Современные пробоотборники для сельского хозяйства
Один из факторов получения хорошего урожая в сельскохозяйственной отрасли – качественный агрохимический анализ почвы, для выполнения которого используют ручные и автоматические пробоотборники. Изготовленные с учетом особенностей грунтов и современной техники, они характеризуются высокой точностью отбора грунта, хорошей производительностью и простотой использования.
Ручные пробоотборники: плюсы и минусы
Главное назначение ручных отборников заключается в заборе почвы для изучения состава и качественных характеристик с применением физической силы человека. Эти инструменты, оснащенные специальным буром, представлены различными вариантами: для забора глины, крупнозернистых, комбинированных, каменистых и песчаных почв.
Плюсом ручных отборников проб является простота принципа работы – надавливая на рукоять, оператор вводит рабочую зону инструмента в грунт, затем поворачивает его и вынимается наружу для выгрузки почвенного образца. Для работы не нужно привлекать технику, при этом бур хорошо выполняет свои задачи на небольшой глубине однородного грунта.
Но, в сельском хозяйстве масштабного производства использование ручных инструментов является не рациональным решением, так как требования современного рынка аграрной сферы требуют ускоренных методик, точного отбора земли на разных глубинах и необходимого числа проб. С этими задачами полностью справляются пробоотборники автоматического типа, сводящие к минимуму человеческий фактор и обеспечивающие более точные показатели.
Автоматические пробоотборники: ключевые характеристики и принцип работы
Почвенные автоматические пробоотборники представляют собой навесное оборудование, агрегатируемое на пикапы любого класса, УАЗ и другие автомобили отечественного или импортного производства, а также трактор, квадроцикл, прицеп.
Для получения проб грунта используют два вида автоматических пробоотборников:
Сверлильного типа – с буром в виде сверла, вращающегося при погружении. Они способны осуществлять забор грунта на глубине до 30 см, извлекая его в течение 3–5 секунд.
Ударного типа – с буром, вбивающимся в почву посредством ударной гидравлической станции, а затем проворачивающимся на 100 градусов. Они могут работать с разделением и смешиванием слоев, погружаясь на глубину до 75 см.
Несмотря на некоторую разницу в конструкции, оба варианта имеют схожий принцип действия. Во время работы, пустотелый бур погружается в почву, одновременно набирая ее, а при возвратном движении специальные скребки стряхивают грунт в один из металлических ящиков. Собранная почва пересыпается вручную в маркированную тару.
Отдельным видом рассматриваются скоростные пробоотборники, способные отбирать почвенные пробы на глубине до 30 см непосредственно во время поездки на скорости от 3 до 12 км/ч. Во время движения техники, щуп, расположенный на поворотном кронштейне, отводится вперед, выдвигается и входит в землю, набирая почву. В момент принятия кронштейном вертикального положения щуп втягивается, опорожняясь в специальные воронки, и возвращается к новому циклу забора грунта.
В зависимости от модификации, автоматические пробоотборники приводятся в действие собственным силовым гидроблоком, электрическим приводом с подачей питания через бортовую цепь транспорта, приводом помпы двигателя или посредством комбинации гидравлической помпы и электродвигателя. Управление агрегатом осуществляется посредством блока управления, установленного в кабине оператора, который может контролировать глубину отбора проб, их интервал и рабочее давление в системе.
Узнать подробнее о принципе работы пробоотборников вы можете посмотрев запись нашего вебинара:
Особенности установки пробоотборников на различные транспортные средства
Пробоотборники автоматического типа монтируются как навесное оборудование на заднюю часть собственной рамы техники. Также агрегаты могут устанавливаться на доработанную конструкцию в виде выдвижной или раскладной рамы, которая чаще всего применяется на отечественных автомобилях УАЗ-390995. Наиболее востребован монтаж агрегата на пикап, осуществляемый одним или двумя операторами с применением погрузочной техники. После установки он фиксируется к днищу кузова болтами и специальными пластинами. Конструкция пробоотборника позволяет зарегистрировать оборудованный автомобиль в ГИБДД, так как рама выступает не более чем на 1 метр, а также позволяет навешивать номерной знак и габаритные огни. Установка может работать и на прицепе, но в данном случае требуется сертификация в НАМИ.
Программное обеспечение для отбора почвенных проб
Применение пробоотборников осуществляется с собственным программным обеспечением «Геоплан», задача которого – создать точный и детальный план маршрута взятия проб. Программа проста в использовании и позволяет загружать уже готовые электронные карты полей. Если их нет, то предварительно производится обмер контуров поля и на основании данных строится план отбора почвы.
