В работе отражены результаты мониторинга проб приземного слоя атмосферного воздуха на предмет содержания в нем тяжелых металлов в условиях урбанизированной среды Поволжья. Основными источниками техногенных тяжелых металлов в районе исследований являются промышленные предприятия и автотранспорт. Лабораторные элементные анализы проб производились методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии. В результате проведения мониторинга выявлено превышение ПДК по ряду элементов: в г. Саратове – по свинцу, цинку, марганцу, меди; в г. Сердобске – по свинцу и кобальту; в г. Кузнецке – по свинцу, цинку и кобальту; в г. Камышине – по свинцу и цинку; в г. Волжском – по свинцу, кадмию и меди; в г. Инзе – по цинку; в г. Димитровграде – по ванадию, свинцу, цинку, меди. Требуются мероприятия по оздоровлению окружающей среды и, в частности, атмосферного воздуха.
атмосферный воздух
тяжелые металлы
техногенное загрязнение
1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2009 году». - М.: АНО «Центр международных проектов», 2010. - 523 с.
2. ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 5 с.
3. Другов Ю. С., Беликов А. Б., Дьякова Г. А., Тульчинский В. М. Методы анализа загрязнений воздуха. - М.: Химия, 1984. - 384 с.
4. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. - М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.
5. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 375 с.
6. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. - М.: Изд-во Госкомгидромета, 1991. - 237 с.
7. Экологический мониторинг: метод. пособие / В. В. Снакин, М. А. Малярова, Т. Ф. Гурова и др. - М.: РЭФИА, 1996. - 92 с.
ВведениеВ последние десятилетия экологическая обстановка в регионах Поволжья значительно ухудшилась. В настоящее время в Саратовской, Пензенской, Волгоградской и Ульяновской областях состояние окружающей среды в пределах городов, где проживает более половины населения, характеризуется как кризисное и требующее действенных мер по оздоровлению. Особо выделяется в поволжских городах экологическая проблема загрязнения техногенными тяжелыми металлами атмосферного воздуха .
На территории практически любого города распределение поллютантов, антропогенно выделяющихся в атмосферу, имеет свою специфику. Поллютанты, которые вместе с выбросами поступают в атмосферу на большой высоте над земной поверхностью (например, из высоких труб производственных объектов), распространяются на огромные расстояния воздушными массами. Эти выбросы в основном загрязняют территории, значительно удаленные от города.
Тяжелые металлы, как известно, содержатся в приземном слое атмосферного воздуха: в 1,5-3,5 м над земной поверхностью. Они способны мигрировать и аккумулироваться в депонирующих средах: в почве, водной среде, в биомассе живых организмов.
Тяжелые металлы в составе техногенных выбросов промышленных предприятий и автотранспорта составляют основную массу твердой фазы и находятся преимущественно в форме оксидов, сульфидов, карбонатов, гидратов и микроскопических капель (шариков) металлов. Удельная масса этих соединений (г/см 3) достаточно высокая: оксидов 5-6, сульфидов 4-4,5, карбонатов 3-4, металлов 7-8 .
Цель исследований , проведенных в 2009-2011 гг., состояла в анализе среднегодового содержания тяжелых металлов в городах Поволжья - Балашове, Саратове (Саратовская область), Сердобске, Кузнецке (Пензенская область), Камышине, Волжском (Волгоградская область), Инзе, Димитровграде (Ульяновская область) - с разной степенью техногенного прессинга на окружающую среду.
Материалы и методы исследования
Отбор проб воздуха на высоте 2-2,5 м от земли осуществлялся электроаспиратором ПУ-2Э на передвижных постах (автомобиль с инструментарием) . В большинстве городов было заложено по 5 постов, за исключением крупных городов - Саратова и Волжского, в которых располагалось по 10 постов. На участках природных степных разнотравных экосистем (контроль) - в окрестностях с. Березовка и с. Пады Балашовского района Саратовской области - мониторинг проводился на 2 постах. Пробоотбор осуществлялся дискретно на передвижных постах утром (8.00 ч) и вечером (20.00 ч) в течение 3 дней в августе 2009-2011 гг.
Лабораторный анализ проб воздухана предмет содержания в твердой фазе тяжелых металлов выполнен методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии .
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты мониторинга атмосферного воздуха в эталонной экосистеме (в контроле) представлены в табл. 1. Здесь ежегодно постоянно идентифицировались четыре техногенных тяжелых металла - Pb, Zn, Mn, Cu, аэротехногенными источниками которых были: движущийся по проселочным дорогам автотранспорт и деятельность сельскохозяйственных предприятий животноводческой и растениеводческой отраслей.
Таблица 1 Содержание техногенных тяжелых металлов в атмосферном воздухе в контроле (2009-2011 гг.)
В контроле концентрации данных элементов в атмосферном воздухе предельно-допустимых значений не превышали.
В составе атмосферного воздуха г. Балашова (Саратовская область) ежегодно индентифицировались следующие поллютанты: Pb, Zn, Mn, Cu, Fe, Co, Cd. Из них пять (Pb, Zn, Mn, Cu, Fe) оказывали наиболее значимое влияние на качество воздуха (табл. 2). Эти поллютанты содержались в воздухе в количествах (мг/м 3), превышающих фоновые показатели, но не превышающих соответствующие им гигиенические нормативы (ПДК). Средние арифметические значения концентраций Pb, Zn, Mn и Cu в атмосферном воздухе г. Балашова оказались равными ПДК, что свидетельствует о начинающимся процессе ухудшения качества воздуха и деградации окружающей среды.
Таблица 2г. Балашова (2009-2011 гг.)
В атмосферном воздухе г. Саратова выявлено десять тяжелых металлов (Pb, Zn, Mn, Cu, Co, Cd, Fe, Mo, Ni, Hg), из них наиболее значимые следующие шесть элементов: Pb, Zn, Mn, Cu, Co, Cd. Первые четыре металла содержались в приземной атмосфере в количествах, превышающих ПДК в 9,0, 6,2, 3,7 и 2,9 раз соответственно. Данные величины свидетельствуют о весьма нестабильном экологическом состоянии атмосферного воздуха в пределах г. Саратова, что требует срочной реализации неотложных природоохранных мер (табл. 3).
Таблица 3 Содержание техногенных тяжелых металлов в атмосферном воздухе г. Саратова (2009-2011 гг.)
В г. Сердобске (Пензенская область) зарегистрированы следующие тяжелые металлы - загрязнители приземной атмосферы: V, Pb, Zn, Co, Cu, Cd, Ni, Mo, но наиболее существенное влияние оказывают первые шесть элементов. Из всех поллютантов лишь Pb (1 ПДК) и Co (1,3 ПДК) содержались в воздухе в больших объемах, что характеризует состояние воздуха как экологически нестабильное (табл. 4). При увеличении объемов неочищенных или недостаточно очищенных аэротехногенных выбросов в ближайшие годы уровень загрязнения воздушного бассейна в пределах г. Сердобска будет оцениваться как высокий.
Таблица 4Содержание техногенных тяжелых металлов в атмосферном воздухе г. Сердобска (2009-2011 гг.)
В пределах г. Кузнецка (Пензенская область) в связи с высокой загрязненностью воздушного бассейна сложилась напряженная экологическая ситуация. В химическом составе атмосферного воздуха выявлено восемь наименований техногенных тяжелых металлов: Fe, Pb, Zn, Co, Cr, Ni, из которых шесть содержались в воздухе практически постоянно. Концентрации Pb, Zn, Co значительно превышали ПДК в 2,2, 1,2 и 1,5 раз соответственно, что говорит о высоком уровне загрязнения воздуха (табл. 5).
Таблица 5 Содержание техногенных тяжелых металлов в атмосферном воздухе г. Кузнецка (2009-2011 гг.)
Состав атмосферного воздуха г. Камышина (Волгоградская область) включает следующие поллютанты: Pb, Zn, Cd, Cu, Sb, V, Cd. Периодически выявляется присутствие в воздухе первых пяти элементов из этого перечня. Концентрации остальных металлов составляют либо следовые значения, либо отсутствуют продолжительное время. По Pb и Zn, входящим в состав выхлопных газов автомобилей и выбросов все еще функционирующих промышленных предприятий, ежегодно регистрировались повышенные концентрации, превышающие ПДК в 1,4 и 1,3 раза соответственно для каждого из этих загрязнителей (табл. 6). В соответствии с этим экологическое состояние воздушного бассейна в пределах г. Камышина оценивается как нестабильное.
Таблица 6Содержание техногенных тяжелых металлов в атмосферном воздухе г. Камышина (2009-2011 гг.)
Основными ингредиентами атмосферного воздуха в границах г. Волжского (Волгоградская область) являются следующие тяжелые металлы: Pb, Zn, Cd, Cu, Ni, Cd, Co, Hg, Cr. Первые четыре элемента являются приоритетными поллютантами, загрязняющими объекты окружающей среды. Экологическая обстановка на территории города оценивается как напряженная, связанная с большими объемами промышленных выбросов и значительно возросших количеств автомобильных выхлопов, содержащих Pb, Cd, и Cu в достаточно высоких концентрациях: 5,4, 2,3 и 2,5 долей ПДК по данным экотоксикантам (табл. 7). Требуются срочные природоохранные мероприятия.
Таблица 7Содержание техногенных тяжелых металлов в атмосферном воздухе г. Волжского (2009-2011 гг.)
Состояние атмосферного воздуха г. Инзы (Ульяновская область) оценивается как повышено загрязненное, поскольку в его составе периодически регистрируются тяжелые металлы: V, Pb, Zn, Cr, Cd, Ni, Mo. Ежегодно отмечаются высокие концентрации у Pb, Zn и Cr в приземном слое воздуха, причем Zn в среднем содержится в количестве, в 1,2 раза превышающим ПДК (табл. 8). Состояние воздуха оценивается как повышенно загрязненное. Экологическая проблема атмосферного воздуха связана с ежегодно возрастающими концентрациями тяжелых металлов, приближающихся к ПДК и превышающих ее.
