Приложение N 1. Методы, предложенные для определения химических веществ в почве

Приложение N 1

Методы,
предложенные для определения химических веществ в почве

1. Методика определения дилора в почве хроматографией в тонком слое

Принцип и характеристика метода

Метод основан на экстракции пестицида н-гексаном из пробы почвы, очистке экстракта, его концентрировании и хроматографии в слое окиси алюминия. В качестве подвижного растворителя используется н-гексан. Количественное определение препарата проводится путем сравнения площадей пятен пробы и стандартов. Метод позволяет определить 0,5 мкг дилора в пробе. Полнота определения %. Метод специфичен.

Аппаратура и посуда

Колбы конические с притертыми пробками на 700 мл.

Воронки для фильтрования.

Делительные воронки на 250 мл.

Аппарат для встряхивания.

Прибор для отгонки растворителей.

Микропипетки для нанесения стандартных растворов.

Пипетки или шприцы для нанесения проб.

Лабораторный штатив.

Камера для хроматографирования.

Стеклянные пластинки 9х12 см. Они покрываются сорбционной массой. Сорбционная масса для приготовления четырех пластинок состоит из 5 г окиси алюминия, 0,5 г медицинского гипса и 7,5 мл дважды перегнанной воды.

Пульверизатор стеклянный.

Ртутно-кварцевая лампа.

Реактивы и растворы

1. Н-гексан.

2. Серная кислота, хч, концентрированная.

3. Окись алюминия безводная, чда.

4. Кальций сернокислый, чда. Просушивают в сушильном шкафу 6 ч при 150-160°С. Хранят в банке с притертой пробкой.

5. Натрий сернокислый безводный, хч.

6. Спирт этиловый.

7. Серебро азотнокислое.

8. 25%-ный раствор аммиака.

9. Проявляющий реактив (0,85 г азотнокислого серебра, 2,5 мл аммиака и 97 мл дважды дистиллированной воды).

10. Стандартный раствор дилора (100 мкг/мл).

Отбор проб

С выбранного участка отбирают смешанный образец почвы, состоящий из 5 проб, взятых по методу конверта или по диагонали. Пробы отбирают лопатой или буром на глубину пахотного слоя (20 см). Почву отрезают лопатой отвесно в виде прямоугольной пластины. Следят за тем, чтобы в каждый образец попало примерно такое количество почвы верхнего и нижнего слоев, которое пропорционально их мощности. Взятый образец тщательно перемешивают на листе фанеры или на куске брезента, полиэтиленовой пленки. Затем для составления смешанной пробы из него отбирают какой-нибудь меркой (например, банка, стакан) небольшой объем почвы и высыпают в чистый мешочек. Из всех отдельных образцов в смешанную среднюю пробу должно попасть приблизительно одинаковое количество почвы. Все пять проб ссыпают вместе, освобождают от камней, корней и других включений и тщательно перемешивают. После перемешивания из средней массы почвы методом квартования отбирают 1,0-1,5 кг почвы. Проба упаковывается в хлопчатобумажный или полиэтиленовый мешочек, заполняется сопроводительный талон, вместе с которым проба отсылается в лабораторию на анализ.

Для изучения распределения пестицида по профилю почвы пробы отбирают из почвенных разрезов, сделанных до глубины 1 м через каждые 10 см или по слоям 0-25 и 75-100 см. Отобранные по слоям пробы почвы обрабатываются так же, как и поверхностные пробы.

Ход анализа

При определении дилора в почве навеску суховоздушной почвы (100 г), растертую в фарфоровой ступке и просеянную через почвенное сито 0,5, помещают в коническую колбу на 700 мл. Пробу почвы заливают до покрытия н-гексаном и взбалтывают в аппарате для встряхивания в течение часа.

Экстракт фильтруют через воронку, заполненную безводным сернокислым натрием. Пробу дважды промывают 30-40 мл н-гексана. Экстракты объединяют и переносят в делительную воронку, прибавляют 10 мл концентрированной серной кислоты и осторожно встряхивают несколько раз. Отделяют органический слой и отгоняют растворитель в приборе для отгонки до небольшого объема (0,3-0,5 мл). Этот объем количественно наносят пипеткой или шприцем на хроматографическую пластинку.

Хроматографическую пластинку с нанесенным экстрактом и стандартами в вертикальном положении помещают в камеру для хроматографирования и погружают на 1 см в подвижный растворитель (перегнанный н-гексан). Хроматографирование проводят до поднятия фронта подвижного растворителя на высоту 10 см. Затем пластинки высушивают, опрыскивают проявителем, хроматограммы подвергают ультрафиолетовому облучению до четкого появления пятен стандарта (10-30 минут). Идентификация дилора проводится по величине его Rf, которая равна 0,8.

Построение калибровочного графика

На пластинку для хроматографирования наносят стандартный раствор дилора (100 мкг/мл) в объеме 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 мл, что соответствует 10, 20, 30, 40, 50 мкг дилора, а также разведение стандартного раствора 1:10 в объеме 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 мл, что соответствует 2, 4, 6, 8 мкг дилора.

Пластинки хроматографируют и обрабатывают так же, как и исследуемые пробы, определяют площади пятен и по полученным данным строят калибровочный график.

Расчет анализа

Измеряют площадь пятна пробы на пластинке для хроматографии и по калибровочному графику определяют количество дилора в пробе. Концентрацию дилора в почве рассчитывают по формуле:

, где

С - концентрация дилора в почве, мг/кг, а - количество препарата в пробе почвы, определенное по калибровочному графику, мкг, в - масса почвы, взятой для анализа, г, 1000 - коэффициент для пересчета на кг почвы.

2. Методика определения гептахлора в почве хроматографией в тонком слое

Принцип и характеристика метода

Метод основан на экстракции пестицида из пробы почвы органическим растворителем, очистке экстракта, его концентрировании и последующем хроматографировании в тонком слое сорбента. Подвижной фазой служит н-гексан. Место локализации препарата обнаруживают после опрыскивания пластинок раствором аммиаката серебра в ацетоне с последующим ультрафиолетовым облучением. Количественное определение проводится путем измерения площадей пятен проб и стандартных растворов. Метод позволяет определить 1 мкг гептахлора в пробе почвы, полнота определения %. Определению гептахлора в почве могут мешать содержащиеся в ней примеси других хлорорганических пестицидов, в частности, альдрин, ДДЭ, которые имеют близкую с гептахлором величину Rf.

Аппаратура и посуда

Колбы с притертыми пробками на 250-500 мл.

Шуттель-аппарат (аппарат для встряхивания).

Воронка с бумажным фильтром.

Водяная баня.

Прибор для отгонки растворителей (круглодонная колба на 50-100 мл со стеклянным переходником и холодильником).

Стеклянные пластинки для хроматографии размером 9х12 см.

Микропипетки для нанесения стандартных растворов (0,1 мл).

Микропипетки, пастеровские пипетки с оттянутым кончиком или шприцы для нанесения проб.

Камера для хроматографирования.

Пульверизатор стеклянный для опрыскивания пластинок.

Ртутно-кварцевая лампа.

Сита с отверстием 0,4-0,6 мм.

Сушильный шкаф.

