Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Атомно-абсорбционный анализ почвенно-грунтовых вод и его применение в грохимических и экологических исследованиях

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Атомно-абсорбционный анализ почвенно-грунтовых вод и его применение в грохимических и экологических исследованиях"

.ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА

ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК имени В.И. ЛЕНИНА

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАШ

На правах рукописи

КАХНОБИЧ Зкнаида Николаеша

УДК 631.4:631.41:631.811 - 502.7

• АТОШО-АБСОРБЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ЛОЧВЕНГО-ГРУНТОВЫХ БОД И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В АГРОХИМИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЗДОБАШЯХ

л

06.01.03 - агропочвоаедение и Ог^гО^И^ШдХ.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени "кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 1990

Работа выполнена в лаборатории химии почв Почленного института им. В.В. Докучаева.

Научный руководитель - доктор с.-х. наук В.А. Большаков

Официальные оппоненты:

- доктор с.-х. наук Б.Л. Градусов

- канд. биол. наук Л.И. Обухов

Ведущее учреждение - ЦШЛО

Зада та диссертации состоится "Л/ь " / 1990 т.

в часов на заседании специализированного Совета К.020.25.01 в ордена Трудового Красного Знамени Почвенном институте вмени В.С. Докучаева. '

Огзкш на •: морефорат просим прислать в двух экземплярах но адресу: 109017, Москва, Пияэвокпй пер., 7, Почвенный институт и»о:ш В.В. Докучаева, Ученому секретари Совета."

С диссертацией ког.но ознакомиться в библиотеке института.

Льторофорат разослан

■•Я

» 1990 г.

ЯШКЙ СЕКРЕТАРЬ СДЩШШИРОВАШОГО СОВЕТА ДОКТОР СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВШШ. НАУК

М.С. Симакова

ОНЦАД ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность. Анализ почвенно-грунтовах вод иа содержание мантов на уровне 10"®-10~% необходим в экологических, почвенных и агрохимических исследованиях.

При анализа вод широко применяется атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС). Чувствительность пламенных методов АЛО ¡шдостаточна для прямого определения элементов при содержании их меной

в таких случаях анализ проводят методом электротерь-нчзскоД атомно-абсорбционной спектрометрии (ЭТААС).

Для повышения чувствительности прямого ЭТААС опрйдышш элементов в водах необходимо их предварительное нонц-энтрнроЕанао. Наиболее рациональными в сочетании о ЭТААС определение« п^вдотаплл-ются иетоды соосажцения на органических коллекторах и сорбшюшше, позволяющие вводить концентрат в виде суспензии непоорадотваино в атомизатор беэ его предварительной обработки. Актуален поиск отечественных промышленных и полупромышленных сорбентов и реагентов, позволяющих проводить соосаждение из кислых сред без преавараха-льного разрушения органических комплексов.

. Высокочувствительные методу Э5ГААС удобно применять б сочетании с предварительными методами фракционирования при изучении соединений элементов в водах.

Учитывая необходимость вусоко^увсувитвлыюго анализа почваи-яо-груятовых вод, представлядася актуальными исследования, направленные на разработку и усовершенствование прямых методой ЭТААС ни ■ ределония элементов в почведчо-.грунтовых водах разных типов пота и методов с прецварителышм ксодентрированиеи, пключаодих сорОи-онныэ методы и соосаждение ад .органических коллекторах.

Работа выполнена в сооу&етствии о темой 05Г.02.02,1} - "РйС^а-ботать систему унифицироваддах стандартных методов для массового автоматизированного опредед^да до^азателеД плодородия поад".

Цель работ» - создание вш^-очувствительпых методик прямого ;< о предварительным кояценгрирощш« ЭТААС определения в почвоы*о-грунтевых водах и водных выгяюах из почв ряда элементов (21, Си Pb.Nl , Сг(ч<) , , А» , Мо) и применение этих методик в агрохимических I экологических исследованиях.

■ Достинение этой цела осуществляли решением, с ледукцих заддч;

- исследование хиыико-аналигвческих свойств, комплоксзобрз'зу-юаев способности полупромышленного смбоооноэчого анионита М1-0НЦ

'I г г'.' ;;;>ор;л.';лв(!ио1'о аналога - Ш-5ИБ и. условий количественного вз-'ч^шч С.и , РЬ , Сс1, Со , Ш , Сг(^) из почвонно-груптовых вод

- пуучише условий соооажценга Си , РЬ , Мо в водных вытяжках (•■ч к :чп щи визгах зкячошшх рН с органическим соосадителем - 3,5-|''||:п: Нл ;

- оучэнио процессов агомазации перечисленных элементов в печи ¡»ликтротэрмического атсшзагора при введении концентратов в ви-го оусиинзнй;

- исследование механизма атомизации, влияния кислот, состава ■■{■обч, поверхности атомизатора при прямом определении , Си , РЬ , ('о , А& в гранитовой печи и выбор способов устранения влияний на .'^еосйиюшшй сигнал элемента (Ам, );

- разработка на основании проделанных исследований методик прямого и с предварительным концентрированием ЭТААС определения по-ремслэшшх элементов в почвенно-грунтовых водах и водных вытяжках ид иочп;

- применение разработанных методик для решения практических задач экологических и агрохимических исследований.

Новизна и теоретическая значимость. Изучены химико-аналитические свойства слабоосновного анионита АН-511Д; с помощью ИК-спвкт-роскошт выявлен механизм сорбции изучаемых элементов и дана сравнительная оценка величин энергии связи Мв - сорбент; составлен ряд селективности. Исследовано влияние органических веществ вод и мак-рекомюнентов на процесс сорбции; определены коэффициенты распределения, сорбционные емкости для Си , РЬ , Сс1, Со , № , С^Су») . Рекомендованы условия количественного извлечения Си , РЬ , Сс) , Со , Ш , Сг(ут) из поверхностных и почвенно-грунтовых вод с помощью АН-5ПД и его промышленного аналога-АН-5ПБ.

