WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 


«3-е издание (электронное) Москва БИНОМ. Лаборатория знаний УДК 543 ББК 24.4 Д76 С е р и я о с н о в а н а в 2003 г. ...»

Ю. С. Другов, А. А. Родин

АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕННОЙ ПОЧВЫ

И ОПАСНЫХ ОТХОДОВ

Ю. С. Другов, А. А. Родин

АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕННОЙ ПОЧВЫ

И ОПАСНЫХ ОТХОДОВ

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

3-е издание (электронное)

Москва

БИНОМ. Лаборатория знаний

УДК 543

ББК 24.4

Д76

С е р и я о с н о в а н а в 2003 г.

Другов Ю. С.

Анализ загрязненной почвы и опасных отходов [ЭлектронД76 ный ресурс] : практическое руководство / Ю. С. Другов, А. А. Родин. — 3-е изд. (эл.). — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. — 469 с. : ил. — (Методы в химии).

ISBN 978-5-9963-2271-8 В практическом руководстве обсуждаются методы химического анализа загрязнений почвы и донных отложений бытовыми и промышленными отходами.

Рассмотрены традиционные и новые методы пробоподготовки образцов почвы и отходов (экстракция водой в субкритическом состоянии, экстракция в МВполе, СФЭ, ТФМЭ и др.), а также методы анализа загрязняющих почву веществ и надежные приемы идентификации целевых соединений в сложных матрицах.

Приведены стандартные методики определения приоритетных загрязнений почвы (органические и металлоорганические соединения, металлы), используемые в России и за рубежом.



Для профессионалов в области экологической аналитической химии, а также специалистов, связанных с охраной окружающей среды, студентов и аспирантов.

УДК 543 ББК 24.4

По вопросам приобретения обращаться:

«БИНОМ. Лаборатория знаний»

Телефон: (499) 157-5272 e-mail: binom@Lbz.ru, http://www.Lbz.ru c БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011 ISBN 978-5-9963-2271-8 Оглавление Введение......................................................... 3 Глава I. Пробоподготовка........................................... 7

1. Эколого химическая характеристика почвы...................... 7

2. Артефакты при анализах загрязнений почвы..................... 11

3. Отбор проб.................................................. 13

4. Извлечение загрязняющих веществ из почвы..................... 15

4.1. Термодесорбция.........................................

–  –  –

Введение Почва загрязняется токсичными химическими веществами, поступаю щими из сточных вод, промышленных выбросов в атмосферу и выхлопных газов автотранспорта, а также пестицидами, применяемы ми для обработки растений. Значительный вклад в загрязнение почвы вносят бытовые и промышленные свалки, где скапливаются отходы, опасные для живых организмов и растений. В России на свалках, в могильниках и отстойниках находится 44 млрд т отходов, из которых почти половина относится к опасным отходам*.

От автотранспорта (выхлопные газы двигателей и продукты истира ния автомобильных покрышек) в воздух и почву поступают канцероген ные вещества. Автомобильное топливо, содержащее этилированные присадки и хлорорганические соединения, а также индустриальные выбросы хлорфенола и выбросы мусоросжигательных заводов загрязня ют воздух и почву диоксинами. В США ежегодные выбросы в атмосферу токсичных веществ от одного автомобиля составляют 338 кг, а в России – 1200 кг.

Загрязнение почвы компонентами антигололедных смесей значи тельно ухудшает экологию больших городов и мегаполисов в зимнее время. Дорожная «химия» на основе хлорида кальция приводит к обра зованию на мостовых, тротуарах и газонах своеобразного «коктейля»

из хлорида кальция, воды от тающего снега, бензина и машинного мас ла от автомобилей, антикоррозионных реагентов и почвы, смываемой с газонов.

Под действием дорожной «химии» уничтожается плодородный слой почвы, гибнут дождевые черви и многие полезные насекомые, засыхают * На одного москвича в год приходится 270 кг (0,5 м3) мусора. В Москве ежегодно образуется более 20 млн т отходов.

4 Введение кустарники и деревья. В Москве за последние несколько лет в 4 раза сократилась численность птиц, в том числе ворон. Уличная грязь и хими ческие реагенты вместе с талым (а также переработанным в «таялках») снегом попадают в реки и водоемы, что имеет пагубные последствия для их обиталей — исчезают многие виды рыб. Едкие антигололедные смеси травмируют лапы собак и кошек. Испарения антигололедного «коктейля»

могут послужить причиной плохого самочувствия людей, особенно стра дающих астмой и аллергией*.

Химические реагенты антигололедных смесей портят обувь и одежду, а при проникновении через обувь могут вызывать дерматиты. Под их действием разрушаются стены домов, скульптурные памятники, предметы уличного оформления, особенно выполненные из металла, коррозируются автомобили, троллейбусы и трамваи. Тем не менее в Моск ве пока нет эффективной альтернативы такого рода смесям химических реагентов.

Потенциальную опасность для всего живого представляют большие количества отравляющих веществ, накопленные за предыдущие годы и хранящиеся на складах на территории России более 50 лет. Только в одной Курганской области (где весной 2004 г. были обширные пожа ры) хранится более 5000 т опаснейших ОВ нервно паралитического действия, что составляет около 14% всех ОВ на территории России**.





