Зачетная задача по предмету:
«Аналитические методы анализа в мониторинге объектов окружающей среды»
На тему:«Анализ почвы»
Выполнил:
студент ХМФ гр. АХ-06-1
Ирхина Э.Е.
Проверил:
Дергунова Елена Сергеевна
Липецк 2010 г.
Введение
Почва – особое природное образование, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов. Почва состоит из органических, минеральных, органоминеральных комплексных соединений, почвенной влаги, воздуха и живых существ, населяющих ее.
Почва является одним из элементов биосферы, которые обеспечивают циркуляцию химических веществ в системе окружающая среда — человек. Причем это относится не только к эндогенным химическим веществам, но и к экзогенным химическим веществам, поступающим в почву с выбросами промышленных предприятий, сточными водами, выбросами авто- и авиатранспорта, при обработке сельскохозяйственных земель
Почва является местом сбора и хранения большого числа загрязнителей, куда они попадают в результате техногенной деятельности человека и выбросов загрязнителей из природных источников. Она не обладает свойством подвижности, характерным для других природных сред, и наиболее подвержена загрязнению. Кроме того, многие соединения, попадая в почву, вследствие химических и микробиологических превращений могут стать более токсичными, чем исходные. Из почвы может происходить загрязнение воды, воздуха, пищевых продуктов и других элементов биосферы канцерогенными и радиоактивными веществами.
Вследствие этого необходимо регулярно проводить мониторинг почв в различных раонах города и области.
В данной зачетной задаче проводился общий анализ почвы, отобранной в Усманском районе, Липецкой области.
Мониторинг почв
Мониторинг состояния почв предназначен для регулярных наблюдений за химическим загрязнением почв, их состоянием; обеспечивает сбор, передачу и обработку полученной информации в целях своевременного выявления негативных процессов, прогнозирования их развития, предотвращения вредных последствий и определения степени эффективности осуществляемых природоохранных мероприятий.
В отличие от воды и атмосферного воздуха, которые являются лишь миграционными средами, почва является наиболее объективным и стабильным индикатором техногенного загрязнения. Она четко отражает эмиссию загрязняющих веществ и их фактического распределения в компонентах городской территории. Наиболее крупные промышленные города образуя обширные зоны загрязнений, постепенно превращаются в сплошные техногенные территории, представляющие серьезную опасность для здоровья проживающего на них населения.
В этой связи, постоянное наблюдение за содержанием промышленных токсикантов в почвах и тенденцией их содержанием является наиболее актуальным.
Одним из наиболее мощным факторов, приводящим к загрязнению окружающей среды, является промышленность.
Зона существенного загрязнения почв химическими элементами в окрестностях промышленных предприятий занимает площадь радиусом 10 км с гораздо большей протяженность (до 30 км и более) в направлении господствующих ветров, а также в направлении стока поверхностных и грунтовых вод.
Источниками загрязнения почвы являются:
· выбросы вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников загрязнения;
· полигоны промышленных и бытовых отходов;
· несанкционированные свалки промышленных и бытовых отходов;
· средства химической защиты растений и минеральные удобрения.
На загрязнение почвы значительное влияние оказывают проливы нефтепродуктов, неорганизованные сбросы ливневых и талых вод, а также санитарное состояние городской территории.
Классификкация почв
Основной единицей классификации почв является тип почв. Понятие «тип почв». Под типом почв понимают почвы, образованные в одинаковых условиях и обладающие сходными строением и свойствами.
К одному типу почв относятся почвы:
· 1) со сходными процессами превращения и миграции веществ;
· 2) со сходным характером водно-теплового режима;
· 3) с однотипным строением почвенного профиля по генетическим горизонтам;
· 4) со сходным уровнем природного плодородия;
· 5) с экологически сходным типом растительности.
Широко известны такие типы почв, как подзолистые, черноземы, красноземы, солонцы, солончаки и др.
Каждый тип почв последовательно подразделяется на подтипы, роды, виды, разновидности и разряды.
