Тяжелые металлы в почвах пришкольного участка

Характеристика почв

Для района в особенности для города Кемерово характерно интенсивное загрязнение газообразными и твердыми выбросами промышленных предприятий города Кемерово; высокая пылевая нагрузка от добычи угля открытым и подземным способами. Загрязнение почв тяжелыми металлами сильное с повышением фона в 5-10 раз. Кемеровский район недостаточно увлажненный. Наша школа находиться на Кузнецком проспекте. Это оживленная улица с большим потоком легкового и грузового транспорта. Образцы почв отбирались с трех участков отличающихся по произрастающим растениям, по видам агротехнической обработки, и по расположению относительно оживленной автотрассы. Два участка – на территории школы: 1 – прилегающий к «Кузнецкому проспекту (не обрабатывается), 2 – за школой (выращиваются цветы); 3 – на территории удаленной от города на 25 км и от автотрассы на 2,5 км

Отбор проб почвы и их предварительный анализ

Отбор проб почв. С участка площадью 50 кв. м отбирали объединённые пробы весом 1 кг. На этикетках указывали номер пробы, дату взятия, место отбора, глубину почвенного горизонта (15-20 см). Почву просушивали суток в продуваемом месте, с целью прекращения микробиологических процессов и связанного с ними биохимического изменения образца. Из объединённых проб отбирали усреднённые методом квартования. Просеиванием, через сито с диаметром отверстия 1 мм и 0,25 мм. Получали соответствующие фракции для дальнейших анализов.

Определение гигроскопической воды. В предварительно высушенном бюксе на аналитических весах отвешивают 1 г воздушно сухой почвы (сито 0,25 мм). Почву высушивают при температуре 100-105°C в течение 5 часов. После охлаждения бюкс с почвой взвешивают и по потери в весе вычисляют содержание гигроскопической воды в почве.

Определение содержания перегноя. О содержании перегноя судили по её окраске, руководствуясь шкалой:

Определение показателя рН. Готовили водную вытяжку (отношение почвы к воде 1:2,5) при 3-минутном встряхивании. Определение проводили в суспензии до фильтрования вытяжки с помощью рН-метра (измерительный электрод – стеклянный, электрод сравнения – хлор-серебрянный). Это определение следует выполнять в первую очередь, т.к. при стоянии величина рН меняется.

Определение подвижных форм Zn, Cd, Pb, Cu в ацетатно-аммонийной вытяжке

Подвижные формы элементов доступны растениям извлекают водой, растворами минеральных кислот, солей, комплексообразователями. Многие элементы извлекают групповым экстрагентам CH₃COONH₄ (ацетат аммония) при РН 4.6-4.8. По количеству подвижных форм устанавливают загрязнение почв и зоны загрязнений по соответствию с ПДК.

Методика приготовления вытяжки. Отвешивают на технических весах 10 г воздушно – сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром в 1 мм, помещают навеску в коническую колбу и приливают измерительным цилиндром 100 мл ацетатного буферного раствора (рН 4,8). Встряхивают на ротаторе в течение 1 часа и отфильтровывают вытяжку через фильтр с белой лентой.

Приготовление буферного раствора. Берут 108 мл 98%-ной уксусной кислоты, разбавляют бидистиллированной водой до 600 – 700 мл, приливают 75 мл 25%-ного раствора NН₄OH, перемешивают и доводят бидистиллированной водой до 1 л. Проверяют рН полученного раствора на рН-метре.

Методика вольтамперометрического определения ТМ

Определение элементов в вытяжках проводили методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторе ТА-4 в двухэлектродном режиме в стандартных условиях определения ТМ: электрод сравнения - насыщенный хлорсеребряный; индикаторный электрод – ртутно-пленочный; фоновый электролит - 0,02 М муравьиная кислота; УФ-подготовка – 300 с; потенциал накопления - 1,3 В; время накопления 120 с; потенциал начала развертки - 1,2 В; потенциал конца развертки - 0,05 В; скорость развертки потенциала 80 мВ/с; потенциал успокоения - 1,2 В; режим вибрации 6. Достоинствами данного метода являются его высокая чувствительность и возможность определения четырех металлов из одной пробы и за один цикл. Определение концентраций металлов в ячейке производилось по формуле:

C = C_ст. × V_доб. / V_общ.,

где: С_ст. - концентрация стандартного раствора (моль/л);
V_доб. - объём добавки (мл);
V_общ. - суммарный объём в ячейке (мл).

Концентрации ТМ в почвах определялась методом добавок:

С = (С_доб. × V_доб. / V_общ.) × (h_x / (H – h_x)),

где: h_x - высота пика в пробе (мкА);
H – высота пика после добавки (мкА).