Не менее опасны свалки химических отходов и захоронения ОВ в почве и на дне морей. В результате разрушения тары и оболочек химиче ских снарядов ОВ поступают в подземные воды, накапливаются в донных отложениях, загрязняют морскую воду, отравляя ее обитателей. Особенно загрязнена акватория Балтийского моря, где после Первой и Второй миро вых войн скопилось более 70 000 т снарядов и мин.

За последние десятилетия по всему миру произошла целая серия эколо гических катастроф, связанных с разливами нефти в прибрежных зонах морей и океанов. В результате деятельности российских нефтяных компа ний многие мелкие реки Сибири и целые территории сильно загрязнены нефтью.

Оперативный контроль за загрязнением почвы основан на сравнении результатов измерения содержания токсичных веществ в почве с ПДК или ОДК для почвы.

Предельно допустимой концентрацией в почве (ПДК в почве) называется максимальная концентрация загрязняющего почву вещества, не вызыва ющая негативного прямого и косвенного воздействия на природную среду и здоровье человека.

Ориентировочная допустимая концентрация (ОДК) химического соедине ния в почве устанавливается расчетным путем. Это временный гигиеничес кий норматив, срок действия которого 3 года.

ПДК и ОДК устанавливаются в основном для пахотного слоя почвы и вы ражаются в мг на 1 кг почвы (мг/кг).

* ТВЦ, январь 2009 г.

** Радио России, 17 мая 2004 г.

Введение 5 В России содержания в почвах нормированы лишь для 200 химичес ких соединений. В основном это тяжелые металлы и пестициды, а ПДК (или ОДК) для летучих органических соединений насчитывается не более 12–15. Пока еще нет официальных ПДК (ОДК) для содержания в почве нефтепродуктов, хотя они относятся к главным приоритетным загрязнителям воды и почвы*, и диоксинов (в США ПДК по диоксинам составляет около 1 нг/мг почвы; см. приложение I).

Для определения приоритетных органических загрязнений почвы используются традиционные аналитические методы, в первую очередь хроматографические (газовая хроматография, ВЭЖХ, ТСХ и капилляр ный электрофорез) или гибридные — комбинации хроматографического разделения со спектральным детектированием (ГХ/МС, ГХ/ИК фурье, ВЭЖХ/ИК фурье, ВЭЖХ/ГХ/МС, ГХ/МС/АЭД и др.).

Для определения металлоорганических соединений в почвах и в опас ных отходах используют аналогичные методы — газовая хроматография или ВЭЖХ в сочетании с такими детекторами, как масс спектрометр, атомно абсорбционный спектрометр или атомно эмиссионные спектро метры, а тяжелые металлы определяют главным образом с помощью спек тральных (ААС, АЗС, ИСП/МС или ИСП/АЭС) или электрохимических (инверсионная вольтамперометрия) методов.

Контроль за загрязнением почвы и анализ твердых промышленных отходов все чаще выполняют с помощью стандартных (официальных) отечественных или зарубежных методик. Для повышения эффективности извлечения загрязняющих веществ из почвы, донных отложений и твердых отходов используются современные технологии пробоподго товки, в том числе твердофазная экстракция в ультразвуковом или мик роволновом поле, экстракция водой в субкритическом состоянии или экстракция горячими органическими растворителями и твердофазная микроэкстракция.

Данная монография дополняет экологическую серию книг, посвя щенных определению приоритетных загрязняющих веществ в природ ной среде — воздухе, воде, почве, биосредах, пищевых продуктах и растительности**. В эту книгу вошли сведения о новейших технологиях анализа сложных композиций токсичных веществ в почвах и опасных отходах.

* В одной из опубликованных нами монографий (Другов Ю. С., Родин А. А. Экологиче ские анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. Практическое руководство/2 е изд., дополн. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007, с. 320) приведен проект ОДК нефтепро дуктов для различных регионов России.

** Другов Ю. С., Родин А. А. Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды, почвы и биосред. — 2 е изд., перераб. и доп. — БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. — 752 с.: ил.; Другов Ю. С., Родин А. А. Газохроматографический анализ загрязненного воздуха. — 4 е изд., перераб. и доп. — БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. — 528 с.: ил.; Другов Ю. С., Родин А. А. Анализ загрязненных биосред и пищевых продуктов. — БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007, 291 с.: ил.; Другов Ю. С., Родин А. А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. — БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007, 320 с.: ил.

6 Введение Предлагаемую монографию можно использовать как практическое руководство для аналитиков и экоаналитиков, работающих в природо охранных химических лабораториях и лабораториях санитарно эпидеми ологических станций. Она полезна также экологам, токсикологам, гигие нистам, санитарным врачам и другим специалистам, связанным с пробле мами охраны природной среды. Нам кажется, что совсем не вредно, если в нее заглянут студенты и аспиранты вузов химического, экологического или медицинского профиля.