Подтипы почв представляют собой группы почв, различающиеся между собой по проявлению основного и сопутствующего процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями между типами. Например, при развитии в почве наряду с подзолистым процессом дернового процесса формируется подтип дерново-подзолистой почвы. При сочетании подзолистого процесса с глеевым процессом в верхней части почвенного профиля формируется подтип глееподзолистой почвы.
Подтиповые особенности почв отражаются в особых чертах их почвенного профиля. При выделении подтипов почв учитываются процессы и признаки, обусловленные как широтнозональными, так и фациальными особенностями природных условий. Среди последних первостепенную роль играют термические условия и степень континентальности климата.
В пределах подтипов выделяются роды и виды почв. Роды почв выделяются внутри подтипа по особенностям почвообразования, связанным прежде всего со свойствами материнских пород, а также свойствами, обусловленными химизмом грунтовых вод, или со свойствами и признаками, приобретенными в прошлых фазах почвообразования (так называемые реликтовые признаки).
Роды почв выделяются в каждом типе и подтипе почв. Самые распространенные из них:
· 1) обычный род, т. е. отвечающий по своему характеру подтипу почв; при определении почв название рода «обычный» опускается;
· 2) солонцеватые (особенности почв определяются химизмом грунтовых вод);
· 3) остаточно-солонцеватые (особенности почв определяются засоленностью пород, которая постепенно снимается);
· 4) солончаковатые;
· 5) остаточно-карбонатные;
· 6) почвы на кварцево-песчаных породах;
· 7) почвы контактно-глеевые (формируются на двучленных породах, когда супесчаные или песчаные толщи подстилаются суглинистыми или глинистыми отложениями; на контакте смены наносов образуется осветленная полоса, образующаяся за счет периодического переувлажнения);
· 8) остаточно-аридные.
Виды почв выделяются в пределах рода по степени выраженности основного почвообразовательного процесса, свойственного определенному почвенному типу.
Для наименования видов используют генетические термины, указывающие на степень развития этого процесса. Так, для подзолистых почв — степень подзолистости и глубина оподзоливания; для черноземов — мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, степень выщелоченности; для солончаков — характер распределения солей по профилю, морфология поверхностного горизонта (пухлые, отакыренные, выцветные).
Внутри видов определяются разновидности почв. Это почвы одного и того же вида, но обладающие различным механическим составом (например, песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые). Почвы же одного вида и одного механического состава, но развитые на материнских породах разного происхождения и разного петрографического состава, выделяются как почвенные разряды.
Дерново-подзолистые почвы - отличаются невысоким содержанием гумуса (0,5-2,5%) и небольшим гумусовым слоем (10-20 см), в связи с этим - невысоким естественным плодородием и, как правило, кислой реакцией (рН=4-5). В большинстве случаев они пере увлажнены.
Серые лесные почвы. По многим показателям близки к дерново-карбонатным почвам (только несколько выше кислотность (рН—5,5-6,5). Они склонны к замыванию и переуплотнению. Нуждаются в периодическом известковании, углублении пахотного горизонта, а также в удобрении фосфором и азотом.
Торфяно-болотные почвы. Характеризуются высоким естественным плодородием и большим содержанием азота (2-4%), низким содержанием фосфора, высокой кислотностью (рН=3,5-5) и низкими физико-механическими свойствами. Нуждаются в регулировании водного режима (осушение-орошение), внесении фосфорно-калийных удобрений, регулярном известковании и внесении микроэлементов.
Черноземные почвы. Лучшие из почв по всем показателям (уровню плодородия, глубине гумусового горизонта (если не эродированы), содержанию макро- и микроэлементов и физико-механическим параметрам почвы). Оподзоленные черноземы склонны к заиливанию и переуплотнению, а карбонатные черноземы бедны железом : в доступной для растений форме (провоцируется хлороз винограда и плодовых).
