Химический анализ почв это

Химический анализ почвы и его особенности

Химическим анализом почвы называют совокупность методов, направленных на оценку химического состояния грунта: его состава, свойств и экологического состояния.

рассчитать содержание питательных компонентов в грунте;
выявить вредные вещества почвы, представляющие опасность для живых организмов.

Классификация анализов

Известно несколько видов химического анализа почв:

определение кислотности почвы, или величины рН;
анализ водной вытяжки;
степень загрязнённости почвы и степень опасности для человека (для обозначения суммарного количества вредных веществ в почве и степени опасности применяют индекс Zc);
расчёт органического вещества;
валовой, или элементный, анализ;
расчёт обеспеченности земель питательными веществами;
определение физико-химических свойств почв;
выяснение поглотительной способности грунта.

Для чего необходим анализ?

Химический анализ почвы требуется тем, кто занимается растениеводством: сельскохозяйственным предприятиям, фермерам и частным лицам. Он дает возможность эффективно вести сельское хозяйство: выяснить качество земли и её пригодность для земледелия, определить необходимость обеспечения почвы удобрениями, чтобы повысить урожай. Бесконтрольное внесение питательных веществ (как недостаток, так и переизбыток) может неблагоприятно сказаться на состоянии растений. Некоторые элементы, содержащиеся в почве, могут угнетать рост и развитие растений, нарушать обмен веществ.

Фото 1. Пробы земли.

Необходим химический анализ также инженерам (от состава почвы зависят особенности строительства).

В связи с постоянно возрастающим загрязнением окружающей среды химический анализ имеет важное значение для экологов. Чтобы защитить окружающую среду, необходимо получить достоверную информацию о степени загрязнения почвы.

В грунт постоянно проникают разнообразные вредные вещества, пестициды, отходы сельского хозяйства, промышленных и коммунальных предприятий. Накапливаясь, они приводят к загрязнению почвы и представляют опасность для живых существ, в том числе и для людей.

Химический анализ почвы проводят:

перед началом строительства зданий (гражданских и промышленных);
перед разработкой мер для улучшения состояния почвы, находящейся возле дорог и предприятий;
при экологических проверках (в том числе после нарушения почвенного покрова);
при подготовке заключения о пригодности почвы для сельскохозяйственных нужд;
перед проведением благоустройства и озеленения территории;
перед применением дренажных и оросительных систем;
перед закладкой сада;
при изменении целевого применения земли;
при выяснении пригодности земли, используемой под бытовые отходы, для рекультивации;
для определения стоимости земли.

Кто делает химический анализ почвы?

Анализ грунта для определения вредных элементов проводится лабораториями санитарно-эпидемиологического надзора и аккредитованными лабораториями предприятий.

Исходные данные для анализа

К каждой ёмкости, содержащей пробу, прикрепляют этикетку, на которой должно быть указано:

хозяйство, на территории которого взят почвенный образец, и адрес (район и область);
порядковый номер разреза;
почвенный слой и глубина, с которой взят образец;
дата получения пробы и фамилия человека, взявшего её.

Что входит в состав работ?

В состав работ по изучению состава грунта входит:

определение мест, на которых необходимо взять пробы (при этом учитываются климатические условия местности и местонахождение источников загрязнения);
выяснение вредных компонентов и показателей, требующих контроля;
взятие почвенных проб;
подготовка полученных образцов к анализу;
проведение химического анализа, в процессе которого применяются разнообразные методы;
сравнение полученных результатов с предельно допустимыми или ориентировочно допустимыми концентрациями;
подготовка заключения о загрязнении грунта;
составление протокола о работах по обследованию местности и передача всем заинтересованным органам;
разработка рекомендаций, направленных на улучшение состояния почвы.

Отбор проб

Для отбора проб площадь поля делят на несколько элементарных участков. Если площадь менее 10 гектов, то поле разделяют на 3 участка. На больших площадях (более 10 гектаров) элементарные участки должны равняться трём гектарам.

Самый распространенный способ отбора проб — метод «конверта». Для него выделяют 5 точек, 4 из которых располагаются по углам участка и 1 точка в его центре.

Если производят отбор смешанных образцов, то берут почвенные пробы в 20 точках: 4 из них на разных углах периметра, а 16 — по диагоналям через равные промежутки. Чем неоднородней почва, тем меньшее расстояние должно быть между точками отбора проб.