Глава I. Пробоподготовка Почва относится к наиболее сложным матрицам в экологическом анализе, которые уже сами по себе содержат множество химических соединений различной природы, особенно органических.

1. Эколого-химическая характеристика почвы Почва является одним из важнейших объектов окружающей среды, дающим более 90% продуктов питания и сырья для производства самой разнообразной продукции.

Сама почва имеет сложный химический состав, причем содержание органических веществ в ней колеблется от 2 до 20% в болотистых почвах.

Органические вещества подразделяют на негуминовые вещества и гумус.

Негуминовые вещества включают не полностью разложившиеся остатки растений и животных, жиры и дубильные вещества, пектины и гемицел люлозу, сахара и соответственно полисахариды, легко разлагаемые и поэтому не попадающие под понятие «гумус».

Гумус определяется как комплексная и довольно устойчивая смесь коричневых или темно коричневых аморфных коллоидных материалов, которые образуются из тканей многочисленных отмерших организмов — из остатков разложившихся растений, животных и микроорганизмов.

Своеобразные физико химические свойства делают гумус важнейшим компонентом почвы, определяющим ее плодородие; он служит источни ком азота, фосфора, серы и микроудобрений для растений. Кроме того, гумус повышает катионообменную емкость, воздухопроницаемость, фильтруемость, влагоемкость почвы и препятствует ее эрозии [1].

Гуминовые вещества на 35–92% состоят из ароматических соединений, остальное — алифатические органические вещества. Среди ароматических составляющих определены фенолы, хиноны, бензойные кислоты и азот содержащие гетероциклы. Алифатические составляющие — это преиму щественно полиэфиры. Гумус содержит также относительно устойчивую полисахаридную фракцию. Кроме того, в гумусе в относительно высокой концентрации содержатся стабильные свободные радикалы [1, 2].

Эколого химическая характеристика качества почвы определяется важ нейшими для практического использования химическими данными, такими как общее содержание органических соединений (гумуса), азота (аммоний ного, нитратного и связанного с органикой), связанной угольной кислоты (карбонаты кальция и магния), питательных веществ для растений — каль ция, магния, калия, фосфора, микроэлементов, а также способностью к их биологическому усвоению. При определении качества почвы играют роль и 8 Глава I. Пробоподготовка более простые характеристики, например механический и фракционный со став, значение рН, сухой вес, удельный и насыпной вес, влагоемкость, гигро скопичность, теплота смачивания, объем пор и ионообменная емкость [1].

В почве происходят сложные физико химические, биологические и другие процессы. Так, под воздействием одних микроорганизмов, хотя и очень медленно, окисляется оксид углерода, под воздействием других — разрушаются стойкие инсектициды и т. д. В отличие от других объектов окружающей среды (воздуха, воды), где протекают и процессы самоочи щения, почва обладает этим свойством в незначительной мере. Более того, для некоторых веществ, в частности для тяжелых металлов, почва является емким акцептором. Тяжелые металлы прочно сорбируются и взаимодействуют с почвенным гумусом, образуя труднорастворимые соединения. Таким образом идет их накопление в почве. Наряду с этим в почве под воздействием различных факторов происходят постоянная миграция попадающих в нее веществ и перенос их на большие расстоя ния.

Загрязняющие почву вредные вещества могут переходить в воду (на пример, щелочные металлы, которые содержатся в почве в виде хорошо растворимых соединений), в растения и, следовательно, в организм живо тных. Эти вещества перемещаются с грунтовыми и дождевыми водами, при таянии снега. Нельзя также исключить перенос водой и ветром на большие расстояния опавших листьев, содержащих тяжелые металлы и другие токсичные вещества. Наконец, с пылью от загрязненной почвы также могут переноситься на большие расстояния вредные вещества. Сте пень вреда, наносимого людям загрязнениями, зависит от способности растений поглощать загрязняющие почву вещества [1–3].

В почву вредные вещества могут попадать различными путями: из ат мосферы в виде грубодисперсных фракций аэрозолей, входящих в состав выбросов промышленных предприятий, а также с дождем и снегом. С ат мосферными осадками могут выпадать азотная и серная кислоты, сульфа ты, нитраты и прочие вещества, в результате чего происходит подкисление почвы. Наряду с этим наблюдается и подщелачивание почв вокруг метал лургических предприятий, особенно вокруг алюминиевых заводов и ТЭС на расстоянии до 10–12 км от источников выбросов. В первую очередь это вызвано оседанием грубодисперсных фракций аэрозолей. Загрязняющие вещества могут быть внесены в почву и в виде удобрений, а также при поливе загрязненной водой. При этом с оросительной водой часто перено сятся загрязненные илы, шлаки и шламы, содержащие вредные вещества, в частности тяжелые металлы [3].

Степень загрязнения почв вредными веществами, распределение и перенос их на расстояние зависят, с одной стороны, от мощности, харак теристик и продолжительности работы предприятий, от интенсивности движения транспорта, с другой — от ландшафтно геоморфологических условий (от сорбционной способности почвы, движения воды в горизон те, значения рН и др.). Основными источниками загрязнения почв вокруг промышленно развитых городов являются, главным образом, предприя

1. Эколого химическая характеристика почвы 9 тия черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической и энер гетической промышленности.