Изучена условия соосаждения Си , РЬ ,Мо с 3,5-ДЦЦТК№ в в одних витлжках из почв и влияние состава пробы на соосаждение. Рекомендованы оптимальные условия соосаждения.

Исследовано поведение Си , РЬ , Со1, Со , N1 Сг(ч]) , Мо в гра-({.итовой печи при анализе концентратов в виде суспензий на основе АН-5П или 3,5-ДПДТКМа и влияние продуктов деструкции реагентов ' нч атошэацию этих элементов. Рекомендованы оптимальные условия этаас определения элементов в концентратах, вводимых в печь в виде суспопсий.

Исследован механизм атоимзацин, влияние кислот, сос.'иьа ¡ч»,-бы, поверхности атомизатора на АМ( при прямом опредолсшм 11 ы.ь.-.» 61 , РЬ , Си , Со , А* методом ЭТААС. С попью снятия вишни Л сн^У..,-ваш печи с различншга покритиямп, модификатор!! иатрзци, покрытые карбидом тантала.

Рекомендованы температурно-времвшша условия и г.сгоии ¡.¿^¿..и» приемы прямого определения Ь1 , РЬ , Си , Со , Аь иоиъцои « чвенно-грунтових водах и даны продолы их ирииенимлога и и к>д 1:11-пого состава.

Изучены формы соединений меди в почпонно-гр.унинии ь-ца£ щ окультуривании слаборазвитой торфяной почвн мотолами гальхра^ло-графаи, разделения катионних, анионных и нейтральных форм на г.ид--люлозних ионитах и последующего ЭТААС определения.

Практическая ценность. Разработана методика 51ААС опрац^лли^ 1 Си , РЬ ,N1 , Со , С<1 ,Съ(й) в поверхностных п почвеино-груитоки водах с предварительным сорбдаошшм концептрированизм злемэнтов ьл АЯ-5Г1 н последующим введением концентрата в печь в вица суппеимй Продели обнаружения (мкг/л): Си -с ,4'КГ2, РЬ-8.0.1ГГ3, СЛ-1,0. ПГ ; Сг(й)-1,5'1£Г*, Со -а,0.1СГ2,М1 -2.0.КГ-.

Разработана методика. ЭТААС определения Си , Рь ,Мо в польи.* вытяжках из почв с предварительным концентрированном сооссЕиениои на 3,5-ДЦДТКМа и дозированием концентрата в печь в си до сусп-оипки. 1 ре долы обнаружения (ыкг/л);Ск -2,0> Ю-1, Мо -1,5.Ю"1, РЬ-1

Разработаны методики прямого ЭТААС! определении 51 , РЬ , Си , Со , Ьь в почвенно-грунтовнх водах. Пределы обнаружения (ьп;г/л):Ы -50,0 >Ь -3,0-10~г, Си - 1,0, Со - 1,0, Да - 5,0.

С помощью ЭТААС анализа снеговых воц прояидено сраншпелиг^о 1эучениа загрязнения тяквлыил металлами территории, нрилегашсШ к тредприятш с традиционной технологией и к предприятию с новей, экологически более чистой, технологией. Для определена-! тлгхелих ми-галлов в снеговых водах использованы разработанные мтодикл

и с предварительным сорбциошшм концентрирований» БТДАС ьнчлааа

На защиту выносятся:

- условия, обеспечивающие количественной нзвлачен.Ь! Си, !">ь ,1.1, Со ,М1 . С г (VI) на слабоосновной анионит ЛН-5П из повЬрхн^стпик

I почввнно-грунтових вод;

- условия, обеспечивающие полноту соос'акдения Си , 1>ь,Мо с 1,5-ДПДТК Ма в водных вытяжках;

- -толики УТАЛО определения Си, РЬ ,Сс1, Со ,№ ,С%М с исполь-

на сташш концентрирования слабоосношого анионита АН-СИ к <'■:>■:.•• С«, 1'Ь ,Мо о предварительным концентрированием соосажде-с З.П-ДЦДПСШ и с иосгледуючшгл введенном концентратов в печь в

Т'-тп"

- м9тпц1К!1 прямого определения 51, Си, РЬ ,Со , в графитовых нчч-д с 1гсрол>>здошззм модификаторов матрацы, платформ, покрытий пе-'.'ч гх'.р^ндачи тугоплавких могаллов;

- результнти изучения с помощью разработанных методик трансфор-п.т;ш ооодвиеия! гади в почвенпо-грунтовых водах при окультуривании тмИ-яяоИ потен и загрязнения тяжелыми металлами территории, прилета*-га»'лЗ к петаллурглчзскому" предприятшо.

Апробация работы 1езультатн работы доложены на 1-й межвузовской наушой конференции /г. Тюмень, 1504г./, на П1-й Всесоюзной конференции по новым п ггодям спектрального анализа /г. Запорожье, 1987г./, на IX Ресиуб-г.шпс'сш! кон [оринции по аналитической химии "Аналитика-89" /г.Алма-Ата, ТУХТ./.

Объе;.1 и структура работы' Д.язсергацая изложена на 182 страницах машинописного текста, вк-.ч-о-пет 50 таблиц и 14 рисунков. Состоит из введения, одной главы литературного о!зора, четырех глав .-экспериментальной части, основных: ги'"л;:.оо, библиограЬш, вкдшакшй 207 наименований, в том числе 143 !"1бегч зарубе;?лих авторов, прилокппия.