Таблица 8Содержание техногенных тяжелых металлов в атмосферном воздухе г. Инзы (2009-2011 гг.)
В составе приземного слоя атмосферного воздуха в пределах г. Димитровграда установлено содержание порядка восьми техногенных элементов: V, Pb, Zn, Cu, Cr, Ni, Cd, Hg. Максимальное токсическое действие на окружающую среду оказывают четыре тяжелых металла: V, Pb, Zn и Cu. Их средневзвешенное содержание превышает ПДК в 1,5, 2,0, 1,8 и 2,5 раза соответственно для каждого из этих поллютантов (табл. 9). Состояние воздушного бассейна в пределах г. Димитровграда характеризуется как кризисное, напряженное и требует мер по его улучшению.
Таблица 9Содержание техногенных тяжелых металлов в атмосферном воздухе г. Димитровграда (2009-2011 гг.)
Выводы
Максимально загрязнен атмосферный воздух в городах с мощным техногенным воздействием на окружающую среду промышленностью и автотранспортом: в Саратове (уровень загрязнения воздуха - «очень высокий»), Кузнецке (уровень загрязнения воздуха - «высокий»), Волжском («высокий» уровень загрязнения воздуха), Димитровграде («высокий» уровень загрязнения воздуха).
Рецензенты:
- Любимов Валерий Борисович, д.б.н., профессор, зав. кафедрой экологии и рационального природопользования ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского», г. Брянск.
- Зайцева Елена Владимировна, д.б.н., профессор, зав. кафедрой зоологии и анатомии ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского», г. Брянск.
Библиографическая ссылка
Ларионов М.В., Ларионов Н.В. СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ ВОЗДУХА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПОВОЛЖЬЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 2.;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=6063 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
Показатели ПДК воды, мг/дм3 неорганических веществ
ПДК тяжелых металлов в питьевой воде, мг/л
| 1. Медь (Cu) | 1,0 |
| 2. Цинк (Zn) | 1,00 |
| 3. Марганец (Mn) | 0,10 |
| 4. Никель (Ni) | 0,10 |
| 5. Свинец (Pb) | 0,03 |
| 6. Хром (Cr) | 0,50 |
| 7. Фтор (F) | 1,50 |
| 8. Кадмий (Cd) | 0,001 |
| 9. Мышьяк (As) | 0,05 |
| 10. Кобальт (Co) | 0,10 |
| 11. Ртуть (Hg) | 0,005 |
| 12. Железо (Fe) | 0,50 |
| 13. Бор (B) | 0,50 |
| 14. Стронций (Sn) | 7,00 |
| 15. Бром (Br) | 0,20 |
| 16. Молибден (Mo) | 0,25 |
| 17. Серебро (Ag) | 0,05 |
| 18. Алюминий (Al) | 0,50 |
| 19. Йод (J) | нет |
| 20. Фосфор (P) | - |
| 21. Селен (Se) | 0,01 |
| 22. Золото (Au) | нет |
| 23. Платина (Pt) | нет |
| 24. Сурьма (Sb) | 0,05 |
| 25. Олово (Sn) | нет |
| 26. Цирконий (Zr) | нет |
| 27. Уран (U) | нет |
| 28. Барий (Ba) | 0,10 |
| 29. Бериллий (Be) | 0,0002 |
| 30. Литий (Li) | 0,03 |
| 31. Ванадий (V) | 0,10 |
| 32. Вольфрам (W) | 0,05 |
| 33. Титан (Ti) | 0,10 |
| 34. Рубидий (Rb) | нет |
| 35. Цезий (Cs) | нет |
| 36. Радий (R) | нет |
Приложение 26
| 1. Алюминий (Al) | 0,50 |
| 2. Бериллий (Bе) | 0,0002 |
| 3. Бор (В) | 0,50 |
| 4. Бром (Br) | 0,20 |
| 5. Ванадий (V) | 0,10 |
| 6. Висмут (Bi) | 0,10 |
| 7. Йод (J) | нет |
| 8. Кадмий (Cd) | 0,001 |
| 9. Кобальт (Co) | 0,10 |
| 10. Литий (Li) | 0,03 |
| 11. Марганец (Mn) | 0,10 |
| 12. Медь (Cu) | 1,0 |
| 13 Молибден (Mo) | 0,25 |
| 14.Мышьяк (As) | 0,05 |
| 15. Никель (Ni) | 0,10 |
| 16. Ниобий (Nb) | 0,01 |
| 17. Олово (Sn) | нет |
| 18. Роданицы (SCN) | 0,10 |
| 19. Ртуть (Hg) | 0,0005 |
| 20. Свинец (Pb) | 0,03 |
| 21.Селен (Se) | 0,01 |
| 22. Стронций (Sr) | 7,0 |
| 23. Сурьма (Sb) | 0,06 |
| 24. Титан (Ti) | 0,10 |
| 25. Уран (U) | нет |
| 26. Фосфаты (Po 4) | 3,50 |
| 27. Фтор (F) | 1,50 |
| 28. Хром (Cr 2) | 0,10 |
| 29. Хром (Cr 6) | 0,05 |
| 30. Хром (Cr 3) | 0,50 |
| 31. Цианиды (CN) | 0,10 |
| 32. Цинк (Zn) | 1,0 |
| Органические вещества | |
| 1. Бензол 2. Кислоты 3. Пропилбензол 4. Толуол 5. Этилен бензол 6. БПК (полное биологическое потребление кислорода 7. Гумусовые кислоты 8. Нефть 9. Бензин 10. Керосин | 0,50 0,05 0,20 0,50 0,01 3,0 3,7 0,1-0,3 0,10 0,01-0,50 |
Приложение 27
| Химические элементы | Авторы | |||
| Обухов А.И. 1988 г. | Алексеев Ю.В. 1987 г. | Гончарук, Сидоренко, 1986 г. | A.Klocke | |
| Свинец | 20 (фон 12) | 20 (фон 12) | 20 (фон 12) | |
| Ртуть | 2,1 | 2,1 | 2,1 | |
| Медь | - | |||
| Хром | - | - | - | |
| Марганец | - | - | ||
| Мышьяк | ||||
| Никель | ||||
| Цинк | - | |||
| Ванадий | - | |||
| Кадмий | - | |||
| Хром (6 валент) | - | 0,05 | 0,05 | |
| Хром (3 валент) | - | - | - | |
| Сурьма | - | - | - | |
| Бериллий | - | - | - | |
| Бор | - | - | - | |
| Фтор | - | - | - | |
| Кобальт | - | - | - | |
| Олово | - | - | - | |
| Селен | - | - | - | |
| Молибден | - | - | - |
Приложение 28 справочное
Предельно допустимые концентрации (ПДК)
химических веществ в почвах и допустимые уровни
| Наименование веществ | ПДК, мг/кг почвы с учетом фона | Показатели вредности | |||||||
| Транслокационный (накопление в растениях) | миграционный | общесани- тарный | |||||||
| водный | воздушный | ||||||||
| Подвижные формы | |||||||||
| Медь | 3,0 | 3,5 | 72,0 | - | 3,0 | ||||
| Никель | 4,0 | 6,7 | 14,0 | - | 4,0 | ||||
| Цинк | 23,0 | 23,0 | 200,0 | - | 37,0 | ||||
| Кобальт | 5,0 | 25,0 | Более 1000 | - | 5,0 | ||||
| Фтор | 2,8 | 2,9 | 72,0 | - | - | ||||
| Хром | 6,0 | - | - | - | - | ||||
| Воднорастворимые формы | |||||||||
| Фтор | 10,0 | 10,0 | 10,0 | - | 25,0 | ||||
| Валовое содержание | |||||||||
| Сурьма | 4,5 | 4,5 | 4,5 | - | 50,0 | ||||
| Марганец | 1500,0 | 3500,0 | 1500,0 | - | 1500,0 | ||||
| Ванадий | 150,0 | 170,0 | 230,0 | - | 150,0 | ||||
| Марганец+ванадий | 1000+100 | 1500+150 | 2000+200 | - | 1000+100 | ||||
| Свинец | 30,0 | 35,0 | 260,0 | - | 30,0 | ||||
| Мышьяк | 2,0 | 2,0 | 15,0 | - | 10,0 | ||||
| Ртуть | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 2,5 | 5,0 | ||||
| Свинец+ртуть | 20,0+1,0 | 20,0+1,0 | 30,0+2,0 | - | 30,0+2,0 | ||||
| Медь | ориентировочно | - | - | - | - | ||||
| Никель | ориентировочно | - | - | - | - | ||||
| Цинк | ориентировочно | - | - | - | - | ||||
| Хлористый калий (К 2 О) | 560,0 | 1000,0 | 560,0 | 1000,0 | 3000,0 | ||||
| Нитраты | 130,0 | 180,0 | 130,0 | - | 325,0 | ||||
| Бензапирен (БП) | 0,02 | 0,2 | 0,5 | - | 0,02 | ||||
| Бензол | 0,3 | 3,0 | 10,0 | 0,3 | 50,0 | ||||
| Толуол | 0,3 | 0,3 | 100,0 | 0,3 | 50,0 | ||||
| Изопропилбензол | 0,5 | 3,0 | 100,0 | 0,5 | 50,0 | ||||
| Альфаметилстирол | 0,5 | 3,0 | 100,0 | 0,5 | 50,0 | ||||
| Стирол | 0,1 | 0,3 | 7100,0 | 0,1 | 1,0 | ||||
| Ксилоды (орто-, мета-, пара-) | 0,3 | 0,3 | 100,0 | 0,4 | 1,0 | ||||
Продолжение приложения 28
Приложение 29
Отнесение химических веществ, попадающих в почву,
и выбросов, сбросов, отходов к классам опасности
Приложение 30
ПДК тяжелых металлов в поверхностном слое почв, мг/кг,
считающиеся предельными в отношении фитотоксичности
| Элемент | Ковальский В. 1974 | El-Basson 1977 | Linzon liazon S. | Kobata-Pendias | Klocke A. | Kitagish K. |
| Ag | ||||||
| As | ||||||
| B | ||||||
| Be | ||||||
| Br | ||||||
| Cd | ||||||
| Co | ||||||
| Cr | ||||||
| Cu | ||||||
| Fe | ||||||
| Hg | 0.03 | |||||
| Mo | ||||||
| Mn | ||||||
| Ni | ||||||
| Pb | ||||||
| Sb | ||||||
| Se | ||||||
| Sn | ||||||
| Ti | ||||||
| V | ||||||
| Zn |
Нормирование содержания тяжелых металлов в воде (ПДК)
Предельно допустимая концентрация (ПДК) - утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.