Для детального анализа и составления агрохимических карт можно использовать программу Тримбл Farmer Pro. Это облачное решение, которое поставляется с мобильным приложением и готовой годовой подпиской. Возможности Farmer Pro позволяют обрабатывать не только данные, касающиеся маршрута и точек отбора проб, но и широкий спектр другой информации о технологических операциях, осуществляемых в течение всего периода выращивания различных сельскохозяйственных культур.
Программное обеспечение можно установить на защищенный ноутбук типа Panasonic с операционной системой Windows 7 и выше, Если в ноутбуке нет встроенного GPS приемника о то можно подключить внешний приемник GPS.
Планирование отбора почвенных проб и составление агрохимических карт
Для отбора проб отводится небольшое по времени окно. Как правило, оно появляется после уборочных работ до того как выпадет снег. Для пробоотборников ударного типа даже морозы не помеха, так как буры способны прокалывать грунт на установленную глубину даже при морозе до -40°С.
Планирование проведения отбора почвенных проб проводится по определенному алгоритму:
Нанесение сетки с – редактированием размеров ячеек сетки, сдвигом и поворотом ее относительно контура поля
Адаптирование созданной сетки к реальным размерам поля.
Обрезка сетки по обозначенным контурам поля.
Сохранение полученной карты со всеми параметрами в отдельный файл.
Определение и нанесение маршрута передвижения техники с точным определением точек отбора проб и их привязкой к координатам.
Создание заданий на отбор проб в облачном сервисе «История поля»
Использование агрохимических данных в сервисах для управления агропредприятием
Визуализация почвенных карт в облачном сервисе «История поля». Содержание серы в почве.
Данные, полученные посредством применения автоматического пробоотборника, позволяют решать ряд задач, важных для экономической эффективности аграрных предприятий и хозяйств:
создавать детальные почвенные карты полей для системного отслеживания их состояний и выработки определенной технологической стратегии;
дифференцированно вносить удобрения;
контролировать качественные и биохимические характеристики почвы;
снижать расходы на обслуживание полей с одновременным повышением урожайности и прибыли;
Источник
УТВЕРЖДАЮ
Директор ФГУ «Центр экологического контроля и анализа»
___________________ Г.М. Цветков
4 сентября 2003 г.
ОТБОР ПРОБ ПОЧВ, ГРУНТОВ, ОСАДКОВ БИОЛОГИЧЕСКИХ
ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ, ШЛАМОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ
СТОЧНЫХ ВОД, ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ИСКУССТВЕННО
СОЗДАННЫХ ВОДОЕМОВ, ПРУДОВ-НАКОПИТЕЛЕЙ
И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
ПНД Ф 12.1:2:2.2:2.3.2-03
Методические рекомендации допущены для целей
государственного экологического контроля
1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1 Настоящие методические рекомендации предназначены для отбора проб:
— осадков очистных сооружений (после первичных отстойников хозбытовых сточных вод; после вторичных отстойников биологически очищенных сточных вод; после илоуплотнителей; после метантенков; после отстаивания сброженного осадка и избыточного активного ила на иловых площадках);
— шламов промышленных сточных вод, образующихся на различных стадиях химических производств, в процессе эксплуатации технологического оборудования (промывка, чистка, обеззараживание);
— донных отложений искусственно созданных водоемов, прудов-накопителей и испарителей, которые служат для накопления, очистки и доочистки сточных вод (как прошедших, так и не прошедших биологическую очистку), а также донных отложений искусственно созданных прудов (гидрогеологических сооружений) для очистки части сточных вод; природных проточных водоемов, служащих для доочистки сточных вод, перед сбросом в открытый водоем (реку).
1.2 Масса (или объем) отбираемой пробы должны быть достаточными для последующего определения всех запланированных программой показателей и включать дополнительный объем, оставляемый на хранение в лаборатории.
1.3 Основным требованием к методам отбора и храпения является обеспечение неизменности состава проб во временном интервале между отбором и анализом.
1.4 Отбираемая проба должна характеризовать объект или определенную часть его за определенный промежуток времени. Для оценки динамики содержания загрязняющих веществ пробы отбираются в разное время года (не реже одного раза в квартал).
1.5 Метод отбора должен учитывать миграцию отдельных ингредиентов в зависимости от условий окружающей среды (температуры) и физических параметров объекта.
Данные методические рекомендации не предназначены для отбора проб со льда.
1.6 На основании данных исследований проб осадков и донных отложений составляются карто-схемы и отчеты об уровне накопления различных химических веществ и о токсикологических характеристиках отходов.
1.7 При отборе проб осадков, донных отложений, почв (грунтов) составляют сопроводительный акт отбора. Рекомендуемая форма акта отбора приведена в Приложении 4.