СОДЕРЖАНИЯ РАБОТЫ В д^ух первых главах дан критический обзор методов прямого и с I {•сдвчрхтелънш концентрированием ЭТААС определения эломонтов в во-

Л'1х; описаны использованные в работе реактивы, материаш,приборы, пгаогз! 1! МЕТОДОЛОГИЯ исслодош1шй.

Работа выполнена на приборе фирмы Перкин-Элмэр мод. 503 с НСЛ -,'! прц отсутствии бнетрого нагрева на стадии атомизацни, с дейтерие-»••м кор: октором (¡она и с регистрацией сигнала по высоте пика.

кощглишклше и.кроолзлзнгоа в пр,1род;шх водах и : пяч |х 1;:и'.г::;сд): кз но!:! о поавдвдм ж определен; им "¿тго;;о;л этлас

I. С'г")б'';юнноп концентщгрорлний й|. РЬ, С(1 , Со , НС , <к(У?) из I'.!;.:л итИпос:м[чк'-ч ан^онито АП-ГЯ! с поолодуячим ЭТААС опроделони-. сорбции прплпнеи полулрогвшеиинЯ ашюшгг АН-5ПД, с;што-

эированний и IfflO "Пластмассы" на основа сшитой дивиннлбензойом (8 мас.%) полистирольной штрици макропористой структур». В качества аминирукцого агента приманен циэтилантриашн. Элементарное звено анионата:

-Cil - СИ, - СН - СН,-I I 2

Л

Y Y

CN-CH, CHj-WH-fCH^-NH-ÍCHj^-NH,

'ч

Сорбция катионов переходных металлов происходит в результате перекрцнаш«2х-элвктрогшой орбиталп атома азота аминогрупп по ликера с вакантной орбиталчлэ иона переходного металла. Распределение ai.ru-ногрупп у AH-5II (чвраз 2'СН4-груши) можетспосойствовать образовании циклических структур типа:

' ' -NH-CH& - CH4-NH-

Изучение химико-аналитических свойств сорбента прошении п зтатическом режима на растворах сравнения.

Установлено, что иамзльчэнаа сорбента улучиало evo copüiMH-шэ свойства, поэтому перед проведением сорбции его растирали н ¡гатовой ступка в течение 10 м.

Обнаружено, что фильтры на целлюлозной основе, используй!"!-* (ля отделения раствора от сорбента после сорбции, сорбировали юэлементц. Подобран более инертный материал - нутч-фильтрм № 4 ,рки "Дружная Горка". Для снятия и измельчения плотного осадка о ильтра его обрабатывали ультразвуком с частотой 22 кгц в течонио

0 м. Образовавшуюся суспензия анализировали в графитовой печи.

Изучаца зависимость степени извлечения ( R, , %) от рИ для кт'-ого элемента (рис. I), Оптимальный интервал рН сорбции 6-7. Ппп íi» 8 РЬи Со сорбировались стеклянным фильтром - эти элементы ог-утствоваяи в фильтрате и неполностью обнаруженц в сорбенте (рчс. а).

Найдено равновесное время сорбции - 30 м; определена следуи>и;и тчения равновесной сорбдионной емкости, мг/г: для Си -50, Рь

1 -48, Со -IB, Ni -17, Ct (vi) -17,5.

Выбран оптимальный десорбент - 0,5N р-р HU04 .

Изучена зависимость Я. , % от навески сорбента при panwtn;jx

"'лг .-üí растворов сравнения я пробы, влияние органических веществ на сорбцию (на препарате ФК), избирательность аналитического действа! (па растворах, имитирующих состав природных-вод, содержащих (fíxr/мл): смесь I - Са , Na , К по 50; SiOj, , Ава0, по 20; Ге , Мя,2;г но 0,5; смесь П - Са , Mj по 500; Na , К по 100; SiOt, «Д по 50; Fe , Ma,2n по 0,5; смесь Ш - Са , Mj по 500; Na, К. по 100; &10г , А6а03 по 50; Fe ,Мп, ,£п по 5,0; смесь 1У - Са , Mg по 1000; Ма , К по 200; S10¿ , Аег0, по 50; Fe ,Мя,гл по 10). Для I л раствора сравнения достаточна наваска сорбента 100 мт. Для устранены влияния ФК на 200 мл пробы добавляли I мл H¿0¿ , кипятили пробу в течение 5 м и увеличивали навеску сорбента до 200 мг на I л. (табл. I). Этой навески достаточно также для сорбции при содержаниях макрокомдонентов, указанных в смесях I-Ш; для содержаний, указаниях в смеси 1У, надо увеличить навеску до 400 мг на I л.

Изучены ПК-спектры сорбента до и после проведения сорбции в интервале частот от 200 до 4000 см"*-. В спектре сорбента, насыщенного элементом, обнаружены полосы поглощения в.длинноволновой области спектра (200-400 см-*), обусловленные колебаниями связи N-*Me: для Си и Ci(v])-37Q см-1, РЬ и Coi -250 см-1, Ni -260 см"1, Со -420 см"1. Б коротковолновой части спектра (400-4000 сы~1) наблюдали уширение и смещение в более коротковолновую область полосы валентных колебаний МН -групп (3365 см-1); волоса деформационных колебаний МН-групп ■смещалась в более длинноволновую область спектра, величина смещения пропорциональна величине энергии связи N-»Me . Полученные данные подтверждают образование координационных связей при сорбции металлов на AH-5II.

Для Съ,наблюдали новые полосы также и в коротковолновой области спектра - 900 см~* (ответственные за поглощение СгО^ ) и 775 -810 (поглощение СО*" ), следовательно, сорбция Ct проходит по созванному механизму: анионного^обмена и комплексообразования.