Почвы могут быть хорошим сорбентом многих химических веществ.

Тяжелые металлы, попадающие с выбросами предприятий, прочно связы ваются уже в верхнем слое. Миграция их по профилю и попадание в грун товые воды возможны при промывном режиме и кислой реакции фильт руемых растворов.

Изучению загрязнения почвы должно предшествовать исследование технологического процесса производства, состава используемых руд, топ лива, характеристик пылегазоочистных сооружений. Это позволяет опре делить группу веществ, поступающих в окружающую среду. Например, предприятия цветной металлургии могут быть источниками загрязнения почв Cd, Pb, Ni, Zn, Hg, Cu, Fe, Mo, Sn, бенз[a]пиреном и другими веще ствами. Выбросы предприятий черной металлургии загрязняют почву Ni, Mn, Cr, Cd, Co, Cu, Mo, Sn, Pb, Zn. Вблизи предприятий нефтехимиче ской промышленности возможно загрязнение почвы бенз[a]пиреном.

Высокие концентрации бенз[a]пирена и других полициклических арома тических углеводородов, содержатся и в выбросах ТЭС [1–3].

Максимальное содержание металлов в почвах наблюдается на расстоя ниях 1–5 км от источников загрязнения (ближняя зона). Они могут превы шать фоновые уровни на 1–2 порядка. По мере удаления от источника за грязнения содержание металлов уменьшается и на расстоянии 15–20 км приближается к фоновому уровню. Глубина проникновения тяжелых ме таллов в загрязненных почвах обычно не превышает 20 см, при сильном за грязнении они проникают на глубину до 160 см. Опасность такого залегания состоит в том, что при кислой реакции среды имеется угроза поступления токсичных металлов в виде водорастворимых форм в грунтовые воды. Для почв, расположенных вне зоны влияния источника загрязнения, характер но, как правило, равномерное распределение тяжелых металлов [3].

Наибольшей миграционной способностью обладают Hg и Zn, которые, как правило, равномерно распределяются в слое почвы на глубине 0–20 см.

Свинец чаще накапливается в поверхностном слое (0–2,5 см), кадмий зани мает промежуточное положение между ними. Встречается накопление Pb, Cd и Hg и в гумусовых отложениях. Отмечено, что гумусовые горизонты почв загрязненных территорий значительно обогащены тяжелыми металлами.

Источником загрязнения объектов окружающей среды фтором явля ются предприятия по переработке фторсодержащего сырья (суперфос фатные и кирпичные заводы, предприятия по производству фторидов и др.), а также предприятия, на которых используют соединения фтора (предприятия черной металлургии, стекольные заводы, алюминиевые комбинаты и др.). Выбросы промышленных предприятий содержат га зообразные соединения фтора (HF, SiF4) и твердые (NaF, KF, Na2AlF6, Na2SiF6, CaF2). Фтор, попадая в почву, мигрирует в растения, поэтому загрязнение фтором распространяется на площадях, значительно пре вышающих зоны влияния выбросов предприятий на почву. Последнее, по видимому, объясняется тем, что на растения воздействуют и газооб 10 Глава I. Пробоподготовка разные фториды, содержащиеся в воздухе. Мелкодисперсные и газооб разные соединения фтора обычно переносятся с воздушными массами не далее 50 км. В атмосферных выпадениях вокруг алюминиевых заво дов, кроме фтора, обнаруживается значительное содержание алюминия и щелочных металлов, особенно натрия, а также тяжелых металлов — свинца, марганца, меди и цинка. В кислых и нейтральных почвах в окрестностях алюминиевых заводов могут изменяться и другие свойст ва, обусловленные действием фторида натрия: сдвиг рН в щелочную область может достигать 1,5–1,8 единиц.

Почва является эффективным поглотителем многих химических ве ществ. Они обычно удерживаются в поверхностном, плодородном слое.

Среди таких веществ особое место занимают пестициды. Пестициды можно найти практически повсюду в окружающей среде, в том числе и в районах, где их никогда не применяли. Они переносятся ветром, водой, попадают туда с продуктами питания и фуражом. Устойчивость пестици дов в значительной степени зависит от типа почвы. Тяжелые глинистые почвы удерживают их дольше, чем легкие песчаные. Между тем все они обладают весьма токсичными свойствами, и контроль за их содержанием в почве имеет большое значение для охраны здоровья [3].

Геохимическими и гигиеническими исследованиями установлены [4] количественные связи между содержанием металлов (ртуть, свинец, медь и др.) в атмосферном воздухе и выпадением их на территории городов (по чва, снег). Это дает возможность по результатам изучения почв и снежно го покрова проводить ориентировочную гигиеническую оценку загрязне ния воздушного бассейна.

Качественные и количественные изменения при длительном пребыва нии в почве посторонних органических химических веществ и механизмы их перераспределения в почве до настоящего времени почти не изучены ни для одного такого вещества. Тем не менее установлено, что в процессе превращения органических веществ в почве большую роль играют как абиотические, так и биотические реакции, протекающие под воздействи ем находящихся в почве живых организмов, а также свободных фермен тов. Лучше всего изучено поведение в почве наиболее токсичных загряз нителей, таких как ксенобиотики (например, пестициды), хлоранилины, фенолы и др. [1] (см. приложение II).