2 СРЕДСТВА ОТБОРА И ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Пробоотборник из нержавеющей стали объемом 500 — 700 см 3 (Приложение 1, рис. 1)
Почвенный бур из химически нейтрального материала
Щуп с продольной щелью и поворотным устройством (Приложение 1, рис. 2)
Щуп винтообразный (Приложение 1, рис. 3)
Совок из нержавеющей стали, обеспечивающий объем прикопа для исследований твердых отходов и осадков малой влажности
Линейка измерительная с ценой деления не более 1 см или шест, отградуированный в см, длиной, соответствующей глубине отбора пробы отходов (осадков), ГОСТ 427-75
Термометр с ценой деления не более 0,2 °С (шкала от -5,0 до +40,0 °С) по ГОСТ 112-78
Герметично закрывающаяся емкость для точечной пробы объемом 500 — 700 см 3 из полиэтилена, стекла или пластика
Емкость для смешивания точечных проб (ведро) объемом 2 — 3 дм 3
Лодка для 2-х человек. Применяется в зависимости от цели исследований и размера исследуемых сооружений.
3 ОТБОР ПРОБ
3.1 Подготовка посуды для отбора проб. Для отбора проб почв, осадков сточных вод используют банки из темного стекла с широким горлом или посуду из нержавеющей стали. Нельзя использовать посуду с хромовым покрытием.
Посуда из пластика и стекла для отбора проб должна быть химически чистой. Стенки посуды осторожно смачивают 10 %-ным раствором азотной кислоты и оставляют на 2 — 3 часа, затем посуду тщательно промывают водопроводной водой, нейтрализуют 2 %-ным раствором бикарбоната натрия и промывают 3 — 4 раза дистиллированной водой.
Посуду для отбора проб почв, осадков сточных вод, изготовленную из нержавеющей стали, тщательно моют, очищают бикарбонатом натрия, промывают водопроводной водой и ополаскивают 3 — 4 раза дистиллированной водой. Для мытья посуды не разрешается пользоваться хромовой смесью, синтетическими поверхностно-активными веществами и органическими растворителями.
3.2 Почвы, грунты отбирают, транспортируют и хранят в соответствии с ГОСТ 12071-84 «Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов», ГОСТ 27753.1-88 «Грунты тепличные. Методы отбора проб», ГОСТ 17.4.3.01-83 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб», ГОСТ 17.4.4.02-84 «Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа», ГОСТ 28168-89 «Почвы. Отбор проб».
Необходимым условием отбора проб почв является их предохранение от вторичного загрязнения (в том числе атмосферными осадками) на всех этапах отбора проб.
Объединенную пробу составляют путем смешивания 5 — 10 или 15 — 20 единичных проб почвы (грунта), отобранных в разных точках данной пробной площадки размером не менее 10×10 м (100 м 2 ), которая располагается в типичном для данной территории месте. Объем единичных проб почвы (грунта) должен быть одинаков, поэтому для пробоотбора лучше использовать щуп (Приложение 1, рис .2).
Единичные пробы ссыпают на крафт-бумагу или клеенку, тщательно перемешивают, квартуют 3 — 4 раза (почву разравнивают на бумаге в виде квадрата, делят на четыре части, две противоположные части отбрасывают, две оставшиеся части перемешивают). Оставшуюся после квартования почву делят на 6 — 9 квадратов, из центра которых отбирают примерно одинаковое коли чество почвы, обеспечивая захват всей толщины слоя, в банки из темного стекла с герметичной крышкой. Таким образом, получают объединенную пробу, масса которой должна составлять не менее 2 кг (1 кг на анализ и 1 кг для хранения дубликата).
Транспортируют пробы почв (грунтов) при температуре окружающего воздуха от +4 до +28 °С.
Пробы почв (грунтов) хранят в банках с притертой или плотно завинченной крышкой. Пробы почв (грунтов) не консервируют.
3.3 Осадки и активный ил с шламовых и иловых площадок отбирают методом точечных проб: площадку делят на 4 равные части и отбирают 4 пробы из центра каждого квадрата послойно с глубины 0 — 5 см, 5 — 20 см и до конечной глубины площадки (но не более 1 м), массой не менее 200 г каждая. Точечная проба должна представлять собой часть осадка, типичную для обследуемых сооружений.
Точечные пробы осадков и шламов с иловых и шламовых площадок отбирают в зависимости от условий:
— совком из прикопок (для осадков малой влажности);
— щупом с продольной щелью и поворотным устройством (для осадков высокой влажности и сыпучих осадков);
— винтообразным щупом (для пастообразных осадков).
Единичные пробы тщательно перемешивают и квартуют 3 — 4 раза. Оставшийся после квартования осадок делят на 6 — 9 квадратов, из центра каждого отбирают примерно одинаковые количества осадка, обеспечивая захват всей толщины слоя.
Масса объединенной пробы должна быть не менее 1 кг (0,5 кг для анализа и 0,5 кг для хранения дубликата).