По величинам смещения полос поглощения валентных колебаний NH -групп и по интенсивности полос поглощения в длинноволновой части / споктра составлен ряд селективности для AH-5II:Pb>Cu = Cd>Cifvi)>Ni>( „Найдены коэффициенты распределения ( Л , мл/г): Си -!• 10®, РЬ -3-ю", Ocf-1'ID®, Со-0,8-10 , Ni-I,7-IC^. Ряд селективности, выве-

¡¡а основании величин А идентичен ряду, составленному по дан-!>ж И^-сьехтров.

Изучены условия измерения суспензий в графитовой печи. Устано-liчто ■ ■ ,, •

¿ -г—т-г:

с г-т '.-ах чр. -тол (чло Z П JC, :e z'ozrfi TÍ;* гель-

JC- •тр. (2 Не натэл э), í" <г/л

Z'r Проба, 3 ГО ЗЗЧТ5!Л С,'.! ! РЬ Cd Cifvj) ! i Со ,v¡

7 e ,0±0 ~ , г2 о 070+0 rr¡ г 2 5±0, 02 x C±0,0I 5 0¿C,

соог.= 15 гг/д л .0+1 Liü 2,4и+и ио и TTsü+ü o ,o+u, 04 и b + J, U2 0

■лРЛЬ PS52 Солотча, ?язая7„ 15 ,0+0 10 1.60+0/, 0 u60¿0 0010 5 0+0, 04 o 0±0.0I 3 5+0, 03

Г - • " 'l"J " 1с ,0^0 -i- | С ¡J^U | ч 0 l£¿¿b OÜÍb b ,'ü+ü. Je i 6¿0,Ü3 ó '<.¿0, г r.

3. ■'::льгсатн поч ъ, ,';:тозск:1й 3, 1+ 0 С2 0,40+0 соз r¡ ce 0+0 0009 0 83+0 ,007 К обн. H C'tín

íi^.4. парк: ,. aj не pe i' но::;з 30 кг/л, с - ) С АПТ» ' — 5.7 г ' 2. 9± 0 С4 0,50^0 ОС 5 0 050+0 COI? 0 76+0 ,015 n и 38+0,006 n и 83±C ,012

4 - - п - г>Н 2,5 4, 5+ 0 03 0,51+0 GC4 0 160+0 0015 o,se±c ГПЧ ООН, a обн.

4 7+ 0 05 0,50+0 010 0 180+0 0020 0 ,92+0 ,020 0 46+0,007 0 92+0,020

5. 0) óyvsn леон 12 :,::•/л, р" ■1 т ^ - —i, ^ооГ ~ 7, 0+ 0 06 н.обн. 0 080+0 0010 0 90+0 ,003 I 4+0,01 2 4+0, 02

5,7 i ¡ 7 1+ 0 10 0,11+0 üü2 0 070+0 0020 0 .87+0 ,015 I 2+0,02 2 ,2+0, 03

6 * - " - рП 2,5 ' i ^ 0+ 0 02 0,75+0 eos 0 o: i+o 0002 т ,1+0, 010 2 9+0,03 4 0+0 03

3, 3+ 0 06 0,80+0 Oíd 0 Oí 2+0 0004 T ,5+0, 030 3,5+0,04 3 ,7+0, 05

7. в) пс^золястг ч,С д=15 мг/л 5 5+ 0 06 0,70±0 006 0,030+0,0009 T ,4±0, 012 0,77+0,003 I,I¿0 01

рЯ ь U+ и И а;уц+и 012 OV'ü+O 0018 1 02 ü и 67+0,012 i ü+U, u.c

8. - " - рН. 3,5 в. опр. н.опр. н onp. H .onp. H onp. H onp.

Vnp.=IG0 мл (К,.=10) . lk 2 0+ 0 03 1,30_í_0 02 0 "iO.003 I ,2+0, 022 )¿0,002 2 ,2+0, 02

9. " " "Vnp. =1000 мл я. опо. н.опп. [i . H .orip. H onn. К onp.

(Кк=1СО) 2 1+ 0 03 I,30¿0 ,03 0 ^о+0,003 I ,1+0, 020 r 2+0,02 o 4+0, 03

к - объем проб о I по 7 - 200 Ке [0.

-для равномерного сгорания сорбента содвл тьрмл:!,':« v.uva .....

дует проводить в 2 этапа: 1-Я этап - при 4bO°(J (ш и-п о vi ■•..!! «А И--й этап - при темюратуро тормообрабстка (Т.1 (}*п ), иuijioímvii ;í каждого элемента;

- Тт и температура стадии атопвьацаа (т. , ) (.у-.¡i,¡,i. для РЬ -нкжо, а для Сг -шио, чем для воюшх чю объяснить в 1~м случае - карботоршноокип ьошк.&гл.лмч.-й, ¡., ): ■ - кар би до об ра зо пани ем;

- аналитические сигналы элошнгсо.л щ.исугс uua с>,р-;ч|г.- i п.. • сколько отличаются от таковых при видении ыгшх рач'/исгми, ;,г>:,П'-му раствори сравнения должны содержать ту ко кснцоптрапшо cu¡',0'i¡.';,s, что и концентрат;

- предельное содержание сорбента в суспензий кошмй'и -мг/мл; при больших концентрациях затрудняются условия доэщ.оьч:ьу1 суспензии мякропипеткой в графитоиуы печь.

Пределы применимости методики (V f Cjj=IODO ич, в.и Ш> ш>

/мл):

- при содержании макрокошоншггоа, у казачий* в с:.)Ой«.ч I-lil, ъ> ■ зможно достичь Кк011 = 100; ■

при содержании макрокошоноц? он, указанных в омеса ГУ, ¡.«и-симальный KK0HIÍt = 50..