На рис. I.1 схематически показаны процессы и реакции загрязняющих почву пестицидов (продукты нефтехимического производства), кинетика превращения которых в почвенных системах пока еще не изучена.

За длительный период связанные остатки антропогенных химических веществ в почве в процессе микробиологического разложения и длитель ного превращения гуминовых материалов могут снова освобождаться в небольших количествах и тем самым становиться биологически активны ми по отношению к растениям, они требуют постоянного контроля. До тех пор пока они не минерализуются или каким либо образом не войдут в уг леродный обмен веществ, их следует рассматривать как посторонние для окружающей среды вещества [1, 2].



2. Артефакты при анализах загрязнений почвы 11

Рис. I.1. Поведение ксенобиотиков (пестицидов) в почве [1].

Одной из важнейших экологических проблем нашего времени явля ется загрязнение окружающей среды полихлорированными дибензо п диоксинами и дибензофуранами (ПХДД и ПХДФ). Эти соединения обладают крайне низкой растворимостью в воде и высокой устойчиво стью в почвах (период полуразложения не менее 5–20 лет) [5]. Локаль ные участки диоксинового заражения, где концентрации ПХДД/ПХДФ превышают значения ПДК в десятки раз, представляющие серьезную угрозу для здоровья населения, есть практически в любой промышлен но развитой стране и странах, пострадавших от индустриальных стран, например во Вьетнаме. Пока еще нет дешевых методов детоксикации зараженных диоксинами почв. Сжигание, популярное для уничтоже ния многих опасных веществ, может приводить к еще большему коли честву диоксинов из за их вторичного образования, а использование органических растворителей для извлечения ПХДД/ПХДФ из почв чрезвычайно дорого.

2. Артефакты при анализах загрязнений почвы После извлечения загрязняющих веществ из почвы (экстракция или тер модесорбция) анализ полученного экстракта или конденсата ничем не от личается от аналогичной процедуры, принятой в газохроматографическом анализе загрязнений воздуха. Следовательно, все артефакты, которые мо гут привести к искажению результатов определения загрязняющих почву токсичных веществ (особенно результаты идентификации), в последнем 12 Глава I. Пробоподготовка случае будут аналогичны артефактам, характерным для хроматографиро вания загрязнений воздуха [6].

Отличия можно найти лишь на стадии извлечения токсичных веществ из матрицы (почвы). Термин «почва» является широким понятием, охва тывающим множество веществ, находящихся на поверхности земли. По чва представляет собой рыхлый материал, содержащий неорганические и органические вещества (5%), воду и воздух. Органическая часть образует ся в результате разложения растительной биомассы. По приблизительной оценке, в 400 г богатой обработанной почвы может содержаться ~200 млн грибков, 25 млн водорослей, 15 млн простейших бактерий, а также множе ство червей, клещей и насекомых.

Некоторые из почвенных микроорганизмов способны окислять СО с помощью имеющихся у них ферментных систем, ускоряющих эту очень медленную реакцию. Другие микроорганизмы способны разлагать стойкие инсектициды, присутствующие в почве. Почва действует как резервуар, в котором пестициды хранятся до тех пор, пока они не будут поглощены бес позвоночными, улетучатся в атмосферу, вымоются водой или разложатся.

Стойкость пестицидов сильно зависит от типа почвы: тяжелые глинистые почвы удерживают их гораздо дольше, чем легкие песчаные почвы.

Если рассматривать почву лишь как резервуар, в котором в силу тех или иных причин (в основном из антропогенных источников) накапливаются вредные химические вещества органического и неорганического проис хождения, то возможные артефакты, влияющие на правильность анализа (идентификации), следует искать именно на этой стадии аналитической процедуры.

При извлечении загрязняющих веществ из почвы возможны следующие основные артефакты:

• внесение посторонних примесей растворителем экстрагентом;

• неравномерное извлечение загрязнений различной природы;

• разложение целевых компонентов при термодесорбционном извле чении.

Наиболее характерными артефактами при экстракционном извлечении токсичных веществ из почвы (экстрагенты — вода или органические раство рители) являются внесение в пробу примесей из растворителя или неравно мерное извлечение из почвы соединений различных классов. В случае когда эта «неравномерность» достигает 50–60% и более, искажаются не только ре зультаты количественного определения загрязнений, но также (и это глав ное) плохо экстрагирующиеся примеси могут «потеряться» на фоне значительно больших концентраций других компонентов, что приведет к существенному искажению идентификации загрязняющих почву веществ.

