, соответствующая аликвоте, взятой для анализа (2-10 г); % С - процентное содержание растворимого органического углерода в почве.

Содержание углерода воднорастворимого органического вещества обычно выражают в процентах к СОБЩ.

VI.1.2. Приготовление рабочих растворов

Окислительная смесь: 0,4 н раствор К2Сr2О7, в разбавленной (1:1) серной кислоте. Берут 20 г тонко измельченного в фарфоровой ступке кристаллического К2Сr2О7, растворяют примерно в 200-300 мл дистиллированной воды (можно с подогреванием) и фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу емкостью 0,5 л. Объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и переливают в термостойкий или фарфоровый стакан.

К этому раствору (под тягой) приливают небольшими порциями (примерно по 100 мл) 0,5 л H2SO4, (плотность 1,84) при осторожном и многократном перемешивании. Раствор закрывают стеклом и оставляют стоять до полного охлаждения. Затем перемешивают и переливают в бутыль или склянку с притертой пробкой. Хранят раствор в темноте.

VI.1.3. Реактивы

Серная кислота пл 1.84 х.ч., ГОСТ 4204-66.

Калия бихромат (К2Сr2О7) х.ч., ГОСТ 4220-65.

VI.2. Определение подвижного фосфора в почве [2-4]

2 г воздушно-сухой почвы, а влажной с учетом влажности, помещают в плоскодонные колбы емкостью 100 мл, заливают 20 мл 0,2 М раствора HCl, перемешивают 5 мин с помощью электромеханической мешалки, настаивают 24 ч. Затем надосадочную жидкость сливают в пробирки и центрифугируют 5 мин при 3000 об/мин.

Аликвоты почвенной вытяжки, содержащей от 0,003 до 0,04 мг Р2О5, переносят в мерные пробирки на 20 мл с притертыми стеклянными пробками.

При аликвоте, равной 1 мл, в пробирки доливают 7 мл дистиллированной воды, взбалтывают. Затем в пробирку приливают 2 мл кислого раствора молибденово-кислого аммония. Раствор перемешивают и прибавляют к нему 1 каплю восстановителя - 2,5 %-ного раствора SnCl2. Немедленно вновь перемешивают. Спустя 5-7 мин плотность окрашенных в синий цвет растворов определяют с помощью фотоэлектроколориметра, используя красный светофильтр (или длину волны 650 нм). Количество Р2О5 находят по стандартной калибровочной кривой, расчет ведут по формуле

(VI.2.1)

где Х - количество подвижного фосфора на 100 г воздушно-сухой почвы, мг Р2O5/100 г; С - концентрация Р2О5, найденная по калибровочной кривой, мг/кг; V1 - общий объем вытяжки, мл; V2 - объем аликвотной части, мл; а - навеска воздушно-сухой почвы, г; 100 - коэффициент пересчета на 100 г воздушно-сухой почвы; К - коэффициент пересчета на почву, высушенную при 100-105 °С.

VI.2.1. Приготовление стандартных растворов фосфата и построение калибровочной кривой

0,1917 г КН2РО4 х.ч. растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе емкостью 1 л, доливают водой до метки, перемешивают, хранят в склянке из темного отекла. 1 мл полученного образцового раствора содержит 0,1 мг P2O5. Затем готовят серию рабочих растворов (в 3-4 повторностях), содержащих в 1 мл 0,001; 0,002; 0,004; 0,006; 0,008; 0,01 мг. Для этого из образцового раствора берут аликвоты соответственно 0,5; 1; 2; 3; 4; 5 мл, содержащие 0,5; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мг и переносят в мерные колбочки на 50 мл, объем которых затем доводят дистиллированной водой до метки. Затем их взбалтывают. Из каждой колбочки берут аликвоту 1 мл и переносят в пробирку (на 10-15 мл). Приливают 2 мл кислого раствора молибденово-кислого аммония (концентрация его в испытуемом растворе должна быть 0,001 мг/мл), затем 7 мл дистиллированной воды, перемешивают и капают 1 каплю восстановителя (2,5 % раствор SnCl2), немедленно перемешивают. Окрашенные в синий цвет растворы колориметрируют на ФЭКе (длина волны 650 нм или используют красный светофильтр). Отроят график зависимости оптической плотности растворов от концентрации Р2О5 в стандартных растворах (табл. VI.2.1, рис. VI.2.1).

Рис. VI.2.1. Калибровочный график для определения концентрации Р2О5

Таблица VI.2.1

Результаты измерений оптической плотности стандартных растворов

VI.2.2. Приготовление рабочих растворов

0,2??0,01 М НСl. 16,4 мл концентрированной HCl разводят дистиллированной водой до 1 л.