Эксикатор для хранения готовых к употреблению хроматографических пластинок.

Пробирки центрифужные.

Пластинки для хроматографирования. Промытую хромовой смесью, дистиллированной водой и высушенную стеклянную пластинку 9х12 см протирают этиловым спиртом, хлороформом или эфиром и покрывают сорбционной массой. Сорбционную массу готовят следующим образом: 5 г просеянной через сито 40-60 меш окиси алюминия смешивают в фарфоровой ступке или в склянке с 5 г очищенного и просеянного силикагеля КСК (или 5 г силикагеля LS 5/40) и с 0,5 г сернокислого кальция (гипса), прибавляют 25 мл дистиллированной воды, тщательно перемешивают до образования однородной массы, наносят тонким слоем (толщина слоя 0,2-0,3 мм) на приготовленные соответствующим образом пластинки из расчета 1,0 г сорбционной массы на одну пластинку 9х12 см.

Сушат пластинки при комнатной температуре в течение суток, затем их активируют в сушильном шкафу при температуре 110-120°С в течение 10 мин и хранят в эксикаторе над слоем безводного хлористого кальция.

Реактивы и растворы

1. Н-гексан, хч.

2. Ацетон, хч.

3. Натрий сернокислый безводный, хч.

4. Окись алюминия для хроматографии, просеянная через сито 40-60 меш.

5. Готовый к употреблению силикагель LS 5/40 (ЧССР) или силикагель КСК, просеянный через сито 40-60 меш.

6. Кальций сернокислый (), чда (гипс), просушенный в сушильном шкафу при 150-160°C в течение 6 часов.

Хранится в склянке с притертой пробкой.

7. Серебро азотнокислое, чда.

8. 25% раствор аммиака, чда.

9. Серная кислота, чда, концентрированная, уд. вес 1,84.

10. Стандартный раствор гептахлора (10 мг ГПХ, хч, растворяют в 100 мл ацетона, хранят в холодильнике в плотно закрытой склянке).

11. Проявленный реактив. К 0,75 г азотнокислого серебра прибавляют 15 мл дистиллированной воды, 35 мл ацетона и 5 мл 25%-ного водного раствора аммиака. Готовят в день употребления. На пластинку 9х12 см расходуется 8-12 мл раствора.

Отбор проб

С выбранного участка отбирают смешанный образец почвы, состоящий из 5 проб, взятых по методу конверта или по диагонали. Пробы отбирают лопатой или буром на глубину пахотного слоя (20 см). Почву отрезают лопатой отвесно в виде прямоугольной пластины. Следят за тем, чтобы в каждый образец попало примерно такое количество почвы верхнего и нижнего слоев, которое пропорционально их мощности. Взятый образец тщательно перемешивают на листе фанеры или на куске брезента, полиэтиленовой пленки. Затем для составления смешанной пробы из него отбирают какой-нибудь меркой (например, банка, стакан) небольшой объем почвы и высыпают в чистый мешочек. Из всех отдельных образцов в смешанную среднюю пробу должно попасть приблизительно одинаковое количество почвы. Все пять проб ссыпают вместе, освобождают от камней, корней и других включений и тщательно перемешивают. После перемешивания из средней массы почвы методом квартования отбирают 1,0-1,5 кг почвы. Проба упаковывается в хлопчатобумажный или полиэтиленовый мешочек, заполняется сопроводительный талон, вместе с которым проба отсылается в лабораторию на анализ.

Для изучения распределения пестицида по профилю почвы пробы отбирают из почвенных разрезов, сделанных до глубины 1 м через каждые 10 см или по слоям 0-25 и 75-100 см. Отобранные по слоям пробы почвы обрабатываются так же, как и поверхностные пробы.

Ход анализа

Поступившие в лабораторию пробы почвы высушивают до воздушно-сухого состояния на бумаге в тени. После высушивания проба почвы перетирается в фарфоровой ступке и просеивается через почвенное сито с размером отверстий 0,5 мм.

Отобранную среднюю воздушно-сухую пробу почвы весом в 100 г помещают в колбу с притертой пробкой, заливают смесью н-гексан - ацетон (4:1) так, чтобы слой почвы был покрыт экстрагентом на 1,5-2 см. Экстракцию осуществляют на шуттель-аппарате в течение 2-х часов или оставляют на ночь. После экстракции экстракт отделяют от почвы с помощью фильтрации через бумажный фильтр и слой безводного сернокислого натрия. Пробу почвы снова заливают три раза растворителем (1 раз по 40 мл) и встряхивают 20-30 мин, а промывные порции фильтрата сливают вместе с первоначальным фильтратом. Сюда же отсасывают из почвы оставшийся в ней в адсорбированном состоянии экстракт с использованием воронки Бюхнера.

Полученный экстракт переносят в делительную воронку, прибавляют 10 мл концентрированной серной кислоты и осторожно встряхивают несколько раз. Отделяют органический слой и отгоняют растворитель в приборе для отгонки до небольшого объема (0,3-0,5 мл). Исследуемую пробу наносят пипеткой на хроматографическую пластинку. Хроматографическую пластинку с нанесенными растворами помещают в камеру, на дно которой за 30 мин до начала хроматографирования наливают подвижный растворитель н-гексан так, чтобы край пластинки был погружен в него не более чем на 0,5 см.

После того, как фронт растворителя поднимется на 10 см пластинку вынимают из камеры и оставляют на некоторое время для испарения растворителя.

Затем пластинку орошают с помощью пульверизатора проявляющим реактивом и подвергают ультрафиолетовому облучению (лампа ПРК-4 или БУВ-15) в течение 10-15 мин до появления пятен серо-черного цвета величиной Rf = 0,62.

Построение калибровочного графика

На пластинку для хроматографирования наносят стандартный раствор гептахлора (100 мкг/мл) в объеме 0,01, 0,03, 0,05, 0,07, 0,1, 0,15, 0,20 мл, что соответствует 1, 3, 5, 7, 10, 15, 20 мкг гептахлора. Пластинки хроматографируют и обрабатывают так же, как и исследуемые пробы. Определяют площади пятен и по полученным данным строят калибровочный график. Он сохраняет прямолинейность в интервале концентраций 1-20 мкг ГПХ в пробе.

Расчет анализа

Измеряют площадь пятна пробы на пластинке для хроматографирования и по калибровочному графику определяют количество гептахлора в пробе. Концентрацию гептахлора в почве определяют, рассчитывая по формуле:

, где

С - концентрация гептахлора в почве, мг/кг.

а - количество препарата в пробе почвы, определенное по калибровочному графику, мкг.

в - масса почвы, взятой для анализа, г.

1000 - коэффициент для пересчета на кг почвы.

3. Методика определения цинеба в почве

Принцип и характеристика метода

Метод* основан на кислотном гидролизе цинеба, очистке выделяющегося сероуглерода от сопутствующих соединений, адсорбции сероуглерода спиртовым раствором диэтиламина, взаимодействии продукта реакции с ацетатом меди, колориметрическом определении образующегося дитиокарбамата меди, окрашенного в желто-коричневый цвет. Метод позволяет определить 5 мкг цинеба в почве. Полнота определения 90%.

Метод применим при отсутствии в почве цирама, ТМТД, манеба, марцина, поликарбацина, купрацина.

