Методы анализа состава почв

 

Почвы – это сложный аналитический объект, включающий неорганические (минеральные) и органические (гумус) вещества, которые могут находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях. В почвах могут присутствовать практически все элементы. Их содержание колеблется в широких пределах: для макроэлементов - от десятых долей до нескольких процентов (Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, C) и десятки процентов (Si, O); для микро- и ультра микроэлементов - от 10-8 до 10-3% (Ba, Sr, B, Rb, Cu, V, Cr, Ni, Co, Li, Mo, Cs, Se); промежуточное положение занимают элементы с содержанием 10-2- 10-1% (Ti, N, P, S, H). Без достоверных данных качественного и количественного анализа состава почв, их насыщенности удобрениями, загрязненности и т.д. нельзя решить многие задачи агрохимии, выявить источники их загрязнения и сформировать мероприятия по снижению этих загрязнений.

            Часто определяемые твердые вещества посредством химических реакций переводят в жидкое состояние. Такой процесс, а также процесс извлечения из почв ионов, называется получением почвенной вытяжки.

Анализ содержания в почвах твердых веществ без преобразования их агрегатного состояния используется редко. При этом применяют методы: атомно-эмиссионного спектрального анализа с электротермическим возбуждением или атомизацией твердой пробы; инверсионная вольтамперометрия с растворением твердого вещества из электрода; γ - спектроскопия, используемая для определения концентраций радиоактивных веществ.

            Рассмотрим примеры определения различными методами содержания в почве некоторых веществ.

            Для определения подвижного (в виде ионов) железа в почве получают сернокислую почвенную вытяжку путем встряхивания 10 г почвы в 100 мл 0,5М H2SO4. При фотометрическом определении  железа к 10 мл почвенной вытяжки в колбе вместимостью 50 мл добавляют 5мл реагента и разбавляют водой до 50 мл. В качестве реагента используют 10%-ный раствор сульфосалициловой кислоты. Затем измеряют коэффициент пропускания полученного раствора на фотоколориметре при длине волны λ = 510 нм. По заранее построенному при помощи образцовых растворов графику зависимости коэффициента пропускания от концентрации железа определяют искомую концентрацию. Используя различные химические реагенты, фотометрическими методами можно определять содержание в почвенных вытяжках Mn, P, Ti, Ni, Cr, нитраты.

            Определение состава твердых веществ возможно методами атомно-эмиссионного спектрального анализа с электротермическим возбуждением. Суть этих методов заключается в возбуждении излучения исследуемого вещества при помощи дуговых и искровых электрических разрядов между парой электродов. Спектр полученных излучений имеет однозначную связь с составом исследуемого вещества.

            Далее показаны электроды для атомной эмиссии.

 

Рис. Электроды для атомной эмиссии

 

Обычно их изготавливают из графита, спектр которого беден линиями излучения.

В углублении одного из электродов помещают смешанную с порошком графита пробу твердого вещества. Второй электрод в виде конусообразного стержня называют противоэлектродом. В пространстве между электродами образуется плазма, состоящая из атомов, ионов и свободных электронов с температурой до 5000 К в дуге и 40000 К в искре. Спектры плазмы состоят из большого числа линий излучения с различными длинами волн видимого и УФ диапазонов. Методы позволяют определять содержание в почвах Li, Na, K, Ca, Sr, Ba, Mn, V, Cr, C и т.д.

            Содержание нитрат- ионов NO3-  в почвах удобно контролировать с помощью нитрат- селективного электрода. Серийно выпускаемый нитрат- селективный электрод ЭМ-NO3-01 выполняет электродную функцию в интервале рNO3 от 0,4 до 4,0 при рН 2,0 - 9,0.

            Для извлечения NO3- из почвы 20 г пробы помещают в колбу, приливают 50 мл 1М раствора K2SO4 и перемешивают на механическом встряхивателе 3 мин. Затем измеряют электрический потенциал нитрат- селективного электрода относительно хлоридсеребряного электрода сравнения. По заранее построенному градуировочному графику определяют рNO3 исследуемой пробы почвы.

 


Разблокировка Билайн Про 2
Разблокировка Билайн Про 2


Разблокировка Huawei E5330
Разблокировка Huawei E5330


Разблокировка Билайн Про 2
Разблокировка Билайн Про 2