2 Методика определения гигроскопической влаги почвы
Навеску почвы 2-5 г берут на аналитических весах в предварительно высушенных при температуре 100-105 0С и взвешенных стеклянных бюксах (бюксы взвешивают с крышками). Бюксы с почвой в течение 5 ч выдерживают в сушильном шкафу при температуре 100-1050С. С помощью щипцов с резиновыми наконечниками бюксы вынимают из сушильного шкафа, закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Условились считать, что выдерживание почвы в течение 5 ч при температуре 100-1050С приводит к полной потере гигроскопической влаги. Если необходимо проверить полноту удаления гигроскопической влаги, бюксы с почвой снова ставят в сушильный шкаф на 1,5-3 ч и взвешивают. Высушивание прекращают, если масса равна или больше результата предыдущего взвешивания (увеличение массы может произойти за счет окисления некоторых компонентов почв). Расчет массовой доли гигроскопической влаги (%) проводят по уравнению:
Где m – масса воздушно-сухой почвы, г; m1 – масса высушенной почвы, г.
Определение фенола в почве
Приборы и реактивы: п-нитроаналин,NaNo2(1н), Н2SО4(разбавл), Na2CO3(2н), смесь: уксуская кислота- бутанол- вода (3:5:2)
Ход работы:
Растворяют 5г фенола в дистиллированной воде , разбавляют до 1л.Отбирают 1мл этого раствора , содержащий 5 мл фенола , вносим в делительную воронку, прибавляем 1 мл H2SО4, 25 мл Na2СО3, 2,5 мл п-нитроаналина. Затем прибавляем еще 50 мл H2SО4 и экстрагируют краситель 50 мл хлорбензола. Бензольный экстракт фильтруют в 50 мл колбу и доводят до метки чистым хлорбензолом (0,1 мл фенола содержит).
Далее вносим на покрытое смесью стекло, следующие концентрации: 5,0; 10,0; 20,0; 70,0; и Х мкг. Помещаем пластинку в хроматографическую камеру. Пятна фенола (розово-сиреневого цвета) появляются на расстоянии 1-15 см от стартовой линии.(Rf=0.1).
Каждое пятно экстрагируют изопропанольной смесью и измеряют оптическую плотность экстрактов при λ=540нм.
По градуировочному графику находят содержание фенола.
Экспериментальная часть
В экспериментальной части проводился анализ почвы. Почва была отобрана в Усманском районе, Липецкой области. Проба отбиралась с глубины около 20 см, масса пробы составила 0,5 кг.
Общая щелочность
ОЩ1= 
=1,662 ммоль/100г почвы
ОЩ2= 
=1,764 ммоль/100г почвы
ОЩ3= 
1,808ммоль/100г почвы
ОЩср=1,745 ммоль/100г почвы
=1,662*0,061*100=10,14%
=1,764*0,061*100=10,76%;
=1,808*0,061*100=11,03%;
=1,745*0,061*100=10,65%.
Статистическая обработка данных.
S= 
0.06
Sr = 0,06/1,808 = 0,033
Т= 
=0,14
С 
∆С = (1,808 0,14) ммоль/100г почвы.
3.5 Валовое содержание железа
1. Таблица полученных результатов:
| №п/п | Навеска почвы, г | Объем аликвоты, мл | Объем титранта, мл |
| 1 | 20 | 25 | 12,0 |
| 2 | 11,5 | ||
| 3 | 12,0 | ||
| ср | 11,8 |
=0,0040н
=0,0038н
=0,0042н
=0,004н
С учетом разбавления:
С1 = 0,0080 моль/л
С2 = 0,0076 моль/л
С3= 0,0084 моль/л
Сср = 0,0080 моль/л.
mFe3+ = 0,0080·56·0,1 = 0,0448 г.
ω, %= 
=0,224%
2. Статистическая обработка данных.
S= 
=0,002
Sr = 0,002/0,0080 = 0,25
Т= 
=0,004
С 
∆С = (0,0080 
0,004)моль/л.
