Ход анализа

1. Методом квартования отбирают часть средней пробы (100–150 г)

и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105°С до постоянной массы (3–4 ч ). Затем почву растирают до состояния пудры в фарфоровой ступке, навеску массой 1 г переносят в коническую колбу вместимостью 100 мл. В колбу приливают 25 мл 70%-ного раствора этанола нагретого до кипения, и смесь перемешивают в течение 3 мин. Экстракт фильтруют в мерную колбу вместимостью 100 мл, объем фильтрата доводят до метки дисводой и перемешивают.

2. Раствор переносят в делительную воронку вместимостью 250 мл, добавляют 10 мл фосфатного буферного раствора, 5 мл водного раствора метиленового синего, перемешивают и оставляют на 15 мин. Затем до-бавляют 8 мл хлороформа в воронку и интенсивно встряхивают 1 мин. После расслоения жидкостей хлороформный слой переносят в другую делительную воронку, содержащую 110 мл дисводы и 5 мл кислотного метиленового синего. Смесь встряхивают 1 мин и оставляют для расслоения жидкостей. Хлороформный слой фильтруют через воронку с плотным фильтром в пробирку с притертой пробкой. Извлечение ПАВ из водного раствора повторяют. Хлороформное экстракты объединяют и измеряют оптическую плотность окрашенного раствора на фотоэлектрокалориметре при λ= 625–750 нм. Содержание ПАВ находят по калибровочнону графику.

3. Построение калибровочного графика.

В мерные колбы вместимостью 100 мл вносят 0; 2; 5; 10; 15; 20; 25 мл рабочего стандартного раствора ПАВ, объем доводят до метки водой. Измеряют оптическую плотность окрашенных растворов-экстрактов по отношению к контрольной пробе, не содержащей ПАВ, по средним результатам строят график зависимости оптической плотности от содержания ПАВ (мкг/кг).

Обработка результатов

Концентрацию анионоактивных ПАВ С, мг/кг, вычисляют по формуле

С=а/в,

где а – количество исследуемого ПАВ, найденного в пробе, мкг; в – масса исследуемой почвы, г.

В опросы для самоподготовки

1. В чем суть метода лихеноиндикации рекреационной нагрузки на почву.

2. Для каких сообществ наиболее подходит лихеноиндикация рекреационной нагрузки. Что берется для анализа?

3. Что может служить показателями рекреационной нагрузки на лишайниковый ярус?

4. В чем особенности лишайникового покрова в разных типах леса? Как это надо учитывать?

5. Как проводить оценку рекреационной нагрузки на почву по индикаторным видам лишайников?

6. На какие группы по устойчивости к рекреационной нагрузке делят лишайники?

7. Каковы основные положения организации аналитического контроля загрязнения почв ?

8. На каких уровнях осуществляется наблюдение за загрязнением почв?

9. Что называется почвой ?

10. Что называется кислотностью почв? Какие виды кислотности существуют?

11. Чем обусловливается гидролитическая кислотность почв ?

12. Каковы основные параметры контроля уровня загрязненности почв техногенными загрязнителями?

13. Что называется гумусом?

14. Что называется процессом гумификации?

15. Объяснить необходимость существования гумуса для жизнедеятельности растений.

16. Причины снижения содержания гумуса в почвах.

17. Какие существуют методы определения содержания органических веществ в почве?

18. Методика отбора почвенных образцов для определения органического вещества.

19. Причины возникновения оснований в почве.

20. Назовите существующие методы определения поглощенных оснований в почве .

21. Подготовка почвы к анализу по определению суммы поглощенных оснований.

22. Последствия защелачивания почвы.

23. Методы борьбы с защелачиванием почвенного покрова.

24. Что называестся бонитировочной оценкой земель?' Какие основные факторы она включает?

25. На чем основан метод определения нитрат-ионов?

26. Механизм появления нитратов в почве.

27. Нитрификация, денитрификация. Условия их протекания.

28. Влияние нитратов на организм животных и человека.

29. Tоксичность удобрений. ПДК для нитратов в почве.

30. Методика отбора проб почв для определения нитрат-ионов.

31. Методика подготовки почв для проведения анализа на нитрат-ионы.

32. Природа загрязнения почв соединениями серы.

33. Сера, как загрязнитель почвы, последствия загрязнения.

34. Сущность метода определения соединений серы в почве.

35. Методика проведения отбopa проб почвы для анализа на сульфат-ионы .

36. Процессы минерализации серы в почве.

37. Ранжирование токсикантов по классам опасности. К какому классу опасности относятся ионы марганца?

38. Свойства соединений марганца, их влияние не растения, животных, человека.

39. Методика приготовления проб почвы для определения содержания ионов тяжелых металлов.

40. Методы определении тяжелых металлов в почве.

41. Сущность метода фотометрического определения ионов марганца в почвенных образцах.

42. ПДК ионов марганца в почве.

43. Особенности отбора и подготовки почв для определения ПАВ.

44. Виды ПАВ, встречающиеся в почве, их классификация.

45. Сущность метода определения ПАВ в почвенных образцах.

46. Влияние ПАВ на растения, животных и человека.

47. Природа появления ПАВ в почве. ПДК ПАВ в почвах.