В случае применения промышленного аналога cupiojiía --'.ii-í.i П; необходимо пополнительное измельчение его перед использоинтн;!« я течение 5 м с помощью ультразвука.

Методина ЭТААС определения Си т РЬ , Cd . Со . Nt , Сг(Ь)_г<о..

]Щх. К .выбранному объему пробы (от 100 до 1000 мл) добавляют Н,^ (из расчета 0,5 мл на 100 мл пробы) и нагревают до кипения. Поел-! кипячения в течение 5 м пробу охлаждают, устанавливает plí. G-7, м-бавлягот навеску сорбента и .встряхивают на ротатора в точение 3'] м. Затем отфильтровывают сорбент через нутч-фильтр № 4 ('Дружная Г.ф ■ ка"), притертый к воронке; фильтр помещают в стакан, омк. 100 im, заливают ГО мл 0,5М р-ра HNOi и обрабатывают ультразвуком в •¿■лче-ние 30 м. Образовавшуюся суспензию анализируют в гра^итоией ночи. Условия определения в печи следующие: озоление сорбента - при Т.. 450°С в течение 20 с для всех элементов; термообработка для P¡, , Cd , Сг(у), Со , Ж при Тт>о0р> 700, 550, 45Ü, UG0, 9U), 9.'iñ: соответственно в течение 20 с для каждого элемента; атомеь'шпя Гат. 2600, 1900, 1600 , 2500 , 26СО, 2700°С сютмеатнпо n т.,ч.ч.».» Ш с для каждого элемента.

Прчп! 1М'»;'.ть методики проверяла сравнением результатов анализа г. >ч '.ч г<;тГ,;до:.1 и с предварительным концентрированием / табл. I ( п т:т!о н;!тод|;и " вяодоно-найдено".

Црп'.мп обнаружения при Кко,щ =50 /ижг/л/^Сц, РЬ, (У (л (у) г 0; ,;.'( __ О'к-.таулггот В.МО"2; 810-10~3; 1.0-102 ; 1.5-Ю"1; 8.0'ГО~2{ а.С>• 1'Г" соотнотствонно; значения & / дач содержаний, в 10 раз про-«с.ути врююли обнаружения / 0.030; 0.032; 0.013; 0.034; 0.045; 'Л<к-' С'.ТП' ¡тогвопио.

IГ. Концентрирование Си. РЬ. Мо из водных внтятак ооооаждени-М!..ЧЛг ''-ЛЛдГК Ы и последующим их определением методом ЭТААС. Использован реагент, впорние применяющийся в сочетании с ЭТААС опре-- З.б-дкреншгпираэолиядигиокарбашшаг N0 /3,5-ДПДТК Мя/.Реагент синтезирован В.М.Бнрько; он является производным гетероцикли-чосг.ого г-торлчного амина:

оТГ

: 'ОХ'-пчшт долствня реагента основан на образовании в кислой среде нерастворимой, сдабодиссоц.шрущей в воде кислоты /КдЙСС =5.9/,пред-стаает-п'чей собой объемный хлопьевидный осадок; одновременно образуются очг>нъ прочные комплексы реагента о Си, РЬ , Мо , соосаждающиеся вместе с кислотой. Образующиеся комплексы болое прочны, чем комплексы тех жэ металлов с органическими веществами природного происхождения, поэтому но требуется предварительного разрушения органических комплексе л.

Условия соосаздония изучали на растворах сравнения, содержащих в мкг/мл:. Си-0.005, РЬ-0.0025, Мо-0.001. В раствор сравнения посла установления нужного значения рН вводили 1$-ный водный раствор Реагента / 4мл реагента на 1л пробы /. Образующийся осадок отфильтровывали через стеклянный фильтр й_3-лли № 4.

ЬыЗран оптимальный реагент для перевода определяемых элементов » раствор - горячая М03конц>. После отфильтровнваиия концентрата его обрабатывали на фильтра I мл горячей Н(№3 ко,щ , осадок полностью растворялся. Раствор отфильтровывали, промывая фильтр бидистил-ллрешячоА водой до нухного объема / 10-25 мл/» при этом образовн-»•пзп опа,пок производных реагента, элементы оставались в растворе; 1лтуч-!:нт суспензии,усгойч.гоне в течение нескольких дней, анализи-;ч' I п гр,ч1'.1товой печи.

Изучена зависимость степени извлечении Си, Г'Ь , f.'.o иг кости раствора (рис. 2); полное извлечение всех элошнтои « -лат ли при рН 1-2.

Рио. 2. Влияние кислотности раствора на степень извлечен;.'!

(Я,£) РЬ(1), Мо (2) и Си(3).

■ Изучена избирательность аналитического действия катодом доб.-. « вок на вытяжках из почв разного типа (табл. 2), установлено иг.-.у; ■-ствие влияния состава на процесс соосавдения.

Подобраны оптимальные условия намерения при анализе г.уанпсшй в гранитовой почи; для предотвращения взривосбразного сгорания реагента стадию термообработки проводили в 2 этапа. Чувствительность определения в суспензиях и водных растворах одинакова, ело позволяет использовать последние в качестве растворов сравнения, что значительно'упрощает анализ.