Подготовка пробы к анализу

В процессе подготовки пробы её перемешивают, измельчают и сокращают до установленного веса.

Чтобы сократить пробу, прибегают к способу квартования. Измельчённую почву перемешивают на стерильном плотном картоне. Из неё удаляют корни, камни и другие посторонние предметы. Оставшуюся землю разравнивают, чтобы получился слой толщиной в 0,5 сантиметра, и разделяют на 4 сектора. Почву, входящую в два противоположно расположенных сектора, выбрасывают, а оставшуюся перемешивают. Процесс повторяют несколько раз, в результате чего вес полученной пробы сводят к 200 — 300 граммам. Почву просеивают сквозь сито, диаметр отверстий которого равняется одному миллиметру. Затем её высыпают в стерильную ёмкость, закручивают пробкой и нумеруют. Полученный образец используют для навесок.

При подготовке навески также используют метод «средней пробы». В этом случае почву рассыпают слоем толщиной 0,5 сантиметра. Полученный квадрат разделяют на мелкие квадратики, сторона которых равняется 2 — 2,5 сантиметра, и из каждого берут понемногу почвы и перемешивают.

Какие есть нюансы в проведении химического анализа почвы?

Следует обратить внимание на то, что принцип нормирования содержания химических веществ в почве существенно отличается от принципа нормирования, использующегося при изучении свойств водоёмов и атмосферы. Это связано с тем, что вещества, содержащиеся в почве, проникают в человеческий организм не только при непосредственном контакте с грунтом, но и через воздух, воду и растения. Поэтому необходимо учитывать не только прямое воздействие, но и опосредованное.

В настоящее время разработаны предельно допустимые концентрации только для 30 вредных веществ, в основном для ядохимикатов. Именно на основании ПДК судят об опасности загрязнения почвы.

В почвах сельскохозяйственных угодий проводят анализ всех применяемых пестицидов. В почвах, расположенных возле городов и промышленных предприятий, контролируют концентрацию тяжёлых металлов и бензапирена.

Чтобы обеспечить точность результатов, необходимо правильно отобрать и обработать почвенные пробы. Так как почва в разных местах участка может различаться, то с каждого участка необходимо брать по несколько точечных проб.

Глубина взятия проб

Почвенные пробы берут на глубине 0 — 5 и 5 — 20 сантиметров. При оценке легко мигрирующих веществ необходим отбор образцов по всей глубине почвенного профиля.

Почвенные образцы рекомендуется брать на участке, радиус которого равняется 25 — 30 километрам (расстояние отсчитывают от источника загрязнения).

Масса образца

Вес каждой точечной пробы должен равняться 200 — 300 граммам, а вес средней пробы не может быть менее килограмма.

Хранение проб

Отобранные образцы упаковывают в мешочки из полиэтилена либо в ёмкости, изготовленные из материала, не вступающего в реакции.

Если нет возможности сразу провести анализ, почву помещают в холодильник. В случае слабого загрязнения почвы её можно хранить на протяжении 72 часов, а при сильном загрязнении — 48 часов.

Когда берут пробы?

Химический анализ, направленный на определение степени загрязненности почвы, проводят согласно графику (периодичность проверки зависит от категории земли и вредного вещества) либо после инцидента, произошедшего на производственном предприятии и вызвавшего выброс веществ, опасных для здоровья. Но в любом случае анализ должен проводиться ежегодно. Исключением является контроль концентрации тяжёлых металлов. Его достаточно делать раз в 3 года.

Химический анализ для определения степени загрязнения почв, на которых расположены детские сады, лечебно-профилактические учреждения и зоны отдыха, должен проводиться дважды в год: в весенний и осенний период.

Инструменты для взятия проб

Почвенные образцы берут с помощью почвенного щупа или бура. Обычно при работе с сухими и пыльными грунтами пользуются почвенным щупом, а если берут образцы на мёрзлых и каменистых почвах, применяют почвенный бур.

Облегчить работу исследователей помогут механические или гидравлические пробоотборники, позволяющие взять поверхностные и глубинные образцы.