Заключение
В ходе данной работы был проанализирован образец почвы, отобранный в Усманском районе Липецкой области. Полученные результаты представлены в таблице:
| Определяемый показатель | Содержание в образце почвы | Определяемый показатель | Содержание в образце почвы |
| Гигроскопическая влага | 35,3% | Содержание кальция и магния | 0,203% |
| Содержание фенола | 0,02г/20г почвы | Содержание кальция | 0,19% |
| Карбонатная щелочность | 0,409ммоль/100г почвы | Содержание магния | 0,071% |
| Общая щелочность | 1,808ммоль/100г почвы | Гидролитическая кислотность | 1,40/100г почвы |
| Содержание железа | 0,224% | Обменная кислотность | 0,51 ммоль/100г почвы |
| Содержание фосфатов | 0,0327% | Содержание углерода | 3,6% |
Библиографический список
1 Химический анализ почв/ Воробьева Л.А. – М.: изд. МГУ, 1998. – 272с.: ил.
2 Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей/ Майстренко В.Н., Клюев Н.А. – М.: Мир: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. -323с.: ил.
3 Основы аналитической химии. Практическое руководство: уч. Пособие для ВУЗов/ Фадеева В.И., Шеховцова Т.Н., Иванов В.М. и др.; под ред. Золотова Ю.А. – М.: Высшая школа, 2001. – 463с: ил.
4 Агрохимические исследования почв/Под ред. А.В.Соколова. М.: Наука, 1975. 98 с.
5 Учебно-полевая практика и лабораторные работы,методическое пособие/Дербенцева А.М.,Пилипушка В.Н.-Владивосток,2005.-24с.
6 Практикум по агрохимии/Под ред. МинееваВ.Г. М.:Изд-во МГУ,2001.-689 с.
Зачетная задача по предмету:
«Аналитические методы анализа в мониторинге объектов окружающей среды»
На тему:«Анализ почвы»
Выполнил:
студент ХМФ гр. АХ-06-1
Ирхина Э.Е.
Проверил:
Дергунова Елена Сергеевна
Липецк 2010 г.
Введение
Почва – особое природное образование, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов. Почва состоит из органических, минеральных, органоминеральных комплексных соединений, почвенной влаги, воздуха и живых существ, населяющих ее.
Почва является одним из элементов биосферы, которые обеспечивают циркуляцию химических веществ в системе окружающая среда — человек. Причем это относится не только к эндогенным химическим веществам, но и к экзогенным химическим веществам, поступающим в почву с выбросами промышленных предприятий, сточными водами, выбросами авто- и авиатранспорта, при обработке сельскохозяйственных земель
Почва является местом сбора и хранения большого числа загрязнителей, куда они попадают в результате техногенной деятельности человека и выбросов загрязнителей из природных источников. Она не обладает свойством подвижности, характерным для других природных сред, и наиболее подвержена загрязнению. Кроме того, многие соединения, попадая в почву, вследствие химических и микробиологических превращений могут стать более токсичными, чем исходные. Из почвы может происходить загрязнение воды, воздуха, пищевых продуктов и других элементов биосферы канцерогенными и радиоактивными веществами.
Вследствие этого необходимо регулярно проводить мониторинг почв в различных раонах города и области.
В данной зачетной задаче проводился общий анализ почвы, отобранной в Усманском районе, Липецкой области.
Мониторинг почв
Мониторинг состояния почв предназначен для регулярных наблюдений за химическим загрязнением почв, их состоянием; обеспечивает сбор, передачу и обработку полученной информации в целях своевременного выявления негативных процессов, прогнозирования их развития, предотвращения вредных последствий и определения степени эффективности осуществляемых природоохранных мероприятий.
В отличие от воды и атмосферного воздуха, которые являются лишь миграционными средами, почва является наиболее объективным и стабильным индикатором техногенного загрязнения. Она четко отражает эмиссию загрязняющих веществ и их фактического распределения в компонентах городской территории. Наиболее крупные промышленные города образуя обширные зоны загрязнений, постепенно превращаются в сплошные техногенные территории, представляющие серьезную опасность для здоровья проживающего на них населения.
В этой связи, постоянное наблюдение за содержанием промышленных токсикантов в почвах и тенденцией их содержанием является наиболее актуальным.
Одним из наиболее мощным факторов, приводящим к загрязнению окружающей среды, является промышленность.
