Отбор проб почвы
Точечные пробы отбирают методом конверта по диагонали или другим способом, следя за тем, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для исследуемых почвенных горизонтов и ключевых участков.
Метод конверта является наиболее распространенным способом отбора смешанных почвенных образцов и чаше всего применяются для исследования почвы гумусового горизонта. При этом из точек контролируемого элементарного участка (или каждой рабочей пробоотборной площадки) берут 5 образцов почвы. Точки должны быть расположены так, чтобы мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта (длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5 – 10 м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины около 20 см., что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг (по объему около 0,5 л), но не менее 0,5 кг почвы. Почвенные образцы упаковывают в полиэтиленовые или полотняные мешочки и прилагают к ним этикетки (сопроводительные талоны).
Объединенную пробу почвы готовят из точечных проб. При определении в почве поверхностно – распределяющихся веществ (ПАУ, тяжелые металлы, радионуклиды и др.) точечные пробы обычно отбирают с помощью трубчатого пробоотборника послойно на глубине 0,5 и 20 см массой до 0,2 кг. При оценке загрязнения почвы летучими соединениями или веществами с высокой способностью к вертикальной миграции (нитрозоамины) пробы отбирают по всей глубине почвенного профиля в герметично закрывающиеся емкости. При невозможности быстрого анализа на месте пробы хранят в условиях, как правило, описанных в методиках анализа.
Определенные трудности возникают при отборе почвы для радиологических исследований, что связано с перераспределением радионуклидов в ландшафтах после поступления из атмосферы. Для снижения влияния рельефа, вида почв и растительности, а также возможности сравнения данных, отбор образцов должен производиться таким образом, чтобы их радиоактивность характеризовала как можно большую территорию, а места отбора были ограничены участками с горизонтальной поверхностью и минимальным стоком. Кроме того, образцы радиоактивных проб должны отбираться с открытых целинных участков в ненарушенной структурой. На обследуемом участке желательно выполнить предварительную гамма – радиометрическую съемку.
Измерения рекомендуется производить на высоте 1 м от поверхности и не ближе 2 – 5 м от стен строений. Одновременно с радиоактивными образцами почвы отбирают и пробы растительности. При изучении миграции радионуклидов в наземных экосистемах каждого ландшафта выбирают наиболее характерные участки на протяжении всего профиля от водораздела к пониженным элементам рельефа. Для отбора образцов закладывают разрезы размером 70х150 см и глубиной 1 – 2 м (в зависимости от типа почв) и отбирают пробы по горизонтали непрерывно по всему разрезу. Толщина отбираемых для радиометрических анализов слоев обычно не превышает 2 – 5 см.
Специфической процедурой является отбор проб с твердых, гладких и не сорбирующих поверхностей(глина, стекло, кафель, пластмасса, металл, лакокрасочные покрытия и др.). Для этой цели применяют ватно-марлевые или ватные тампоны, смоченные водой или органическим растворителем. Иногда берут мазки или смывы со стен, полов, окон производственных помещений (с площади примерно 0,5 м 2 ), а с поверхности зданий соскабливают внешний слой покрытия толщиной 1 – 2 мм с площади 0,1 – 0,25 м 2 .
№ 8. Молекулярная спектроскопия (фотометрия, спектрофотометрия)
Фотометрия — 1) общая для всех разделов прикладной оптики научная дисциплина, на основании которой производятся количественные измерения энергетических характеристик поля излучения; 2) раздел прикладной физики, занимающийся измерениями света.
Фото́метр — прибор для измерения каких-либо из фотометрических величин.
Виды фотометрических измерений.Основные виды фотометрических измерений таковы: 1) сравнение силы света источников; 2) измерение полного потока от источника света; 3) измерение освещенности в заданной плоскости; 4) измерение яркости в заданном направлении; 5) измерение доли света, пропускаемой частично прозрачными объектами; 6) измерение доли света, отражаемой объектами.
При использовании фотометра осуществляют определённое пространственное ограничение потока излучения и регистрацию его приёмником излучения с заданной спектральной чувствительностью.