При отсутствии необходимых инструментов подойдёт и лопата (стальная или алюминиевая, без следов коррозии), но она должна иметь тщательно отточенное лезвие.

Какие факторы учитываются при проведении химического анализа?

Доступность вредных элементов для растений, а следовательно, их токсическое воздействие на организм человека зависит от свойств почвы:

состава;
кислотности;
окислительно-восстановительного режима;
катионно-обменных свойств;
концентрации гумуса;
наличия легкорастворимых солей;
биологической активности;
уровня грунтовых вод.

Опасность загрязнения увеличивается при повышении:

фактических уровней содержания вредных веществ сравнительно с предельно допустимыми концентрациями;
класса опасности оцениваемых веществ.

Поэтому, чтобы оценить степень загрязнения почвы, учитывают:

специфику источников загрязнения;
приоритетность загрязняющих веществ и их класс опасности;
особенности землепользования;
буферность почвы.

Если невозможно учесть все загрязняющие вещества, оценивают самые токсичные.

Что влияет на стоимость химического анализа?

Стоимость работ зависит от вида анализа, стоимости используемых реактивов, количества определяемых показателей и образцов в партии.

Нормативные документы

При проведении химического анализа почвы руководствуются следующими документами:

ГОСТ 17.4.3.01-83 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб»;
ГОСТ 28168-89 «Почвы. Отбор проб»;
ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа»;
ГОСТ 17.4.3.03-85 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ»
ГОСТ Р 53123-2008 (ИСО 10381-5:2005) «Качество почвы. Отбор проб. Часть 5. Руководство по изучению городских и промышленных участков на предмет загрязнения почвы»;
ГОСТ 17.4.2.02-83 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей пригодности нарушенного плодородного слоя почв для землевания»;
ГОСТ 17.5.1.03-86 «Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель»;
ГОСТ 17.5.3.06-85 «Охрана природы. Земли. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ»;
ГОСТ 17.5.3.05-84 «Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию»;
ГОСТ 17.0.0.02-79 «Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля загрязнённости атмосферы, поверхностных вод и почвы»;
ГОСТ 17.4.2.01-81 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния» (с Изменением N 1);
ГОСТ 5180-84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик»;
ГОСТ Р 50685-94 «Определение подвижных соединений марганца по методу Крупского и Александровой в модификации цинао»;
ГОСТ Р 50686-94 «Определение подвижных соединений цинка по методу Крупского и Александровой в модификации цинао»;
ГОСТ Р 50687-94 «Определение подвижных соединений кобальта по методу Пейве и Ринькиса в модификации цинао»;
ГОСТ Р 50688-694 «Почвы. Определение подвижных соединений бора по методу Бергера и Труога в модификации цинао»;
ГОСТ Р 50689-94 «Определение подвижных соединений молибдена по методу Григга в модификации цинао»;
ГОСТ 26951 «Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом»;
ГОСТ Р 506984-94 «Ферросплавы. Материалы. Термины и определения»;
ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов»;
ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.53-08 «Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли водорастворимых форм сульфат-ионов в почвах, илах, донных отложениях, отходах производства и потребления гравиметрическим методом»;
ГН 2.1.7.2042-06 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве»;
ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве»;
ГН 1.2.2701-10 «Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды» (перечень);
СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы»;
СанПиН 2.6.1.2523-09 2 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)»;
СП 2.6.1.2612-10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)»;
СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства»;
МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населённых мест»;
МУ 2.6.1.2398-08 «Радиационный контроль и санитарно-эпидемиологическая оценка земельных участков под строительство жилых домов, зданий и сооружений общественного и производственного назначения в части обеспечения радиационной безопасности»;
ФЗ РФ № 172-ФЗ от 12.12.2004г. «О переводе земель и земельных участков из одной категории в другую».

Вы можете ознакомиться с нашими выполненными объектами и стоимостью работ по проведению химического анализа почвы.

Источник

Статья «Химический анализ почв» (9 класс)

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Почва — это верхний плодородный слой Земли. Почва состоит из песка и глины, в ней имеются остатки растений (корней, листьев, стебельков), мелких животных. Из этих остатков образуется перегной. Перегной накапливается в верхнем слое почвы, поэтому этот слой темный. Чем больше в почве перегноя, тем она плодороднее.

