Экологический  мониторинг и экологическая экспертиза

Содержание

Работа 3. Определение доступной растениям фосфорной кислоты в почве по В.Ф.Чирикову

Разведенная уксусная кислота – реактив для извлечения доступного растениям фосфора из подзолистых и некарбонатных черноземных почв.

1. 0,5 н. уксусная кислота. 30 мл концентрированной С2Н4О2 разбавляют дистиллированной водой до 1 л, а затем путем титрования полученного раствора щелочью (NaOH) с фенолфталеином проверяют титр приготовленной кислоты и доводят его до 0,5 н.

2. Разведенная серная кислота. 150 мл H2SO4 с удельной массой 1,84 разбавляют дистиллированной водой и доводят ею до 1 л.

3. Образцовый раствор фосфора. 0,1917 г х.ч., свежеперекристаллизованного в спирте кислого фосфорнокислого калия КН2РО4 растворяют в 1 л дистиллированной воды. Раствор содержит 0,1 мг Р2О5 в 1 мл. 20 мл полученного раствора разбавляют водой до 1 л. Этот раствор в 1 мл содержит 0,002 мг Р2О5; его и употребляют для приготовления образцового раствора. Как антисептик в образцовые растворы добавляют по 1 мл толуола.

4. Медно-оловянный восстановитель. 0,1 г чистого металлического олова обрабатывают в пробирке 2 мл чистой концентрированной соляной кислоты, сразу прибавляют 1-2 капли 4%-го раствора медного купороса и растворяют на кипящей водяной бане. Когда все олово растворится, доводят объем раствора до 10 мл и хорошо его перемешивают. Ежедневно готовят свежий реактив. Хранят в темноте.

Навеску почвы 10 г помещают в широкогорлую бутылку емкостью около 0,5 л, приливают туда 250 мл 0,5 н. раствора СН3СООН (реактив 1), встряхивают колбу на ротаторе 1 ч, оставляют на сутки и суспензию фильтруют через плотный складчатый фильтр.

Берут 10-20 мл фильтрата (в зависимости от ожидаемого количества фосфатов), наливают в фарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане досуха. Осадок в чашке растворяют в 10 мл разведенной серной кислоты, переносят в мерную колбочку емкостью 100 мл, смывая несколько раз чашку небольшими порциями дистиллированной воды и сливают ее в ту же колбочку.

Объем жидкости должен быть 60 мл.

Добавляют 10 мл молибденово-кислого аммония (прил. 19). В колбу добавляют дистиллированную воду до черты. Колбу осторожно переворачивают, перемешивая содержимое.

Приливают 5 капель медно-оловянного восстановителя (капли должны падать прямо в раствор, а не стекать по стенкам колбы) и переворачивают несколько раз колбу. Одновременно готовят образцовую шкалу, для чего из второго образцового раствора берут 25, 15, и 10 мл в колбы на 100 мл и проводят с ним такие же операции, что и с испытуемыми растворами (кроме нейтрализации щелочью).

После прибавления восстановителя появляется голубое окрашивание растворов. Колбы оставляют на 15-20 мин (но не более часа).

Образцы сравнивают с образцовой шкалой.

Содержание Р2О5 (х, мг/100г в воздушно-сухой почве рассчитывают по формуле

,

где а – количество образцового раствора, влитого в колбочку емкостью 100 мл;

б – содержание Р2О5 в 1 мл образцового раствора, мг;

к – отсчет в колориметре по шкале образцового раствора, мм;

100 – коэффициент для пересчета результатов анализа на 100 г почвы;

н – навеска почвы, отвечающая объему фильтрата, взятому для определения (выпаренному и влитому в колбочку емкостью 100 мл, г);

если для выпаривания брали 10 мл фильтрата, то н = 10 × 10/250 = 0,4 г;

л – отсчет в колориметре по шкале испытуемого раствора, мм.

По содержанию фосфатов, переходящих в 0,5 н. уксусную кислоту из черноземных и дерново-подзолистых почв, Э. Шконде пришел к выводу о наличии следующей зависимости между этими показателями:

Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу

Чирикова в модификации ЦИНАО. ГОСТ 26204-91.

Метод рассчитан на определение подвижных соединений фосфора и калия в черноземах, серых лесных и других почвах, вскрышных и вмещающих породах степной и лесостепной зон. Стандарт не распространяется на почвенные горизонты, содержащие карбонаты.

Метод основан на извлечении подвижных соединений фосфора и калия из почвы раствором уксусной кислоты(CH3COOH) с концентрацией 0,5 моль/дм3 при отношении почвы к раствору 1:25 и последующем определении фосфора в виде синего фосфорно-молибденового комплекса на фотоэлектроколориметре и калия – на пламенном фотометре.

Отбор проб для анализа проводят по ГОСТ 28168, ГОСТ 17.4.3.01 и ГОСТ 17.4.4.02 – в зависимости от целей исследований. Масса пробы – 4 г.

1. Фотоэлектроколориметр;

2. Фотометр пламенный (допускается использование газовых смесей состава: пропан-бутан-воздух и сетевой газ-воздух;

3. Ротатор с оборотом на 360º и частотой вращения не менее 30-40 мин-1 или взбалтыватель с возвратно-поступательным движением и частотой колебаний не менее 75 мин-1;

4. Цилиндр или дозатор для отмеривания 100 см3 экстрагирующего раствора;

5. Пипетка или дозатор для отмеривания 5 см3 проб растворов сравнения и вытяжек;

6. Цилиндр или дозатор для дозирования 45 см3 реактива Б;

7. Воронки;

8. Колбы конические или технологические емкости вместимостью не менее 150 см3, колбы мерные вместимостью 250 см3 и 1 дм3;

9. Бюретка на 25 см3.