Освещённость измеряют люксметрами, яркость — яркомерами, световой поток и световую энергию — с помощью фотометра интегрирующего. Приборы для измерения цвета объекта называют колориметрами.
Спектрометр — оптический прибор, используемый для накопления спектра, его количественного подсчета и последующего анализа с помощью различных аналитических методов. Спектрометры могут различаться по спектральному диапазону, спектральной чувствительности, оптической схеме.
Основное назначение спектрометра — количественная интерпретация получаемого спектра с целью получения аналитических данных. В большинстве случаев аналитические программы сравнивают полученный спектр со спектром вещества, чей состав известен. Различают следующие типы спектрометров: рентгенофлуоресцентный спектрометр (РФА спектрометр), который нашел широкое применение благодаря гибкости, лёгкости калибровки и хорошей точности, искровой оптико-эмиссионный спектрометр, лазерный спектрометр, ИК спектрометр, спектрометр индуктивно-связанной плазмы, атомно-абсорбционный спектрометр, масс-спектрометр, и другие.
Спектрофотометрия (абсорбционная) — физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200-400 нм), видимой (400-760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в спектрофотометрии зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. Спектрофотометрия широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах). Приборы спектрофотометрии — спектрофотометры.
Спектрофотометр (от спектр и фотометр) — прибор для исследования спектрального состава по длинам волн электромагнитных излучений в оптическом диапазоне, нахождения спектральных характеристик излучателей и объектов, взаимодействовавших с излучением, а также для спектрального анализа и фотометрирования.
Спектрофотометры могут работать в различных диапазонах длин волн – от ультрафиолетового до инфракрасного. В зависимости от этого приборы имеют разное назначение.
№9. Устройство и работа концентрационного фотоэлектроколориметра (КФК).
Фотометрические исследования проводят с помощью фотоколориметров. Измерение оптической плотности стандартного и исследуемого окрашенных растворов всегда производят по отношению к раствору сравнения (нулевому раствору). В качестве раствора сравнения можно использовать часть исследуемого раствора, содержащего все добавляемые компоненты, кроме реагента, образующего с определенным веществом окрашенное соединение. Если раствор сравнения при этом остается бесцветным и, следовательно, не поглощает лучей в видимой области спектра, то в качестве раствора сравнения можно использовать дистиллированную воду.
Устройство и принцип действия фотометрических приборов рассмотрим на примере колориметра фотоэлектрического концентрационного КФК-2
Однолучевой фотометр КФК-2 предназначен для измерения пропускания, оптической плотности и концентрации окрашенных растворов, рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в области спектра 315-980 нм. Пределы измерения пропускания 100-5% (D = 0-1,3). Основная абсолютная погрешность измерения пропускания 1%.
Принципиальная оптическая схема фотоколориметра КФК-2 представлена на рис.
Свет от галогенной малогабаритной лампы (1) проходит последовательно через систему линз, теплозащитный (2), нейтральный (3), выбранный цветной (4) светофильтры, кювету с раствором (5), попадает на пластину (6), которая делит световой поток на два: 10% света направляется на фотодиод при измерениях в области спектра 590-540 нм) и 90% — на фотоэлемент (при измерениях в области спектра 315-540 нм).
Фотометр фотоэлектрический КФК-3 предназначен для измерения коэффициентов пропускания и оптической плотности прозрачных жидкостных растворов и прозрачных твердых образцов, а также для измерения скорости изменения оптической плотности вещества и определения концентрации вещества в растворах после предварительной градуировки фотометра.
№10. Эмиссионный и атомно-абсорбционный спектральный анализ.
Атомно-эмиссионным спектральным анализомназывается метод определения химического состава, основанный на изучении атомных спектров вещества, возбуждаемых в горячих источниках света. Спектр — это излучение, разложенное по длинам волн, заключает в себе информацию о качественном и количественном составах анализируемого объекта. Принципиальная схема эмиссионного спектрального анализа сводится к следующему: а) перевод вещества в парообразное состояние; б) возбуждение атомов и ионов; в) разложение испускаемого атомами света в спектр; д) регистрация и расшифровка полученных спектров.
