Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мониторинг почв. Практикум
.pdf
3
NO
pC
мг/кг
3
NO
pC
Сотые доли
3
NO
pC
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
Массовая доля нитратов в почве (Х), мг/кг
2,5
109
107
105
102
100
97,7
95,5
93,3
91,2
89,1
2,6
7,1
85,1
83,2
81,3
79,4
77,6
75,9
74,1
72,4
70,8
2,7
9,2
67,6
66,1
64,6
63,1
61,7
60,3
58,9
57,5
56,2
2,8
5,0
53,7
52,5
51,3
50,0
49,0
47,9
46,8
45,7
44,7
2,9
3,6
42,7
41,7
40,7
39,8
38,9
38,0
37,2
36,3
35,5
3,0
4,7
33,9
33,1
32,4
31,6
30,9
30,2
29,5
28,8
28,2
3,1
7,5
26,9
26,3
25,7
25,1
24,6
24,0
23,4
22,9
22,4
3,2
1,9
21,4
20,9
20,4
20,0
19,5
19,1
18,6
18,2
17,8
3,3
7,4
17,0
16,6
16,2
15,9
15,5
15,1
14,8
14,5
14,1
3,4
3,8
13,5
13,2
12,9
12,6
12,3
12,0
11,8
11,5
11,2
3,5
1,0
10,7
10,5
10,2
10,0
9,8
9,6
9,3
9,1
8,9
3,6
8,7
8,5
8,3
8,1
7,9
7,8
7,6
7,4
7,2
7,1
3,7
6,9
6,8
6,6
6,5
6,3
6,2
6,0
5,9
5,8
5,6
3,8
5,5
5,4
5,2
5,1
5,0
4,9
4,8
4,7
4,6
4,5
3,9
4,4
4,3
4,2
4,1
4,0
3,9
3,8
3,7
3,6
3,5
4,0
3,5
3,4
3,3
3,2
3,2
3,1
3,0
3,0
2,9
2,8
WК
100
100
1
W
W
К
250
250
5,2
100
100
1
Таблица 5.2 – Пересчет
в массовую долю азота нитратов в почве (Х),
(5.4)
(5.5)
где W – массовая доля влаги в анализируемой почве, %;
2,5 – соотношение массы пробы почвы и объема экстрагирующей
жидкости.
Для определения массовой доли влаги в почве (W, %) навеску почвы
помещают в фарфоровые стаканчики. Для глинистых, высокогумусных почв с
высокой влажностью навеска составляет 15 – 20 г, для легких почв с невысокой
111
влажностью – 40 – 50 г. Стаканчик с пробой вместе с крышкой помещают в
2
1
100)(mmmm
W
211
ККХХ
сушильный шкаф. Нагревают при (105 ± 2)
0
С. Песчаные почвы высушивают в
течение 3 часов, остальные – в течение 5 часов. Последующие высушивания
проводят в течение 1 часа для песчаных почв и 2 часа – для остальных почв.
После каждого высушивания стаканчики с почвой закрывают крышкой,
охлаждают в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
Высушивание проводят до постоянной массы, расчет массовой доли влаги в почве
(W, %) выполняют по формуле 5.6:
(5.6)
где m – масса пробы с бюксом до высушивания, г;
m1 – масса пробы с бюксом после высушивания, г;
m2 – масса пустого бюкса, г.
Массовую долю азота нитратов в пересчете на сухую почву (Х1, мг/кг)
определяют по формуле 5.7:
где Х
– массовая доля азота нитратов в пересчете на сухую почву, мг/кг;
1
Х – массовая доля азота нитратов во влажной почве, мг/кг.
Контрольные вопросы:
(5.7)
1. Охарактеризуйте, к каким негативным последствиям приводит внесение
в почву минеральных удобрений.
2. Назовите методы определения содержания нитратов в почве
получившие наибольшее распространение.
3. На чем основан ионометрический метод определения нитратов в почве?