Поэтому при анализе сложных смесей загрязнений почвы (например, содержащих N2, NОx, NH3, CO2, PH3, углеводороды и сернистые соедине ния) следует или использовать термодесорбцию, или быть достаточно ос мотрительными при выборе растворителя. В частности, при использова нии в качестве экстрагентов воды, метанола, смесей воды и метанола и других полярных растворителей в водном растворе будут хорошо «откры ваться» лишь растворимые в воде соединения, а в полярных растворителях

3. Отбор проб 13 окажутся преимущественно полярные соединения (спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и др.). С другой стороны, потенциальные артефакты можно использовать и для целей идентификации — сначала проанализи ровать водную вытяжку, затем экстракт контролируемых компонентов в полярном растворителе, неполярных растворителях и т. д. [6].

Третьим фактором, способным существенно изменить состав загрязня ющих веществ при анализе почвы, является термодесорбция на стадии извлечения токсичных веществ из матрицы. В этом случае для устранения возможных артефактов следует осуществлять термодесорбцию в мягких условиях, медленно нагревая почву (или сорбционную трубку после улав ливания загрязнений из почвы) от ~40 до 150–200 °С. Можно воспользо ваться также импульсным нагревом образца или десорбцией в микровол новом поле (см. также гл. II).

При экспрессном газохроматографическом определении* в почве лету чих органических растворителей можно легко избежать артефактов, обус ловленных разложением пробы, если образец почвы (1 г) выдерживать в течение 1 ч в закрытой колбе при температуре 60 °С, а затем исследовать равновесную паровую фазу на капиллярной колонке с силиконом при программировании температуры [7].

3. Отбор проб При исследовании почвы важным этапом является отбор проб, который в методиках рекомендован в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02.84 [8]. Стандарт предназначен для контроля общего и локального загрязнения почвы в районах воздействия промышленных, сельскохозяйственных, хозяйствен но бытовых и транспортных источников загрязнения**.

Точечные пробы отбирают методом конверта, по диагонали или другим способом, исходя из того, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов. Объединенную пробу го товят из точечных проб. При определении в почве поверхностно распре деляющихся веществ (нефть, нефтепродукты, тяжелые металлы) точечные пробы отбирают послойно на глубине 0; 5 см и 5; 20 см массой до 0,2 кг.

При анализе загрязнения почвы легколетучими или химически нестойки ми веществами точечные пробы отбирают по всей глубине почвенного профиля и помещают в стеклянные емкости, герметично закрывающиеся крышками. Пробы анализируют в день отбора проб. При невозможности быстрого анализа пробы хранят в определенных условиях, описанных в методиках. При определении пестицидов пробы не следует хранить в пла стмассовых емкостях. При необходимости длительного хранения (более месяца) проб в почву добавляют консервирующие средства, рекомендо ванные в каждом случае для конкретных веществ в методиках (формалин с хлоридом натрия, раствор хлороводородной кислоты и др.) [3].

* См. книгу [Другов Ю.С., Муравьев И.Г., Родин А.А. Экспресс анализ экологических проб. М.: БИНОМ. Лабор. знаний, 2010, 324 с. : ил.].

** В настоящее время готовится новый стандарт [9].

14 Глава I. Пробоподготовка На практике чаще всего пробы почвы извлекают с помощью лопаты (совка) с глубины ~20 см и складывают в мешочки из ткани. При необ ходимости изучения послойной (глубинной) миграции элементов поль зуются специальным почвенным буром (известна площадь и глубина отбора пробы). Отобранная проба (400–500 г), освобожденная от камней и корней растений, рассыпается равномерным слоем на ровной поверхности и высушивается при обычной температуре (в отсутствие солнечного света) до воздушно сухого состояния. Затем пробы просеи вают через сито с диаметром отверстий 1 мм и упаковывают в пакеты из плотной бумаги [4].

При определении вредных примесей возникает необходимость опреде ления влажности почвы. Для этого навеску почвы помещают в химиче ский стакан и доводят до постоянной массы. Для высокогумусовых, глинистых почв с высокой влажностью достаточно 15–20 г, навеска органических почв должна быть 15–50 г. Определение проводят дважды, температура нагрева 105±2 °С в течение 8 ч. Песчаные почвы нагревают 3 ч при 105±2 °С, загипсованные почвы нагревают 8 ч при 80±2 °С. Про должительность последующего высушивания 1 ч для песчанных почв и 2 ч для остальных почв [3].

Влажность почвы Z (в %) вычисляют по формуле Z = (m1 – m0)100/(m0 – m), (I.1) где m1 — масса влажной почвы со стаканом, г; m0 — масса высушенной почвы со стаканом, г; m — масса стакана, г.

Вычисление Z проводят с точностью до ±0,1%. При необходимости пе ресчета с воздушно сухой почвы на абсолютно сухую определение гигро скопической влажности проводят аналогичным образом и учитывают в расчете результатов анализа.

Концентрацию исследуемого вещества в почве с (мг/кг) вычисляют по формуле c = a/b, (I.2) где а — количество исследуемого вещества, найденного в пробе, мкг;

b — масса исследуемой почвы, г.

При пересчете на абсолютно сухую почву в формулу вводят коэффици ент K:

K = 100/(100 – Z). (I.3) При концентрировании исследуемых веществ путем экстракции их из почвы жидкими растворителями или путем отгона в жидкости концентра цию вещества с (мг/кг) в почве вычисляют по формуле c = aV1/Vb, (I.4) где а — содержание вещества, найденного в исследуемом объеме раствора, мкг; V1 — общий объем раствора пробы, мл; V — объем раствора пробы, используемой для анализа, мл; b — масса исследуемой почвы, г.