Комплексообразователь. Кислый раствор молибденово-кислого аммония. Раствор А. 25 г молибденово-кислого аммония растворяют при нагревании в 100 мл дистиллированной воды. В остывший раствор добавляют 280 мл концентрированной H2SO4 небольшими порциями, избегая перемешивания, затем к остывшему раствору приливают 620 мл дистиллированной воды. Раствор хранят в склянке из темного стекла.

В работе используют раствор молибдата, полученный при разбавлении раствора А в 5 раз дистиллированной водой.

Восстановитель. 0,13 г SnCl2??2Н2О ч.д.а. всыпают в стеклянную пробирку, приливают сюда же 5 мл 10%-ной HCl. Пробирку погружают в термостойкий химический стакан на 100-200 мл, наполненный водой, и кипятят на электроплитке до полного растворения восстановителя.

10 % HCl. Концентрированную соляную кислоту разбавляют дистиллированной водой в три раза.

VI.2.3. Реактивы

HCl х.ч., ГОСТ 3118-67

Н2SО4 х.ч., ГОСТ 4204-66.

Аммоний молибденовокислый 4-водный х.ч., ГОСТ 3765-64.

Олово двуххлористое 2-водное (SnCl2??2Н2О) ч.д.а., ГОСТ 36-68.

Фосфорнокислый калий однозамещенный (КН2РО4) х.ч., ГОСТ 4198-65.

VI.3. Определение аммиачного азота [2-4]

Навеску свежей почвы (10-20 г) помещают в коническую колбу емкостью 500 мл. Одновременно берут 5 г почвы в бюкс для анализа на влажность.

К навеске почвы приливают 10-кратное количество 2 %-ного раствора KCl, приготовленного на безаммиачной воде. Колбу встряхивают 5 мин и оставляют на 18-20 ч. Длительное отстаивание можно заменить часовым взбалтыванием.

Контролем служит раствор KCl.

Вытяжку из первой колбы фильтруют через складчатый беззольный фильтр. Для определения количества аммиака в реакционной смеси 1-2 мл фильтрата помещают в мерную колбу на 50 мл, добавляют 10 мл дистиллированной воды, прибавляют далее 4 мл раствора фенолята натрия и сразу же 3 мл раствора гипохлорита натрия. После добавления каждого реактива смесь тщательно перемешивают. Через 20 мин объем раствора доводят дистиллированной водой до метки и интенсивность окраски просматривают на ФЭКе, используя красный светофильтр или на спектрофотометре при ??=620 нм. Окраска индофенола голубого устойчива в течение 60 мин. Количество аммиачного азота находят по стандартной калибровочной кривой, используя для расчета формулу

где X - количество аммиачного азота, мг N-NH3/100 г; С - концентрация N-NH3, найденная по калибровочной кривой, мг/мл; V1 - общий объем вытяжки, мл; V2 - объем аликвотной части, мл; a - навеска почвы, г; 1000 - коэффициент для перевода мкг в мг; К - коэффициент пересчета веса почвы на вес высушенной при 100-105 ??С почвы; 100 - коэффициент пересчета на 100 г почвы.

VI.3.1. Приготовление стандартных растворов сернокислого аммония и построение калибровочной кривой

0,4717 г (NH4)2SO4, высушенного до постоянного веса, помещают в мерную колбу емкостью 1000 мл, растворяют в дистиллированной воде и объем раствора доводят до метки. Концентрация исходного раствора равна 100 мкг N/мл. Для приготовления стандартных растворов в мерные колбочки емкостью 100 мл отбирают 1, 2, 5, 8, 12, 15, 18, 22, 25, 28 мл исходного раствора и доливают дистиллированной водой до метки. 1 мл каждого стандартного раствора содержит соответственно 1, 2, 5, 8, 12, 15, 18, 22 мкг N-NH3. 1 мл раствора помещают в мерную колбу емкостью 50 мл, доводят объем дистиллированной водой примерно до 10 мл, затем приливают 4 мл раствора фенолята натрия и сразу же 3 мл раствора гипохлорита натрия. После добавления каждого реактива смесь тщательно перемешивают. Через 20 мин объем смеси доводят до метки и интенсивность окраски просматривают на ФЭК с красным светофильтром, используя кювету объемом 20 мл или на спектрофотометре при длине волны 620 нм. Окраска индофенола голубого устойчива в течение 1 ч. Результаты измерений оптической плотности представлены в табл. VI.3.1, а калибровочная кривая - на рис. V.6.1. Линейная зависимость оптической плотности от концентрации N-NH3 для кюветы толщиной 20 мм сохраняется в интервале концентраций от 1 до 22 мкг /50 мл.

Таблица VI.3.1

Результаты измерений оптической плотности растворов (NH4)2SO4 на приборе ФЭК-М