Разнообразны почвы нашей страны. Особенно большим плодородием обладают черноземные почвы. На них выращивают устойчивые высокие урожаи различных культур. Большие площади заняты подзолистыми почвами. Они менее плодородны, однако при внесении удобрений и правильной обработке и на них труженики полей получают высокие урожаи.

Почвенными факторами, экологически значимыми для жизнедеятельности, роста и развития растений, являются питательные вещества, воздух и вода. Плодородие — основное свойство почвы. Ученые изучают свойства почв и разрабатывают правила их использования. Труженики полей заботятся, чтобы земля получала нужные удобрения, отводят лишние воды из заболоченных мест и орошают засушливые земли, тщательно обрабатывают поля.

Земля — наша кормилица. Поэтому о ней нужно заботиться постоянно, беречь её от истощения, разрушения и загрязнения, делать все для повышения её плодородия. Там, где о почве заботятся, и урожаи собирают большие.

Почвы, как и другие природные элементы, нуждаются в охране и бережном отношении. Почва образуется в природе очень медленно: за 100 лет всего один сантиметр, а разрушается быстро. Под действием сильных ветров, потоков воды почва разрушается. Ливневые дожди или бурные потоки весенних вод иногда так размывают землю, что появляются овраги. Люди ведут постоянную борьбу с ними: высаживают деревья и кустарники, которые своими корнями укрепляют почву. Растения задерживают снег на полях, чтобы талая вода увлажняла почву, а не стекала быстро по склонам. На склонах оврагов высевают луговые травы. Корни их, разрастаясь в почве, закрепляют склоны.

В природе растения и подземные животные приспосабливаются к почве, а человек научился составлять почвенные смеси из разных природных компонентов для более эффективного роста и развития растений.

Дерновая земля — это перепревшие в течение года пласты дерна (трава вместе с землей), взятые с луга. Бывает легкая и тяжелая дерновая земля: в легкой преобладают перегнившие растения, в тяжелой — глина.

Листовая земля получается через 2-3 года из сложенных в кучу опавших листьев, которые время от времени перелопачивают. В этом случае образуется рыхлая, легкая, но малопитательная земля.

Хвойная земля бывает под хвойными деревьями, она состоит из полусгнившей хвои и является кислой.

Торфяная земля — это темно-бурая масса, образующаяся на болотах и высыхающих водоемах, состоит из остатков полусгнивших растений. Её можно собрать в низинах и выдержать 1.5-2 года. Она является рыхлой (легкой), питательной и влагоемкой землей, но может быстро пересыхать.

Перегной — это перепревший в течение 2 лет коровий или конский навоз вместе с соломенной подстилкой, является самой питательной землей, которая содержит все микро- и макроэлементы.

Песок хорошо пропускает воду, создает рыхлость почве, но не имеет питательных веществ, его обязательно добавляют в почвенные смеси для того, чтобы не было застоя воды и корни могли дышать воздухом.

Глина — тяжелая, плотная, плохо пропускает воду, но и задерживает её, не дает быстро испаряться, удерживает растение от падения.

В России имеется большое количество ареалов с катастрофически деформированной природой, в которой происходит деградация почв. А почва, как и любая другая среда обитания, является важным условием существования жизни. Живые организмы, находящиеся в почве, как и сама почва, нуждаются в заботе и охране. Необходимо беречь почву от истощения, разрушения и загрязнения.

В настоящее время истощение и загрязнение почв происходит быстрыми темпами. В наибольшей степени это касается земель, находящихся в сельскохозяйственном обороте. А для формирования высокобуферных почвенно-генетических химических систем нужны сотни лет и кропотливая целенаправленная работа по сохранению и умножению почвенного плодородия.

На пришкольном участке очень плохо приживаются садовые культуры. Поле рядом со школой регулярно засевают кормовой кукурузой, которая из года в год даёт всё меньший урожай.

В данном проекте предлагается рассмотреть тип почвы и определить типы экологических проблем нашего населённого пункта, через организацию в детском саду экспериментальной деятельности. Практическое использование данной разработки позволит сейчас определить, а в дальнейшем экспериментально проверить полученные теоретические знания.

Анализ почвы — совокупность операций, выполняемых с целью определения состава, физико-механических, физико-химических, химических, агрохимических и биологических свойств почвы.