Аппаратура и посуда

Аспиратор.

Мерный цилиндр на 100 мл.

Отводная трубка, доходящая почти до дна колбы.

Пипетки разные.

Поглотители.

Поглотительная колонка вместимостью 300-500 мл, заполненная аскаритом или натронной известью и активированным углем.

Фотоэлектроколориметр.

Холодильник Либиха.

Широкогорлая колба с боковым отростком.

Реактивы и растворы

1. Серная кислота, хч, 5N раствор.

2. Уксуснокислый свинец, хч, 10% раствор.

3. 1,5% спиртовый раствор диэтиламина (свежеприготовленный).

4. Спирт этиловый.

5. Стандартный раствор цинеба (0,01 г препарата растворяют в 0,01М растворе едкого натра в мерной колбе емкостью 100 мл. 1 мл раствора содержит 100 мкг цинеба).

6. Уксуснокислая медь, хч, 0,05% спиртовый раствор.

Отбор проб

С выбранного участка отбирают смешанный образец почвы, состоящий из пяти проб, взятых по методу конверта или по диагонали. Пробы отбирают лопатой или буром на глубину пахотного слоя (20 см). Почву отрезают лопатой отвесно в виде прямоугольной пластины. Следят за тем, чтобы в каждый образец попало примерно такое количество почвы верхнего и нижнего слоя, которое пропорционально их мощности. Взятый образец тщательно перемешивают на листе фанеры или на куске брезента, полиэтиленовой пленки. Затем для составления смешанной пробы из него отбирают какой-нибудь меркой (например, банка, стакан) небольшой объем почвы и высыпают в чистый мешочек. Из всех отдельных образцов в смешанную среднюю пробу должно попасть приблизительно одинаковое количество почвы. Все пять проб ссыпают вместе, освобождают от камней, корней и других включений и тщательно перемешивают. После перемешивания из средней массы почвы методом квартования отбирают 1,0-1,5 кг почвы. Проба упаковывается в хлопчатобумажный или полиэтиленовый мешочек, заполняется сопроводительный талон, вместе с которым проба отсылается в лабораторию на анализ.

Для изучения распределения пестицида по профилю почвы пробы отбирают из почвенных разрезов, сделанных до глубины 1 м через каждые 10 см или по слоям 0-25 и 75-100 см. Отобранные по слоям пробы почвы обрабатываются так же, как и поверхностные.

Ход анализа

Пробу почвы (100 г), в которой необходимо определить остаточные количества цинеба, помещают в двугорлую колбу (широкогорлую колбу с боковым отростком). В колбу приливают 100 мл 5н раствора серной кислоты.

Колбу соединяют с обратным холодильником. Отводную трубку, доходящую почти до дна колбы, соединяют с поглотительной колонкой. Отводную трубку холодильника последовательно соединяют с 2 парами поглотительных приборов. В первую пару наливают по 5 мл 10% раствора уксуснокислого свинца. Вторую пару поглотителей заполняют 1,5% спиртовым раствором диэтиламина (по 5 мл). Последний поглотитель присоединяют к аспиратору. Содержимое колбы подогревают до кипения. После этого включают аспиратор с небольшой скоростью (1 пузырек в секунду), протягивают воздух в течение 1,5 часа. Выделяющийся сероуглерод уносится потоком воздуха и поглощается во второй паре поглотителей. Первая пара поглотительных приборов служит для очистки сероуглерода от сероводородов и других сульфидов.

Через 1,5 часа от начала кипения содержимое второй пары поглотительных приборов переносят в пробирки. Приливают по 0,5 мл 0,05% спиртового раствора уксуснокислой меди (лучше свежеприготовленного). Общий объем в пробирке составляет 10 мл. В присутствии сероуглерода образуется окрашенный в желто-бурый цвет раствор дитиокарбамата меди. Через 2-3 минуты его колориметрируют на ФЭК-М с синим светофильтром в кювете толщиной слоя 10 мм. Количественную оценку полученных результатов проводят по калибровочному графику.

Построение калибровочного графика

Для построения калибровочного графика в навеску почвы вносят 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мл свежеприготовленного щелочного раствора цинеба, которые соответствуют 5, 10, 20, 30, 40, 50 мкг препарата, и проводят определение по приведенной выше методике. По полученным данным строят калибровочный график. Он сохраняет прямолинейность в интервале концентраций от 5 до 50 мкг цинеба в почве.

Расчет анализа

Измеряют оптическую плотность раствора и по калибровочному графику определяют концентрацию цинеба в пробе почвы.

Концентрация цинеба в почве рассчитывается по формуле:

, где

С - концентрация цинеба в почве, мг/кг; а - количество препарата в пробе почвы, определенное по калибровочному графику, мкг; в - масса почвы, взятой для анализа, г; 1000 - коэффициент для пересчета на 1 кг почвы.

4. Методика определения пропанида в почве методом тонкослойной хроматографии

Принцип и характеристика метода

Определение остатков пропанида и его метаболита, 3,4-ДХА в почве методом ТСХ основано на экстракции их органическим растворителем и последующем хроматографировании на пластинках СИЛУФОЛ или стеклянных пластинках со слоем сорбента (силикагеля). В качестве подвижной фазы используется смесь бензола и ацетона (60:1,5).

Обнаружение пропанида и 3,4-ДХА производится путем опрыскивания хроматографических пластинок, предварительно подвергшихся хроматографии, проявляющими реактивами N I, II и III. Такая обработка ведет после термического разложения пропанида до ароматического амина к взаимодействию последнего с составными частями проявляющих реактивов и появлению фиолетовых пятен на белом фоне, имеющих Rf и окраску аналогично стандартному веществу.

Идентификация пропанида и его количественное определение производится путем сравнения площади или интенсивности пятен проб и стандартных растворов.

Определению содержания пропанида в почве мешают содержащиеся в почве коэстрактивные вещества, а также вещества, дающие при термическом разложении ароматические амины и имеющие близкую к пропаниду величину Rf. Метод позволяет определить 5 мкг препарата в пробе почвы.

Аппаратура и посуда

Колбы с притертыми пробками на 250-500 мл.

Аппарат для встряхивания.

Воронка Бюхнера.

Роторный испаритель.

Водяная баня.

Делительная воронка.

Прибор для отгонки растворителей (круглодонная колба на 50-100 мл со стеклянным переходником и холодильником).

Пластинки силуфола или стеклянные пластинки для хроматографии.

Микропипетки.

Хроматографическая камера.

Сушильный шкаф.

Пульверизатор для опрыскивания пластинок.

Эксикатор для хранения хроматографических пластинок.

Стеклянная хроматографическая колонка.

Стекловата.

Пластинки для хроматографирования. Тщательно промытые хромовой смесью, водопроводной и дистиллированной водой и высушенные стеклянные пластинки 9х12 протирают этиловым спиртом или эфиром и покрывают сорбционной массой. Массу для пластинок готовят следующим образом: 10 г силикагеля смешивают с 1 г гипса, прибавляют 45 мл дистиллированной воды, несколько капель диэтилового эфира и полученную смесь взбалтывают в течение 15 минут. Этого количества смеси достаточно для 10 пластинок. После нанесения адсорбента пластинки в течение 20 часов сушат на воздухе при комнатной температуре, затем 30 минут в сушильном шкафу при 100-150°. Готовые пластинки хранят в эксикаторе над прокаленным силикагелем или в специальном шкафу.