[...] Практическое электронное издание Серия: «Методы в химии»

–  –  –

Системные требования: процессор Intel с тактовой частотой от 1,3 ГГц и выше; операционная система Microsoft Windows XP, Vista, 7 или 8; от 256 Мб оперативной памяти; от 260 Мб свободного пространства на жестком диске;

разрешение экрана не ниже 1024768; программа Adobe Reader не ниже X.

Другов Юрий Степанович – доктор химических наук, член корр. Пе тровской академии наук и искусств, член Научного совета по аналити ческой химии РАН, член Научного совета по адсорбции и хроматогра фии РАН, председатель комиссии по анализу объектов окружающей среды при Научном совете по аналитической химии РАН. Награжден медалью имени М. С. Цвета «За развитие хроматографии».

Научные интересы: методология газохроматографического анализа газов и неорганических веществ, теория и практика газохроматогра фической идентификации загрязнений природной среды.

Автор более 200 научных статей и 25 монографий в области экологи ческой аналитической химии, опубликованных в СССР, в России и за рубежом.

Родин Александр Александрович – кандидат химических наук, заведующий лабораторией и советник генерального директора ФГУП РНЦ «Прикладная химия» (ГИПХ, Санкт Петербург), генераль ный директор ООО «Приборлаб».

Научные интересы: технология синтеза озонобезопасных фреонов, методология и практика экологической аналитической химии.

Автор более 100 научных статей и 15 монографий по вопросам син теза фреонов и хроматографического анализа загрязнений природ ной среды.



Похожие работы:

«Ежедневные новости ООН • Для обновления сводки новостей, посетите Центр новостей ООН www.un.org/russian/news Ежедневные новости 05 ДЕКАБРЯ 2013 ГОДА, ЧЕТВЕРГ Заголовки дня, четверг В Международный день добровольцев Пан Ги В ООН объявили имена шести лауреатов премии Мун назвал молодежь проводником в области прав человека преобразований Пан Ги Мун осудил террористическое нападение В борьбе за права человека необходимо в Йемене учитывать возможности и вызовы Интернета Подготовка к вывозу...»

«К.П.ФЛОРЕНСКИЙ – ОСНОВАТЕЛЬ ЛАБОРАТОРИИ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ПЛАНЕТОЛОГИИ А.Т.Базилевский Впервые Кирилла Павловича я увидел в 1965 году, когда, будучи аспирантом кафедры геохимии Геологического факультета МГУ, был направлен для выполнения экспериментов по петрологии ультраосновных пород в Институт геохимии и аналитической химии им. Вернадского (ГЕОХИ). Направил туда меня мой научный руководитель, зав. кафедрой геохимии академик А.П. Виноградов, который также был директором ГЕОХИ. Я проводил свои...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2009. №2. С. 157–163. УДК 621.396.96.001(07) ПРОЦЕСС БЕЗНОЖЕВОЙ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНИСТОЙ СУСПЕНЗИИ В УСТАНОВКЕ «СТРУЯ–ПРЕГРАДА» Ю.Д. Алашкевич1,2, Р.А. Марченко1*, Н.С. Решетова1 © Сибирский государственный технологический университет, пр. Мира, 82, Красноярск, 660049 (Россия) E-mail: r.a.marchenko@mail.ru Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, Красноярск, 660036 (Россия) В работе представлены результаты экспериментальных исследований в области...»

«С Е Р И Я _ _ У Ч Е Н Ы Е У Н И В Е Р С И Т Светцов Е Владимир Иванович Т А Министерство образования и науки Российской Федерации Ивановский государственный химико-технологический университет Серия «Ученые университета» Светцов Владимир Иванович Биобиблиографический указатель Иваново УДК [016 : 929] : 621.38 ББК 91.9 : 32.85я1 С 243 Составители: А. М. Ефремов, В. В. Ганюшкина Ред. В. В. Ганюшкиной Под общ. ред. О. И. Койфмана Руководитель проекта член-корреспондент РАН О. И. Койфман Светцов...»

«Профиль “Геохимия и минералогия” – это сочетание фундаментальных научных исследований и решения прикладных задач Фундаментальные исследования • современное лабораторное оборудование: элементный анализ электронная микроскопия молекулярная спектроскопия рентгеновская микротомография термический анализ • компьютерное и экспериментальное моделирование 100 000 Lg (Ci /Cch o n drite ) 0,1 0,01 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ресурсный центр Геомодель Сканирующий электронный Микроскоп...»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова» Кафедра химии и технологии высокомолекулярных соединений им. С.С. Медведева БАКЕЕВА И.В. НАНОСТРУКТУРЫ: основные понятия, классификация, способы получения Учебное пособие второе издание 2008 год www.mitht.ru/e-library УДК 620.22.001.3 /.001.8 ББК 30.3 Рецензент: Д.т.н., профессор Левинский Ю.В. (зав. кафедрой химии и технологии наноразмерных и композиционных...»

