Современные методы анализа почвы

Исследования грунта показаны во многих случаях: при использовании земли в качестве сельскохозяйственных угодий, строительстве различных объектов, с целью санитарного контроля и т. д. Существуют разные виды анализа почвы, из них наиболее востребованными являются следующие:

• химический;
• агрохимический;
• микробиологический;
• санитарный (паразитологический).

Исследования также различают по месту их проведения:

• полевые;
• экспедиционные;
• лабораторные химические.

Наименее информативным и точным является полевой анализ. Исследования в условиях лаборатории благодаря применению сложного оборудования гарантируют объективные и достоверные результаты.

Методы исследования почвы в лабораторных условиях

В лабораториях используют разные подходы к исследованию проб грунта, но основными являются физико-химические, или инструментальные, методы. Некоторые показатели, например, спектры поглощения или отражения измеряются в естественном состоянии образца, а для некоторых замеров почвенная проба подвергается жесткому воздействию (нагреванию, облучению электронами и т. д.), в результате которого она меняет свои характеристики.

Для изучения свойств, состава и структуры почв чаще всего применяются следующие методы:

• потенциометрические – определяется рН, окислительно-восстановительные потенциалы, концентрация ионов натрия, калия, кальция и т. д.;
• кондуктометрические – выясняется содержание солей в почвах и почвенных растворах;
• полярографические, состоящие в количественном определении многих катионов и анионов;
• фотометрические и нефелометрические, устанавливающие содержание в почве почти всех компонентов;
• спектрофотометрические, определяющие количество различных элементов и соединений в пробах, структуру гумусовых веществ и т. д);
• эмиссионная пламенная и атомно-абсорбционная спектрофотометрия, направленная на установление количественного содержания элементов в вытяжках из почв, полученных по итогам их полного разложения;
• эмиссионный спектральный анализ, определяющий состав элементов без предварительного разложения;
• электронная просвечивающая и растровая микроскопия, изучающая микростроение почв, органических и минеральных компонентов;
• рентгеноструктурный анализ, заключающийся в идентификации и полуколичественном определении минералов тонкодисперсной фракции грунта;
• термический анализ, в процессе проведения которого исследуются минералогический состав и почвенные коллоиды.

Существуют и другие методы: рентгеновская флуоресценция, нейтронно-активационный анализ, газожидкостная хроматография и др.

Почва является весьма сложным объектом для изучения, потому что в ее состав входит почти вся таблица Менделеева, в ней есть много растворимых и нерастворимых соединений, веществ, похожих по строению и свойствам, что усложняет их идентификацию. Точный результат могут получить только аккредитованные учреждения, оснащенные современным оборудованием. К числу таких относятся испытательные лаборатории ООО «Веста».

Читайте также

Состав воздуха является одним из основных факторов, определяющих качество и продолжительность жизни человека, состояние его здоровья.

Важнейший фактор хорошего урожая – нормальный уровень влажности. Длительная засуха губит растения и вредит среде их обитания. Она является одной из причин такой агрохимической проблемы, как засоление почв, характеризующейся повышенным содержанием в грунте водорастворимых солей. Пороговым значением агрономы называют концентрацию 0,25 % на единицу веса.

Анализ воды – сложная и ответственная процедура. Технические и надзорные органы осуществляют обязательный плановый контроль состояния воды.

Источник

Методы исследования почв

В почвоведении используется широкий комплекс методов исследования почвы, адекватных ее специфике как природного тела.

Профильный метод, разработанный В.В.Докучаевым, лежит в основе почвенных исследований. Он требует обязательного изучения почвы c поверхности на всю глубину ее толщи последовательно по генетическим горизонтам вплоть до материнской породы и сопоставления изучаемых свойств или параметров почвенного профиля. Метод адекватно отражает природные закономерности вертикальной анизотропности почвы, развития почвообразовательного процесса и почвенных режимов.

Морфологический метод изучения строения почвенного профиля, разработанный также В.В.Докучаевым, является базисным при проведении полевых почвенных исследований и составляет основу полевой диагностики почв. В почвоведении используются широко все три вида морфологического анализа: макроморфологический при изучении почвы невооруженным взглядом, мезоморфологический с применением лупы и бинокуляра, микроморфологический с помощью микроскопов вплоть до электронного. Морфологический анализ почвы является начальным этапом всех почвенных исследований.