112
4. В каких коотрдинатах строят калибровочный график в лабораторной
работе?
5. Какой показатель нормирует содержание загрязняющих веществ в
почве?
113
6 Математическая обработка результатов исследования
1
2
3
2
2
2
1
n
xxxxxx
S
nnn
n
n
S
E
n
a
tan
Количество параллельных
измерений, n
Коэффициенты Стьюдента tan
2
12,706
3
4,303
4
3,182
5
2,776
6
2,446
7
2,365
8
2,306
9
2,262
Любые экспериментальные данные должны быть подвергнуты
математической обработке, что позволит судить об их достоверности. Вычисляют
среднее арифметическое значение экспериментальных данных Хn, полученных при
анализе параллельных проб. Затем находят среднее квадратичное отклонение для n
определений по формуле 6.1:
(6.1)
Полученную величину отклонения Sn используют для вычисления абсолютной
и относительной погрешности анализа с заданной степенью надежности (a =0,95) по
формуле 6.2:
(6.2)
где tаn – коэффициент распределения Стьюдента, который определяют по
таблице 6.1 для а = 0,95 и числа определений n без промахов.
Таблица 6.1 – Коэффициенты Стьюдента при a = 0,95
114
Относительная погрешность в % рассчитывается по формуле 6.3:
n
a
o
x
EE100
Задаваемый
параметр
Измеренная величина
Xn
Ea
Eo
Xn+Ea
X1
X2
X3
X4
Полученные и вычисленные экспериментальные данные записывают в виде
таблицы 6.2.
Таблица 6.2 – Полученные и вычисленные экспериментальные данные
(6.3)
115
7 Комплексная оценка степени загрязнения почв
фi
i
i
C
C
K
n
i
inп
KКККПХЗ
1
21
...
Наименование загрязняющего вещества
Фоновое содержание i-го загрязняющего
вещества в почвах, мг/кг
1
2
гидрокарбонат-ионы
378,2
хлорид-ионы
28,37
гидросульфид-ионы
4,4
ионы кальция
100,2
ионы магния
27,97
сульфат-ионы
19,33
ионы аммония
76,4
ионы меди
18,48
ионы железа
2260
ионы мышьяка
8,31
При определении уровня воздействия загрязняющих веществ на почвенный
покров необходимым является комплексная оценка степени загрязнения почв,
которая производится по коэффициенту концентрации (К) по формуле 7.1 и по
суммарному показателю химического загрязнения (ПХЗп), который определяется по
формуле 7.2:
(7.1)
где Ci – фактическое содержание i-го химического элемента в почвах и
грунтах, мг/кг;
С
– фоновое содержание i-го химического элемента в почвах, мг/кг (см.
фi
таблицу 7.1).
Таблица 7.1 – Фоновое содержание химических элементов в почвах
(7.2)
116
Продолжение таблицы 7.1
1
2
ионы цинка
0,01
ионы свинца
10,38
ионы кадмия
0,25
ионы кобальта
10,35
ионы никеля
50,64
ионы марганца
551,21
ионы хрома
44,33
Показатели
Параметры
Экологическое
бедствие
Чрезвычайная
экологическая
ситуация
Напряженная
(критическая)
экологическая
ситуация
Относительно
удовлетвори-
тельная
ситуация
ПХЗ
п
> 128
32 – 128
16 – 32
< 16
По показателю химического загрязнения почв можно провести ранжирование
территории и оценить степень ее экологического неблагополучия, согласно
критериям приведенным в таблице 7.2.
Таблица 7.2 – Критерии оценки степени химического загрязнения объектов
окружающей среды
Контрольные вопросы:
1. По какой формуле рассчитывается коэффициент концентрации
загрязняющего вещества?
2. По какой формуле рассчитывается показатель химического загрязнеия
почвы?
значениям ПХЗ
3. Охарактеризуйте степень химического загрязнения почвы согласно
?