Пробы хранят в холодильнике в стеклянной банке с притертой или плотно завинченной крышкой. Пробы осадков и активного ила с шламовых и иловых площадок не консервируют.
3.4 Жидкие осадки сточных вод отбирают из трубопроводов или технологических аппаратов и других емкостей с учетом их конструкции:
— осадок после отстойников, илоуплотнителей, метантенков отбирают из трубопровода при перекачивании осадка в приемник, не ранее чем через 10 минут работы перекачивающего насоса;
— активный ил отбирают зачерпыванием из распределительного лотка.
Точечные пробы жидких осадков отбирают из трех горизонтов (поверхность, середина, дно площадки) с интервалом 10 минут в количестве четырех-пяти, объемом не менее 500 см 3 каждая. Затем сливают в отдельную емкость и тщательно перемешивают. Для анализа отбирают объединенную пробу жидких осадков в количестве не менее 1 дм 3 (0,5 дм 3 для анализа и 0,5 дм 3 для хранения дубликата).
Пробы хранят в холодильнике в стеклянной банке с притертой или плотно завинченной крышкой. Пробы жидких осадков сточных вод не консервируют.
3.5 Донные отложения водоемов и прудов отбирают по следующей схеме:
— изучают устройство искусственно созданного водоема;
— составляют карту-схему, воспользовавшись проектом или гидрогеологической картой;
— определяют место выпуска (спуска) сточных вод;
— около спуска сточных вод отбирают точечные пробы с шагом 0,8 — 1 м на расстоянии от берега не менее 0,8 — 1 м;
— далее шаг отбора проб увеличивают по мере удаления от выпуска, но не более чем на 500 м;
— поскольку донные отложения водоемов и прудов представляют собой накопленную иловую массу и, в зависимости от степени чистоты пруда, слой ила может быть разной глубины, необходимо замерить толщину слоя ила, опуская отградуированный в сантиметрах шест или линейку до упора. Далее, исходя из глубины, опускают специальный пробоотборник (Приложение 1, рис. 1 — 3) на дно и зачерпыванием отбирают первую пробу;
— отбирают пробы послойно (минимальное расстояние между послойными точками отбора — 0,5 м).
Отбор проб послойно, особенно с глубины важен, так как многие химические вещества по своим физико-химическим характеристикам могут находиться, как только в верхнем слое ила (осадка), так и только в нижнем, поэтому отбор проводить до конечной глубины площадки (до песка или бетонного покрытия).
Предлагаемая схема точек отбора проб из водоема без выпуска сточных вод и из водоема с выпуском сточных вод приведена в Приложениях 2 — 3.
3.6 Сразу после отбора замеряют температуру пробы осадка, шлама, донных отложений или активного ила.
3.7 Отобранную точечную пробу почв, осадков, шламов, донных отложений или активного ила переносят из пробоотборника в специально подготовленную герметично закрывающуюся емкость объемом не менее 500 см 3 , на которую наклеивают этикетку с указанием даты, времени, места отбора, номера и температуры пробы, а также фамилия исполнителей.
4 ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРОБООТБОРНИКА ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И ЖИДКИХ ОСАДКОВ
4.1 Последовательно опускают на дно с помощью тросика нижнюю пробку-клапан, имеющую в основании подставку для упора на дне весом 0,5 кг, полую трубу и верхнюю пробку-клапан, герметично закрывающую трубу.
4.2 При помощи тросика вытаскивают пробоотборник с пробой донных отложений на поверхность и пробу переносят в емкость.
4.3 Замеряют по тросику глубину отбора первой пробы, и в этой же точке отбирают пробу из следующего слоя шагом 0,5 м.
5 ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
5.1 При отборе проб осадков биологических очистных сооружений, шламов промышленных сточных вод, донных отложений природных и искусственно созданных водоемов, прудов-накопителей и гидротехнических сооружений, почв, грунтов следует соблюдать следующие меры предосторожности:
— работать исключительно в спецодежде, спецобуви, перчатках;
— перед отбором и после отбора проб необходимо обработать руки специальным дезинфицирующим раствором «биологические перчатки» (Приготовление раствора: смешать по 100 мл этилового спирта, глицерина и аммиачной воды с массовой долей 10 %);
— следить за состоянием кожи на лице и руках; раны и ссадины смазывать йодом.
5.2 В том случае, если отбор проб осадков и шламов производится с глубины более 1 м, и в случае отбора проб донных отложений с использованием лодки, в отборе должны участвовать не менее 2 человек.
Необходимо иметь в лодке спасательное снаряжение.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И
ЖИДКИХ ОСАДКОВ ИЗ ИСКУССТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ
ЩУП С ПРОДОЛЬНОЙ ЩЕЛЬЮ И ПОВОРОТНЫМ УСТРОЙСТВОМ
Источник