Объекты, место и методики исследований

Для исследования почвы и растительности были выбраны участки, попадающие в зону влияния химического предприятия ОАО «ГалоПолимер Пермь» Кировского района города Перми.

Почва на данной территории дерново-слабоподзолистая, слабокислая, преимущественно песчаной фракции. Из древесной растительности преобладали лиственные виды деревьев.

Для исследования были взяты пробы почв методом средних проб из 3 точек, с глубины 0-2 см и с глубины 2-20 см на удалении 100, 250, 500, 1000 и 1500 метров от ОАО «ГалоПолимер Пермь» в октябре 2013 года. Схема отбора проб представлена в приложении 1.

Также для анализа были взяты образцы хвои ели обыкновенной с трех деревьев на каждую пробу, примерно одного возраста, на высоте 1,5 метра. Пробы были отобраны также на удалении 50, 100, 250,500, 1000, 1500 метров от ОАО «ГалоПолимер Пермь» в ноябре 2013 года.

В исследовании были проведены следующие анализы:

1. Определение pH солевой вытяжки почвы по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85).

Сущность метода заключается в извлечении обменных катионов из почвы раствором хлористого калия концентрации 1 М при соотношении почвы и раствора 1:2,5 и потенциометрическом определении рН с использованием стеклянного электрода. Допускаемые отклонения при вероятности Р=0,95 составляют 0,2 единицы рН. (Пименова Е.В. и др., 2009).

2. Ионометрическое определение подвижных и водорастворимых фторидов.

Подвижные фториды - подвижные соединения фтора, извлекаемые из почвы раствором сернокислого калия с молярной концентрацией 0,03 моль/л. Для устранения влияния ионов, образующие с фильтратом прочные комплексы, используют буферный раствор, содержащий трилон Б, ацетат и цитрат ионы. (Методические указания по определению подвижного фтора в почвах ионометрическим методом, 1993).

Водорастворимые фториды- соединения фтора, растворимые в воде.

Метод основан на извлечении подвижных и водорастворимых форм фторидов из почвы соответствующим экстрагентом и последующем измерении в фильтрате вытяжки разности потенциалов фторидного ионоселективного и вспомогательного (хлоридсеребрянного) электродов, значение которой зависит от концентрации фторид-ионов в растворе.

Навеску почвы 10 г помещают в полиэтиленовый стакан объемом 100 мл, приливают 50 мл дистиллированной воды. Далее отбирают аликвоту почвенной вытяжки 10 мл, приливают 10 мл буферного раствора (рН=5,8), погружают фторидселективный и хлоридсеребрянный электроды, перемешивают раствор в течение 1 минуты с помощью магнитной мешалки и измеряют разность электродных потенциалов (ЭДС). По калибровочному графику определяют рС_F и рассчитывают содержание фторид - иона в почве (мг/кг) по формуле:

где 19 – атомная масса фторид - иона;

pF – показатель концентрации фторид иона найденный по графику;

V – объем всей вытяжки, мл;

m – масса навески, г.

Приготовление буферного раствора (c рH=5,8) для определения подвижных фторидов. В колбу на 100 мл из термостойкого стекла наливают 700 мл воды дистиллированной и последовательно добавляют 58,0 ± 0,1г хлористого натрия, 36,0±0,1г лимоннокислого натрия, 34,0±0,1г гидроксида натрия и 20,0 ± 0,1 трилона Б. Раствор охлаждают до комнатной температуры, добавляют 57мл уксусной кислоты, доводят до метки дистиллированной водой и измеряют рН. Требуемое значение устанавливают с помощью раствора гидроксида натрия с массовой долей 10%.

Построение градуировочного графика. Стандартные растворы с концентрацией 10^-2, 10^-3, 10^-4, 10^{-5 М готовят путем последовательного 10-кратного разбавления дистиллированной водой основного раствора с концентрацией 0,1М (}pF=1). Полученные растворы имеют pF 2, 3, 4, 5 соответственно. Все рабочие градуировочные растворы готовят в день построения и проверки градуировочного графика и хранят в полиэтиленовой посуде. Добавляют буферный раствор (рН=5,8), определяют ЭДС стандартных растворов и строят график, при это на оси абцисс откладывают величины pF, а на оси ординат – ЭДС(мВ) (Пименова Е.В. и др., 2009). Калибровочные графики предоставлены в приложении 2.

3. Определение органического вещества в почве по Никитину с колориметрическим окончанием по Орлову-Гриндель.

Сущность метода: мокрое озоление органических соединений почвы проводят хромовой смесью при нагревании до 150°С в сушильном шкафу. Количество озоленного углерода органических соединений определяют по количеству образовавшихся в результате реакции ионов трехвалентного хрома (Сr3+). Они имеют зеленую окраску. Оптическая плотность их растворов подчиняется закону Бугера-Бера, и, следовательно, их концентрация может быть определена колориметрически.

Навеску подготовленной для анализа почвы помещают в колб на 100 мл, и приливают 20 мл хромовой смеси, перемешивают и закрывают воронками. помещают в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 150^оС. Колбы расставляют на расстоянии 3-4 см друг от друга для равномерного их нагревания. Через 20 минут после того, как температура в шкафу снова поднимется до 150^оС, колбы вынимают, дают им охладиться и приливают 20 мл воды. Оставляют на сутки и фотометрируют в кюветах на 5 мм при длине волны 590 нм или с оранжевым светофильтром.

Содержание углерода в растворе находят по калибровочному графику.

Отвешивают на аналитических весах 2,3771 г сахарозы и растворяют в мерной колбе на 10 мл в дистиллированной воде. В 1 мл такого раствора содержится 1 мг углерода. В конические колбы на 100 мл приливают последовательно 0; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0 мл раствора. Что соответствует…мг. Раствор выпаривают на водяной бане до последней капли. Затем приливают из бюретки по 20 мл хромовой смеси. Колбу помещают в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 150^оС. Через 20 мин после того, как температура в шкафу поднимется снова до 150^оС, колбы вынимают и дают охладиться. После добавляют 20 мл воды и через сутки колориметрируют. По найденным значениям оптических плотностей строится калибровочный график в координатах: содержание углерода, мг; объем раствора сахарозы, мл. Калибровочный график предоставлен в приложении 3. Содержание органического углерода в % рассчитывают по формуле:

где а – содержание углерода в пробе, найденное по графику, мг

m - навеска почвы (Минеев В.Г., 2001).

4. Определение активности каталазы методом Бояркина.

Сущность метода: 5 г сырой навески хвои, растертой в ступке с песком до кашеобразной массы, смешивают с водой и 1 г карбонатом кальция в каталазнике и осторожно пинцетом ставят туда капроновую кнопку с 2 мл 3% перекиси водорода. Колбу соединяют с бюреткой прибора, устанавливают уровень воды на нуле и встряхивают каталазник, засекая время, в течение 1 минуты. Определяют уровень кислорода в течение одной минуты. За это время кислород, получающийся от реакции в каталазнике, вытесняет воду из бюретки.

Все анализы были проведены в троекратной повторности, результаты математически обработаны. Пример математической обработки предоставлен в приложении 4.