По характерным линиям в спектрах атомов можно идентифицировать элементы, содержащиеся в анализируемом образце (качественный спектральный анализ), а по относительным интенсивностям спектральных линий можно определять концентрации элементов в исследуемом образце (количественный анализ).
Спектральный анализ был разработан в 1859 г. физиком Кирхгофом и химиком Бунзеном. С помощью сконструированного ими прибора, названного спектроскопом, они показали, что каждому виду атомов (элементу) присущ строго определенный, характерный спектр. Они же предложили использовать спектральный метод для качественного анализа проб. Когда ученые обнаружили в спектрах некоторых образцов спектральные линии, которые нельзя было отнести к каким-либо известным элементам, они объяснили наличие этих линий присутствием неизвестных элементов. Так, с помощью нового метода были открыты неизвестные в то время элементы рубидий и цезий. Позднее другие исследователи с помощью спектрального анализа открыли и другие элементы: таллии, индий, галлий, гелий.
Источник
Способы отбора проб почвы
Население земного шара проживает на земной поверхности, то есть на почве, которая самым прямым образом влияет на условия проживания населения, являясь одним из главных компонентов влияния. На почве происходят как естественные процессы, обусловленные самой природой, так и антропогенное вмешательство, которые в совокупности и определяют состояние покрова почвы. Негативное влияние на состояние почвенного покрова оказывают прогрессивно разрастающиеся промышленные, например, в Альметьевске, инженерные и коммунальные строения, огромные транспортные магистрали с бешеными потоками. Все это наносит почве колоссальный вред в виде загрязнений при выпадении аэротехногенной грязи. Крупные производственные предприятия по переработке продуктов нефти так же наносят непоправимый вред почвенному покрову своими отходами переработки.
При отборе проб почвы соблюдается техника безопасности
- Запрещено заниматься отбором почв в одиночку, как минимум должны работать 2 человека.
- Прежде чем начинать заниматься отбором почвы, по правилам требуется узнать, нет ли на этом участке загрязнений в виде радиации.
- Если на исследуемом участке присутствует радиация или там содержатся другие токсические, микробиологические, вирусные и прочие вещества, работающие специалисты должны строго соблюдать технику безопасности: работать в респираторах, резиновых сапогах и плотных резиновых перчатках.
- Сотрудников, которые собираются выезжать в экспедицию по отбору почв, обеспечивают специальным обмундированием, подходящим для работ в конкретном экологическом и климатическом районе.
- Места отбора, за которыми требуется постоянное наблюдение, в любое время года должны быть более-менее безопасны.
- Если нужно взять почву из водной среды, соответственно нужно иметь в своем арсенала плавсредство.
- Доставка взятых проб осуществляется специальным транспортом, пользоваться общественным в целях безопасности категорически запрещено.
- Когда работы окончены, обязательно нужно тщательнейшим образом вымыть руки с мылом и продезинфицировать 0,1-процентным хлорамином или этиловым спиртом.
Какие существуют методы отбора почвы для проб?
- Если стоит задача взятия точечных проб, их забор осуществляется при помощи бура или ножа и шпателя. Число проб берется в соответствии с ГОСТом 17.4.3.01-83. Точечные пробы могут отбираться как из одного, так и из нескольких слоев почвы, что зависит от цели исследования. В своем составе каждая проба должна содержать типичную для данного места почву.
- При потребности объединенной пробы берут несколько точечных проб и смешивают между собой.
- 5 точечных проб, взятых с одного места, требуются для проведения химического анализа и получения достоверного результата.
- Исключить следует вторичное загрязнение после отбора почвы для проб.
При постановке задачи выявить в почве тяжелые металлы следует учесть, что инструмент для этих целей не должен содержать металл. Идеально подойдет для работы пластмассовый шпатель. А если нужно выявить летучие химические вещества, то точечные пробы земли быстро помещают в стеклянные флаконы с притертыми пробками, причем флакон надо заполнить полностью до самой пробки. Для обнаружения пестицидов материал собирают в стеклянные емкости, так как сбор в пластиковую тару может исказить результат.
- Пробы для бактериологического исследования отбирают со строгим соблюдением стерильности, то есть в стерильную тару стерильным инструментом.
Источник