1. Аммоний молибденово-кислый по ГОСТ 3765;

2. Калий фосфорно-кислый однозамещенный по ГОСТ 4198;

3. Калий хлористый по ГОСТ 4234;

4. Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, раствор с концентрацией NaOH 0,1 моль/дм3, титрованный раствор, приготовленный по ГОСТ 25794,1;

5. Серная кислота по ГОСТ 4204, раствор с концентрацией H2SO4 5 моль/дм3;

6. Кислота уксусная по ГОСТ 61;

7. Кислота соляная по ГОСТ 3118;

8. Олово двухлористое;

9. Фенолфталеин, индикатор по ТУ 6-09-5360, раствор с концентрацией 10 г/дм3 в этаноле;

10. Спирт этиловый ректификованный технический (этанол) по ГОСТ 18300;

11. Вода дистиллированная;

12. Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

1. Приготовление экстрагирующего раствора – раствора уксусной кислоты с концентрацией CH3COOH 0,5 моль/дм3.

Для приготовления 1 дм3 раствора отмеривают 30 см3 уксусной кислоты. Отмеренный объем кислоты при перемешивании вливают в воду и доводят объем водой до 1 дм3.

Точную концентрацию полученного раствора устанавливают титрованием. Для титрования в три конические колбы на 250 мл отбирают по 5 см3 раствора, приливают по 50 см3 воды, 2 капли фенолфталеина и титруют раствором гидроокиси натрия с концентрацией 0,1 моль/дм3 до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.

Для вычисления точной концентрации используют среднее арифметическое значение результатов трех титрований. Точную концентрацию раствора (С, моль/дм3) вычисляют по формуле

,

где с1 – концентрация раствора гидроокиси натрия, моль/дм3;

V – объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование, см3;

V1 – объем раствора уксусной кислоты, отобранный для титрования, см3.

Допускается использование раствора уксусной кислоты с концентрацией от 0,49 до 0,51 моль/дм3.

2. Приготовление реактива молибденово-кислого аммония.

Растворяют 25 г молибденово-кислого аммония в 200 см3 воды дистиллированной при слабом нагревании, фильтруют.

280 мл H2SO4 разбавляют дистиллированной водой до 500 мл. Серную кислоту льют в воду. Охлаждают оба раствора, хранят в склянке из темного стекла.

Сливают оба раствора, доводят объем до 1 л.

Полученный раствор содержит 2,5 г молибденово-кислого аммония в 100 см3.

3. Приготовление раствора двухлористого олова.

2,5 г двухлористого олова растворяют в 10 см3 концентрированной соляной кислоты. Кипятят на водяной бане до полного растворения, затем охлаждают и доводят объем дистиллированной водой до 100 см3.

4. Приготовление раствора фенолфталеина. 1 г фенолфталеина растворяют в 100 см3 этилового спирта.

5. Приготовление исходного раствора с концентрацией P2O5 и K2O

1 г/дм3 : (1,918 ± 0,001) г однозамещенного фосфорно-кислого калия и (0,532 ± 0,001) г хлористого калия помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и растворяют в экстрагирующем растворе (0,5М СН3СООН), доводя объем до метки. Полученный раствор содержит 1 мг P2O5 и K2O на 1 см3.

Раствор хранят не более 1 года.

6. Приготовление раствора концентрации P2O5 и K2O 0,1 мг/см3 : 100 см3 раствора, приготовленного по п.5, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят объем до метки экстрагирующим раствором. Раствор хранят не более 3 месяцев.

7. Приготовление серии растворов сравнения. В мерные колбы вместимостью 250 см3 помещают указанные в таблице объемы раствора, приготовленного по п.6.

Объемы растворов доводят до метки экстрагирующим раствором. Растворы сравнения хранят не более 1 месяца.

1. Приготовление вытяжки из почвы.

Пробы почвы массой (4,0 ± 0,1) г помещают в конические колбы на 250 мл или технологические емкости. К пробам приливают по 100 см3 экстрагирующего раствора 0,5М CH3COOH.

Почву с раствором перемешивают в течение 1ч и оставляют в вертикальном положении на 18-20 ч. Затем суспензии взбалтывают вручную и фильтруют через бумажные складчатые фильтры.

2. Определение фосфора.

В конические колбы на 100 мл пипеткой отбирают по 10 см3 растворов сравнения (для графика), а в другие – прозрачного фильтрата вытяжек.

К пробам прибавляют по 4 см3 молибдата аммония, добавляют 4 капли хлористого олова и доводят до метки дистиллированной водой, через 10 мин после начала окрашивания колориметрируют в кювете на 20 мм при красном светофильтре (600-750 нм). Фотометрирование проводят относительно раствора сравнения N1.

3. Определение калия.

Калий определяют на пламенном фотометре, используя светофильтр с максимумом пропускания в области 766-770 нм.

Содержание P2O5 в анализируемой почве определяют непосредственно по градуировочному графику. Градуировочный график строят по показаниям фотоколориметрирования растворов сравнения – по ГОСТ 29269. Результат выражают в миллиграммах на 1 кг почвы и округляют до целого числа.

Калий определяют в оставшейся части вытяжки, беря аликвоту в стаканчик или стеклянный бюкс вместимостью 5-7 см3 и фотометрируя ее при светофильтре, пропускающем аналитические линии калия при длине волн 766,5 и 769,9 нм.

Содержание калия в анализируемой почве находят по градуировочному графику, построенному по показаниям фотоколориметрирования растворов сравнения – по ГОСТ 29269.

Результат выражают в миллиграммах на 1 кг почвы и округляют до целого числа.