Зона существенного загрязнения почв химическими элементами в окрестностях промышленных предприятий занимает площадь радиусом 10 км с гораздо большей протяженность (до 30 км и более) в направлении господствующих ветров, а также в направлении стока поверхностных и грунтовых вод.
Источниками загрязнения почвы являются:
· выбросы вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников загрязнения;
· полигоны промышленных и бытовых отходов;
· несанкционированные свалки промышленных и бытовых отходов;
· средства химической защиты растений и минеральные удобрения.
На загрязнение почвы значительное влияние оказывают проливы нефтепродуктов, неорганизованные сбросы ливневых и талых вод, а также санитарное состояние городской территории.
Классификкация почв
Основной единицей классификации почв является тип почв. Понятие «тип почв». Под типом почв понимают почвы, образованные в одинаковых условиях и обладающие сходными строением и свойствами.
К одному типу почв относятся почвы:
· 1) со сходными процессами превращения и миграции веществ;
· 2) со сходным характером водно-теплового режима;
· 3) с однотипным строением почвенного профиля по генетическим горизонтам;
· 4) со сходным уровнем природного плодородия;
· 5) с экологически сходным типом растительности.
Широко известны такие типы почв, как подзолистые, черноземы, красноземы, солонцы, солончаки и др.
Каждый тип почв последовательно подразделяется на подтипы, роды, виды, разновидности и разряды.
Подтипы почв представляют собой группы почв, различающиеся между собой по проявлению основного и сопутствующего процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями между типами. Например, при развитии в почве наряду с подзолистым процессом дернового процесса формируется подтип дерново-подзолистой почвы. При сочетании подзолистого процесса с глеевым процессом в верхней части почвенного профиля формируется подтип глееподзолистой почвы.
Подтиповые особенности почв отражаются в особых чертах их почвенного профиля. При выделении подтипов почв учитываются процессы и признаки, обусловленные как широтнозональными, так и фациальными особенностями природных условий. Среди последних первостепенную роль играют термические условия и степень континентальности климата.
В пределах подтипов выделяются роды и виды почв. Роды почв выделяются внутри подтипа по особенностям почвообразования, связанным прежде всего со свойствами материнских пород, а также свойствами, обусловленными химизмом грунтовых вод, или со свойствами и признаками, приобретенными в прошлых фазах почвообразования (так называемые реликтовые признаки).
Роды почв выделяются в каждом типе и подтипе почв. Самые распространенные из них:
· 1) обычный род, т. е. отвечающий по своему характеру подтипу почв; при определении почв название рода «обычный» опускается;
· 2) солонцеватые (особенности почв определяются химизмом грунтовых вод);
· 3) остаточно-солонцеватые (особенности почв определяются засоленностью пород, которая постепенно снимается);
· 4) солончаковатые;
· 5) остаточно-карбонатные;
· 6) почвы на кварцево-песчаных породах;
· 7) почвы контактно-глеевые (формируются на двучленных породах, когда супесчаные или песчаные толщи подстилаются суглинистыми или глинистыми отложениями; на контакте смены наносов образуется осветленная полоса, образующаяся за счет периодического переувлажнения);
· 8) остаточно-аридные.
Виды почв выделяются в пределах рода по степени выраженности основного почвообразовательного процесса, свойственного определенному почвенному типу.
Для наименования видов используют генетические термины, указывающие на степень развития этого процесса. Так, для подзолистых почв — степень подзолистости и глубина оподзоливания; для черноземов — мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, степень выщелоченности; для солончаков — характер распределения солей по профилю, морфология поверхностного горизонта (пухлые, отакыренные, выцветные).
Внутри видов определяются разновидности почв. Это почвы одного и того же вида, но обладающие различным механическим составом (например, песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые). Почвы же одного вида и одного механического состава, но развитые на материнских породах разного происхождения и разного петрографического состава, выделяются как почвенные разряды.
Дерново-подзолистые почвы - отличаются невысоким содержанием гумуса (0,5-2,5%) и небольшим гумусовым слоем (10-20 см), в связи с этим - невысоким естественным плодородием и, как правило, кислой реакцией (рН=4-5). В большинстве случаев они пере увлажнены.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 192.