Проводят механический (гранулометрический), химический, минералогический и микробиологический анализы. Результаты анализов используют для составления почвенных карт, в том числе агрохимических картограмм.

Механический (гранулометрический) анализ — количественное определение содержания в почве частиц разного диаметра. Проводят при помощи сит и пипеточным методом (используя зависимость между размерами частиц и скоростью оседания их в стоячей воде). В зависимости от содержания физической глины (частиц 0,01 мм) почву по гранулометрическому (механическому) составу относят к той или иной разновидности (например, суглинок средний, супесь).

Химическим анализом устанавливают химический состав и свойства почвы. Основные разделы его: валовой, или элементный, анализ — позволяет выяснить общее содержание в почве С, N, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Р, S, K, Na, Mn, Ti и др. элементов; анализ водной вытяжки (основа исследования засоленных почв) — даёт представление о содержании в почве водорастворимых веществ (сульфатов, хлоридов и карбонатов кальция, магния, натрия и др.); определение поглотительной способности почвы; выявление обеспеченности почв питательными веществами — устанавливают количество легкорастворимых (подвижных), усваиваемых растениями соединений азота, фосфора, калия и др., по данным анализа определяют потребность полей в удобрениях. Большое внимание уделяют также изучению фракционного состава органических веществ почвы, форм соединений основных почвенных компонентов, в том числе микроэлементов. Различают полевые, экспедиционные и лабораторные химические анализы. Полевые анализы проводят упрощёнными методами, лабораторные — чаще инструментальными (спектроскопия, пламенная фотометрия, атомно-адсорбционные и др.).

Минералогическим анализом определяют содержание в почве первичных и вторичных минералов с целью изучения её генезиса и физико-химических свойств. Распределение минералов по почвенному профилю исследуют методом шлифов, а их количественное соотношение и изменение в процессе почвообразования — иммерсионным методом. Илистую и коллоидную фракции исследуют термическим, рентгенографическим, электронографическим и др. методами. Для уточнения состава глинистых минералов прибегают к химическим методам: делают валовой анализ и определяют ёмкость поглощения исследуемых фракций.

Микробиологическим анализом устанавливают состав микрофлоры почвы для характеристики её биохимических свойств и биологической активности. Определяют количество (в тыс. на 1 г сухой почвы) представителей основных групп почвенных микроорганизмов; бактерий (отдельно азотобактера, нитрифицирующих и денитрифицирующих, аммонификаторов), актиномицетов, грибов, а также содержание почвенных водорослей, основных представителей простейших (амёб и инфузорий). Для получения достоверных результатов решающее значение имеет взятие образца в поле (в наиболее типичном месте) и правильное его хранение (в воздушно-сухом состоянии). Образцы для изучения генезиса почвы могут быть взяты из каждого горизонта и подгоризонта почвенного профиля или из нескольких точек поля, среднюю пробу из которых после перемешивания используют для исследования агрохимических свойств.

Химический анализ почвы и его особенности

· рассчитать содержание питательных компонентов в грунте;

· выявить вредные вещества почвы, представляющие опасность для живых организмов.

Известно несколько видов химического анализа почв:

· определение кислотности почвы, или величины рН;

· анализ водной вытяжки;

· степень загрязнённости почвы и степень опасности для человека (для обозначения суммарного количества вредных веществ в почве и степени опасности применяют индекс Zc);

· расчёт органического вещества;

· валовой, или элементный, анализ;

· расчёт обеспеченности земель питательными веществами;

· определение физико-химических свойств почв;

· выяснение поглотительной способности грунта.

1. Завьяловский район: природа, история, экономика /Отв. ред. Ильминских Н.Г. — Ижевский полиграфический комбинат, 2000, — 420с. с илл. и прил.Реферат «Загрязнение почв в селах» Веревкин В.В. Юськинская СОШ, 2008г

2. Навалокин А.Е. научно- исследовательская работа «Экология воды села Добрынихи», 2017, — 32с.

3. Научно исследовательская работа «Экологическое состояние Юськинского пруда и реки Лудзинка» Багратионова К.Ю. 2006

4. Экология. 10(11) класс: Учеб. для общеобразоват. учреждений / Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. — 8-е изд., стереотип. — М.: Дрофа,2004. — 256 с.: ил.