Атомно-абсорбционная спектрометрия в определении содержания меди, свинца в почве (стр. 4 )

Влажность почвы (W, %) определяют по формуле:

где m1 - масса влажной почвы со стаканчиком и крышкой, г;

m0 - масса высушенной почвы со стаканчиком и крыш­кой, г;

m - масса пустого стаканчика с крышкой, г.

Вычисление производят с точностью 0,1%. Допустимые расхождения двух параллельных определений - 10% от среднего арифметического повторных определений.

Химическое разложение проб почв при валовом оп­ределении тяжелых металлов.

10 г воздушно-сухой почвы, из­мельченной и пропущенной через сито с отверстиями 2 мм, взвешивают на технических весах, помещают навеску в хи­мический стакан или коническую колбу вместимостью 200-­250 см3 и приливают 50 см3 НNО3 (1: 1). При содержании в почве свыше 5 % гумуса (по Тюринv) рекомендуется пред­варительное сухое озоление пробы при 5750С. Врaщательным движением колбы осторожно перемешивают содержимое.

Стакан закрывают часовым стеклом и помещают на за­крытую электрическую плиту, доводят до кипения и кипятят на медленном огне 10 мин.

Затем к пробе по каплям приливают 10 см3 концентриро­ванной перекиси водорода при перемешивании и вновь поме­щают на электроплитку, доводя до кипения и кипятят еще 10 мин.

После охлаждения до комнатной температуры суспензию отфильтровывают через складчатый фильтр «синяя лента» в мерную колбу вместимостью 100 см3, фильтр с осадком по­мещают в стакан, в котором остался остаток почвы. Прили­вают в стакан 40 см3 1 М азотной кислоты и помещают его на плиту, нагревают и кипятят еще 30 мин.

После охлаждения до комнатной температуры жидкость в стакане отфильтровывают в ту же мерную колбу. Осадок на фильтре промывают горячей азотной кислотой концентра­ции с (НNО3) = 1 моль/дм3 и после охлаждения доводят объ­ем фильтрата в мерной колбе до метки бидистиллированной водой. Одновременно проводят «холостой» анализ, включая все его стадии, кроме взятия пробы почвы.

3.2.3.2. Атомно-абсорбционное определение тяжелых метал­лов в почвенных вытяжках

При определении ТМ в почвах атомно-абсорбционный метод занимает ведущее положение, особенно для таких ме­таллов как Сu, РЬ [18].

Порядок выполнения измерений содержания тяжелых металлов в почвенных вытяжках на атомно-абсорбционном спектрофотометре (ААС).

Включение ААС проводят согласно инструкции по эксплуатации прибора, соответствующую определенному металлу лампу с полым катодом необходимо нагревать не менее 20 мин, установить монохроматор на соответствующую анализируемому элементу длину волны, провести юстировку лампы. Установить: наконечник горелки параллельно лучу лампы с полым катодом, оптимальное соотношение горючего и поддерживающего горение газа, и поджечь пламя.

Расход горючего газа и воздуха регулируют так, чтобы при распылении стандартных растворов и вытяжек, пламя имело четко очерченный внутренний конус и не гасло при прекращении поступления последующих растворов.

В колбу (пробирку) с бидистиллированной водой опуска­ют свободный конец распылителя спектрофотометра и уста­навливают нулевую линию прибора по дистиллированной воде. Таким же путем вводят в пламя стандартные растворы сравнения и проводят градуировку прибора. Отградуировав прибор по растворам сравнения, в пламя вводят исследуемые вытяжки и измеряют концентрацию. При введении экстракта в пламя необходимо следить за глубиной погруже­ния капилляра в раствор. Не следует погружать капилляр до дна пробирки.

Одновременно с анализом изучаемых проб необходимо проводить холостой анализ на чистоту используемых реакти­вов, т. е. повторить все этапы работы, только без отбора проб, определить концентрацию полученного раствора C0 и вычесть ее из C.

Значение результата холостого анализа не должно превы­шать 1/3 от массовой доли металла в почвенной пробе.

Для учета неселективного поглощения при определении свинца рекомендуется использовать дейтериевую лампу для коррекции фона.

Результаты измерений массовой доли тяжелых металлов в пробах почвы регистрируют.

Для проверки стабильной работы прибора через каждые 10 измерений в пламя вводят 1-й и 7-й растворы сравнения и регистрируют соответствующие им показания измеритель­ного прибора. Если при проверке обнаруживается смещение начала отсчета или показания 7-го раствора более чем на 3 %, корректируют настройку прибора и последние 10 вы­тяжек анализируют снова.

Если показания прибора для почвенной вытяжки превышают показания для 7-го раствора сравнения, вытяжки раз­бавляют экстрагирующим раствором и повторяют измерение или весь анализ, взяв меньшую навеску почвы.

Использование пропан-бутана значительно упрощает тех­нику работы, т. к. он не требует очистки, проще решаются вопросы обеспечения газом и требования техники безопасно­сти. Ввиду более низкой температуры воздушно-пропан-бута­нового пламени значительно возрастают помехи, связанные с образованием трудно диссоциирующих соединений, опреде­ляемых элементов. Стабильность горения этого пламени меньше, чем пламени ацетилен-воздух.