Значения ПДК включены в ГОСТы, санитарные нормы и другие нормативные документы, обязательные для исполнения на всей территории государства, их учитывают при проектировании технологических процессов, оборудования, очистных устройств и пр. Санитарно-эпидемиологическая служба в порядке санитарного надзора систематически контролирует соблюдение нормативов ПДК в воде водоёмов хозяйственно-питьевого водопользования, в атмосферном воздухе и в воздухе производственных помещений, контроль за состоянием водоёмов рыбопромыслового назначения осуществляют органы рыбнадзора.
Вода является средой, в которой возникала жизнь и обитает большая часть видов живых организмов (в атмосфере лишь слой около 100 м. наполнен жизнью).
Поэтому при нормировании качества природных вод необходимо заботиться не только о воде как ресурсе, потребляемом человеком, но и о сохранении водных экосистем как важнейших регуляторов условий жизни планеты. Однако действующие нормативы качества природных вод ориентированы главным образом на интересы здоровья человека и рыбного хозяйства и практически не обеспечивают экологическую безопасность водных экосистем.
Требования потребителей к качеству воды зависят от целей использования.
Выделяют три вида водопользования:
- - Хозяйственно-питьевое - использование водных объектов или их участков в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности;
- - Культурно-бытовое - использование водных объектов для купания, занятий спортом и отдыха. К этому виду водопользования относятся и участки водных объектов, находящиеся в черте населенных мест;
- - Водоемы рыбохозяйственного назначения, которые, в свою очередь, делятся на три категории:
- - высшая категория - места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных и ценных видов рыб, других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств для искусственного разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений;
- - первая категория - водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода;
- - вторая категория - водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.
Конечно, природные воды являются объектами и других видов водопользования - промышленного водоснабжения, орошения, судоходства, гидроэнергетики и т. д.
Использование воды, связано с ее частичным или полным изъятием, называют водопотреблением. Все водопользователи обязаны соблюдать условия, которые обеспечивают качество воды, соответствующее установленным для данного водного объекта нормативам.
Существуют и некоторые общие требования к составу и свойствам воды (табл. 1.1).
Поскольку требования к качеству воды зависят от вида водопользования, необходимо определить этот вид для каждого водного объекта или его участков.
Согласно Правилам виды водопользования устанавливаются региональными органами экологического и санитарного контроля и утверждаются соответствующей исполнительной властью.
Под ПДК природных вод подразумевается концентрация индивидуального вещества в воде, при превышении которой она непригодна для установленного вида водопользования. При концентрации вещества равной или меньше ПДК вода так же безвредна для всего живого, как и вода, в которой полностью отсутствует данное вещество.
Таблица 1.1 - Общие требования к составу и свойствам воды (правила охраны поверхностных вод от загрязнения):
|
Показатель |
Виды водопользования |
|||
|
хозяйственно-питьевое |
культурно-бытовое |
рыбохозяйственное |
||
|
Взвешенные вещества |
||||
|
Плавающие примеси |
На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна минеральных масел и других примесей |
|||
|
Не должна обнаруживаться в столбике |
Вода не должна иметь окраски |
|||
|
Запахи, привкусы |
Вода не должна приобретать запахов и привкусов более 2 баллов, обнаруживаемых |
Вода не должна придавать посторонних привкусов и запахов мясу рыбы |
||
|
непосредственно или после хлорирования |
непосредственно |
|||
|
Температура |
Летом, после спуска сточных вод, не должна повышаться более, чем на 3 0 С по сравнению со средней в самый жаркий месяц |
Не должна повышаться более, чем на 5 0 С там, где обитают холоднолюбивые рыбы, и не более 8 0 С в остальных случаях |
||
|
Водородный показатель рН |
Не должен выходить за пределы 6,5 - 8,5 |
|||
|
Минерализация воды |
Не должна превышать по плотному остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов - 350 мг/л, сульфатов - 500 мг/л |
Нормируется по показателю «привкусы» |
Нормируется согласно таксации рыбохозяйственных водоемов |
|
|
Растворенный кислород |
В любой период года не ниже 4 мг/л в пробе, отобранной до 12 ч. дня |
В подледный период не ниже |
||
|
Полное биохимическое потребление кислорода (БПК полн) |
При 20 0 С не должно превышать |
|||
|
Химическое потребление кислорода (ХПК) |
Не более 15,0 мг/л |
|||
|
Химические вещества |
||||
|
СанПиН 4630-88 |
Перечнем ПДК и ОБУВ вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов |
|||
|
Возбудители заболеваний |
Вода не должна содержать возбудителей заболеваний, в том числе жизнеспособные яйца гельминтов и цисты патогенных кишечных простейших |
|||
|
Лактозоположительные кишечные палочки (ЛКП) |
||||
|
Колифаги (в бляшкообразующих единицах) |
Не более 100 в 1 л |
Сточная вода на выпуске в водный объект не должна оказывать острого токсического действия на тест-объекты |
Характер воздействия загрязняющих веществ на человека и водные экосистемы может быть разным.
Многие химические вещества могут тормозить естественные процессы самоочищения, что приводят к ухудшению общего санитарного состояния водоема:
- - дефициту кислорода;
- - гниению;
- - появлению сероводорода;
- - метана и т. д.
В этом случае устанавливают ПДК по общему санитарному признаку вредности. При нормировании качества воды водоемов ПДК устанавливается по лимитирующему признаку вредности - ЛПВ.
ЛПВ - признак вредного действия вещества, который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией.
В табл. 1.2 приведены значения ПДК соединений тяжелых металлов в водоемах хозяйственно-питьевого водопользования.
Таблица 1.2 - Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов хозяйственно-питьевого водопользования:
|
Соединение |
Молекулярная масса |
Концентрация, мг/л |
||||
|
Железа соединения в пересчете на Fe |
||||||
|
Кадмий хлористый в пересчете на Cd |
||||||
|
Кобальт хлористый в пересчете на Co |
||||||
|
Марганца соединения в пересчете на Mn |
||||||
|
Медь сернокислая в пересчете на Cu |
||||||
|
Мышьяк окись в пересчете на As |
||||||
|
Никель сернокислый в пересчете на Ni |
||||||
|
|
|
||||
|
Свинец азотнокислый в пересчете на Pb |
||||||
|
Свинца соединение в пересчете на Pb |
||||||
|
Хрома (III) соединения в пересчете на Cr |
||||||
|
Хрома (VI) соединения в пересчете на Cr |
||||||
|
Цинка соединение в пересчете на Zn |
Примечание:
При установлении ПДК вредных веществ в воде водоемов ориентируются на минимальную концентрацию веществ по одному из следующих показателей:
- - ППКт - подпороговая концентрация вещества в водоеме, определяемая по токсилогическим характеристикам, мг/л.;
- - ППКорл - подпороговая концентрация веществ в водоеме, определяемая по изменению органолептических характеристик(запах, цвет, привкус), мг/л.;
- - ППКс.р.в. - подпороговая концентрация вещества, определяемая по влиянию на санитарный режим водоема (сапрофитная микрофлора, биологическая потребность в кислороде и др.), мг/л.;
- - ПДКв - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема, мг/л.
Противоречие и отличие установления ПДК для водоемов различного назначения. Перечни ПДК для водоемов различного применения разрабатывают определенные ведомства рыбохозяйственного и санитарно-гигиенического профиля, как правило, не согласовывая свои действия. В результате получается следующее: одно и то же вещество называется по-разному в различных перечнях, на некоторые вещества существуют ПДК только для одних водоемов, а для других - отсутствуют.
Например, для хлорорганических соединений ПДК существуют только санитарно-гигиенические требования и отсутствуют для рыбохозяйственных водоемов. Как известно, санитарно-гигиенические ПДК более завышены по сравнению с рыбохозяйственными, ибо устанавливаются по результатам биотестирования на теплокровных животных, а не на гидробионтах-рыбах. Это приводит к путанице и отсутствию информации в Государственном реестре веществ.
Отсутствие информации, например, о ПДК хлорорганических соединений, с одной стороны, вызывает сомнения о безопасности сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения (а к водоемам рыбохозяйственного назначения можно отнести практически любой водоем, так как рыба водится, кроме болот, везде), с другой стороны, позволяет надзорным органам, ссылаясь на норматив, запретить сброс хлорорганических веществ, или в лучшем случае - «атоматом» применить к водопользователю повышающий коэффициент 25.
НДС устанавливают требования к сбросным СВ более жесткие, чем ПДК для рыбохозяйственных водоемов, или на уровне ПДК, а в свою очередь, требования СанПиН к качеству питьевой воды более «мягкие», чем ПДК (табл. 1.3).
Таблица 1.3 - ПДК тяжелых металлов в воде рыбохозяйственных водоемов и в питьевой воде:
Элементарный здравый смысл подсказывает, что нормативные требования НДС к сточным водам и питьевой воде должны поменяться местами.