«УДК 633.31: 633.361:631.52 С.А. Игнатьев, заведующий лабораторией многолетних трав, кандидат с.-х. наук; Т.В. Грязева, старший научный сотрудник, кандидат с.-х. наук; Н.Г. Игнатьева, старший научный сотрудник, заведующая лабораторией биохимической оценки селекционного материала; ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур им. И.Г. Калиненко (347740, г. Зерноград, Научный городок, 3; vniizk30@mail.ru) КОРМОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ НОВЫХ СОРТОВ МНОГОЛЕТНИХ БОБОВЫХ ТРАВ В...»

«УДК 556 [470.325] ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ В ТРАНСГРАНИЧНОМ СТВОРЕ РЕКИ СЕВЕРСКИЙ ДОНЕЦ Петина М.А.1, Новикова Ю.И.1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ «БелГУ») Белгород, Россия (308015, г. Белгород, ул. Победы, 85); е-mail: petina_m@bsu.edu.ru В статье рассмотрены природные и антропогенные факторы, определяющие качество воды в трансграничном створе...»

«ИНТЕГРАЦИЯ ХИМИИ И ФИЗИКИ О.Г.Плечова, методист по химии издательства «ДРОФА» Принципы, отражающие взаимосвязь фундаментальных теорий Принцип соответствия. Каждая старая теория входит в более новую как ее частный предельный случай. В химии ярким примером этого принципа является развитие представлений о причинах периодического повторения свойств химических элементов и образованных ими веществ. Первая формулировка Периодического закона связывала периодичность свойств с увеличением атомной массы...»

«Нефтепереработка и Нефтехимия, №3, 2005, с. 15-17. ОПЫТ ГЕТЕРОГЕННО-КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ДЕМЕРКАПТАНИЗАЦИИ СЫРЬЯ МТБЭ НА ОАО «СЛАВНЕФТЬ-ЯРОСЛАВНЕФТЕОРГСИНТЕЗ» Ахмадуллина А.Г.*, Ахмадуллин Р.М.*, Смирнов В.А.**, Титова Л.Ф.**, Егоров С.А.** (Казанский государственный технологический институт*, ОАО НИИ «Ярсинтез»**) Процесс демеркаптанизации сырья установки получения метилтретичнобутилового эфира (МТБЭ) проводится путем щелочной экстракции меркаптанов из сырья с последующей регенерацией насыщенного...»

«Эколого-гигиенические проблемы обращения с отходами нефтегазовой промышленности д.м.н. профессор Н.М. Самутин Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научноисследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» Министерства здравоохранения России. Институт является ведущей научно-исследовательской организацией, имеющей статус государственного учреждения, непосредственно подчиненного Министерству здравоохранения России. C момента образования Институт...»

«***** ИЗВЕСТИЯ ***** № 1 (37), 2015 Н И Ж Н Е В О Л ЖС К О Г О А Г Р О У Н И В Е Р С И Т Е Т С КО Г О К ОМ П Л Е К С А АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО УДК 632.125; 632.15 ПРОБЛЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НИЖНЕВОЛЖСКОГО ЭКОРЕГИОНА В.П. Зволинский1,2, академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Н. Бондаренко1, кандидат географических наук ГНУ Прикаспийский НИИ аридного земледелия, с. Соленое Займище Волгоградский государственный аграрный университет В представленной...»

«УДК 323.28(075.8) В.В. Татаринов (МГТУ им. Н.Э. Баумана; e-mail: viktor.tatarinov@bk.ru) РАДИАЦИОННЫЙ, ХИМИЧЕСКИЙ И БИОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕРРОРИЗМ Проведён анализ опасностей террористических атак с применением радиационных, химических и биологических компонентов. Показано, что противодействие такому терроризму требует системного подхода и координации деятельности заинтересованных ведомств как в области образования населения и подготовки кадров, так и в области специальных мероприятий. Ключевые слова:...»

«Патент на изобретение №2184556 http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet (19) (11) (13) РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ A61K35/56, A61K31/7048, (51) МПК 7 A61P31/12 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 08.09.2014 действует Пошлина: учтена за 14 год с 17.08.2014 по 16.08.2015 (21), (22) Заявка: 2001123112/14, 16.08.2001 (71) Заявитель(и): ГУ Тихоокеанский институт биоорганической (24) Дата начала отсчета...»

«ЦЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ-ПРИМЕСИ В УГЛЯХ VALUABLE TRACE ELEMENTS IN COAL RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES · URAL· DIVISION KOMI SCIENTIFIC CENTRE · INSTITUTE OF GEOLOGY Ya.E. Yudovich, M.P. Ketris VALUABLE TRACE ELEMENTS INCOAL EKATERINBURG, 2006 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК · УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ КОМИ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР · ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ Я.Э. Юдович, М.П. Кетрис ЦЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ-ПРИМЕСИ В УГЛЯХ ЕКАТЕРИНБУРГ, 2006 /7 ' к УДК 550.4 + 553.9 + 552.5 Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Ценные элементы-примеси в углях....»



 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.