Сравнительно-географический метод, основанный на сопоставлении почв и соответствующих факторов почвообразования в их историческом развитии и пространственном распространении позволяет делать обоснованные заключения о генезисе почв и закономерностях их географии.

Сравнительно-исторический метод, базирующийся на принципе актуализма, дает возможность исследовать прошлое почв и почвенного покрова на основании изучения современной ситуации. Детальное изучение погребенных почв и почвенных горизонтов, реликтовых признаков и их сопоставление с современными процессами лежат в основе палеопочвоведения – науки о прошлых почвах и о признаках прошлых эпох в современном почвенном покрове.

Метод почвенных ключей, основанный на детальном генетико-географическом анализе небольших репрезентативных участков ключей и интерполяции полученных таким путем заключений на крупные территории с однотипной структурой почвенного покрова, позволяет познать большие территориальные единицы с экономией средств и ресурсов.

Метод почвенных монолитов базируется на принципе физического моделирования почвенных процессов (передвижение влаги, солей, обмена ионов и т.д.) на почвенных колоннах (монолитах) ненарушенного строения, взятых особым образом из почвенного разреза.

Метод почвенных лизиметров широко используется для изучения процессов вертикальной миграции веществ в природных почвах. При этом почвенный монолит того или иного объема, в зависимости от целей исследования, погруженный в водонепроницаемую оболочку, помещается на свое место в природную почву, а исследованию подвергаются вытекающие из его нижней части растворы. Существуют разные модификации этого метода, разработанные для изучения разных процессов в разных условиях.

Расширенным вариантом лизиметрического метода служит метод стоковых площадок: площадка определенного размера окружается до некоторой глубины, желательно до относительного водоупорного горизонта, водонепроницаемой стенкой в траншее. На стоковых площадках изучают поверхностный и внутрипочвенный горизонтальный сток, эрозию почвы.

Метод почвенно-режимных наблюдений применяется для исследования кинетики современного почвообразования на основе измерения тех или иных параметров (влажность, температура, содержание солей, гумуса, азота, др. элементов минерального питания) в одной и той же почве в течение длительного времени (вегетационный сезон, год, несколько лет) через заданные временные промежутки. Этот метод лежит в основе биосферного мониторинга.

Балансовый метод служит также для изучения кинетики почвообразования. В его основе лежит тот факт, что наблюдаемый в данный момент времени в почве запас какого-то вещества (воды, солей, азота и т.п.) или энергия является результатом изменения его исходного запаса за счет прихода и расхода единице объема почвы за определенный промежуток времени.

Метод почвенных вытяжек основан на гипотезе о том, что каждый растворитель (вода, растворы разных кислот, щелочей или солей разной концентрации, органические растворители: спирт, ацетон, бензол и т.п.) экстрагирует из почвы при контролируемых условиях взаимодействия какую-то определенную группу соединений интересующего исследователя элемента почвы. Метод особенно широко используется для изучения доступных растениям элементов питания, фракционного состава почвенного гумуса, подвижных соединений в почвах, процессов их миграции и аккумуляции, различных химических соединений тех или иных элементов.

Аэрокосмические методы в почвоведении включают с одной стороны, инструментальное или визуальное изучение фотографий земной поверхности, полученных в разных диапазонах спектра и с разной высоты, а с другой стороны прямое исследование с самолетов и космических аппаратов спектральной отражательной или поглотительной способности почвы также в разных областях спектра. Этими методами исследуются не только география почв, но и динамика ряда важных параметров – влажность, плотность, солесодержание, гумусность.

Радиоизотопные методы в почвоведении применяются для изучения процессов миграции тех или иных элементов и их соединений в почвах и в экосистемах на основе радиоактивных изотопов. Соотношение различных изотопов в почвах, например, 12 С : 14 С, используются для определения возраста почвы.

Для анализа вещественного (гранулометрического, минералогического, химического) состава почв в почвоведении используется весь современный арсенал имеющихся в распоряжении науки физических, физико-химических, химических и биологических аналитических методов.

Наконец, необходимо отметить широкое распространение биогеоценотического или экосистемного метода, при котором проводится сопряженное одновременное изучение всех компонентов биогеоценоза: почвы, растений, животных, микроорганизмов, атмосферы, природных вод в определенных условиях географической среды. Важно подчеркнуть, что этот метод был разработан и впервые широко применен именно в почвоведении на основе докучаевской теории почвообразования.