Хроматографическая колонка для очистки экстрактов. Стеклянную хроматографическую колонку диаметром 15 мм, длиной 150 мм заполняют стекловатой, имеющей волокна 1-2 см (толщиной слоя 0,5 см). Далее колонку на 5,0 см заполняют флоризилом, прокаленным при 120° в течение 6 часов. Сверху насыпают безводный сернокислый натрий на 3-4 см, после чего промывают небольшим количеством смеси диэтилового эфира с н-гексаном (1:2).

Реактивы и растворы

1. Ацетон, хч.

2. Бензол, хч.

3. н-гексан, хч.

4. Диэтиловый эфир, хч или специально очищенный.

5. Едкий натр, чда, 20%-ный и 10 н водные растворы.

6. Натрий сернокислый безводный, чда.

7. Силикагель КСК, просеянный через сито 100 меш.

8. Флоризил (от 10 до 60 меш.).

9. Хлороформ, хч.

10. Проявляющие реактивы: N 1 - 20 мл концентрированной HCl (d = 1,19) прибавляют 80 мл этилового спирта, N 2 - 1 г азотнокислого натрия растворяют в 2 мл воды и доводят до 100 мл этиловым спиртом, N 3 - 1 г 1-нафтиламина дигидрохлорида растворяют при нагревании на водяной бане в 2 мл воды и доводят до 100 мл этиловым спиртом.

11. Стандартный раствор пропанида: 25 мг пропанида растворяют в 50 мг хлороформа, концентрация этого раствора 500 мкг/мл.

12. Стандартный раствор 3,4-ДХА: 25 мг 3,4-ДХА растворяют в 50 мл хлороформа, концентрация этого раствора 500 мкг/мл.

Отбор проб

С выбранного участка отбирают смешанный образец почвы, состоящий из пяти проб, взятых по методу конверта или по диагонали. Пробы отбирают лопатой или буром на глубину пахотного слоя (20 см). Почву отрезают лопатой отвесно в виде прямоугольной пластины. Следят за тем, чтобы в каждый образец попало примерно такое количество почвы верхнего и нижнего слоев, которое пропорционально их мощности. Взятый образец тщательно перемешивают на листе фанеры или на куске брезента, полиэтиленовой пленки. Затем для составления смешанной пробы из него отбирают какой-нибудь меркой (например, банка, стакан) небольшой объем почвы и высыпают в чистый мешочек. Из всех отдельных образцов в смешанную среднюю пробу должно попасть приблизительно одинаковое количество почвы. Все пять проб ссыпают вместе, освобождают от камней, корней и других включений и тщательно перемешивают. После перемешивания из средней массы почвы методом квартования отбирают 1,0-1,5 кг почвы. Проба упаковывается в хлопчатобумажный или полиэтиленовый мешочек, заполняется сопроводительный талон, вместе с которым проба отсылается в лабораторию на анализ.

Для изучения распределения пестицида по профилю почвы пробы, отбирают из почвенных разрезов, сделанных до глубины 1 м через каждые 10 см или по слоям 0-25 и 75-100 см. Отобранные по слоям пробы почвы обрабатываются так же, как и поверхностные пробы.

Ход анализа

100-500 г почвы или почвенной суспензии, освобожденной от растительных остатков, заливают 100-300 мл ацетона, добавляют 3-5 мл 20% NaOH, тщательно перемешивают палочкой, после этого встряхивают в течение 1 часа. Затем водно-ацетоновый экстракт фильтруют через воронку Бюхнера, колбу ополаскивают ацетоном (3х15 - 20 мл). Ацетон отгоняют на роторном испарителе, оставшуюся водную часть подщелачивают 20% NaOH до pH 10, переносят в делительную воронку и токсиканты экстрагируют хлороформом (3х20 - 30 мл). Объединенный экстракт высушивают, пропуская через безводный сернокислый натрий, и растворитель выпаривают досуха.

После экстракции токсикантов из почвы и отгона растворителя сухой остаток в колбе растворяют 10 мл смеси диэтилового эфира с н-гексаном (1:2). Полученный раствор пропускают через безводный флоризил.

Экстракты упаривают и количественно наносят на пластинки СИЛУФОЛ или на стеклянные пластинки на расстоянии 20 мм от края, трижды обмывают колбу 2-3 мл диэтилового эфира; экстракты наносят так, чтобы диаметр пятна не превышал 4-6 мм. Пластинки с нанесенными пробами помещают в камеру для хроматографирования; подвижный растворитель - бензол, ацетон (60:1,5). Край пластинки погружают в растворитель на 5-7 мм. Когда фронт растворителя поднимается на 10 см, пластинку вынимают из камеры и просушивают. Затем камеру ополаскивают, вновь заполняют смесью растворителя и производят повторную разгонку. Для обнаружения и определения пропанида пластинку термостатируют 10 минут при 160°С, затем охлаждают, опрыскивают последовательно проявляющими реактивами I, II, III. При наличии в пробе пропанида, его метаболита 3,4-ДХА появляются фиолетовые пятна на белом фоне, имеющие величину Rf для пропанида = 0,260,02; для 3,4-ДХА = 0,640,02.

Построение калибровочного графика

На пластинку для хроматографирования наносят стандартный раствор пропанида и 3,4-ДХА, содержащие 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 мкг пропанида и 3,4-ДХА. Пластинки хроматографируют так же, как и исследуемые пробы. Определяют площади пятен и по полученным данным строят калибровочный график. Он сохраняет прямолинейность в пределах от 5 до 40 мкг пропанида и 3,4-ДХА в пробе.

Расчет анализа

Измеряют площади пятен пробы на пластинке для хроматографии и по калибровочному графику определяют количество пропанида и его метаболита в пробе. Концентрацию пропанида в почве рассчитывают по формуле:

, где

С - концентрация пропанида или 3,4-ДХА в почве, мг/кг.

а - количество препарата в пробе почвы, определенное по калибровочному графику, мкг.

в - масса почвы, взятой для анализа, г.

1000 - коэффициент для пересчета на 1 кг почвы.

5. Методика определения гардоны в почве хроматографией в тонком слое

Принцип и характеристика метода

Метод основан на экстракции пестицида из пробы почвы н-гексаном (хлороформом), очистке экстракта, его концентрировании и последующем хроматографировании в тонком слое окиси алюминия. Подвижной фазой служит хлороформ. Проявитель - аммиакат серебра в ацетоне. Количественное определение проводится путем измерения площадей пятен проб и стандартных растворов. Метод позволяет определить 1,0 мкг гардоны в пробе почвы. Полнота определения 85-90%. Метод специфичен.

Аппаратура и посуда

Ступка фарфоровая.

Почвенные сита с диаметром ячеек 0,5 см.

Колбы конические с притертыми пробками на 700 мл.

Воронки для фильтрования 10 см.

Аппарат для встряхивания.

Прибор для отгонки растворителя.

Баня водяная.

Камера для хроматографирования.

Микропипетки для нанесения стандартных растворов.

