у = (х-165) / 840
Изучение загрязнения почв позволяет выявить последствия техногенных воздействий за весь период хозяйственного освоения территории. В одних случаях это является достоинством метода, в других — недостатком, прежде всего вследствие сложности определения продолжительности этого периода.
Особенности изучения загрязнения снежного покрова
Изучение загрязняющих веществ, содержащихся в снеге, позволяет охарактеризовать атмосферные выпадения за конкретный сезон. Отбор снеговых проб целесообразно проводить в конце зимы, чтобы охарактеризовать по возможности более длительный период, но до начала снеготаяния, чтобы избежать выщелачивания растворимых компонентов.
Пробы снега отбирают из шурфов; в состав пробы включается весь извлеченный снег, на всю мощность снежного покрова. Для достоверности результатов важно исключить попадание в пробу частиц подстилающего грунта, мусора и т. п. Поэтому места отбора выбираются вне дорог, троп и других мест, где вероятно попадание механических примесей. При отборе необходимо фиксировать дату и площадь шурфа.
Для получения характеристик интенсивности атмосферных выпадений важно определить абсолютное содержание твердых и растворимых примесей в пробе. Поэтому при обработке проб анализируется весь объем полученной воды и твердого нерастворимого материала. По известной массе твердых (пылевых) частиц определяют величину пылевой нагрузки Рп (в мг/м2 в сут.) по формуле:
Рп = Р0 / (S· t)
где Р0 — масса пыли в пробе (мг); S — площадь шурфа (м2); t — время от установления устойчивого снежного покрова (сут.). Аналогичным образом по массе растворенных веществ в пробе определяют интенсивность их выпадения.
Интерпретацию результатов анализа снеговых проб проводят аналогично с почвенными пробами, путем сравнения с фоновыми показателями, с определением поэлементных показателей Кс и суммарных Zc. Размах колебаний результатов при снеговой съемке значительно выше, чем при почвенной. Поэтому оценочная шкала для снега имеет иные градации:
♦ допустимому уровню загрязнения соответствуют значения Zc до 64;
♦ умеренно опасному — от 64 до 128;
♦ опасному — от 128 до 256;
♦ чрезвычайно опасному — более 256.
Особенности изучения загрязнения донных отложений
Состав донных отложений отражает геологическое строение, рельеф и экологическое состояние водосборного бассейна. В формировании загрязнения донных отложений велика перераспределяющая роль водного потока. Загрязняющие вещества неодинаково концентрируются в отложениях разного гранулометрического состава. Поэтому при опробовании донных отложений необходимо учитывать фациальные особенности.
Для объективной характеристики водотоков и водоемов рекомендуется отбирать осредненные пробы, состоящие из нескольких частных проб. На небольших и неглубоких водотоках, русло которых слагается однородным материалом, отбирают осредненные по поперечному профилю пробы. На крупных водоемах и водотоках пробы отбирают вблизи уреза воды, в местах видимой аккумуляции наносов. При наличии илистых отложений отбирают вертикальные колонки илов, по возможности на всю мощность. При значительных мощностях илов может проводиться изучение их вертикального разреза.
Загрязнение донных отложений оценивается путем сравнения с природным фоном, с определением Кс и Zс аналогично оценке загрязнения почв и снега. Важнейшее условие объективности оценок — однотипность фациального состава сравниваемых отложений.
Лабораторные работы
Лабораторная работа № 1. Определение зольности листьев, хвои, почек и коры древесных растений как индикационного признака загрязнения воздушной среды тяжелыми металлами
Цель работы:
Оборудование, реактивы, материалы: аналитические или точные технохимические весы; разновесы; муфельная печь; тигельные щипцы; электроплитка с закрытой спиралью; фарфоровые тигли или выпаривательные чашки; препаровальные иглы; эксикаторы; спирт или денатурат; дистиллированная вода; хлористый кальций; соляная кислота (водный раствор 1:1).
Ход работы: Листья, хвоя или кора древесных растений - биоиндикаторов собирают за 7-10 дней до занятия в различных частях города с целью охватить различные экологические условия, высушивают до воздушно-сухого состояния, измельчают и высушивают до абсолютно-сухого веса в термостате при температуре 100-105 oС.