3.2.4. Расчет содержания меди, свинца в почвах и характеристика точности анализа

Содержание металлов в исследуемых пробах почв рассчитывается по формуле:

где, x – массовая доля определяемого металла в воздушно-сухой пробе почвы, мг/кг;

c1 – концентрация металла в исследуемой кислотной вытяжке почвы, мг/дм3;

с0 – концентрация металла в контрольной пробе, мг/дм3;

V – объем исследуемого раствора, см3;

m – масса воздушно-сухой пробы почвы, г.

Анализы проводятся с тремя параллельными. Среднее арифметическое трех параллельных – результат определения одной пробы. Результаты вычисляются до третьего десятичного знака и округляются до второго десятичного знака.

Показатели точности измерений массовой доли ТМ в почве рассчитываются в соответствии с ГОСТ 8.505 – 84 [19], МИ 2336-95 [20] и МИ 858 – 85 [15].

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ

Результаты расчета значений массовых долей меди в воздушно-сухой пробе почвы (валовое количество), которая отбиралась в разных районах Самарской области, представлены в таблице 5.

Таблица 5

№ п/п	Место отбора проб	Высота слоя почвы, см	Медь, мг/кг	Δ,%
x1	x2	x3	хср.
1.	Красноярский р-н «Красноярское»	0-20	17,452	17,576	17,393	17,47	1,10
20-40	18,316	18,502	18,450	18,42	1,08
2.	Похвистневский р-н им. «Пушкина»	0-20	13,953	14,713	14,549	14,41	5,73
20-40	13,921	13,348	13,072	13,45	6,65
3.	Б-Глушицкий р-н «Подъем-михайловск»	0-20	12,688	12,450	12,610	12,58	1,99
20-40	10,810	10,565	10,730	10,70	2,41
4.	Сызранский р-н «Ударник»	0-20	15,257	15,531	15,554	15,45	2,21
20-40	15,582	15,861	15,780	15,74	1,88
5.	Волжский р-н «Смышляевский»	0-20	17,292	16,953	16,904	17,05	2,56
20-40	17,569	17,794	17,852	17,74	1,74
6.	Кинельский р-н «Сырейское»	0-20	11,456	11,739	11,375	11,52	3,42
20-40	10,663	10,914	10,895	10,82	2,67
7.	Богатовский р-н «Виловатое»	0-20	12,579	12,812	12,960	12,78	3,10
20-40	12,374	12,547	12,705	12,54	2,73
8.	Волжский р-н «Молодая Гвардия»	0-20	20,250	20,361	20,482	20,36	1,18
20-40	19,655	19,813	19,581	19,68	1,24
9.	Красноармейский р-н «Заречье»	0-20	18,362	18,720	18,692	18,59	2,21
20-40	17,890	17,498	17,931	17,77	2,78
10.	Борский р-н «Россия»	0-20	16,051	15,763	16,247	16,02	3,14
20-40	16,769	17,137	17,235	17,05	2,98

Сравнивая валовое количество меди в верхних слоях почвы (0 – 20 см) с нижними (20 – 40 см), можно увидеть, что содержание меди в нижнем слое меньше. Однако, в Красноярском и Борском районах наблюдается увеличение этого значения.

Общее содержание меди в почве во всех исследованных районах не превышает ориентировочно-допустимых концентраций (Приложение 2).

Результаты расчета значений массовых долей свинца в воздушно-сухой пробе почвы (валовое количество), представлены в таблице 6.

Таблица 6

№ п/п	Место отбора проб	Высота слоя почвы, см	Свинец, мг/кг	Δ,%
x1	x2	x3	хср.
1.	Красноярский р-н «Красноярское»	0-20	17,678	17,910	18,103	17,90	2,46
20-40	16,250	15,896	16,278	16,14	2,72
2.	Похвистневский р-н им. «Пушкина»	0-20	17,569	17,810	17,780	17,72	1,53
20-40	17,346	17,621	17,495	17,49	1,63
3.	Б-Глушицкий р-н «Подъем-михайловск»	0-20	17,478	17,884	17,931	17,76	2,90
20-40	15,986	16,536	16,420	16,31	3,67
4.	Сызранский р-н «Ударник»	0-20	12,265	11,793	12,307	12,12	4,86
20-40	12,538	12,796	12,853	12,73	2,72
5.	Волжский р-н «Смышляевский»	0-20	14,752	15,261	15,013	15,01	3,50
20-40	15,350	14,893	15,294	15,18	3,39
6.	Кинельский р-н «Сырейское»	0-20	9,723	9,368	9,697	9,60	4,26
20-40	10,531	10,798	10,800	10,71	2,98
7.	Богатовский р-н «Виловатое»	0-20	14,582	14,897	14,906	14,80	2,58
20-40	12,972	13,198	13,201	13,12	2,07
8.	Волжский р-н «Молодая Гвардия»	0-20	9,978	10,400	10,398	10,26	4,89
20-40	11,053	11,292	11,330	11,23	2,76
9.	Красноармейский р-н «Заречье»	0-20	15,892	16,103	15,996	16,00	1,36
20-40	15,371	15,497	15,707	15,53	2,26
10.	Борский р-н «Россия»	0-20	17,132	17,401	17,396	17,31	1,84
20-40	17,748	17,906	17,910	17,85	1,07

Сравнивая валовое количество свинца в почве, можно увидеть, что массовая доля свинца в Сызранском, Волжском, Кинельском и Борском районах в нижнем слое почвы (20 – 40 см) немного выше, чем в верхнем слое (0 – 20 см).