Пипетки или шприцы для нанесения проб.

Груши лабораторные для пипеток.

Пульверизатор стеклянный.

Ртутно-кварцевая лампа.

Пластинки для хроматографии 9х12 см. Стеклянные пластинки обрабатывают хромовой смесью, тщательно промывают водопроводной и дистиллированной водой, высушивают, протирают этиловым спиртом или эфиром и покрывают сорбционной массой. Для приготовления 40 пластинок 50 г просеянной окиси алюминия смешивают в фарфоровой ступке с 50 г силикагеля и 5 г сернокислого кальция (медицинского гипса). Смесь переносят в колбу, прибавляют 75 мл дистиллированной воды и встряхивают до образования однородной массы. 5 г сорбционной массы наливают на пластинку и равномерно распределяют по поверхности. Пластинки сушат при комнатной температуре.

Реактивы и растворы

1. Хлороформ, чда.

2. Ацетон, чда.

3. Н-гексан, чда.

4. Натрий сернокислый безводный, хч.

5. Силикагель для хроматографии.

6. Окись алюминия (для хроматографии), просеивают через сито 100 меш (размер отверстий 0,147 мм).

7. Кальций сернокислый (), чда. Просушивают 6 часов в сушильном шкафу, просеивают через сито с диаметром отверстий в 100 меш. Хранят в склянке с притертой пробкой.

8. Спирт этиловый.

9. Проявляющий реактив. 1,5 г азотнокислого серебра растворяют в 30 мл дистиллированной воды, доводят объем до 100 мл ацетоном и добавляют 3-4 капли 25% раствора аммиака. Готовят в день употребления. На пластинку 9х12 см расходуется 8-10 мл раствора.

10. Стандартный раствор гардоны: 100 мг гардоны, хч, растворяют в 100 мл ацетона.

11. Вата гигроскопическая обезжиренная.

Отбор проб

С выбранного участка отбирают смешанный образец почвы, состоящий из пяти проб, взятых по методу конверта или по диагонали. Пробы отбирали лопатой или буром на глубину пахотного слоя (20-25 см). Почву отрезают лопатой отвесно в виде прямоугольной пластины. Следят за тем, чтобы в каждый образец попало примерно такое количество почвы верхнего и нижнего слоев, которое пропорционально их мощности. Взятый образец тщательно перемешивают на листе фанеры или на куске брезента, полиэтиленовой пленке. Затем для составления смешанной пробы из него отбирают какой-нибудь меркой (например, банка, стакан) небольшой объем почвы и высыпают в чистый мешочек. Из всех отдельных образцов в смешанную среднюю пробу должно попасть приблизительно одинаковое количество почвы. Все пять проб ссыпают вместе, освобождают от камней, корней и других включений и тщательно перемешивают. После перемешивания из средней массы почвы методом квартования отбирают 1,0-1,5 кг почвы. Пробу упаковывают в хлопчатобумажный или полиэтиленовый мешочек, заполняют сопроводительный талон, вместе с которым проба отсылается в лабораторию на анализ. Для изучения распределения пестицида по профилю почвы пробы отбирают из почвенных разрезов, сделанных до глубины 1 м через каждые 10 см или по слоям 0-25 и 75-100 см. Отобранные по слоям пробы почвы обрабатывают так же, как и поверхностные пробы.

Ход анализа

При определении гардоны в почве навеску воздушно-сухой почвы (100 г), растертую в фарфоровой ступке и просеянную через почвенное сито 0,5 мм, помещают в коническую колбу на 700 мл, заливают до покрытия н-гексаном и встряхивают на шуттель-аппарате в течение I часа. Экстракт фильтруют через слой безводного сернокислого натрия для обезвоживания н-гексаном в специальную колбу для выпаривания. Затем пробу почвы дважды промывают н-гексаном и экстракты также фильтруют через слой безводного сернокислого натрия в колбу для выпаривания. Отгонку растворителя производят на водяной бане до остаточного объема экстракта 0,3-0,5 мл. Экстракт количественно переносят на пластинку тонкослойной хроматографии. Одновременно на пластинку наносят стандартные растворы гардоны. Пластинку помещают в хроматографическую камеру. После окончания разгонки и высушивания пластинки ее опрыскивают проявляющим раствором и облучают ультрафиолетовым светом до четкого проявления пятен стандарта (10-30 мин). Идентификация гардоны проводится по величине его Rf, которая равна 0,25.

Количественное определение с достаточной степенью точности можно проводить лишь до 10 мкг в пробе. При большем содержании препарата в пробе следует использовать пропорциональную часть исследуемого экстракта.

Построение калибровочного графика

На пластинку для хроматографирования наносят стандартный раствор гардоны в интервале концентраций от 1 до 10 мкг. Пластинки хроматографируют и обрабатывают так же, как и исследуемые пробы. Определяют площади пятен и по полученным данным строят калибровочный график.

Расчет анализа

Измеряют площадь пятна пробы на пластинке для хроматографии и по калибровочному графику определяют количество гардоны в пробе. Концентрацию гардоны в почве рассчитывают по формуле:

, где

С - концентрация гардоны в почве, мг/кг.

а - количество препарата в пробе почвы, определенное по калибровочному графику, мкг.

в - масса почвы, взятой для анализа, г.

1000 - коэффициент для пересчета на 1 кг почвы.

6. Методика определения банвел-Д в почве методом тонкослойной хроматографии

Принцип и характеристика метода

Метод основан на экстракции пестицида из пробы почвы соответствующим растворителем, его концентрировании и последующем хроматографировании в тонком слое силикагеля. Подвижным растворителем служит смесь бензол - н-гексан - ледяная уксусная кислота в соотношении 5:10:3. Место локализации препарата обнаруживают после опрыскивания пластинок раствором аммиаката серебра в ацетоне с последующим ультрафиолетовым облучением. Количественное определение проводится путем измерения площадей пятен проб и стандартных растворов. Метод позволяет определить 10 мкг банвел-Д в пробе почвы. Полнота определения 85-97%. Метод специфичен в присутствии хлорорганических пестицидов.

Аппаратура и посуда

Колбы с притертыми пробками на 500 мл.

Воронки (9-12 см).

Фильтры бумажные 15 см (красная лента).

Пульверизатор стеклянный для опрыскивания пластинок.

Камера для хроматографирования.

Пипетки на 1, 2, 5, 10 мл.

Микропипетки для нанесения проб и стандартных растворов.

Цилиндры мерные на 100 и 250 мл.

Ртутно-кварцевая лампа ПРК-4.

Аппарат для встряхивания.

Центрифуга.

Пластинки для хроматографии. Стеклянную пластинку размером 9х12 см тщательно промывают содой, хромовой смесью, дистиллированной водой и высушивают. Протирают этиловым спиртом или петролейным эфиром и покрывают сорбционной массой. Сорбционную массу из силикагеля готовят в соотношении 15 г силикагеля марки КСК-2,5, 1,5 г и 51 мл дистиллированной воды, смешивают в фарфоровой ступке для образования однородной массы. 10 г сорбционной массы наливают на пластинку и покачивая, равномерно распределяют ее по всей поверхности. Просушенные при комнатной температуре (18-20°С) пластинки выдерживают в сушильном шкафу в течение 1 часа при t° 105-110°С.

