Метод тяжелые металлы почва
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:
— зарегистрированных фактов загрязнения почв сельскохозяйственных угодий, продукции растениеводства и кормов;
— 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
3.3.1. Отбор проб почвы проводится в соответствии с требованиями к отбору проб почв при общих и локальных загрязнениях, изложенными в ГОСТ 17.4.3.01-83 [3], ГОСТ 17.4.4.02-84 [10], ГОСТ 28168-89 [46], а также в «Методических указаниях по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий» [5] и «Методических указаниях по проведению полевых и лабораторных исследований при контроле загрязнения окружающей среды металлами» [6].
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.
Источник
Исследовательская работа «Исследование почвы на содержание ионов тяжелых металлов»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Сизовская средняя школа» Сакского района Республики Крым Исследовательская работа «Исследование почвы на содержание тяжелых металлов» Выполнил: Ислямов Эридан Ученик 9 класса Руководитель: Покляцкая Елена Геннадьевна Учитель химии и биологии
Актуальность темы: Состояние окружающей природной среды является важнейшим фактором, определяющим жизнедеятельность человека и общества. Высокие концентрации многих химических элементов и соединений, обусловленные техногенными процессами, обнаружены в настоящее время во всех природных средах: атмосфере, воде, почве, растениях. Почва — особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие. Интенсивное развитие промышленности, энергетики, транспорта, а также интенсификация сельскохозяйственного производства способствуют возрастанию антропогенной нагрузки на аграрные экосистемы и прежде всего, на почвенный покров. Тяжелые металлы, попадающие в биосферу главным образом в результате промышленных и транспортных выбросов, являются одним из самых опасных ее загрязнителей. Поэтому изучение их поведения в почвах и защитных возможностей почв является важной экологической проблемой. Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут попасть в организм людей и животных и вызывать нежелательные последствия. В организме человека тяжелые металлы участвуют в жизненно важных биохимических процессах. Превышение допустимых концентраций приводит к серьезным заболеваниям.
Цель исследования: исследовать почву из пришкольного участка и почву возле автомобильной трассы на наличие в ней ионов тяжелых металлов: свинца и меди. Задачи исследования: Изучить особенность влияния солей тяжелых металлов на здоровье человека. Выявить химические методы определения ионов тяжелых металлов в почвах. Методы исследования: анализ литературы, проведение качественных реакций на ионы тяжелых металлов, приготовление и исследование почвенных вытяжек.
Влияние тяжелых металлов на организм человека Тяжелые металлы опасны тем, что обладают способностью накапливаться в организме, включаясь в обменные процессы, образовывать высокотоксичные металлорганические соединения, которые не подвергаются биологическому разложению. Даже в ничтожных концентрациях тяжелые металлы ядовиты, свое токсическое действие они проявляют в виде ионов (в подвижной форме). Эти вещества вызывают токсикоз, аллергию, онкологические заболевания, оказывают мутагенное действие. Всего выделяют более 40 тяжелых металлов и неметаллов.
Опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад. Свинец, накапливаясь в организме человека, способен послужить катализатором развития рака. Сам он онкологию не вызывает, зато во много раз усиливает действие канцерогенных соединений. Также накопление свинца в организме крайне негативно влияют на детскую нервную систему: ребёнок становится агрессивным, неуправляемым, быстро утомляется и отстаёт в интеллектуальном развитии.
Медь, как и любое вещество, может нанести значительный вред при легкомысленном отношении к элементарной технике безопасности при работе с данным металлом. Медь — это сильный яд. Растворы солей меди, которые образуются при обработке меди, да и вообще любые растворимые соединения меди обладают токсическим действием. Острое отравление случается при попадании в организм медной пыли или окиси меди, которые образуются при обработке медных поверхностей вручную или с помощью шлифовальной машинки, когда используется наждак или разнообразные шлифовальные насадки. Медь и ее соединения оказывают раздражающее действие на слизистые дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.
Качественные реакции на ионы тяжелых металлов Медь образует с раствором аммиака комплексное соединение – сульфат тетраамминмеди (II) василькового цвета: CuSO4 + 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O – Васильковый раствор Медь можно определить реакцией с желтой кровяной солью – гексациано ферратом(II)калия. В реакции образуется осадок темно-терракотового цвета гексацианоферрата (II) меди: 2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = 2K2SO4 + Cu2[Fe(CN)6] ↓ – Темно-теракотовый осадок. Ионы свинца дают характерное желтое окрашивание – осадок хромата свинца с хроматом калия: Pb(NO3)2 + K2CrO4 = PbCrO4 ↓+2KNO3 – Желтый осадок
Приготовление почвенных вытяжек. Для нашего исследования мы отобрали 2 пробы из разных мест. 1 – почва на пришкольном участке, 2 –почва возле автомобильной трассы. Оборудование: воронка стеклянная, палочка стеклянная, стакан на 50 мл, фильтр бумажный, цилиндр мерный на 50 мл, весы электронные, стакан на 200 мл, штатив с кольцом. Реактивы: дистиллированная вода, образцы почв.
Ход работы: Образцы почв предварительно подготовили; отобрали инородные включения, камни и т.п. Высушили отобранные образцы почв на воздухе. Взвесили пустой чистый стакан на 200 мл. В стакан поместили высушенную почву на 1/3 высоты и снова взвесили его, определив массу почвы (m) в граммах. Добавили к почве воды в количестве 5 мл раствора на 1 г почвы, приготовили тем самым солевую вытяжку. Объем воды отмерили с помощью цилиндра. Перемешали содержимое стакана в течение 3-5 мин. с помощью стеклянной палочки. Отфильтровали содержимое стакана через бумажный фильтр, собирая готовую вытяжку в стакан на 50 мл. Вытяжка стала однородной и не содержала частиц почвы. Водную вытяжку использовали для определения содержания тяжелых металлов.
Химический анализ почвенных вытяжек на содержание свинца и меди. Обнаружение ионов свинца Обнаружение происходит на основании качественной цветной реакции: хромат и дихромат ионы дают с ионами свинца малорастворимый хромат свинца желтого цвета: Pb(NO3)2 + K2CrO4 = PbCrO4 + 2KNO3 Упарив водную почвенную вытяжку в объеме 40 мл до объема 1 мл. К полученной пробе прилили 1 мл раствора азотной кислоты (1:2). Нагрели на водяной бане 10 минут, отфильтровали и выпарили в фарфоровой чашке. К сухому остатку прилили 1 мл 0,5% раствора дихромата калия и 4 мл дистиллированной воды. Раствор перемешали и отфильтровали в пробирку. Появление желтого осадка на фильтре указывает на наличие ионов свинца в почве. Обнаружены ионы свинца в почве, отобранной возле автомобильной трассы, в почве из пришкольного участка нет.
Источник