Ekologichesky_monitoring / Мониторинг_пособие

151

-микрошприц МШ-10;

-чашки фарфоровые, воронки делительные, посуда стеклянная;

-этанол;

-диизопропиловый эфир, xч;

-фенол, чдa;

-м-крезол, ч;

-стандартный раствор фенола, содержащий 100 мкг/мл фенола, готовят весовым способом;

-стандартный раствор м-крезола в диизопропиловом эфире (500 мкг/мл), готовят весовым способом (внутренний стандарт);

-динонилфталат или полиэтиленгликольадипинат;

-сферохром-1, фракция 0,15 - 0,25 мм;

-насадка для хроматографической колонки состоит из динонилфталата, нанесенного в количестве 10% массы носителя на сферохром. Для этого 2 г динонилфталата растворяют в 80 мл этанола. Вносят 20 г сферохрома-1 в фарфоровую чашку, заливают этанольным раствором жидкой фазы и осторожно перемешивают. Затем нагревают на водяной бане до полного удаления растворителя. Насадку сушат в сушильном шкафу 30 мин при

30°С, охлаждают и заполняют сыпучей насадкой хроматографическую колонку. Колонку помещают в рабочем состоянии в термостат хроматографа и кондиционируют, повышая температуру до 250°С в течение 20 ч;

- газообразные азот, водород, воздух в баллонах с редукторами.

Ход анализа. В делительную воронку вносят 1 л воды, добавляют 6 мл диизопропилового эфира и встряхивают 7 мин. После расслоения сливают эфирный слой в пробирку. Повторно экстрагируют из пробы воды фенол 4 мл диизопропилового эфира. Эфирные экстракты объединяют и объем доводят до 10 мл диизопропиловым эфиром. Содержимое пробирки перемешивают, вносят 0,05 мл стандартного раствора м-крезола и вновь перемешивают. Вводят 5 мкг раствора в испаритель хроматографа, работающего в режиме: температура термостата ко-

152

лонок - 150°С, испарителя - 200°С, расход азота и водорода - 30 л/мин, воздуха - 300 л/мин.

Расчет. На хроматограмме измеряют площади пиков фенола и м-крезола, концентрацию фенола вычисляют по формуле

C = a Sф К/Sмк V,

где a - масса м-крезола, мкг; Sф - площадь пика фенола, мм2; К - поправочный коэффициент; Sмк - площадь пика м-крезола, мм2; V - объем исследуемой воды, мл.

Для расчета К составляют искусственные смеси, содержащие фенол и м-крезол и анализируют их по аналогичной схеме. К вычисляют по формуле

k = αф Sмк /αмк Sф,

где αф - масса фенола, мкг; αмк - масса м-крезола, мкг; Sмк - площадь пика м-крезола, мм2;. Sф - площадь пика фенола, мм2.

13.3. Определение загрязняющих веществ в почве

13.3.1. Определение железа

Реактивы:

-0,1 N раствор K2Cr2O7;

-фосфорная кислота Н3РО4 (1:2);

-раствор дифениламина;

-мрамор кусками, хч;

-10%-ный раствор хлороводородной кислоты.

Ход анализа. Навеску почвы (2-5 г, взвешенную на аналитических весах) помещают в коническую колбу емкостью 300-500 мл и прибавляют 100 мл дистиллированной воды. Вносят в колбу 3-4 кусочка чистого мрамора, приливают 20 мл 10%- ного раствора соляной кислоты, накрывают колбу часовым стеклом или воронкой, нагревают на плитке до кипения и кипятят 30 мин (до полного разложения карбонатов почвы). Затем прибавляют 20 мл 10%-ного раствора HCl и разбавляют раствор дистиллированной водой. Охлаждают колбу, прибавляют 5 мл раствора H3PO4 (1:2), фильтруют. К фильтрату добавляют 2-3 капли индикатора дифениламина и титруют 0,1н. раствором K2Cr2O7 до появления синей или лиловато-бурой окраски.

153

Обработка результатов. Содержание Fe2+ вычисляется по формуле

x = a 0,005584 100 , m

где х – содержание Fe2+ в 100 г почве; а – объем 0,1н. раствора K2Cr2O7, пошедшего на титрование, мл; 0,005584 – количество железа в граммах, отвечающее 1 мл 0,1н. раствора K2Cr2O7; m – навеска почвы, г.

13.3.2. Определение нитратов

Принцип анализа. Метод основан на извлечении нитратов из почвы 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов и определении нитрат-ионов с применением ионоселективного электрода. Нижний предел обнаружения – 2 мг/кг почвы, измеряемые концентрации –2-500 мг/кг, ПДК – 130 мг/кг.