Реактивы и растворы

1. Метанол, ч.

2. Силикагель марки КСК-2,5.

3. Уксусная кислота, хч, ледяная.

4. Бензол (перегнанный).

5. Н-гексан, чда.

6. Соляная кислота, ч, концентрированная, уд. вес 1,19.

7. Ацетон, ч.

8. Серебро азотнокислое, чда.

9. Серная кислота, ч, концентрированная, уд. вес 1,84.

10. Аммиак водный 25%.

11. Кали едкое, чда, 0,01 Н раствор.

12. Этиловый эфир, медицинский.

13. Проявляющий реактив: 0,23 г растворяют в 1,2 мл , прибавляют 0,6 мл аммиака и доводят объем раствора до 25 мл ацетоном.

14. Стандартный раствор банвел-Д. 25 мг банвел-Д растворяют в 25 мл ацетона.

Отбор проб

С выбранного участка отбирают смешанный образец почвы, состоящий из пяти проб, взятых по методу конверта или по диагонали. Пробы отбирают лопатой или буром на глубину пахотного слоя (20 см). Почву отрезают лопатой отвесно в виде прямоугольной пластины. Следят за тем, чтобы в каждый образец попало примерно такое количество почвы верхнего и нижнего слоев, которое пропорционально их мощности. Взятый образец тщательно перемешивают на листе фанеры или на куске брезента, полиэтиленовой пленки. Затем для составления смешанной пробы из него отбирают какой-нибудь меркой (например, банка, стакан) небольшой объем почвы и высыпают в чистый мешочек. Из всех отдельных образцов в смешанную среднюю пробу должно попасть приблизительно одинаковое количество почвы. Все пять проб ссыпают вместе, освобождают от камней, корней и других включений и тщательно перемешивают. После перемешивания из средней массы почвы методом квартования отбирают 1,0-1,5 кг почвы. Проба упаковывается в хлопчатобумажный или полиэтиленовый мешочек, заполняется сопроводительный талон, вместе с которым проба отсылается в лабораторию на анализ.

Для изучения распределения пестицида по профилю почвы пробы отбирают из почвенных разрезов, сделанных до глубины 1 м через каждые 10 см или по слоям 0-25 и 75-100 см. Отобранные по слоям пробы почвы обрабатываются так же, как и поверхностные пробы.

Ход анализа

А. Почва легкого механического состава с низким содержанием гумуса.

50 г тщательно измельченной воздушно-сухой почвы заливают 150 мл метанола, добавляют 1,5 мл концентрированной HCl и встряхивают в течение 3 часов на аппарате для встряхивания. Затем почву фильтруют в выпарительную чашку, промывая несколько раз метанолом, и выпаривают до объема 0,5-1 мл. При помощи микропипетки или шприца наносят исследуемую пробу на хроматографическую пластинку на расстоянии 1,5 см от нижнего края так, чтобы диаметр пятна не превышал 1 см, и производят хроматографирование. Для этого пластинку на 0,5 см погружают в растворитель, налитый в камеру для хроматографирования. Подвижный растворитель - смесь перегнанного бензола, очищенного н-гексана и ледяной уксусной кислоты в соотношении 5:10:3.

После того, как подвижный растворитель поднимется на высоту 10 см, пластинку вынимают из камеры, сушат на воздухе 30 мин для испарения растворителя и опрыскивают раствором азотнокислого серебра. Пластинку снова сушат и облучают УФ светом в течение 10 мин. При наличии гербицида на пластинке проявляются пятна черного цвета. Величина Rf банвел-Д на силикагеле равна 0,7.

Б. Почва тяжелого механического состава с высоким содержанием гумуса.

Из 50 г тщательно измельченной воздушно-сухой почвы банвел-Д экстрагируют 150 мл 0,01н раствора KOH в течение часа. После отделения осадка к фильтрату прибавляют 1-1,5 мл , 150 мл серного эфира и встряхивают в аппарате для встряхивания в течение 30 мин. Смесь центрифугируют в течение 5 мин при 1500 об./мин, отбирают 100 мл прозрачного эфирного экстракта и упаривают до объема 0,5-1,0 мл. Хроматографирование производят описанным выше способом.

Построение калибровочного графика

На пластинку для хроматографирования наносят стандартный раствор банвел-Д (1 мг/мл) в объеме 0,01, 0,15, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05 мл, что соответствует 10, 15, 20, 30, 40, 50 мкг препарата. Пластинки хроматографируют и обрабатывают так же, как и исследуемые пробы. Определяют площади пятен и по полученным данным строят калибровочный график. Он сохраняет прямолинейность в интервале концентраций от 10 до 50 мкг банвел-Д в пробе.

Расчет анализа

Измеряют площадь пятна пробы на пластинке для хроматографии и по калибровочному графику определяют количество банвел-Д в пробе. Концентрацию банвел-Д в почве рассчитывают по формуле:

, где

С - концентрация банвел-Д в почве, мг/кг.

а - количество препарата в пробе почвы, определенное по калибровочному графику, мкг.

в - масса почвы, взятой для анализа, г.

1000 - коэффициент для пересчета на 1 кг почвы.

7. Методика определения мышьяка в почве

Принцип и характеристика метода

Метод Гутцайта состоит в восстановлении соединений мышьяка до мышьяковистого водорода, который окрашивает бумагу, пропитанную спиртовым раствором бромида ртути или сулемы в желтый или коричневый цвет, причем интенсивность окраски пропорциональна количеству мышьяковистого водорода. Соединения, мешающие определению мышьяка: соли двух- и трехвалентного железа, меди, ртути, сурьмы, сероводород и др. Влияние на реакцию восстановления в почти полностью устраняется введением в реакционную смесь раствора хлорида двухвалентного олова. Конечное соединение мышьяка , полученное методом Гутцайта (в отличие от аналогичного соединения сурьмы), нерастворимо в 80% спирте, что позволяет определить мышьяк данным методом в присутствии сурьмы. Мешающий определению мышьяка сероводород улавливается ватой, пропитанной раствором уксуснокислого свинца. Чувствительность метода Гутцайта равна 0,001 мг мышьяка. Как правило этим методом определяют мышьяк в концентрациях 0,001-0,01 мг.

Аппаратура и посуда

Приборы для выделения мышьяка:

Аппарат представляет собой колбу объемом около 50 мл с вертикальной насадкой. Насадка состоит из хорошо пришлифованной к колбе нижней стеклянной трубки длиной 50-70 мм с диаметром просвета в 6-7 мм и верхней стеклянной трубки длиной 30-40 мм с диаметром просвета в 2-2,5 мм, хорошо пришлифованной к верхнему концу нижней трубки. Для поглощения (могущего образоваться) сероводорода в нижнюю трубку помещают разрыхленный комочек ваты, предварительно смоченный раствором уксуснокислого свинца и отжатый затем между листами фильтровальной бумаги.

Для фиксации мышьяка отверстие верхней трубки насадки покрывают диском реактивной фильтровальной бумаги и закрепляют его резиновым кольцом.

Одновременно с определением мышьяка готовят эталоны, имея около 12 (минимум 6) вышеописанных приборов.

