Изучение влияния соединений тяжёлых металлов на почву и растения на примере соединений кадмия и (стр. 5 из 9)
Подготовка почвы к анализу. При подготовке почвы к анализу на содержание гумуса особое внимание должно быть обращено на удаление из почвы корешков и различных органических остатков растительного и животного происхождения.
Из взятого в поле и доведённого до воздушно-сухого состояния образца почвы берут среднюю пробу в количестве 50г, тщательно отбирают пинцетом корни и видимые глазом органические остатки (панцири насекомых, семена, угольки и т. д.), раздавливают почвенные комки деревянным пестиком с резиновым наконечником и вновь тщательно отбирают корни, пользуясь при этом лупой.
Затем растирают почву в фарфоровой ступке и пропускают через сито с диаметром отверстий в 1мм, после чего из неё снова берут среднюю пробу весом 5г и повторяют отбор корешков, используя для этого следующий приём. Сухую стеклянную палочку энергично натирают сухой суконной или шерстяной тканью и быстро проводят на высоте около 10см над почвой, распределённой тонким слоем по поверхности восковки или пергаментной бумаги.
Тонкие мелкие корешки и полуразложившиеся растительные остатки, которые до этого не удалось отобрать в связи с их малыми размерами, прилипают к поверхности наэлектризованной палочки и таким образом выносятся из почвы. Их снимают с палочки при повторном её натирании. Не следует слишком низко проводить палочкой над поверхностью почвы во избежание выноса из почвы не только органических остатков, но и мелкозёма.
В процессе отбора корешков надо неоднократно перемешивать почву и вновь распределять её тонким слоем. Операцию следует вести до тех пор, пока на палочке будут обнаруживаться лишь единичные корешки. Чистоту отбора корешков контролируют, помимо того, просмотром почвы в лупу.
По окончании отбора корешков почву снова растирают в фарфоровой, яшмовой или агатовой ступке и пропускают через сито с диаметром отверстий в 0,25 мм. Описанным выше способом должен быть подготовлен весь образец в 5г. Отбрасывать трудно поддающуюся растиранию часть образца ни в коем случае нельзя.
Почву, подготовленную вышеуказанным образом для анализа, следует хранить в пакетиках из пергаментной бумаги или восковки либо в пробирках с пробками.
Содержание гумуса определяют по специальной формуле на основании количества хромовой кислоты, пошедшей на окисление. Анализируемый материал должен быть тщательно очищен от органических остатков.
Ход анализа:
1. От образца растёртого резиновой пробкой в ступке отбирали среднюю пробу, из которой берётся навеска в 1 г, тщательно отбираются растительные остатки.
2. Из очищенного материала брали навеску 0,2 г и переносили в коническую колбу на 100 мл. В колбу приливали 15 мл хромовой смеси. Раствор хромовой смеси готовили: 40 г дихромата калия (K2Cr2O7): 1 л Н2О:1 л Н2SO4.
3. Обе колбы кипятили 5 минут с обратным холодильником.
4. После того, как жидкость в колбах остыла, в них добавляли дистиллированную воду до 25% объёма и прибавляли 5 капель индикатора (0,2% раствор фенилантраниловой кислоты).
5. Далее производили титрование 0,2% раствором соли Мора. Хромовая смесь реагирует с солью Мора следующим образом:
K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6FeSO4 = 7H2O + K2SO4 + Cr2 (SO4)3 + 3 Fe2 (SO4)3
В процессе титрования окраска раствора постепенно изменялась от фиолетовой до зелёной. При появлении яркой зелёной окраски, свидетельствующей о восстановлении индикатора (полной нейтрализации хромовой смеси), титрование заканчивали. В первую очередь определяли исходное количество хромовой смеси, взятой для опыта. Титровали холостой опыт для определения количества хромовой смеси, неизрасходованной на окисление органического углерода.
6. Определение гумуса производили по формуле:
A = (a-b)NK * 100%, где
4
А – количество гумуса в %;
а – количество кубических сантиметров раствора соли Мора, пошедшее на титрование хромовой смеси без почвы;
b –количество кубических сантиметров раствора соли Мора, пошедшее на титрование хромовой смеси с почвой;
N – нормальность раствора соли Мора 0,2;
К – коэффициент перевода на гумус, равный 0,00517;
о – навеска почвы в граммах.
2.3 Определение рН водной вытяжки почв [12]
Материалы и оборудование: образцы почв, весы с разновесами, прибор Н.И.Алямовского.
Пояснения к заданию. Кислотность почвы характеризуют величиной рН водных или солевых вытяжек. Если определяют актуальную кислотность почвы, т.е. кислотность почвенного раствора, то готовят водную вытяжку из почвы, обрабатывая её дистиллированной водой. Если же ставят целью определение обменной кислотности почвы, то готовят солевую вытяжку, обрабатывая почву 1н. раствором хлористого калия.