В большинстве европейских стран при установлении нормативов на качество очистки сточных вод основным условием является достижение максимально возможной степени очистки с учетом использования наилучших современных технологий.
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР
ОБЩЕСОЮЗНЫЕ
САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ
И САНИТАРНО-ПРОТИВОЭПИДЕМИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА И НОРМЫ
САНИТАРНЫЕ НОРМЫ
ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ
СанПиН 42-128-4433-87
Москва - 1988
Санитарные нормы допустимых концентраций (ПДК) химических веществ в почве подготовлены к изданию Ордена Трудового Красного Знамени НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР (к.м.н. Н. И. Тонкопий).
ПДК химических веществ в почве разработаны:
Бенз(а)пирен - Ордена Трудового Красного Знамени НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР (В. М. Перелыгин, Н. И. Тонкопий, А. Ф. Перцовская, Г. Е. Шестопалова, Г. П. Кашкарова, Е. В. Филимонова, Е. Э. Новикова, С. А. Агрэ).
Онкологический научный центр АМН СССР (А. П. Ильницкий, Л. М. Шабад, Л. Г. Соленова, В. С. Мищенко).
Киевский Ордена Трудового Красного Знамени НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева МЗ УССР (Н. Я. Янышева, И. С. Киреева, Н. Л. Павлова).
Кобальт - Узбекский научно-исследовательский институт санитарии, гигиены и профзаболеваний МЗ Узбекской ССР (Л. Н. Носкова, Н. E . Боровская).
Ксилолы и стирол - Уфимский НИИ гигиены и профзаболеваний МЗ РСФСР (Л. О. Осипова, С. М. Сафонникова, Г. Ф. Максимова, Р. Ф. Даукаева, С. А. Магжанова).
Мышьяк - Киевский Ордена Трудового Красного Знамени НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева МЗ УССР (С. Я. Найштейн, Н. П. Вашкулат).
Государственный институт гигиены, Будапешт, ВНР (А. Хорват).
Отходы флотации угля (ОФУ) - Киевский Ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт им. академика А. А. Богомольца МЗ УССР (Н. П. Третьяк, Е. И. Гончарук, И. В. Савицкий).
Ртуть - Киевский Ордена Трудового Красного Знамени НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева МЗ УССР (С. Я. Найштейн, Г. Я. Чегринец).
Свинец - Ордена Трудового Красного Знамени НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР (В. М. Перелыгин, Т. И. Григорьева, А. Ф. Перцовская, А. А. Динерман, Г. П. Кашкарова, В. Н. Павлов, Т. В. Доскина, Е. В. Филимонова, Е. Э. Новикова).
Ростовский-на-Дону медицинский институт (П. А. Золотов, О. В. Пруденко, Т. Н. Ружникова, Т. В. Колесникова).
Свинец + ртуть - Иркутский Государственный медицинский институт МЗ РСФСР (Г. В. Суркова, С. Я. Найштейн).
Сернистые соединения - Львовский НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗ УССР (И. Н. Бескопыльный, А. А. Деканоидзе).
Формальдегид - Волжский опорный пункт Всесоюзного НИИ сельскохозяйственного использования сточных вод (В. И. Марымов, Л. И. Сергиенко, П. П. Власов).
Фтор - Киевский Ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт им. академика А. А. Богомольца МЗ УССР (В. И. Циприян, П. М. Бурьян, Г. А. Степаненко, И. И. Швайко, Н. Т. Музычук, А. А. Масленко, В. Г. Сук).
Волжский опорный пункт Всесоюзного НИИ сельскохозяйственного использования сточных вод (Л. И. Сергиенко, Л. А. Халимова, В. И. Тимофеева).
Хлористый калий - Научно-исследовательский институт санитарии и гигиены им. Г. М. Натадзе МЗ Груз. ССР (Р. Г. Мжаванадзе, Р. Э. Хазарадзе).
Хром - Ордена Трудового Красного Знамени НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР (В. М. Перелыгин, Р. В. Меркурьева, Дахбайн Бейбетхан, А. Ф. Перцовская, Л. X. Мухамбетова, Г. Е. Шестопалова, Н. Л. Великанов, З. И. Коганова, С. И. Долинская, О. Э. Боброва).
Настоящие санитарно-гигиенические нормы разрешается размножать в необходимом количестве.
ОБЩЕСОЮЗНЫЕ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ И САНИТАРНО-ПРОТИВОЭПИДЕМИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА И НОРМЫ
Нарушение санитарно-гигиенических и санитарно-противоэпидемических правил и норм влечет дисциплинарную, административную или уголовную ответственность в соответствии с законодательством Союза ССР и союзных республик (статья 18).
Государственный санитарный надзор за соблюдением санитарно-гигиенических и санитарно-противоэпидемических правил и норм государственными органами, а также всеми предприятиями, учреждениями и организациями, должностными лицами и гражданами возлагается на органы и учреждения санитарно-эпидемической службы Министерства здравоохранения СССР и министерств здравоохранения союзных республик (статья 19).
(Основы законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении, утвержденные законом СССР от 19 декабря 1969 года).
«УТВЕРЖДАЮ»
Заместитель Главного
Государственного санитарного
врача СССР
А. И. КОНДРУСЕВ
Наименование вещества
Величина ПДК мг/кг почвы с учетом фона (кларка)
Лимитирующий показатель
ПОДВИЖНАЯ ФОРМА
Кобальт *
Общесанитарный
Транслокационный
Общесанитарный
ВОДОРАСТВОРИМАЯ ФОРМА
Транслокационный
ВАЛОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Бенз(а)пирен
Общесанитарный
Ксилолы (орто-, мета-, пара)
Транслокационный
Транслокационный
Водный и общесанитарный
Транслокационный
Общесанитарный
Свинец + ртуть
Транслокационный
Сернистые соединения (S)
элементарная сера
Общесанитарный
сероводород
Воздушный
серная кислота
Общесанитарный
Воздушный
Формальдегид
Хлористый калий
* Подвижная форма кобальта извлекается из почвы ацетатно-натриевым буферным раствором с рН 3,5 и рН 4,7 для сероземов и ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 для остальных типов почв.
** Подвижная форма фтора извлекается из почвы с рН £ 6,5 - 0,006 М HCl, с рН > 6,5 - 0,03 М K 2 SО 4 .
*** Подвижная форма хрома извлекается из почвы ацетатно-аммонийным буферным раствором рН 4,8.
**** ОФУ - отходы флотации угля. ПДК ОФУ контролируется по содержанию бенз(а)пирена в почве, которое не должно превышать ПДК БП.
Методика определения контролируемых веществ в почве изложена в приложении.
Методы определения бенз(а)пирена изложены в «Методических указаниях по отбору проб из объектов внешней среды и подготовке их для последующего определения канцерогенных полициклических ароматических углеводородов» № 1424-76, утв. МЗ СССР 12 мая 1976 года и в «Методических указаниях по качественному и количественному определению канцерогенных полициклических ароматических углеводородов в продуктах сложного состава» № 1423-76, утв. МЗ СССР 12 мая 1976 года.
Методы определения калия изложены в ГОСТ 26204-84 - ГОСТ 26213 -84 «Почвы. Методы анализа».
Приложение
к списку ПДК
химических веществ в почве.
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ
Подготовлено к изданию сотрудниками Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР к. б. н. Н. И. Казниной, к. б. и. Н. П. Зиновьевой, к. с.-х. н. Т. И. Григорьевой.
КОБАЛЬТ*
(подвижные формы)
Со Атомн. масса
Уксусная кислота ледяная, х. ч., ГОСТ 61-75
Натрий лимоннокислый (трехзамещенный), ГОСТ 22280-76 , ч.д.а., 20 % раствор
Натрий уксуснокислый, ГОСТ 199-78 , ч.д.а., 40 % раствор
Натрий уксуснокислый перед приготовлением раствора предварительно отмывают от примесей цинка раствором дитизона в четыреххлористом углероде
Нитрозо-Р-соль, ГОСТ 10553-75, 0,05 % водный раствор
Кобальт сернокислый (CoSО 4 × 7H 2 О), ГОСТ 4462-78 , ч.д.а.
Ортофосфорная кислота по ГОСТ 6552-80 , ч.д.а., 85 %
Смесь ортофосфорной и азотной кислот 5: 2
Ацетатно-натриевые буферные растворы с рН 4,7 и 3,5.
Исходными растворами являются: 1) 1 н. раствор уксусной (кислоты, который готовят разбавлением 60 мл СН 3 СООН дистиллированной водой до 1 л;
Исходный стандартный раствор кобальта с содержанием 100 мкг/мл готовят в мерной колбе емкостью 100 мл. Для чего 0,0477 г сульфата кобальта растворяют в небольшом количестве бидистиллированной воды, добавляя 1 мл серной кислоты (пл. 1,84). Объем раствора в колбе доводят водой до метки.
Рабочие стандартные растворы кобальта с содержанием 10 и 1 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением исходного стандартного раствора бидистиллированной водой.
Калибровочный график
Для построения калибровочного графика в ряд колб вносят рабочие стандартные растворы кобальта с содержанием 0 - 1,0 -5,0 - 10,0 - 15,0 - 25,0 - 30,0 - 40,0 мкг, объем доводят до 60 мл буферным ацетатно-натриевым раствором. Содержимое колб перемешивают, переносят в стаканы, прибавляют по 1 мл концентрированной азотной кислоты и перекиси водорода. Смесь выпаривают до кристаллизации солей. Операцию повторяют дважды и далее обрабатывают в условиях анализа пробы. Окрашенные растворы стандартов фотометрируют при l = 536 нм. По полученным средним результатам из пяти определений каждого стандарта строят график зависимости оптической плотности от количества кобальта.