Колбы Кьельдаля емкостью 250 и 500 мл.

Колбы мерные емкостью 50 мл.

Сетки асбестовые.

Длинные стеклянные трубки, воронки.

Штативы железные.

Стаканчики для взвешивания.

Электроплитки (или газовая горелка).

Реактивы и растворы

1. Гидразин сернокислый.

2. Кислота азотная (уд. вес 1,4), х.ч., концентрированная и 10% раствор.

3. Кислота серная (уд. вес 1,835), х.ч., концентрированная и разбавленная 1:4 и 1:8 (по объему).

4. Стандартные растворы арсенита натрия: растворяют 1,32 г трехокиси мышьяка в 20 мл 2% раствора едкого натрия и доводят объем дистиллированной водой до 1 литра. В 1 мл раствора содержится 1 мг мышьяка (раствор А).

Для приготовления рабочего раствора основной стандартный раствор (А) разводят до 100 раз, для чего 10 мл стандартного раствора вносят в мерную колбу и доводят дистиллированной водой объем до 1 литра.

В 1 мл рабочего раствора (Б) содержится 0,01 мг мышьяка.

Разведением рабочего раствора (Б) в 10 раз получают раствор (В), в 1 мл которого содержится 0,001 мг мышьяка.

5. Натрий едкий, хч.

6. Олово хлористое в кристаллах, хч.

7. Парафин, 5% раствор в петролейном эфире.

8. 5% спиртовый раствор ртути бромной или сулемы.

9. 4% раствор уксуснокислого свинца в двухпроцентной уксусной кислоте: растворяют 4 г уксуснокислого свинца в 96 мл 2% уксусной кислоты.

10. Реактивная бумага: беззольную фильтровальную бумагу просушивают при 105°С в течение часа, охлаждают в эксикаторе и погружают на 40 мин в 5% спиртовой раствор бромида ртути. Пропитанную реактивом бумагу извлекают пинцетом и сушат на воздухе. Вырезают диски диаметром 15 мм, которые хранят в банке из темного стекла.

Перед началом испытания проводят контрольный опыт на чистоту реактивов.

Применяемые реактивы и материалы не должны содержать мышьяка.

Отбор проб

Отбор проб почвы производится буром Некрасова на разных глубинах в зависимости от поставленной цели (определение степени загрязнения поверхностного слоя, миграции химического вещества по профилю почвы и др.). Пробы почвы отбираются в пяти точках по типу "конверта". Подготовка проб почвы к анализу осуществляется общепринятыми методами.

Ход анализа

Навеску продукта помещают в колбу Кьельдаля на 250-500 мл, прибавляют 25 мл 10% азотной кислоты, перемешивают и оставляют на 10 минут в покое. Затем в колбу с исследуемым продуктом и азотной кислотой прибавляют 10 мл крепкой серной кислоты, перемешав, помещают колбу на сетку, укрепляют лапкой к штативу и устанавливают носик капельной воронки с крепкой азотной кислотой над центром колбы, открывают кран у воронки, чтобы в минуту вытекало 15-20 капель кислоты, и нагревают содержимое колбы до кипения.

Во время сжигания колба должна быть наполнена бурыми парами окислов азота. Если жидкость в колбе начнет темнеть, следует увеличить приток в колбу азотной кислоты до 30-35 капель в минуту; когда жидкость в колбе станет бурой или бесцветной, приток азотной кислоты уменьшают до 15-20 капель в минуту.

Через 20-30 минут кипения, когда закончится стадия пенообразования, вынимают из-под колбы асбестовый лист и продолжают нагревание колбы на открытом огне так, чтобы он охватывал покрытое жидкостью дно колбы и не касался сухих ее стенок (чтобы колба не лопнула).

Когда жидкость в колбе обесцветится, прекращают прибавление в колбу азотной кислоты и кипятят жидкость в ней до белых паров серной кислоты. После этого кипятят еще 10 минут. Если в течение этого времени жидкость остается бесцветной, считают минерализацию органического вещества законченной. Если начинается потемнение жидкости, то добавляют в нее из воронки по каплям азотную кислоту и продолжают минерализацию, как указано выше.

Бесцветную или слабо-желтую жидкость в колбе Кьельдаля охлаждают, разбавляют равным количеством дистиллированной воды и кипятят до появления белых паров серной кислоты, после чего к охлажденной жидкости добавляют 0,2 г гидразина сернокислого через длинную сухую трубку и воронку, наблюдая при этом, чтобы гидразин сернокислый не попал на стенки колбы. Затем содержимое колбы нагревают до кипения и кипятят 10 минут. По охлаждении жидкость из колбы Кьельдаля количественно переносят в мерную колбу на 50 мл, ополаскивают колбу дистиллированной водой в ту же мерную колбу, охлаждают содержимое до комнатной температуры, доводят объем жидкости в колбе дистиллированной водой до метки, закрывают и хорошо перемешивают.

Выделение мышьяка

25 мл исследуемого раствора, полученного после разрушения органического вещества, переносят в колбу аппарата N 1. В колбы аппаратов N 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 вносят соответственно 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 мл типового раствора мышьяка (1 мл которого равен 0,001 мг As) и затем в каждую колбу добавляют разведенную (1:4) серную кислоту в таком количестве, чтобы общее количество жидкости во всех колбах было равно 25 мл. Далее в каждую из колб добавляют 0,2 г хлористого олова в кристаллах, 2 г цинка и тотчас же закрывают колбы насадками, содержащими бромно-ртутные кружки, и помещают колбы в темное место (под вытяжкой).

После растворения цинка (обычно 1/2 - 2 часа) снимают с трубок кружки бромно-ртутной бумаги, отмечают на них номера колб, фиксируют окраски, смачивая погружением в 5% раствор парафина в петролейном эфире, отжимают между листками фильтровальной бумаги и высушивают на воздухе (в темном месте).

В случае, если окраска на кружках бромно-ртутной бумаги получается расплывчатая, одинаковая по всей окрашенной поверхности и трудно сравнимая (зависит от качества цинка), опыт повторяют с частью оставшегося исследуемого раствора, разведенного равным количеством воды, т.е. проводят выделение мышьяка из разбавленного сернокислого раствора (1:8).

Построение шкалы (колориметрирование)

Окрашенный кружок бромно-ртутной бумаги из исследуемого раствора сравнивают с окраской кружков, полученных из раствора с известным количеством мышьяка. Наиболее легко колориметрируются окраски с содержанием мышьяка не более 0,01 мг; большие количества мышьяка затрудняют колориметрирование и результаты получаются менее точные.

Окрашенные кружки бромно-ртутной бумаги, полученные из известных количеств мышьяка, заключают между двумя стеклянными пластинками, края которых заклеивают двойным слоем бумаги. Полученную шкалу хранят в темном месте и пользуются ею для ориентировочного определения мышьяка в части исследуемого раствора. Для окончательного количественного определения мышьяка проводят выделение мышьяка из исследуемого и типового раствора одновременно, чтобы сохранить одинаковые условия опыта.