Методика ЭТААС опреполония Си , Рь .Мо д водних шггукпх г,л пощ. Методика отличается простотой использования, получением уо-зйчивих во времени концентратов и использованием в качестве рас-т:.-ров сравнения нитратных растворов. Водную вытяжку (от 100 до 1000 п) помещают в стакан, устанавливают рН 1-2, добавлением К С г. (киакала терегнанной или ос.ч). Затем вносят при перемешивании свокапрагото-злешшй водний р-р 3,5-iUmTKNa (из расчета 4 мл на I я пробн) и оставляют пробу на ночь. Осадок отфильтровывают через сток ¡птичий фильтр, растворяют горячей HU0S К0Н[( и разбавляют до нужного о<1и)-ia бидистиллатои (10-25 мл). Образующуюся суспензию анаяизируит ь графитовой печи при с л еду киях условиях: оаоланиа сорбента при :i!iOui! [ля каждого элемента в течение 20 с; термообработка для Си, РЬ , Мо гри 700, 800, 1500°С соответственно в теченио 15 с для-каждого эли-гонга; ятомизация при 2GOO, 2350 , 2700°С соотвотстшншо н течепло 3 с цля Си, РЬ и 12 с для Мо . Првцоли обнаружения (при

1,5'ICT1 ео:т»л-

20), мкг/л Си , РЬ , Мо равны 2,0-КГ1, 4,0-10' гренно; значения равни 0,02 - 0,01 (для содарк.ишй, и 10 раз >ошшамцих продели обнаружен»!).

Гчсулпч.а» ана'пна водных вытяжек ез почв и оценка'iix правиль-

í¡ ".-.та viuu п табл. Я.

ПРЛМОЛ АНАЛИЗ ВОД МЕТОДОМ ЭТЛАС

И'гичние состава пробы на АМе изучали на растворах сравнения, с.од«1 .»алвх в мкг/мд: смесь У - Са , Mg,Na , К по 50, Fe — I, At — 2, !Ч0г - VJ; смесь У! - Си , Mj , Na , К по 500, Fe - 10, № -20, SiOA_IOO. Платеж» изготавливали из сегмонта графитовой трубки с нарезкой; в?о плагфо(1Ш покрывали карбидом тантала - ТаС.

0|;таг:кз?юм воловий ЗТАЛС определения Cu . РЬ .Со в ночвенно-\ imiToi'ux воятх. Изучено влияние состава на АСц , АРЬ , АСо при различных способах атомизации (табл. 3). Для меди платформа без или согкуспш с модификатором устраняла влияние состава пробы. При оп-Р'.долошы кобальта в случае маломинерализованных проб (смесь У) мо-л'.'о работать с трубк--' ' из пористого графита, дозируя пробу на стенку ночи; в спльноминерализованньгх водах (смесь У1) определение слигуот проводить о платформы в присутствии модификатора.

Поскольку влияние состава на АРь при атомизации с платформы оказалось больше, чом при атомизации со стенки, били рассмотрены рогистрограшы Арь при скорости движения бумаги самописца 240 мм/м (ряс. 3).

Iipsi атомизации свинца без модификатора А^ имеет несколько пикон, что свидетельствует о невозможности пиковой регистрации АрЬ . Модификатор и платформа, сдвигая появление атомов РЬв область болоо высокой температуры газовой фазы (рис. 3¿6), оптимизируют процесс атомизации; сигнал приобретает форму одного пика, совпадающего с сигналом при атоетзации чистых растворов свинца (рис. Зв).

Подобраны оптимальные условия измерения Сц, Со ,РЬ в графито-:io'.i почв при атомизации со стенки, с платформы, в присутствии мо-

::;r¡ ягатора и без ного. ~

Рнтищзация условий определения ксомния в лизиметрических во-д-чх t;cT"!ioM ПТАДС. Поскольку в печах из пористого графита Así был ¡'.;:> г;:, опробовали печи с ииропокрытием и печи, покрытые V^C . В пе-">х. с миропокрытием Asi в 2,5 раза ниже, о в печах с WC - в 3 ра-i ;riuo, чом в печах из пористого графита, вследствие чего были ис r'jv w.miu печи с WC -покрытием. Потери кремния могут происходить '.-ют образования летучего моноокслда Si.0 - в печах с пиропокрыи см, гы газовая фаза содержит несвязанный кислород, и за счет обрг г я >т га?оо<5раэичх карбидов SIC4 , $í4C - в печах из пористого грг

Результаты анализа водных вытяаек из стандартных образцов почв и серозема и сценка лх правильности методом "введено-найдено" (п =5, р =0,95)

1 Почва мент. ! ¡Содержание ¡в вытяаке, ; нг/мл ; 1 Введено, ! нг/мл ! ! ! Найдено, яг/цл \ С*$ ¿г

СП-1 (чернозем) 12,0 12 ' 12,0 ± 1,0 ' 0.065

Сц СП-2 (дерново-подзолистая) 14,0 п II.0 ± 0,7 0,048

СП-З (СЕетло-каштановая) 10,0 —— 12,0 ± 1,1 0,078

серозем типичный 4,0 ' 11,0 + 1,0 0,077

СП-1 0,90 1.2 . 1,20 + 0,11 0,075

РЬ СП-2 0,39 ■ 1,20 ± 0,12 0,083

СП-З 0,04 —П — 1,20 ± 0,09 0,058

серозем типичный 0.04 « 1,10 ±0,13 0,055

СП-1 0,56 0,24 0,27 £ 0,02 0,074

'МО СП-2 0,41 0.4В 0,51 ± 0,02 0,039

СП-З 0,24 ' 0,24' 0.25 + 0,01 0.С50

сзрозегл типичный 6,50 - ■ - -

Таблица 3

Влияние сопутсгвувдих элементов и модификаторов на АСи,

АСа, при атомизащш со стенки я с платформы ---[

I

Т

Ад/А0

Состав дроби, мкг/мл

Стенка пе-гПлатформа! Платформа .чи из по-)из порйс-)из граши-(ристого ¡того гра-|та с пйро-: графита -------------

!

