2 0. Грунти. Особливості пробовідбору грунту для аналізу

Грунти — складний аналітичний об'єкт, що включає неорганічні (мінеральні), органічні (гумус) і елементоорганічні (органо-мінеральні) речовини. В грунтах можуть бути присутні практично всі елементи, їх вміст коливається в широких межах: для макроелементів — від десятих часток до кількох (Аl, Fе, Са, Мg, К, Nа, С) і десятків відсотків (Sі, О); для мікро- і ультрамікроелементів — від 10^-8 до 10^-3 % (Ва, Sr, В, RЬ, Сu, V, Сr, Ni, Со, Li, Мо, Сs, Sе) проміжне положення займають елементи з вмістом 10^-2-10^-1 % (Ті, Мg, N, Р,S,H).

Складність складу грунтів, ґрунтових розчинів і витяжок, дренажних вод не дозволяє автоматично переносити на них методи, розроблені для визначення елементів в чистих розчинах або в об'єктах, близьких за властивостями до грунтів (наприклад, мінерали і руди).

При аналізі грунтів особливу увагу звертають на систематичні похибки, викликані неоднорідністю складу, можливою неадекватністю методик визначення, впливу домішок і основи зразка. Одним з головних способів вияву систематичних похибок є використання стандартних зразків грунтів, однак набір їх є обмеженим. Забезпеченість агрохімічної служби стандартними зразками невелика в порівнянні з металургійною , хімічною, геохімічною службами. Випадкові похибки обробляють стандартними методами і результат визначення будь-якого компоненту дають з вказанням довірчого інтервалу. Однак вся ця обробка може виявитися без змісту, якщо пробовідбір і пробопідготовка (подрібнення, просіювання, квартування, розклад) проведені неправильно.

До початку XX ст. аналіз грунтів проводили в основному хімічними методами. При цьому були створені надійні методики визначення макрокомпонентів, випущені фундаментальні керівництва, нагромаджено фактичний матеріал з складу грунтів різних регіонів Землі.

Однак розвиток сільського господарства ставив нові задачі перед аналітичною хімією грунтів: а саме визначення мікроелементів, збільшення числа аналізів і їх достовірності, підвищення експресності визначення, автоматизація аналізу. Ці питання можна було вирішити тільки з використанням фізичних і фізико-хімічних методів, які застосовуються також при вивченні фізичних властивостей і при визначенні будови органічних і неорганічних компонентів грунтів.

Назвемо ефективні методи аналізу і дослідження грунтів.

Спектроскопічні методи, грунтуються на взаємодії речовини з електромагнітним випромінюванням:

— спектрофотометрія і фотометрія, що дозволяють визначити вміст майже всіх елементів грунтів, особливо мікроелементів (методи не потребують дорогої апаратури, прості у виконанні, в основному надійні і чутливі);

— емісійний спектральний аналіз, що використовується для встановлення якісного складу грунтів і орієнтовного кількісного аналізу;

— емісійна фотометрія полум'я, що використовується, в основному, для визначення лужних і лужно-земельних елементів, високочутлива і проста у виконанні;

— атомно-абсорбційна спектроскопія використовується для визначення мікроелементів;

— методи люмінісценції, перспективні для визначення мікроелементів і органічних речовин;

— ренгенофлуоресцентний аналіз, перспективний для визначення мікроелементів (цей метод потребує складної і дорогої апаратури).

Електрохімічні методи, грунтуються на електрохімічних властивостях речовин, що визначаються:

- пряма потенціометрія (іонометрія), що використовується для визначення вмісту різних іонів (К+, Na⁺, Са⁺, СІ^-, Вr^- і ін.), рН і окисно-відновних потенціалів грунтів;

— вольтамперометрія, що використовується для визначення мікроелементів і органічних речовин, а також для вивчення взаємодії елементів з органічними речовинами грунтів;

— кондуктометрія, що використовується для визначення загального вмісту солей в водних витяжках з грунтів;

—- кулонометрія, що використовується для визначення кисню у водах і газах.

Хроматографічні методи, які грунтуються на сорбційних процесах:

— розподільча хроматографія на папері і в тонкому шарі, що використовується для розділення і ідентифікації мікрокількостей органічних і неорганічних речовин;

— іонообмінна хроматографія, що використовується для розділення органічних і неорганічних речовин;

— газорідинна хроматографія, найбільш перспективний метод аналізу складних сумішей органічних речовин.

Перелік методів визначення пріорітетних забруднювачів грунту

N п/п	Назва забруднювача	Метод визначення	Чутливість
1	Свинець	ААС, полярографія	0,5 мкг/проба
2	Хром (VI)	ААС, полярографія	0,5 мкг/проба
3	Ртуть	ААС, спектрофотометрія	1 • 10-5 % в проба
4	Арсен	ААС, колориметрія, спектрометрія	0,001 мкг/проба
5	Цинк	ААС, полярографія	0,02 мкг/ мл
6	Мідь	ААС, полярографія	0,10 мкг/ мл
7	Нікель	ААС, полярографія	0,05мкг/ мл
8	Марганець	ААС, фотоколориметрія	0,20 мкг/ мл
9	Ванадій	ААС, фотоколориметрія	10 мкг/ 50 мл
10	Фосфор	фотоколориметрія	0,25 мг/кг
11	Бенз(а)пірен	флуоросцентно-спектральний аналіз, рідинна хроматографія високого тиску	1 • 10-10 г/мл
12	Ізопропілбензол	Газо-рідинна хроматографія	0,01 мг/кг
13	Альфаметилстирол	Газо-рідинна хроматографія	0,01 мг/кг
14	Формальдегід	Колориметрія	0,005/100 г
15	Пропанид	Колориметрія	5,0 мкг/проба
16	Фот, Цинеб	Фотоколориметрія	5,0 мкг/проба
17	Гордона	Газо-рідинна хроматографія, хроматографія з тонкому шарі	1,0 мкг/проба
18	Банвел-Д	Газо-рідинна хроматографія, хроматографія в тонкому шарі	10 мкг/проба
19	Диазинон	Газо-рідинна хроматографія	0,02 мг/кг
20	Метафос	Газо-рідинна хроматографія, хроматографія в тонкому шарі	5,0 мкг/проба
21	Рогор	Газо-рідинна хроматографія	0,05 мг/кг
22	Фазолон	Газо-рідинна хроматографія	0,01 мг/кг
23	Фталофос	Хроматографія в тонкому шарі	0,02 мг/кг
24	Промстрин	Хроматографія в тонкому шарі	0,01 мг/кг
25	Хлорофос	Хроматографія в тонкому шарі	0,03 мг/кг
26	Карбофос	Хроматографія в тонкому шарі	2,0 мкг/проба
27	Хлорамин	Хроматографія в тонкому шарі	0,16 мг/кг
28	Бензол	Газо-рідинна хроматографія	0,01 мг/кг
29	Толуол	Газо-рідинна хроматографія	0,01 мг/кг