Аппаратура и реактивы:

-рН-метр;

-ионоселективный нитратный электрод;

-электрод сравнения (хлорсеребряный, насыщенный раствором KСl, типа ЭВЛ-1М3, ГОСТ 5.1582-72);

-мешалка;

-встряхиватель типа АВУ-1;

-калия нитрат, xч;

-квасцы алюмокалиевые, чда, 1%-ный раствор;

-исходный стандартный раствор KNO3, 0,1 моль/л рас-

твор. Растворяют 10-11 г KNO3, высушенного при 105°С до постоянной массы, в 1%-ном растворе алюмокалиевых квасцов в мерной колбе на 1 л;

- рабочие стандартные растворы KNO3 0,01; 0,001; 0,0001 моль/л готовят разбавлением исходного стандартного раствора 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов.

Построение градуировочного графика. Используют ра-

бочие стандартные растворы. Измеряют ЭДС электродной пары в стандартных и анализируемых растворах. По полученным результатам строят график зависимости ЭДС от концентрации раствора нитратов.

154

Ход анализа. Для определения нитрат-ионов прибор настраивают по рабочим стандартным растворам 0,01; 0,001; 0,0001 моль/л KNO3. В химический стакан переносят 20 г воз- душно-сухой почвы, приливают 50 мл 1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов и взбалтывают в течение 30 мин. В суспензии измеряют активность нитрат-иона и их содержание находят по градуировочному графику. Электроды должны быть хорошо промыты дистиллированной водой, остатки которой удаляют с них фильтровальной бумагой.

Расчет. Концентрацию нитратов (C, мг/кг) в почве вычисляют по формуле

C = C NO3 14 105 , 1 − (W /100)

где CNO3 - концентрация NO3 в вытяжке, моль; 14 - атомная мас-

са азота; 105- коэффициент, учитывающий отношение навески почвы к экстрагирующему раствору и пересчета с г на мг; W - влажность почвы, взятой для анализа, %.

Примечание. Содержание нитратов в пробе можно определять прямо по показаниям прибора. Для этого после настройки прибора электроды погружают в подготовленную пробу и

проводят отсчет величины рNO3 = -lgCNO3, где CNO3 - концентрация нитрат-ионов в пробе, которую вычисляют по формуле

CNO3 = 10− pNO3 .

Содержание нитратов (N−NO3) в пробе вычисляют исходя из полученного значения CNO3 с учетом пробы почвы и разбавления:

CNO3 = 105,19 − рNO3,

CN = 104,54 − рNO3.

155

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Афанасьев Ю.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды: учеб. пособие: в 2 ч. / Ю.А. Афанасьев, С.А. Фомин, В.В. Меньшиков и др. М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. 337с.

2.ГОСТ 17.1.3.07-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды, водоемов и водотоков. М.,

1982.

3.ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. М., 1984.

4.ГОСТ 17.2.3.07-86. Правила контроля воздуха населенных пунктов. М., 1986.

5.Дегтев М.И. Аналитический контроль содержания поллютантов в объектах окружающей среды / Д.М.Дегтев, Л.И.Торопов. Пермь, 2003.

6.Дегтев М.И. Методы разделения и концентрирования: учеб. пособие / М.И.Дегтев. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1998.

7.Дегтев М.И. Окружающая среда и экологический мониторинг / М.И.Дегтев, В.В.Стрелков, Д.М.Дегтев. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2004. 330с.

8.Дегтев М.И. Экологический мониторинг: учеб. пособие для вузов / М.И.Дегтев. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1999.

9.Основы аналитической химии: учеб. пособие: в 2 кн./ под ред. Ю.А.Золотова. М.: Высшая школа, 2002. Кн. 1: Общие вопросы. Методы разделения. 351с.

10.Основы аналитической химии: учеб. пособие: в 2 кн./ под ред. Ю.А.Золотова. М.: Высшая школа, 2002. Кн.2: Методы химического анализа. 494с.

Учебное издание

Михаил Иванович Дегтев Ольга Станиславовна Кудряшова

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Учебно-методическое пособие

Редактор Л.В. Хлебникова Корректор М.И.Никитина

Компьютерная верстка О.С. Кудряшовой

Подписано в печать 19.02.2007. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 9,07. Уч.-изд. л. 9,7. Тираж 100 экз. Заказ

Редакционно-издательский отдел Пермского государственного университета 614990. Пермь, ул.Букирева, 15

Типография Пермского государственного университета 614990. Пермь, ул.Букирева, 15