фита (Щ покрытием

■Си 0,05 1,00 1,00 1,00

+ смась У 0,84 0,98 1,00

+ смесь У1 0,75 0,88 0,89

+ смесь У + 0,1#-ный р-рМ^М),)» 0,88 • 1,02 1,09

+ смась У1 + - " - 0,75 0,90 0,90

Со 0,005 1,00 1,00 —

+ смесь У 0,67 1,00 -

+ смось У1 0,80 0,62 -

. смесь" У + О.Й-иыИ Р~РЩ[Щ)Л 0,97 1,03 -

— + смесь УХ + - " - 0,91 • 1.00 -

РЬ 0,05 1,00 1,00 1,00

1» + смось У 1,00 0,90 0,76

1 смесь У1 0,93 0,61 0,73

и + сьюсь У "+ 0,8^-ний р-рМДР0„ 0,93 0,96 ' 0,95

»1 + смесь У1 + - " - 1,14 0,98 0,97

4д - абсорбционный сигнал элемента при введении раствора эле-■ мента со смэоьи; А0 - то же при введении раствора чистого элемента

фита, содержащих; в газовой фазе до 2% свободного углерода. Карбид

вольфрама может связывать кислород газовой фазы и частично углерод поверхности печи, препятствуя образованию монооксида и газообразных нарсудов, что приводит к увеличению Ац .

Исходя из с я е душе го моханиэма атошзации кромняя:

(или^С) — гсоЛ) + , подсчитаны аначе-

нил Ышргин Гиббса (д£- ) реакций восстановления £¡¿0* углеродом и карбидом вольфрама при Г.'.,г# = 2600°С и показано, что восстановлении карбидом вольфрама термодинамически более благоприятно, чаи ь;> гс\- шгомх-нй о углеродом.

А

а

ю а

i. о

_j •

m t, сеч

Рис. 3. Регистрограммн сигналов абсорбции свшща при атомизадии. .

растворов свинца со смесью мешающих элементов со стенкя(а) и с платформы (б); без модификатора (сплошная линия) и с модификатором (пунктирная линия); сигналы абсорбции при ато-мизации с платформы и с модификатором (в) растворов чистого свинца (сплошная линия) и растворов со смесью (пунктирная ляния).

.Найдены оптимальные условия измерения кремния в печах cVv'C-uo-крытием (табл. 4).

Изучено влияние состава лизиметрических вод на Asi катодом "введено-найдено": в печах с WC -покрытием влияние состава на Д5; отсутствует.

Определение мышьяка в почвшшо-грунговнх водах и водных внтяж-ках из почв мото'дом ЭТАЛС. Изучено влияние на Лд, кислот (HC? .HNO,), алюминия, фосфора, железа. Поскольку влияние алкминия на линииА$ит2 в 10 раз меньше, чем на линии Ab(SJg , выбрали линию ' • На

этой линии не проявлялось также влияние железа (до 100 мкг/мл); P0«, - ион при содержании 1,3 мкг/мл подавлял Дд4 на 20$; применение Ni JO, (I мг/мл) в качестве модификатора устраняло влияние 1,3 мкг/ мл P0¡" .

В присутствии HMQj чувствительность определения мышьяка выще, чем в случае водных растворов. Для объяснения механизма удерживания атомов мышьяка в'печи в присутствии HN0¡ Изучен процесс атомизация водных и 1^-ных по HNO,растворов мышьяка на поверхностях с различным содержанием активного углерода, используя (в порядке возрастания активности) печь с ГаС-покритием, печь из пористого графита, печь, на стенке которой помещали угольный порошок с размером чаотии <

50 мкм

4. а - зависимость АД1 от изменения Тт.обр. при введении водного (сплошная) и азотнокислого (пунктир) раствора мышьяка на различные поверхности печей: I - печь из пористого графита; 2 - печь с угольнш порошком; 3 - печь с ТаС-покрпти-ем; б - зависимость Аь от Тт обо п-ои введении азотнокислых растворов шишака сN¡5011 : I -.стандартный нагрев, 2 - медленный нагрев.

Эксперимент проводили при Гат_ = 2500°С. При разложении азот-ио/1,полого шшьяка на стадии термообработки в печи образуется А$40} о Ь шп1 = 2?5-ЗГ5°С. Возмокно, при повышении температуры А5ц,04 восстанавливается углеродом поверхности-печи и в интервале 400-6ВД°С иабдадали повышение как в случае растворов мышьяка в бидистял-лате, так и при введении азотнокислых растворов. Однако в случав водных растворов А^ итэ, чем в присутствии НК104 , что может являться следствием болое полного восстановления на активированной азотной кислотой поверхности печи. Для водных растворов мышьяка потери А&'начинались поело 600°С, что коррелирует с =615,5е С, ко по скорости уменьшения Ад4 варианты располагались следующим образом; ночь с ТаС р- печь из пористого графита >• печь с угольным порошком. В присутствии НМ01потери А* начинаются для печи с ТаС при ' Тт.обр. ~ ЮОО°С, в двух других случаях - при Тт>обр> = 1200°С ■ (рис. 4а). Можно сделать вывод, что НМО, активирует поверхность графита, способствуй образованию нелетучих углеродсодержащих соединений шшьяка, чем объясняется удерживание Аь на стенке печи до 1200%

Изучено влияние сопутствующих элементов в смеси У и У1'на в цочи из пористого графита'и в печи с 'пиропокрытием, о модификатором - I ыг/ыл) в без/него. Найдено, что депрессирующее с-шыкиа состава наА^ в печах с пиропокрытием более значительно,чем в йенах из пористого граната. Иолпостьв ойять влияние состава в г'"-

чах из пористого графита позволило применение NiS04 и прмедеппо" стадии термообработки в 2 зтапа: I -стандартный нагрев от 100 до 1200°С, 30 с; П - медленный нагрев (15°С/с) от 1200 до 1500°С, 20 с. Режим нагрева выбран на основании эксперимента: дозировали в печь раствор Ai с MiS0(, п еннмадр зависимость AAi и АН1 от тт.обр. при «зцлотюм подъеме TT>o6pi (Тат>=800°С, близкая к ТП0ЯЕП_ атомов Ль ). До = 700°С наблюдали все зтзеличипающуюся пе-.