Отбор проб
Отбор проб почвы проводят в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84
Ход анализа
Уксусная кислота ледяная, х.ч., ГОСТ 61-75
Исходный стандартный раствор с содержанием фтора 0,1 мг/мл готовят растворением 0,2211 г фторида натрия в воде в мерной колбе емкостью 1 л.
Рабочий стандартный раствор с содержанием фтора 0,01 мг/мл готовят соответствующим разбавлением исходного стандартного раствора водой.
Вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72
Калибровочный график
Для построения калибровочного графика в ряд колб емкостью 50 мл вносят 0 - 0,5 - 1,0 - 2,0 - 3,0 - 5,0 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию 0 - 5,0 - 10,0 - 20,0 - 30,0 - 50,0 мкг фтора. Приливают по 1 мл ацетатного буферного раствора, по 5 мл раствора нитрата церия. Объемы до метки доводят водой, перемешивают и оставляют на час в темном месте. Затем измеряют величину оптической плотности окрашенных растворов при l = 615 нм по отношению к контрольной пробе. По средним результатам из 3 - 5-тн определений строят график зависимости оптической плотности от количества фтора (мкг).
Отбор проб
Пробы почвы отбирают по ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа». Для анализа отбирают смешанную пробу в количестве 1 кг, помещают в склянку с пришлифованной крышкой. Допускается хранение проб не более суток в холодильнике при температуре 0 - 5 °С, но лучше приступать к анализу непосредственно после поступления проб в лабораторию.
Ход анализа
Вода бидистиллированная, используют для приготовления растворов и стандартных образцов.
Основной стандартный раствор с содержанием хрома 100 мкг/мл готовят растворением 0,2827 г бихромата калия в колбе емкостью 1 л в бидистиллированной воде.
Рабочие стандартные растворы с содержанием хрома 0,2 - 0,5 - 1,0 - 5,0 - 10,0 - 20,0 мкг/мл готовят в день анализа разбавлением основного стандартного раствора бидистиллированной водой.
Ацетатно-аммонийный буферный раствор с рН 4,8. Для приготовления 1 л буферного раствора 108 мл 98 % уксусной кислоты разбавляют бидистиллированной водой до 800 - 900 мл, приливают 75 мл 25 % водного раствора аммиака, перемешивают, измеряют рН и, если необходимо, доводят его до 4,8, добавляя кислоту или аммиак, и после этого раствор доводят до 1 л бидистиллированной водой.
Ацетилен в баллонах с редуктором
Калибровочный график
Для построения калибровочного графика в пробирки вносят по 10 мл рабочих стандартных растворов с содержанием хрома 0,5 - 1,0 - 5,0 - 10,0 - 20,0 мкг/мл и анализируют в условиях определения пробы. По полученным результатам строят график в координатах «показания прибора (ед.) - концентрация хрома (мкг/мл)». График строят в день анализа пробы.
Отбор и подготовка проб почвы
Отбор и подготовку проб проводят по ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа».
Ход анализа
Хлороводородная кислота, ч.д.а., ГОСТ 3118-77
Азотная кислота, х.ч., ГОСТ 4461-77
Трилон Б (соль динатриевая этилендиамин-N ,N ,N ¢ , N ¢ -тетрауксусной кислоты 2-водная), ГОСТ 10652-73
Аммония карбонат, х.ч., ГОСТ 3770-75
Буферный раствор (фоновый)
В стакан вместимостью 1 л вносят 1 г трилона Б, 58 г хлорида натрия, 57 мл ледяной уксусной кислоты и разбавляют приблизительно до 700 мл водой. Затем раствор нейтрализуют 50 % раствором гидрооксида натрия до рН 5,8 ± 0,1, прибавляют 10 мл 0,01 М раствора нитрата лантана и 3 мл 0,01 М раствора фторида натрия. Смесь переносят в мерную колбу вместимостью 1 л и доводят до метки водой. При хранении в закрытой полиэтиленовой емкости раствор устойчив в течение 2 месяцев.
Вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72 .
Натрия гидроксид, х.ч. или ч.д.а., ГОСТ 4328-77 и 50 % раствор.
Подготовка к работе фторидного электрода по ГОСТ 4386 -81
Новый фторидный электрод выдерживают погружением в 0,001 М раствор фтористого натрия в течение суток, а затем тщательно промывают дистиллированной водой. Когда работа с электродом проводится ежедневно, его хранят, погрузив в 0,0001 М раствор фторида натрия. При длительных перерывах в работе электрод хранят в сухом состоянии.
Калибровочный график
Для построения калибровочного графика готовят стандартные растворы с концентрацией фторидов 2 × 10 -5 М, 4 × 10 -5 М, 6 × 10 -5 М, 8 × 10 -5 М, 2 × 10 -4 М, 4 × 10 -4 × М, 6 × 10 -4 M и 8 × 10 -4 М путем последовательного разбавления водой растворов фторидов с концентрацией 1 × 10 -2 М и 1 × 10 -3 М.
Для приготовления 2 × 10 -5 М раствора в мерную колбу вместимостью 100 мл отмеривают 20 мл 1 × 10 -4 М раствора фторида, разбавляют водой до метки и перемешивают.
Для приготовления 4 × 10 -5 М раствора в мерную колбу вместимостью 100 мл отмеривают 40 мл 1 ×
Для приготовления 6 × 10 -5 М раствора фторида в мерную колбу вместимостью 100 мл отмеривают 6 мл 1 × 10 -3 М раствора фторидов, разбавляют водой до метки и перемешивают.
Для приготовления 8 × 10 -5 М раствора фторидов в мерную колбу вместимостью 100 мл отмеривают 8 мл 1 × 10 -3 М раствора фторида, разбавляют водой до метки и перемешивают.
Для приготовления 2 × 10 -4 М раствора фторидов в мерную колбу вместимостью 100 мл отмеривают 2 мл 1 ×
Для приготовления 4 × 10 -4 М раствора фторидов в мерную колбу вместимостью 100 мл отмеривают 4 мл 1 × 10 -2 М раствора фторида, разбавляют водой до метки и перемешивают.
Для приготовления 6 × 10 -4 М раствора фторида в мерную колбу вместимостью 100 мл отмеривают 6 мл 1 × 10 -2 М раствора фторида, разбавляют водой до метки и перемешивают.
Для приготовления 8 × 10 -4 М раствора фторида в мерную колбу вместимостью 100 мл отмеривают 8 мл 1 × 10 -2 М раствора фторида натрия, разбавляют водой до метки и перемешивают.
Все стандартные, растворы хранят в закрытых полиэтиленовых емкостях, они устойчивы в течение 1 - 2 недель.
Включают иономер в сеть переменного тока, дают прибору прогреться в течение 30 минут, в гнездо электрода сравнения подключают вспомогательный электрод, а в гнездо стеклянного электрода подключают индикаторный фторидселективный электрод. Измерения разности электродных потенциалов производят в полиэтиленовых стаканчиках вместимостью около 50 мл, куда помещается магнит в полиэтиленовой оправе. Стаканчик помещается на магнитную мешалку. В стаканчик вносят 10 мл фонового (буферного) раствора и 10 мл дистиллированной воды, погружают электроды, включают магнитную мешалку и секундомер и, спустя 1 минуту, записывают показания разности электродных потенциалов, которые соответствуют начальной точке на градуированной кривой. После измерения содержимое стаканчика выливают, стаканчик и электрод ополаскивают дистиллированной водой и приступают к следующим измерениям.
В стаканчик вносят 10 мл фонового (буферного) раствора, затем 10 мл 1 10 -5 М раствора фторидов, перемешивают и измеряют разность электродных потенциалов после установления постоянного значения (0,5 - 1 мин) и записывают в таблицу (см. таблицу 1).
Аналогично производят измерения всех остальных стандартных растворов. По средним результатам строят калибровочные графики зависимости разности потенциалов (мВ) от количества фторидов (мкг).
|
Разность электродных потенциалов, мВ |
||
|
1× 10 -5 М |
||
|
2× 10 -5 М |
||
|
4× 10 -5 М |
||
|
6× 10 -5 М |
||
|
8× 10 -5 М |
||
|
1× 10 -4 М |
||
|
2× 10 -4 М |
||
|
4× 10 -4 М |
||
|
6× 10 -4 М |
||
|
8× 10 -4 М |
||
|
1× 10 -3 М |
||
|
10 мл буферного раствора и 10 мл воды |
Калибровочную кривую следует проверять каждый раз по двум-трем точкам. По результатам измерений строят калибровочный график в координатах, откладывают по оси абсцисс величину pF стандартных растворов, а по оси ординат соответствующие им значения разности электродных потенциалов в милливольтах.
Если при изменении концентраций растворов в десять раз, при котором pF изменяется на единицу, разность электродных потенциалов не изменяется на величину 56 ± 3 мВ, то фторидный электрод следует регенерировать вымачиванием в 0,001 М растворе фтористого натрия в течение суток, а затем тщательно отмыть дистиллированной водой.
Отбор проб
Отбор проб почвы и подготовку ее к анализу проводят по ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа».
Ход анализа
Почву высушивают до воздушно-сухого состояния, просеивают через сито Кноппа с ячейками 1 мм и растирают в агатовой ступке до состояния пудры. 10 г почвы помещают в полиэтиленовый стакан, добавляют 50 мл воды. Содержимое стаканчика встряхивают в течение 15 мин и оставляют стоять на ночь. Затем перемешивают содержимое стаканчика круговым движением, центрифугируют, отбирают 10 мл аликвоты в полиэтиленовый стакан, добавляют 10 мл буферного раствора и анализируют фториды, как описано выше.
Иономер подготавливают к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Измерения проводят на шкале диапазонов - 1 + 4 и на шкале «мВ».