Расчет анализа

Вычисление содержания мышьяка (х) в мг на 1 кг почвы производят по следующей формуле: , где:

G - содержание мышьяка в миллиграммах в типовом растворе, дающее окраску кружка, сходную с окраской кружка из испытуемого раствора;

V - количество испытуемого раствора, взятое для выделения мышьяка, в мл;

- количество вещества, взятое для минерализации, в г.

50 и 1000 - коэффициенты для пересчета на 1 кг почвы.

8. Методика определения формальдегида в почве

Колориметрический метод

Принцип и характеристика метода

Формальдегид извлекается из почвы перегонкой с водяным паром в сильнокислой среде и определяется при содержании менее 10 мг/л в отгоне колориметрированием по цветной реакции с хромотроповой кислотой. Чувствительность метода составляет 0,005/100 г почвы. Определению мешают диметилдиоксан и уротропин, так как в процессе загрязнения растворов в сильнокислой среде происходит их гидролиз, приводящий к образованию формальдегида. Поэтому данный метод позволяет определить лишь сумму свободного и связанного формальдегида. При отгоне из почвы, кроме формальдегида, будут извлекаться и другие альдегиды, из которых реагирует с хромотроповой кислотой только ацетальдегид в концентрациях порядка граммов в 1 л, остальные альдегиды определению не мешают. Определению не мешают также глиоксаль, уксусная кислота и щавелевая кислота, ацетон и глицерин.

Аппаратура и посуда

1. Перегонный аппарат состоит из колбы для перегонки емкостью 500 мл, насадки с капельной воронкой и прямого холодильника; все соединения на шлифах.

2. Пробирки емкостью 50 мл с меткой - 20 мл.

3. Водяная баня.

4. Фотометр с зеленым светофильтром ( = 570 мм).

5. Кюветы с толщиной оптического слоя 5 см.

Реактивы и растворы

1. Серная кислота, чда, концентрированная, уд. вес 1,84.

2. Натриевая соль хромотроповой кислоты, 2% раствор. Растворяют 1 г натриевой соли хромотроповой кислоты, чда, в дистиллированной воде, фильтруют через небольшой складчатый фильтр и фильтрат доводят дистиллированной водой до 50 мл. Применяют всегда свежеприготовленный раствор.

3. Формальдегид, стандартные растворы. Основной раствор с содержанием 0,020 мг/мл HCHO, рабочий раствор с содержанием 0,001 мг/мл HCHO.

Отбор проб

Пробы почвы отбираются послойно на глубину 0-20 см, 20-40 см, 40-60 см с помощью ручного почвенного бура и помещаются в склянки с пришлифованными крышками. Допускается хранение проб не более суток в холодильнике при температуре от 0°С до +5°С, но лучше приступать к анализу немедленно.

Ход анализа

100 г свежей почвы, из которой предварительно удалены корешки и возможные примеси, помещают в колбу емкостью 500 мл, приливают 300-350 мл дистиллированной воды. Колбу помещают в колбонагреватель, присоединяют холодильник и проводят отгонку. Одновременно проводят определение содержания влаги в почве. Содержимое колбы необходимо периодически перемешивать, чтобы почва в колбе не припекалась. Когда в приемник отгонится 130-135 мл дистиллята, перегонную колбу охлаждают, добавляют еще 100 мл дистиллированной воды и продолжают перегонку до тех пор, пока объем дистиллята не составит около 230 мл. Дистиллят переносят в мерную колбу на 250 мл и разбавляют водой до метки.

В термостойкие пробирки наливают 5 мл дистиллята, 0,5 мл 2% раствора натриевой соли хромотроповой кислоты, 5 мл концентрированной серной кислоты и все это перемешивают. Пробирки помещают в кипящую водяную баню на 30 мин. Затем содержимое пробирок охлаждают и разбавляют водой до 20 мл. После перемешивания раствор колориметрируют на ФЭК с зеленым светофильтром в кюветах с толщиной оптического слоя 5 см.

Построение калибровочного графика

В ряд пробирок набирают по 5 мл образцовых растворов с концентрацией 0; 0,0125; 0,025; 0,050; 0,100; 0,150; 0,200; 0,250 мг формальдегида в 250 мл. Для этого в мерные колбы на 100 мл наливают 5, 10, 20, 40, 60, 80, 100 мл рабочего стандартного раствора (0,001 мг/мл) и разбавляют отгоном из контрольной пробы до метки. Далее поступают, как и при анализе пробы. По показаниям ФЭКа строят калибровочную кривую зависимости светопоглощения от концентрации формальдегида.

Расчет анализа

Содержание формальдегида X в мг/100 г почвы вычисляют по формуле: , где

а - концентрация формальдегида, найденная по калибровочному графику;

н - навеска почвы, взятая для определения в г в пересчете на абсолютно сухую почву;

100 - коэффициент пересчета на 100 г почвы.

Объемный метод

Принцип и характеристика метода

Объемный метод определения формальдегида в почве основан на взаимодействии карбонильных соединений (альдегидов и кетонов) с солянокислым гидроксиламином. При этом образуется оксим и выделяется соляная кислота в количестве, эквивалентном взятому альдегиду. Реакция для формальдегида протекает по уравнению:

Образующаяся соляная кислота определяется титрованием щелочью в присутствии смешанного индикатора. Чувствительность метода 5 мг/100 г почвы. Определению не мешают другие альдегиды, фенол и метиловый спирт.

Аппаратура и посуда

Колба перегонная емкостью 0,5 л со шлифом.

Холодильник Либиха со шлифом.

Насадка к колбе с двумя шлифами.

Коническая колба емкостью 250 мл для приема отгонной жидкости.

Колбонагреватель или электрическая плитка с асбестом.

Бюретка для титрования на 50 мл.

Реактивы и растворы

1. Солянокислый гидроксиламин 1% раствор.

2. Едкий натр, чда, 0,1N и 0,01N растворы.

3. Смешанный индикатор (метилоранж + метиленовая синь 1:1).

Отбор проб производится так же, как и для определения формальдегида колориметрическим методом.

Ход анализа

Предварительная подготовка проб для анализа заключается в отгоне формальдегида в сильнокислой среде по методике, аналогичной с колориметрическим методом. В коническую колбу на 250 мл помещают 50 мл отгона, прибавляют 6-8 капель смешанного индикатора и нейтрализуют 0,1N раствором NaOH до зеленого цвета. Затем приливают 10 мл 1% гидроксиламина и оставляют стоять 30 минут при комнатной температуре. Раствор при этом окрашивается в розовый цвет вследствие образования свободной кислоты. Одновременно проводится холостой опыт с отгоном из контрольной пробы. Через 30 мин испытуемую и контрольную пробы титруют 0,01N раствором NaOH до перехода розовой окраски в зеленую.

Расчет анализа

, где

X - содержание формальдегида, мг/100 г почвы;

а - мл 0,01н р-ра NaOH, пошедшего на титрование испытуемой пробы;

в - мл 0,01н р-ра NaOH, пошедшего на титрование контрольной пробы;

0,01 - нормальность NaOH;

30 - коэффициент для пересчета с мг-экв на мг для формальдегида;

100 - коэффициент для пересчета на 100 г почвы;

н - навеска абсолютно сухой почвы, взятая на определение, г.

______________________________

* М.А. Клисенко, М.Ш. Векштейн (ВНИИГИНТОКС).