Образцы коры и листьев (по 5-10 г) взвешивают, измельчают и озоляют. После сжигания тигли с золой охлаждают и взвешивают, вычисляют процент золы с песком и кремниевой кислотой. Чтобы определить вес чистой золы в тигель, прибавляют 1 мл дистиллированной воды и 2 мл раствора соляной кислоты (1:1), перемешивают, выпаривают досуха на воздушной бане и подсушивают при температуре 120-130°С для обезвоживания кремниевой кислоты. К сухому остатку в тигле прибавляют 2 мл раствора соляной кислоты (1:1), 3 мл воды, перемешивают, нагревают и фильтруют горячим через беззольный фильтр средней плотности диаметром 7 см в коническую колбу на 100-200 мл или в стакан такой же емкости, промывая тигель и фильтр горячей водой (5 раз по 5 мл), давая каждый раз раствору полностью стечь. В конце процедуры один раз промывают капельным способом, направляя капли на края фильтра. Фильтр, на котором находится песок и кремниевая кислота, помещают в тот же тигель, высушивают, прокаливают, охлаждают и взвешивают. Разница между полученной массой и массой пустого тигля дает содержание песка и кремниевой кислоты в навеске. Из полученных данных вычисляют содержание золы по формуле:
Х=100(А-В) : N, где:
X - содержание золы (в %);
А - масса золы с песком и кремнекислотой (в г);
В - масса кремниевой кислоты и песка;
N - абсолютно сухая навеска (в г).
Задание для самостоятельной работы студентов:
1. В соответствие с предложенной таблицей оформить результаты исследований.
Пункт отбора | Масса, г | % золы | ||
пустого тигля | абсолютно сухой навески с тиглем | тигля с золой | золы | кремниевой кислоты и песка |
Центр |
2. Письменно ответить на вопросы: Когда наблюдается особенно сильное накопление загрязняющих веществ древесными породами? Каким путем в древесных растениях происходит накопление тяжелых металлов или их растворимых солей?
Лабораторная работа 2
Определение органического углерода в почвах
Данные о содержании органического вещества в почве (гумуса) являются одним из главных показателей плодородия. Поскольку анализ структуры и содержания той или иной составной органической части образца практически невозможен из-за сложности процедуры, то представление об органическом веществе могут составить данные о валовом содержании углерода и азота. По результатам определения углерода в почве можно вычислить содержание гумуса в почве: искомое весовое процентное содержание гумуса находится умножением весового процентного содержания углерода на коэффициент, который равен 1,7-2.
Самым несложным методом определения органического углерода является метод Тюрина, который состоит в разложении органического вещества бихроматом калия в кислой среде:
3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 3CO2 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O + 2K2SO4 .
Оставшийся после реакции хромат оттитровывается солью Мора:
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 7H2O + K2SO4.
Индикатором служит N-фенилантраниловая кислота. Определению мешают хлориды, которые надо учитывать или маскировать сульфатом серебра. На результаты анализа может, при определенных обстоятельствах, влиять наличие в пробах окиси марганца и солей двухзарядного железа.
Ход определения
Навеску высушенной почвы поместить в плоскодонную термостойкую колбу, прилить 10 мл 0,4н раствора бихромата калия в серной кислоте (1:1). Раствор нагреть до кипения и кипятить 5 минут. Затем колбу остудить, обмыть ее стенки 10-20 мл дистиллированной воды, добавить 5 капель индикатора (0,2%) и Титровать солью Мора (0,2н) до точки эквивалентности. Содержание углерода в пробе рассчитать по следующей формуле:
C% =(V1N1 - V2N2) *1200/ m, где
V1, N1 - объем и нормальность соли Мора;
V2, N2 - объем и нормальность соли бихромата калия;
m - навеска почвы.
Не составляет секрета, что процедура анализа методом Тюрина идентична процедуре определения бихроматной окисляемости. В связи с этим детали процедуры анализа можно заимствовать!
О содержании гумуса в почве можно судить и по окраске анализируемого образца:
Содержание гумуса Цвет почвы
7 - 10 % черный
4 - 7 % темно-серый
2 - 4 % серый
1 - 2 % светло-серый
0,5 - 1 % почти белый
Определение азота в почвах
Азот, находящийся в почвах, является одним из элементов питания растений. Большая часть азота входит в состав органических соединений гумуса. Помимо этого, небольшая часть азота находится в составе минеральных солей: нитраты, нитриты, соли аммония. Молярным соотношением азота и углерода принято характеризовать обеспечение азотом гумуса. Например, обычно высокое и среднее содержание азота характеризуется соотношением C/N = 8-10. Красноземы характеризуются отношением C/N = 18-20.
Азот в почвах принято определять методом Кьельдаля. Метод состоит в кипячении образца почвы в концентрированной серной кислоте. Результатом кипячения является разложение органического вещества почвы до солей аммония, углекислого газа и сернистого ангидрида. После разложения, кислота нейтрализуется избытком щелочи. Образующийся в результате NH4OH нагревается для отгонки NH3. Собранный аммиак анализируется либо кислотно-основным титрованием, либо фотометрически с реактивом Неслера. По полученным данным делаются выводы о содержании азота в анализируемом образце почвы.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
