Исследование химического состава почвы

В лабораторных условиях с помощью химического анализа можно опре­делить общее содержание органических веществ, общего азота, минераль­ных азотсодержащих веществ (азота, аммиака и аммонийных солей азота, нитритов и нитратов), сульфатов, хлоридов и др.

Для этого готовят водную вытяжку из почвы. В колбу помещают 50 г свежей исследуемой почвы и добавляют 250 мл бидистиллированной воды. В течение 3-5 мин содержимое колбы взбалтывают. Для осветления жидкости в колбу вносят 1 мл 13%-го раствора сернокислого аммония и вновь взбалты­вают в течение 30 с. Если жидкость не осветлилась, в колбу прибавляют 0,5 мл 7%-го раствора гидроксида калия и взбалтывают. Содержимое колбы фильт­руют. Если полученный фильтрат (вытяжка из почвы) оказался окрашенным, использовать его для исследования на наличие азотсодержащих веществ и хлоридов нельзя. Его дополнительно обрабатывают вышеуказанными раство­рами сернокислого аммония и гидроксида калия до полного обесцвечивания.

Для ориентировочных исследований, отработки навыков и предваритель­ной оценки почвы можно рекомендовать упрощенный, проверенный в лабора­торной практике метод анализа почвы на наличие в ней аммиака, нитритов (табл. 48).

Таблица 48

Санитарные показатели чистой и загрязненной почвы

Определение наличия аммиака

Навеску исследуемой почвы массой 5 г помещают в пробирку, доливают 15 мл 1% -го раствора хлорида калия, встря­хивают в течение 3-5 мин, дают отстояться и фильтруют. В чистую пробир­ку наливают фильтрат, добавляют 2-3 капли реактива Несслера. Окрашивание в желтый цвет указывает на наличие аммиака в почве. Количество аммиака определяют колориметрически.

Определение наличия нитритов

В пробирку помещают навеску исследуемой почвы (5-10 г) и наливают 15-20 мл дистиллированной воды, встряхивают содержимое в течение 3-5 мин., дают отстояться и фильтруют. В чистую пробирку наливают 10 мл фильтрата добавляют 1 мл реактива Грисса, помещают на 15 мин. в водяную баню при температуре 70 ⁰С. При наличии азотистой кислоты или ее соединений в зависимости от ее количества вытяжка окрасится в розовый или красный цвет. Количество нитритов определяют колориметрически по той же методике, которую используют для определения нитритов в воде.

Определение нитратов

Определение основано на взаимодействии дефиниламина с солями азотной кислоты (в присутствии серной кислоты образуется дифенилнитрозамин). В фарфоровую чашку наливают 1-2 мл водной вытяжки почвы, добавляют несколько кристалликов дифениламина и несколько капель концентрированной серной кислоты. О наличии нитратов свидетельствует темно-синее окрашивание. Количество нитратов определяют с помощью сульфофенолового раствора калориметрически.

Определение хлоридов

В пробирку наливают 10 мл водной вытяжки почвы и несколько капель раствора азотнокислого серебра. Появление белого хлопъевидного осадка указывает на наличие хлоридов.

В настоящее время нет строго принятых и установленных химических показателей для санитарной оценки загрязнения почвы. И в каждом отдельном случае необходимо подходить с большой осторожностью к оценке результатов исследования.

Почвы различных местностей будут различаться по своему составу. Например, незагрязненные черноземные почвы содержат такое количество органического азота и углерода, которое для других почв, например, подзолистой зоны, являются показателями загрязнения. Во всех случаях при анализе почвы на загрязнение органическими веществами для контроля необходимо параллельное исследование подобных же почв, но заведомо чистых незагрязненных.

Химическими показателями хода процесса разложения (минерализации) органических веществ, а следовательно, способности почвы к самоочищению, является аммиак (поглощенный аммоний) и отчасти нитраты. Последние – менее надежный показатель, чем аммиак, т.к. нитраты, с одной стороны, потребляются растениями, а с другой – быстро вымываются из почвы. Соли аммония напротив: хорошо поглощаются почвой, прочно и надолго удерживаются в верхних слоях ее (до 60-80 см глубины). В холодное время года процессы аммонификации и нитрификации в почве могут задерживаться или полностью приостанавливаться вследствие прекращения деятельности микробов под влиянием низкой температуры. В этих условиях в почвенной вытяжке может не оказаться аммиака и нитратов, несмотря на загрязнение почвы.

При исследовании почвы на содержание в ней аммиака и нитратов необходимо учитывать происхождение этих веществ, т.к. они часто вносятся в почву в виде минеральных удобрений. Санитарно-гигиеническое значение имеет только содержание в почве аммиака и нитратов из органических веществ в виде навоза, фекалий, трупов, сточных вод и пр.

О характере химических процессов в почве и ее санитарном состоянии можно судить по содержанию кислорода и углекислоты в почвенном воздухе. Наличие в последнем метана, водорода, аммиака, сероводорода указывает на «пресыщение» почвы органическими веществами и продуктами их распада и в связи с этим – на существование в ней анаэробных условий.

Давность загрязнения почвы органическими веществами, степень и активность их разложения можно оценить по данным анализа этих процессов:

аммиак - загрязнение свежее;

аммиак, хлориды - загрязнение произошло недавно;

аммиак, хлориды, нитриты - процесс разложения органических

веществ в разгаре;

аммиак, хлориды, нитриты, - с момента загрязнения прошел

нитраты некоторый срок, но имеется и свежее

загрязнение;

хлориды, нитриты, нитраты - свежего загрязнения нет, идет

минерализация органических веществ

нитриты, нитраты - с момента загрязнения прошел

большой срок;

нитраты - полная минерализация органических

веществ.

Присутствие в почве нитратов свидетельствует о бывшем загрязнении ее органическими веществами. Хлориды также служат показателем давности загрязнения почвы по той причине, что они слабо удерживаются в ней и постепенно вымываются из верхних слоев в нижние. Таким образом, исследуя почву послойно, через каждые 20 см на глубину 1 м можно по количеству хлоридов в этих слоях (от 0-20 см, 20-40 см и т.д.) судить о давности ее загрязнения: в первые 3-4 месяца после загрязнения максимальное количество хлоридов находится в слое 0-20 см, позже максимум ее перемещается в нижележащие слои почвы.