Глава 8. Задания для выполнения контрольной работы

и курсовой работы

1. Задания для выполнения курсовой работы

Задание № 1. Оценка степени загрязнённости почв и снегового

покрова металлами. Временной характер загрязнения

Для оценки степени загрязнения почв металлами используется суммарный показатель загрязнения, характеризующий эффект воздействия группы элементов:

Z_с = Σ K_ci – (n – 1); K_ci = C_i/C_фi,

где K_ci – коэффициент концентрации i-го элемента, равный отношению фактической концентрации (C_i) к фоновой (C_фi); n – число элементов, характеризующих загрязнение почв, т.е. для которых К_ci > 1.

Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю Z_с проводится по оценочной шкале, данные которой увязаны с показателями здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв (табл. 4.2.).

Например. В городе N содержание химических элементов в почве паркового участка составляет (мг/кг почвы): As –10; Cd –0,5; Hg – 0,08; Pb – 40; Cu – 90; Zn – 180; Cr – 500; V – 400. Фоновое содержание элементов следующее (мг/ кг почвы): As – 5; Cd – 0,1; Hg – 0,02; Pb – 20; Cu – 30; Zn – 60; Cr – 100; V – 100.

Используя суммарный показатель загрязнения почв, определите, к какой зоне следует отнести парковый участок.

В начале рассчитаем коэффициент концентрации каждого вещества, затем подсчитаем суммарный показатель загрязнения: Z_c = (2 + 5 + 4 + 2 +3 + 3 + 5 + 4) – (8-1) = 28 – 7 = 21. Сопоставим полученное значение со шкалой загрязнения почв (табл. 4.2). В данном случае она умеренно-опасная.

В целом суммарный показатель загрязнения может рассчитываться для различных компонентов ландшафта – почв, снега, донных отложений. Этот показатель может определяться как в отдельной пробе, так и для участка территории. В последнем случае исследование ведется по геохимическим выборкам.

Каждая выборка может быть представлена в виде набора относительных характеристик аномальности химических элементов. Такой набор позволяет дать качественную и количественную оценку геохимической ассоциации исследуемого объекта. Например, городская ассоциация может быть представлена следующей формулой накапливающихся элементов: Pb₁₄ – Cu₁₂ – Zn₉ – Hg₆ – Cr₃ – Cd₂. Цифры около символов элементов представляют собой коэффициенты концентрации К_ci.

Аэрогенное загрязнение принято характеризовать суммарным показателем загрязнения не только почвы, но и снегового покрова. Обычно выделяют 3 уровня загрязнения снегового покрова (табл. 8.1).

Таблица 8.1

Ориентировочная шкала оценки аэрогенных очагов загрязнения по Z_c снегового покрова (Сает и др., 1990)

Уровень загрязнения
средний	высокий	очень высокий
64-128	128-256	>256

При анализе карт суммарных показателей загрязнения почвы и снегового покрова возможно выделение на территории участков с устойчивым, реликтовым и современным загрязнением.

Устойчивое загрязнение характеризуется одинаковой интенсивностью накопления металлов в почве и снеговом покрове. Как правило, площади с этим типом загрязнения располагаются вблизи его источников, действующих до настоящего времени.

Реликтовое загрязнение фиксируется по большей загрязненности почвенного покрова по сравнению со снеговым. Для этого типа загрязнения источник поступления химических элементов либо уже прекратил существование, либо в настоящее время не вносит существенного вклада в загрязнение воздушного бассейна. Являясь остаточным, реликтовое загрязнение может представлять опасность как источник вторичного загрязнения приземных слоев атмосферного воздуха.

Современное загрязнение, сопровождаемое более интенсивным накоплением металлов в снеговом покрове по сравнению с почвой, носит прогрессирующий характер. Очевидно, что оно связано с ныне действующими источниками загрязнения.

Задание Iа. В таблице 3 представлены данные о содержании и распределении по территории крупного промышленного города 10-ти химических элементов в поверхностном горизонте почв. Схема расположения точек опробования приведена на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема расположения точек опробования поверхностного

горизонта почв

1. Рассчитать суммарный показатель загрязнения с учётом следующих фоновых содержаний элементов: V – 90, Cr – 80, Zn – 60, Ni – 30, Pb – 30, Cu – 25, As – 5, Mo – 2, Cd – 0.1, Hg – 0.03.

2. Построить схему районирования территории по величине Z_с и выделить зоны с различными категориями загрязнения на основе рис. 1 с использованием изолиний 16, 32, 128.

3. Описать полученную схему: размещение зон различного уровня загрязнения; их морфология (изометрическая, вытянутая); площадь (в % от общей площади территории).

4. Составить геохимическую формулу для каждой точки опробования.

Задание Iб. В таблице 8.3 представлены данные о площадном распределении суммарного показателя загрязнения снега по территории крупного промышленного города.

1. Построить схемы районирования территории по величине Z_c, на основе таблицы 8.3 и рис. 8.1 и выделить зоны с различными категориями загрязнения с использованием изолиний 64, 128, 256.

2. Сравнить полученные схемы загрязнения почвенного и снежного покрова и выделить зоны различные по временному характеру загрязнения.