Определение реакции почвы чаще всего проводится колориметрическим, или цветным, методом по шкале Н.И. Алямовского. Этот метод основан на свойствах некоторых веществ, называемых индикаторами, менять окраску при изменении реакции среды.
Ход работы.
1. Из смешанного образца взять почву и насыпать в пробирку до нижней метки(если нет прибора с нанесёнными чёрточками, то берут навеску почвы 20г, помещают её в коническую колбу ёмкостью 100мл и приливают 50 мл дистиллированной воды или 1 н. раствора КCl. Колбу с содержимым хорошо взбалтывают).
2. Прилить к почве до верхней метки пробирки 1н. раствор КCl (если определяют обменную кислотность) или дистиллированную воду (если определяют актуальную кислотность).
3. Закрыть пробирку резиновой пробкой и хорошо взболтать в течение 5 минут. Если после встряхивания уровень жидкости будет ниже верхней метки, то необходимо добавить раствора и снова взболтать в течение нескольких секунд.
4. Дать жидкости хорошо отстояться до полного осветления.
5. Перенести пипеткой 5 мл прозрачной почвенной вытяжки в чистую пробирку и добавить туда 5-6 капель (0,3мл) комбинированного индикатора[2].
2.4 Определение суммы поглощённых оснований [12]
Метод основан на обработке почвы 0,1н. раствором HCl, при этом часть кислоты идёт на вытеснение и нейтрализацию поглощённых оснований, а остаток её учитывается титрованием 0,1 н. раствором NаOH. По разности между взятым и оставшимся количеством HCl находят ту часть её, которая израсходована на вытеснение и нейтрализацию поглощённых оснований.
Ход анализа:
На технохимических весах берут навеску почвы массой 10 г, помещают её в колбу на 250 мл и приливают из бюретки 50 мл 0,1 н. раствора HCl, колбу закрывают пробкой и содержимое взбалтывают в течение часа на ротаторе, после чего почву с кислотой оставляют отстаиваться на сутки, затем хорошо взбалтывают вручную и фильтруют через сухой беззольный фильтр. Из полученного фильтрата берут пипеткой 25 мл, помещают в коническую колбу на 100 мл, прибавляют 3 капли фенолфталеина, кипятят на газовой горелке и в горячем виде при помешивании титруют 0,1 н. раствором NаOH до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 минуты.
Результаты анализа вычисляют по формуле:
S= (a*T1-b*T2)*20 , где10
S – это сумма поглощённых оснований, мг.экв/100г почвы;
а – количество взятой 0,1 HCl, мл;
в – количество 0,1 NaOH, пошедшего на титрование, мл;
Т1 и Т2 – поправки к титру 0,1н HCl и 0,1 н.NaOH
20 – коэффициент для перевода результатов на 100г почвы
10 – коэффициент для перевода результатов в мг. Экв.
Используя полученные результаты, рассчитывают ёмкость поглощения почвы (мг.) Экв на 100г)
T=S+Hг, где
S – сумма поглощённых оснований
Нг – гидролитическая кислотность мг/экв. Степень насыщенности почвы основаниями (V) вычисляют по формуле:
V= ST*100%2.5. Кислотность почвы
Кислотность – важнейшая агрохимическая характеристика почвы.
Кислотность почвы выражается обычно величиной рН. рН, или водородный показатель, представляет собой отрицательный логарифм концентрации водородных ионов.
По степени кислотности (величине рН) почвы делятся на следующие группы:
сильнокислотные рН<4,5
кислые рН 4,6-5,5
слабокислые рН 5,6-6,0
нейтральные рН 6,1-7,0
щелочные рН 7,1-8,0
сильнощелочные рН> 8,1
Нейтральной реакцией с небольшими отклонениями в ту или другую сторону обладают чернозёмы. Кислую реакцию имеют подзолистые и болотные почвы, щелочную – засоленные почвы.
Различают два вида почвенной кислотности – актуальную (активную) и потенциальную (скрытую). Последняя в свою очередь делится на обменную и гидролитическую.
Актуальной кислотностью называют концентрацию свободных ионов водорода в почвенном растворе. Она обусловлена наличием в почвенном растворе органических и минеральных кислот, создающих определенную степень подкисления. Для обнаружения актуальной кислотности почву промывают водой с последующим определением в водной вытяжке концентрации водородных ионов и таким образом устанавливают величину водного рН.
Потенциальной (скрытой) кислотностью называют способность твёрдой фазы почвы подкислять раствор при взаимодействии с солями. Она обусловлена ионами Н+ или Al3+, которые находятся в поглощённом почвой состоянии, а не в почвенном растворе.
В зависимости от того, какие соли используют для выявления потенциальной кислотности, последнюю подразделяют на обменную и гидролитическую. Обменной кислотностью почвы называют ту часть потенциальной кислотности, которая выявляется при вытеснении из почвы ионов Н+ или Al3+ раствором нейтральной соли (KCl, NaCl, BaCl2). Чаще всего для этой цели используют 1 н. раствор KCl:
= [почва] H+ KCl [почва] K+ НCl;
К+