Концентрацию водорастворимых ферм фторидов в почве (С мг/кг) вычисляют по формуле:
С = ,
где а - содержание водорастворимых фторидов, найденное по графику, мкг/10 мл;
Петролейный эфир фракции 29 - 52°, перегнанный
Диэтиловый эфир, ГОСТ 6265-74
Газообразные водород, ГОСТ 3022-80 ; азот, ГОСТ 9293-74 ; воздух ГОСТ 11882-73 в баллонах с редукторами
Исходные стандартные растворы пара-мета-орто-ксилола с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением веществ в этиловом спирте в мерных колбах емкостью 100 мл
Рабочие стандартные растворы ксилолов с содержанием 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением исходных стандартных растворов дистиллированной водой
Насадка для заполнения хроматографической колонки состоит из ПЭГ 20000, нанесенного в количестве 15 % от веса носителя на хроматон
Сухой насадкой заполняют хроматографическую колонку. Заполненную колонку с обоих концов закрывают стеклянной ватой, помещают в рабочем состоянии в термостат хроматографа, не присоединяя к детектору, и кондиционируют первые 2 часа при 50°, затем 2 часа при 100° и 7 часов при 170° в токе газоносителя. После этого колонку подсоединяют к детектору и тренируют при рабочем режиме прибора, записывают «нулевую линию». При отсутствии мешающих влияний на хроматограмме колонка готова к работе.
Калибровочный график
Для построения калибровочного графика готовят образцы стандартов. В ряд колб емкостью 250 мл вносят по 100 г контрольной почвы, в которую вносят стандартный раствор и дистиллированную воду в соответствии с таблицей.
Таблица
Шкала стандартов для определения о-, м-, п-ксилолов
|
Номера стандартов |
|||||||||||
|
Стандартный раствор с содержанием 10 мкг/мл ксилола |
|||||||||||
|
Дистиллированная вода, мл |
|||||||||||
Колбы после внесения стандартных растворов закрывают пробками, встряхивают для перемешивания почвы с растворами, оставляют на 3 - 4 часа и анализируют аналогично пробам. В испаритель прибора вводят по 1 мкл эфирных экстрактов и хроматографируют. На хроматографе вычисляют площади пиков путем умножения высоты на основание, намеренное на половине высоты. По полученным средним данным из пяти определений каждого стандарта строят графики зависимости площади пика (мм 2) от количества ксилола (мкг).
Отбор проб
Пробу отбирают почвенным буром или лопатой с различных глубин в соответствии с ГОСТом 17.4.4.02-84. Среднюю пробу почвы на одной глубине составляют из 5 стаканов бура, взятых по типу конверта со сторонами 1 м. Отобранные пробы помещают в герметичную емкость из стекла, пластмассы. Пробы анализируют в день отбора, хранение возможно в течение 1 - 2 суток при температуре не выше 2 - 3°.
Ход анализа
Навеску почвы 100 г* помещают в колбу с притертой пробкой, заливают 50 мл петролейного или диэтилового эфира и устанавливают на аппарат для встряхивания в течение 10 минут. Затем экстракт сливают в другую колбу, профильтровывая через бумажный пористый фильтр с 5 г безводного сульфата натрия (для осушки от влаги). Пробы еще 2 раза обрабатывают в течение 5 минут с 50 мл эфира. Объединенные экстракты концентрируют в приборе для перегонки с дифлегматором при температуре не выше 50°. Отгон избытка растворителя ведут под вакуумом, создаваемым водоструйным насосом, до объема 6 - 8 мл. Затем переносят в центрифужную пробирку и упаривают под тягой до 1 мл.
* Одновременно берут пробу для определения влажности почвы. Методика определения описана на стр. 64 - 65.
Хроматограф включают в соответствии с инструкцией и выводят на рабочий режим:
температура термостата колонок 100°
температура испарителя 150°
скорость водорода 25 мл/мин
скорость воздуха 200 мл/мин
время удерживания пара-мета-ксилола 5 мин, орто-ксилола - 5 мин 50 с, время выхода петролейного эфира 2 мин 10 с.
Пробу в количестве 1 мкл вводят микрошприцем через испаритель в хроматографическую колонку. На полученной хроматограмме измеряют площади пиков анализируемых веществ и по калибровочным графикам находят содержание о-, м-, п-ксилолов в пробе.
Расчет
Концентрацию о-, м-, п-ксилолов в почве (С мг/кг) вычисляют по формуле;
С = ,
где а - количество о-, м-, п-ксилолов, найденное по графику, мкг;
Реактивы
Азотная кислота, пл. 1,4, ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:4
Хлороводородная кислота, пл. 1,19, х.ч., ГОСТ 3118-77 , разбавленная 1:1
Натрия гидроксид, чда, ГОСТ 4328-77
Ртуть хлорная (HgCl 2 ) х.ч., МРТУ 6-09-5322-68
Исходный стандартный раствор ртути с содержанием 100 мкг/мл готовят в мерной колбе емкостью 100 мл растворением 13,5 мг хлорной ртути в растворе азотной кислоты
Олово двуххлористое (SnCl 2 ), чда, ГОСТ 36-78 и 10 % раствор, в 20 мл разбавленной хлороводородной кислоты растворяют 10 г двуххлористого олова, нагревают на плитке до полного растворения. Объем раствора доводят до 100 мл дистиллированной водой.
Вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72
Калибровочный график
Для построения калибровочного графика готовят рабочие стандартные растворы с содержанием ртути 1,0 - 0,1 - 0,01 - 0,001 мкг/мл соответствующим последовательным разбавлением исходного стандартного раствора ртути раствором азотной кислоты 1:4. По 1 мл каждого стандарта вносят в анализатор, прибавляют по 4 мл дистиллированной воды и по 1 мл 10 % раствора двуххлористого олова, перемешивают и анализируют в условиях определения пробы. По результатам анализа строят графики для малых и больших концентраций ртути, откладывая на оси ординат lg , где J 0 исходное показание потенциометра, a J - высота зарегистрированного пика, а по оси абсцисс - содержание металла, мкг.
Отбор проб
Отбор проб почвы проводят по ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа».
Ход анализа
Навеску почвы помещают в колбу емкостью 50 - 100 мл, приливают концентрированной азотной кислоты из расчета 5 мл на 1 г почвы. Колбу закрывают часовым стеклом, нагревают на электроплитке (160 - 185°) в течение 20 мин до полного растворения материала. После охлаждения объем минерализата сливают в пробирку и доводят объем до 5 мл азотной кислотой, перемешивают и анализируют.
Одновременно готовят «холостую пробу».
Исходный стандартный раствор свинца с содержанием 100 мкг/мл готовят растворением 14,35 мг уксуснокислого свинца в мерной колбе емкостью 100 мл в азотной кислоте.
Рабочие стандартные растворы с содержанием 1,0 - 0,1 - 0,01 - 0,001 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением исходного стандартного раствора свинца раствором азотной кислоты 1:4.
Калибровочный график
Для построения калибровочного графика рабочие стандартные растворы по 1 мл вносят в атомизатор, добавляют 5 мл воды и анализируют в условиях исследования пробы. По полученным результатам строят два графика для концентрации свинца от 0,001 до 0,01 мкг/мл и от 0,01 до 0,1 мкг/мл в координатах по оси ординат lg (где J 0 -исходное показание потенциометра и J - высота зарегистрированного пика), по оси абсцисс - содержание металла, мкг.
Отбор проб
Отбор проб почвы и подготовку их к анализу проводят по ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа».
Ход анализа
Навеску почвы помещают в колбу емкостью 50 - 100 мл, приливают концентрированной азотной кислоты из расчета 5 мл на 1 г почвы. Колбу закрывают часовым стеклом, смесь нагревают на электроплитке до полного растворения. После охлаждения минерализат сливают в пробирку. Объем доводят до 6 мл азотной кислотой, перемешивают и анализируют в следующих условиях:
аналитическая линия свинца 283,3 нм
напряжение, подаваемое на лодочку, 10 В
температура нагрева лодочки 1300°
Фильтры «синяя лента», ТУ 6-09-1678-77
Воронки стеклянные, ГОСТ 8613-75
Посуда стеклянная лабораторная, ГОСТ 20292-74 и ГОСТ 1770-74
Реактивы
Хлороводородная кислота, пл. 1,19, ГОСТ 3118-77 и 10 % раствор в бидистиллированной воде
Бария хлорид (ВаСl 2 × 2Н 2 О),ГОСТ 4108-72 , 10 % раствор в бидистиллированной воде
Метиловый красный (индикатор), ГОСТ 5853-51 и 0,2 % раствор в 60 % растворе этилового спирта
Изменение окраски в интервале рН от 4,4 до 6,2: окраска кислотной формы индикатора - красная, щелочной - желтая
Ход анализа
Почву анализируют в свежем состоянии. 100 г почвы помещают в круглодонную колбу емкостью 1000 мл, приливают 500 мл бидистиллированной воды, закрывают резиновой пробкой и взбалтывают в течение 3 мин. Вытяжку фильтруют через складчатый фильтр «синяя лента», под которой подкладывается еще один фильтр меньшего диаметра. 5 - 50 мл фильтрата переносят в химический стакан, подкисляют 10 % раствором хлороводородной кислоты до розовой окраски по метиловому красному.
Раствор нагревают до кипения и приливают к нему по каплям 10 мл горячего 10 % раствора хлорида бария, тщательно размешивая палочкой каждую каплю.
Избытка НCl следует избегать, т. к. растворимость BaS О 4 в сильно кислом растворе значительно увеличивается.
Для определения следует брать такое количество вытяжки, чтобы вес осадка BaSO 4 был не больше 0,2 г и не меньше 50 мг. Если для анализа берут 5 - 10 мл вытяжки, взятый объем разбавляют водой до 100 мл, чтобы провести осаждение BaSО 4 в разбавленном растворе, когда же берут 25 мл вытяжки, ее разбавляют до 50 мл.