п
117
Заключение
Почва – это природно-историческое тело, представляющее собой
многофункциональную биокосную систему, обладающую целым комплексом
глобальных биосферно-экологических функций, связующее звено в геологическом и
биологическом круговоротах веществ, во взаимодействии энергий растительных и
других живых организмов, обитающих на соответствующих им участках земной
поверхности, разных по климатическим, геологическим и почвенным условиям,
составляющим биоценоз. Почва – колоссальное природное богатство,
обеспечивающее человека продуктами питания, животных – кормами, а также
промышленность сырьем. Вместе с тем проблема загрязнения почвы с каждым
годом приобретает все большее значение. К загрязнению почв приводят различные
виды деятельности человека, среди которых выделяют следующие: сельское
хозяйство, транспорт и дороги, промышленные объекты. Антропогенная
деятельность в наше время становится приоритетным фактором способствующим
разрушению почв, снижению и повышению их плодородия. В результате
хозяйственной деятельности людей изменяются показатели и факторы
почвообразования, такие как рельеф и микроклимат, создаются водохранилища,
проводится мелиорация.
Почва обладает уникальной способностью извлекать из атмосферного воздуха
загрязняющие вещества во время выпадения осадков или сухого осаждения
загрязняющих веществ, сорбировать на своей поверхности атмосферные выпадения
и аккумулировать их в своей массе.
При недостаточно продуманном антропогенном воздействии и нарушении
сбалансированных природных экологических связей в почвах быстро развиваются
нежелательные процессы минерализации гумуса, повышается кислотность или
щелочность, усиливается соленакопление, развиваются восстановительные
процессы – все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях
приводит к локальному разрушению почвенного покрова. Высокая
чувствительность, уязвимость почвенного покрова обусловлены ограниченной
118
буферностью и устойчивостью почв к воздействию сил, не свойственных ему в
экологическом отношении. Учитывая то, что почва является экологическим узлом
биосферы, обеспечивает сопряжение биологических и геологических круговоротов,
нарушение микробиологических и биологических процессов в почве неизбежно
отражается на функционировании экосистемы в целом.
Все в более широких масштабах проявляется загрязнение почвы тяжелыми
металлами, нефтепродуктами, усиливается влияние азотной и серной кислот
техногенного происхождения, ведущие к формированию техногенных пустынь в
окрестностях некоторых промышленных предприятий. Накопление избыточного
количества цинка отрицательно влияет на большинство почвенных процессов:
вызывает изменение физических и физико-химических свойств почвы, снижает
биологическую деятельность.
Избыточное или недостаточное содержание микроэлементов в почве может
сказываться на здоровье человека и травоядных животных, приводя к нарушениям в
обмене веществ и вызывая различные эндемические заболевания местного
характера.
Для восстановления нарушенных почв требуется длительный промежуток
времени и большие капиталовложения, поэтому основные цели мониторинга почв
должны быть направлены на:
своевременное выявление изменения качества почв для оценки,
предупреждения и устранения негативных процессов, отрицательно влияющих на
состояние почв;
проверку соблюдения землепользователями государственных
стандартов качества почв;
соответствие качества почв функциональному назначению территорий;
сохранение экологических свойств почвогрунтов, используемых для
озеленительных работ;
влияние качества почв на состояние зеленых насаждений;
качество почв и почвогрунтов с точки зрения их воздействия на
здоровье населения;
119
выявление постоянно действующих источников загрязнения,
оказывающих негативное воздействие на почвы;
предотвращение последствий чрезвычайных экологических ситуаций;
выявление негативных последствий воздействия на почвы
антигололедных реагентов;
получение достоверных данных для разработки обоснованных программ
оздоровления почв;
получение достоверных данных для расчета ущерба от загрязнения почв.
Решение этих задач требует детальной информации о состоянии почвенного
покрова и применяемых почвогрунтах, в т. ч. данных о степени захламленности,
деградированности почв, снижении их агрохимических свойств, распространении
загрязнения в глубинные горизонты.
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]