Полевые почвенные исследования включают экспедиционные и стационарные методы изучения почв: рекогносцировочные маршрутные почвенные обследования; картирование почвенного покрова в заданном масштабе; многолетние режимные наблюдения на специально подобранных и оборудованных стационарах, в том числе особенно в заповедниках природы и на опытных станциях; определение параметров тех или иных свойств почв в ненарушенном природном состоянии; эксперименты по мелиорации и трансформации почв, в том числе в производственных условиях; изучение отдельных типов почв по их репрезентативным разрезам; модельные эксперименты в природных условиях, в том числе с использованием лизиметров и стоковых площадок.

При лабораторных почвенных исследованиях проводят анализ вещественного состава почв, изучают их микроморфологию, различные физические и химические свойства, осуществляют физическое и математическое моделирование почвенных процессов, инструментальную обработку данных полевых работ.

В заключении надо подчеркнуть широкое использование в почвоведении системного методического подхода, при котором почва рассматривается, с одной стороны, как целостная система, состоящая из множества взаимодействующих подсистем-блоков, а с другой – как подсистема в экосистемах биосферы или экосферы (Добровольский, 1989)

Источник

Современные методы анализа почвы

Исследования грунта показаны во многих случаях: при использовании земли в качестве сельскохозяйственных угодий, строительстве различных объектов, с целью санитарного контроля и т. д. Существуют разные виды анализа почвы, из них наиболее востребованными являются следующие:

• химический;
• агрохимический;
• микробиологический;
• санитарный (паразитологический).

Исследования также различают по месту их проведения:

• полевые;
• экспедиционные;
• лабораторные химические.

Наименее информативным и точным является полевой анализ. Исследования в условиях лаборатории благодаря применению сложного оборудования гарантируют объективные и достоверные результаты.

Методы исследования почвы в лабораторных условиях

В лабораториях используют разные подходы к исследованию проб грунта, но основными являются физико-химические, или инструментальные, методы. Некоторые показатели, например, спектры поглощения или отражения измеряются в естественном состоянии образца, а для некоторых замеров почвенная проба подвергается жесткому воздействию (нагреванию, облучению электронами и т. д.), в результате которого она меняет свои характеристики.

Для изучения свойств, состава и структуры почв чаще всего применяются следующие методы:

• потенциометрические – определяется рН, окислительно-восстановительные потенциалы, концентрация ионов натрия, калия, кальция и т. д.;
• кондуктометрические – выясняется содержание солей в почвах и почвенных растворах;
• полярографические, состоящие в количественном определении многих катионов и анионов;
• фотометрические и нефелометрические, устанавливающие содержание в почве почти всех компонентов;
• спектрофотометрические, определяющие количество различных элементов и соединений в пробах, структуру гумусовых веществ и т. д);
• эмиссионная пламенная и атомно-абсорбционная спектрофотометрия, направленная на установление количественного содержания элементов в вытяжках из почв, полученных по итогам их полного разложения;
• эмиссионный спектральный анализ, определяющий состав элементов без предварительного разложения;
• электронная просвечивающая и растровая микроскопия, изучающая микростроение почв, органических и минеральных компонентов;
• рентгеноструктурный анализ, заключающийся в идентификации и полуколичественном определении минералов тонкодисперсной фракции грунта;
• термический анализ, в процессе проведения которого исследуются минералогический состав и почвенные коллоиды.

Существуют и другие методы: рентгеновская флуоресценция, нейтронно-активационный анализ, газожидкостная хроматография и др.

Почва является весьма сложным объектом для изучения, потому что в ее состав входит почти вся таблица Менделеева, в ней есть много растворимых и нерастворимых соединений, веществ, похожих по строению и свойствам, что усложняет их идентификацию. Точный результат могут получить только аккредитованные учреждения, оснащенные современным оборудованием. К числу таких относятся испытательные лаборатории ООО «Веста».

Читайте также

Колодцами называются объекты нецентрализованной системы снабжения питьевой водой.

Технический прогресс, использование огромного количества бытовых приборов породили явление, названое электромагнитным бумом. Негативное влияние данного излучения на организм людей доказано фактами и экспериментами.

Стремительный рост числа автомобилей привел к увеличению шумового загрязнения улиц, что негативно сказалось на самочувствии людей, проживающих вдоль оживленных улиц

Источник