В опалесцирующих вытяжках при нагревании подкисленного раствора выпадает небольшой хлопьевидный осадок скоагулировавшихся коллоидов. Осадок отфильтровывают через маленький плотный фильтр, промывают горячей дистиллированной водой, подкисленной HCl, и только после этого приступают к осаждению сульфат-иона.
Колбу покрывают часовым стеклом и кипятят 10 мин. Затем колбу ставят на кипящую водяную баню на 2 ч для отстаивания осадка и фильтруют через фильтр «синяя лента». Предварительно в воронку с фильтром наливают доверху горячей бидистиллированной воды, чтобы уменьшить поры фильтра. Если в фильтрате появится частично осадок сульфата бария, то фильтрат снова фильтруют через тот же фильтр. Осадок промывают 10 мл холодной бидистиллированной воды, подкисленной 0,5 мл 10 %-ым раствором хлороводородной кислоты. Фильтр с осадком подсушивают на воронке, помещают в тигель, доведенный до постоянного веса и ставят в холодную муфельную печь, постепенно нагревая до 750°. При этой температуре пробу выдерживают в течение 60 мин. Пробу доводят до постоянного веса и по разности весов тигля с пробой и тигля вычисляют вес сульфата бария.
Во второй пробе образца почвы определяют содержание влаги, которую учитывают при пересчете результатов на абсолютно сухую почву.
Расчет
Концентрацию сульфатов в почве (С мг/кг) вычисляют по формуле:
С = ,
где а - вес сульфата бария, мг;
в - вес исследуемой почвы, кг;
СЕРОВОДОРОД*
Н 2 S Мол. масса 34,09
* Методика усовершенствована Деканоидзе Л. Л. (Львовский НИИ эпидемиологии и микробиологии).
Газ, плотность по отношению к воздуху 1,19, температура кипения - 60,8°. Сероводород растворим в воде и в органических растворителях. Является сильным восстановителем. Водный раствор сероводорода имеет кислую реакцию и является слабой двуосновной кислотой.
Сероводород раздражает слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, вызывая жжение, светобоязнь. При действии больших концентраций вызывает судороги.
Предельно допустимая концентрация 0,4 мг/кг почвы.
Методика предназначена для исследования почв на содержание сероводорода в местах, где постоянно имеется загрязнение нефтепродуктами, в прибрежной почве рек и других водоемов, куда сбрасываются сточные воды, загрязненные нефтепродуктами.
Принцип анализа
Определение основано на окислении сероводорода йодом, выделившимся при взаимодействии йодида калия с перманганатом калия в кислой среде.
Нижний предел измерения 0,34 мг/кг почвы
Точность измерения ±25 %
Измеряемые концентрации от 0,34 до 2000 мг/кг
Аппаратура
Аппарат для встряхивания, ТУ 64-1-2451-78
Посуда лабораторная стеклянная по ГОСТ 20292-74, ГОСТ 1770-74 и ГОСТ 8613-75
Бумага фильтровальная
Реактивы
Калия перманганат (KMnO 4 ) ГОСТ 20490-75 , х.ч., 0,01 м раствор
Натрия тиосульфат (Na 2 S 2 O 3 ), ТУ 6-09-2540, 0,005 м раствор. Готовят растворением 0,79 г Na 2 S 2 O 3 в колбе емкостью 1 л в бидистиллированной воде
Серная кислота, пл. 1,84, ГОСТ 4204-77 , разбавленная 1:3
Калия йодид, ГОСТ 4232-74 , х.ч., 10 % раствор
Крахмал растворимый, ГОСТ 10168-76, 1 % раствор
Растворы готовят на бидистиллированной воде
Отбор проб
Отбор проб почвы проводится по ГОСТ 17.4.4.02-84 . Проба может сохраняться не более 6 часов в герметично закрытой склянке.
Ход анализа
100 г почвы помещают в коническую колбу, приливают 200 мл бидистиллированной воды, колбу закрывают и встряхивают в течение 3-х минут. Затем вытяжку фильтруют через складчатый фильтр. 100 мл фильтрата вносят в коническую колбу, подкисляют несколькими каплями раствора серной кислоты, приливают 1 мл 10 % раствора йодида калия, взбалтывают и приливают из бюретки 0,01 н раствор перманганата калия до появления желтого окрашивания. Избыток йода оттитровывают 0,01 н раствором тиосульфата натрия, прибавляя к концу титрования несколько капель 1 % раствора крахмала. Разность между количеством прилитого 0,01 н раствора перманганата калия и раствором тиосульфата натрия, пошедшего на титрование, соответствует количеству 0,01 н раствора йода, пошедшего на окисление сероводорода в 100 мл фильтрата, 1 мл 0,01 н раствора йода соответствует 0,17 мг сероводорода.
Пример расчета
Например, разность между количеством 0,01н раствора перманганата калия и раствором тиосульфата натрия, пошедших на титрование равно 3 мл. Следовательно количество сероводорода составляет 0,17 мг Н 2 S × 3 мл = 0,51 мг H 2 S, содержащегося в 100 мл фильтрата. В 200 мл фильтрата или в 100 г почвы содержится 1,02 мг H 2 S . Отсюда концентрация сероводорода в почве (С мг/кг) составляет
С = = 10,2 мг/кг
Примечание
Одновременно с анализом из образца почвы отбирают пробу и определяют в ней содержание влаги для пересчета результата на абсолютно сухую почву.
СТИРОЛ*
(винилбензол, фенилэтилен)
С 6 Н 5 СН = СН 2 Мол. масса 104,15
* Даукаева Р. Ф. Уфимский НИИ гигиены и профзаболеваний.
Жидкость, температура кипения 145,2°, температура плавления 30,63°, плотность 0,906 при 20°. Хорошо растворим в четыреххлористом углероде, ацетоне, этиловом, метиловом спиртах, в бензоле, в 100 г воды растворяется при 20° 0,125 г стирола. Под действием солнечного света и кислорода воздуха стирол полимеризуется в полистирол. Реакция полимеризации ускоряется с повышением температуры.
Стирол обладает наркотическими свойствами и действует на кроветворные органы и на слизистые оболочки.
Предельно допустимая концентрация 0,1 мг/кг почвы
Принцип анализа
Определение основано на извлечении стирола из почвы органическими растворителями, концентрировании, газохроматографическом анализе на приборе с пламенно-ионизационным детектором
Нижний предел измерения 0,005 мкг
Измеряемые концентрации от 0,05 до 0,5 мг/кг почвы.
Точность измерения ±25 %
Определению не мешают бензол, толуол, изопронилбензол, a -метилстирол, о-м-п-ксилолы.
Аппаратура
Хроматограф с пламенно- ионизационным детектором
Колонка из нержавеющей стали длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм
Почвенный бур
Аппарат для встряхивания
Прибор для перегонки жидкостей или ротационный вакуумный испаритель ИР-1М, ТУ 25-11-917-74
Вакуумный водоструйный насос, ГОСТ 10696-75
Баня водяная
Микрошприц МШ-10
Лупа измерительная ГОСТ 8309-75
Секундомер ГОСТ 5072-67
Фильтры бумажные
Посуда лабораторная стеклянная, ГОСТ 1770-74 , ГОСТ 20292-80 -70, азот по ГОСТ 9293-74 , воздух по ГОСТ 11882-74 в баллонах с редукторами
Исходный стандартный раствор стирола с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением навески в этиловом спирте в мерных колбах емкостью 50 мл.
Рабочий стандартный раствор с содержанием 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением исходного стандартного раствора стирола дистиллированной водой.
Насадка для заполнения хроматографической колонки состоит из ПЭГ 20000, нанесенного в количестве 15 % от веса носителя на хроматон N- AW .
Полиэтиленгликоль растворяют в хлороформе и в полученный раствор вносят твердый носитель. Раствора должно быть достаточно, чтобы полностью смочить носитель. Смесь осторожно встряхивают или слегка перемешивают до улетучивания основного количества растворителя. Остатки растворителя удаляют выпариванием на водяной бане.
Сухой насадкой заполняют хроматографическую колонку, которую предварительно промывают хромовой смесью, водой, спиртом, бензолом, высушивают и продувают сухим воздухом или азотом. Заполнение колонки проводят под вакуумом. Заполненную колонку с обоих концов закрывают стеклянной ватой, помещают в термостат хроматографа, не присоединяя к детектору, и кондиционируют первые 2 часа при 50 °С, затем 2 часа при 100 °С и 7 часов при 170 °С в токе газа-носителя. После этого колонку подсоединяют к детектору, тренируют при рабочем режиме прибора, записывают «нулевую линию». При отсутствии мешающих влияний на хроматограмме колонка готова для анализа проб.
Калибровочный график
Для построения калибровочного графика готовят шкалу стандартных образцов. Для чего в ряд колб емкостью 250 мл вносят по 100 г контрольной почвы, на которую наносят стандартный раствор в соответствии с таблицей и дистиллированную воду, постепенно пропитывая почву. 4,5
Дистиллированная вода, мл
Колбы закрывают пробками и встряхивают для перемешивания почвы со стандартным раствором и оставляют на 3 - 4 часа. Затем контрольные пробы анализируют аналогично пробам. По 1 мкл экстракта из каждого стандартного образца вводят в испаритель и хроматографируют в условиях анализа пробы. По полученным средним данным из 5 определений для каждого образца строят калибровочный график зависимости площади пика от количества стирола.
Отбор проб
Отбор проб почвы проводят по ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почва. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического и гельминтологического анализа». Пробу почвы в количестве 1 кг помещают в герметичную емкость из стекла или пластмассы. Пробу анализируют в день отбора, хранение возможно в течение 1 - 2 суток при температуре не выше 2 - 3 °С.
Ход анализа
100 г почвы помещают в колбу с притертой пробкой, заливают 50 мл петролейного или диэтилового эфира и устанавливают на аппарат для встряхивания в течение 10 минут. Затем экстракт сливают в другую колбу, профильтровывая через бумажный пористый фильтр с 5 г безводного сульфата натрия (для осушки от влаги). Пробы еще 2 раза экстрагируют по 5 минут с 30 мл эфира. Объединенные экстракты концентрируют в приборе для перегонки жидкостей с дефлегматором при температуре не выше 50°. Отгон избытка растворителя ведут под вакуумом, создаваемым водоструйным насосом, до объема. 6 - 8 мл. Затем переносят в центрифужную пробирку и упаривают под тягой до 1 мл. Перед анализом включают хроматограф в соответствии с инструкцией и выводят на рабочий режим:
температура термостата 100°
температура испарителя 150°
скорость газа-носителя (азота) 20 мл/мин
скорость водорода 25 мл/мин
скорость воздуха 200 мл/мин
скорость диаграммной ленты 240 мм/час
Время удерживания стирола 6 мин 20 с. Время выхода петролейного эфира 2 мин 10 с.
Пробу в количестве 1 мкл вводят микрошприцем через испаритель в хроматографическую колонку. На полученной хроматограмме измеряют площади пиков анализируемых веществ и по калибровочному графику находят содержание стирола в пробе.
Расчет
Концентрацию стирола в почве (С мг/кг) вычисляют по формуле:
С = ,
где а - количество стирола в пробе, мкг;
V - объем экстракта, мл;
V 1 -объем экстракта, вводимого в прибор для анализа, мл;
е - влажность почвы, %;
в - навеска исследуемой почвы, г;
Коэффициент пересчета на абсолютно сухую почву.
ФОРМАЛЬДЕГИД*
Колориметрический метод
Принцип и характеристика метода
* Сергиенко Л. И. ВНИИ сельскохозяйственного использования сточных вод. Волжский опорный пункт. Методика перепечатана из сб. «Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве», М., 1980, № 2264-80, отмеченного в части пестицидов.
Формальдегид извлекается из почвы перегонкой с водяным паром в сильно кислой среде и определяется при содержании менее 10 мг/л в отгоне колориметрированием по цветной реакции с хромотроповой кислотой. Чувствительность метода составляет 0,005/100 г почвы. Определению мешают диметилдиоксан и уротропин, так как в процессе загрязнения растворов в сильнокислой среде происходит их гидролиз, приводящий к образованию формальдегида. Поэтому данный метод позволяет определить лишь сумму свободного и связанного формальдегида. При отгонке из почвы, кроме формальдегида, будут извлекаться и другие альдегиды, из которых реагирует с хромотроповой кислотой только ацетальдегид в концентрациях порядка граммов в 1 л, остальные альдегиды определению не мешают. Определению не мешают также глиоксаль, уксусная кислота и щавелевая кислота, ацетон и глицерин.
3 Формальдегид. Стандартные растворы. Основной раствор с содержанием 0,020 мг/мл НСНО, рабочий раствор с содержанием 0,001 мг/мл НСНО.
Отбор проб
Пробы почвы отбираются послойно на глубину 0 - 20 см, 20 - 40 см, 40 - 60 см с помощью ручного почвенного бура и помещаются в склянки с пришлифованными крышками. Допускается хранение проб не более суток в холодильнике при температуре от 0 °С до + 5 °С, но лучше приступать к анализу немедленно.
Ход анализа
100 г свежей почвы, из которой предварительно удалены корешки и возможные примеси, помещают в колбу емкостью 500 мл, приливают 300 - 500 мл дистиллированной воды. Колбу помещают в колбонагреватсль, присоединяют холодильник и проводят отгонку. Одновременно проводят определение содержания влаги в почве. Содержимое колбы необходимо периодически перемешивать, чтобы почва в колбе не привлекалась. Когда в приемник отгонится 130 - 150 мл дистиллята, перегонную колбу охлаждают, добавляют еще 100 мл дистиллированной воды и продолжают перегонку до тех пор, пока объем дистиллята не составит около 230 мл. Дистиллят переносят в мерную колбу на 250 мл и разбавляют водой до метки.
В термостойкие пробирки наливают 5 мл дистиллята, 0,5 мл 2 % раствора натриевой соли хромотроповой кислоты, 5 мл концентрированной серной кислоты и все это перемешивают. Пробирки помещают в кипящую водяную баню на 30 мин. Затем содержимое пробирок охлаждают и разбавляют водой до 20 мл. После перемешивания раствор колориметрируют на ФЭК с зеленым светофильтром в кюветах с толщиной оптического слоя 5 см.
Построение калибровочного графика
В ряд пробирок набирают по 5 мл образцовых растворов с концентрацией 0; 0,0125; 0,025; 0,050; 0,100; 0,150; 0,200; 0,250 мг формальдегида в 250 мл. Для этого в мерные колбы на 100 мл наливают 5, 10, 20, 40, 60, 80, 100 мл рабочего стандартного раствора (0,001 мг/мл) и разбавляют отгоном из контрольной пробы до метки. Далее поступают как и при анализе пробы. По показаниям ФЭКа строят калибровочную кривую зависимости светопоглощения от концентрации формальдегида.
Расчет анализа
а - концентрация формальдегида, найденная по калибровочному графику;
н - навеска почвы, взятая для определения в г в пересчете на абсолютно сухую почву;
100 - коэффициент пересчета на 100 г почвы.
Объемный метод
Принцип и характеристика метода
Объемный метод определения формальдегида в почве основан на взаимодействии карбонильных соединений (альдегидов и кетонов) с солянокислым гидроксиламином. При этом образуется оксим и выделяется соляная кислота в количестве, эквивалентном взятому альдегиду. Реакция для формальдегида протекает по уравнению:
С = О + NH 2 OH.HCl ?С = NOH + H 2 O + HCl
Образующаяся соляная кислота определяется титрованием щелочью в присутствии смешанного индикатора. Чувствительность метода 5 мг/100 г почвы. Определению не мешают другие альдегиды, фенол и метиловый спирт.
Аппаратура и посуда
Колба перегонная емкостью 0,5 л со шлифом.
Холодильник Либиха со шлифом
Насадка к колбе с двумя шлифами
Коническая колба емкостью 250 мл для приема отгонной жидкости
Колбонагреватель или электрическая плитка с асбестом.
Бюретка для титрования на 50 мл.
Реактивы и растворы
1 . Солянокислый гидроксиламин 1 % раствор.
2 . Едкий натр, чда, 0,1N и 0,01 N растворы
3 Смешанный индикатор (метилоранж - метиленовая синь 1:1)
Отбор проб производится так же, как и для определения формальдегида колориметрическим методом.
Ход анализа
Предварительная подготовка проб для анализа заключается в отгонке формальдегида в сильнокислой среде по методике, аналогичной с колориметрическим методом. В коническую колбу на 250 мл помещают 50 мл отгона, прибавляют 6 - 8 капель смешанного индикатора и нейтрализуют 0,1N раствором NaOH до зеленого цвета. Затем приливают 10 мл 1 % гидроксиламина и оставляют стоять 30 минут при комнатной температуре. Раствор при этом окрашивается в розовый цвет вследствие образования свободной кислоты. Одновременно проводится холостой опыт с отгоном из контрольной пробы. Через 30 минут испытуемую и контрольную пробы титруют 0,01 N раствором NaOH до перехода розовой окраски в зеленую.
Расчет анализа
Х = 
где X - содержание формальдегида, мг/100 г почвы;
а - мл 0,01 и р-ра NaOH, пошедшие па титрование испытуемой пробы;
в - мл 0,01 и р-ра NaOH, пошедшего на титрование контрольной пробы;
0 ,01 - нормальность NaOH;
30 - коэффициент для пересчета с мг-экв. на мг для формальдегида;
100 - коэффициент для пересчета на 100 г почвы;
Н - навеска абсолютно сухой почвы, взятая на определение, г.
Определение влажности почвы
При исследовании почвы на содержание вредных примесей возникает необходимость определения ее влажности. В этом случае 1,5 - 50 г почвы помещают в стаканчики, доведенные до постоянного веса, и закрывают крышками. Для глинистых, высокогумусных почв с высокой влажностью достаточна навеска массой 15 - 20 г, для легких почв с невысокой влажностью 40 - 50 г. Масса навесок органогенных почв варьирует в широких пределах от 15 до 50 г в зависимости от влажности почвы. Определение выполняют в двухкратной повторности. Взвешивание выполняют с погрешностью не более 0,1 г. Стаканчик с пробой открывают и вместе с крышкой помещают в сушильный шкаф. Нагревают при температуре 105 ± 2 °С. Загипсованные почвы нагревают при 80 ± 2 °С в течение 8 часов. При 105 ± 2 °С песчаные почвы высушивают в течение 3-х ч, остальные в течение 5 ч. Последующее высушивание проводят в течение 1 ч для песчаных почв и 2 ч для остальных почв.
После каждого высушивания стаканчики с почвой закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г. Высушивания и взвешивания прекращают, если разность между повторными взвешиваниями не превышает 0,2 г.
Влажность почвы W в процентах вычисляют по формуле
W = × 100 %
где m 1 - масса влажной почвы со стаканчиком и крышкой, г;
m 0 - масса высушенной почвы со стаканчиком и крышкой, г;
m - масса пустого стаканчика с крышкой, г.
Вычисление W производят точностью 0,1 %. Допустимые расхождения двух параллельных определений 10 % от среднего арифметического повторных определений. При расхождении результатов двух параллельных более, чем на 10 %, следует увеличить количество определений до трех и более, обратив повышенное внимание на соблюдение правил отбора средней пробы,
При необходимости проведения пересчета с воздушно-сухой почвы на абсолютно-сухую определение гигроскопической влажности проводят так же как описано выше.