рекоррокцпп Д^ , свидотельствутаута о существовании в газовой фазе молекулярных продуктов распада Ni 50,, ; в интервала температур 700 -1500°С Ад^иА^. полностью исчозали. Это можно объяснить тем, что мышьяк плавится при Т=800°С, при •этом он может растворяться в Ni , образуя твердый раствор," и высвобождаться при Т=15С0°С, близкой к Tnl>rii -1484°С, Таким образом, проведение стадии термообработки в два зтапа в присутствии N¡50,позволило поднять Тт ^ до 1500°0 (рис. 46). ' ' ''

На основании проделанных исследований разработаны методики прямого ЭГААС определения Си , Со , РЬ , Si , A«, в водах, дани ир?.до— ли их применимости для вод разного состава, представлены условия измерения г печах и метрологически?-характеристики (табл. 4). Правильность методик оценивали методом "введено-найдено"; сравнением данных электротермического и пламенного атсмно-абсорбцвонного анализа и сравнением данных анализа ГСО с аттастатакиими соде ржа uvur.''.'..

ПРГС0ШИВ RSSXQttA ЭТААС ДЛЯ АНАЛИЗА П0ЧЗШ10-ГР7НТСШХ ВОД И ВОДШХ ВЫШЕК ИЗ ПОЧВ В АПШВКПХЗЖ и ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПССЛЗДОВАШПХ

Разработанные методики были использованы:

- в агрохимических исследованиях (для анализа водных штяяок, грунтовых и дренажных вод, форм соединений элемзптов в водах при изучении доступности меди растениям на торфяной почве);

- при изучении техногенного загрязнения почв (ялл анализа снеговых вод в окрестностях металлургических предприятий).

Доступность годи на торшяноГ; почве при <■>;> :тесснип на frone известкования и минеральных удобрений. Объекте,; исследований являлась иерхолся торфшая почва Клопяковского р-на РязппскоЛ обл. Почва была осуткона а 1070 г.; отличается очень кислой реакцией среды порх-них горизонтов (рНС01 = 3,0) и высокими знлччнюги гидролитической КИСЛОТНОСТИ (H-rV^I^ö МГ— ЭКВ/НсД IOC I1) . ЛОДШ]иной

меди, извлекаемой INHC& , в ггастиом слоо'- 0,0 мг/иг, что состяп-

' ' I8

Таблица 4

Условия измерения и метрологическая характеристика методик прямого ЭТААС определения элементов в водах

але

мант |Объ0КТ анализа1! зации, модифи

ГТ " ¡Режимнагрева},- „ I

{ Способ атоми- печи* |Предел|

катор

{-обнар. > л !Т„ ¡мкг/л { 5г

XX

*т.обо!:ат., ! оп 1°с !

!

!

!

Си

РЬ Со

Я

Маломинерализо- Платформа с ТаС ванные (смесь -покрытием У) и силыюшне-рализованные (смесь У1) воды

900 2600 1,0 0,031

Смесь У , Смесь У1

Платформа с ТаС 900 2400 -покрытием; 0,8$ -ный Р-РИН^РО, • Стенка печи из 1000 2600 пористого графита

Платформа с ТаС 1300 -2700 -покрытием; 0,1% -ный Р-РМ^ЫО^ Лизиметрические Стенка печи сЫС 1200 2600 воды -покрытием

Смеси У, У1, Стенка печи.из Т ¿тап 2700 водные вытяжки пористого гра- -станд. из почв фита; N¡£>0, нагрев

0,2

1.0

1.0

50,0 5,0

0,024

0,050

0,045

0,030 0,034

мл)

=1 мг/ от до 1200; П этот • ~-медл. нагрев от 1200 до 1500

.а¡¡ия при дозировании на стенку

и - температура стадии вису 100 С, на платформу - I

— для содержаний элементов, в 10 раз превышающих пределы обнаружения .

дяйт 20$ от валового (4,6 мкг/г), при этом растения испытывают зн читальный дефицит меди. В таблица 5 приведены результаты определе им водорастворимых форм кальция и меди.

Вкявцено, что высушивание, образцов торфяной почвы приводит к овд большему "закреплению элементов и определение подвижных форм следует проводить из образцов с естественной влажностью.

Исхода из приведенных данных сладуот, что почва .нуждается в

Таблица 5

Влияние высушивания слаборазвитой торфяной почвы на содержание водорастворимых форм кальция (I) и меди (2), мкг/г возд. сух. почвы

Горизонт

{образцы с естествен} Воздушно-сухие ;нои влажностью , образцы

1 I ! 2 1 л 1 ! I ! ^

0-20 250 0,08 65 0,06

21 - 40 63 0,09 42 0,05

41 - 65 145 0,07 87 0,02

70 - 80 82 0,24 69 0,07

100 - 120 112 0,06 80 0,02

120 - 140 146 0,11 . 26 .0,08

жультуривании. На осушенном торфяном массиве в 1982 г. сотрудника-га ВНИИГиМ был заложен полевой мелкоделяночный опыт. На делянки ¡носили разные дозы извести,.соответствующие следующим значениям тидро'литической кислотности: 1,0; 0,75; 0,50; 0,25, а также медпыо гдобрения - Си50ч'5Нг0 (30 кг/га) на фоне известкования дозой 0,25 'К и навоз (20 т/га) также на фоне 0,25 ПС извести. В качестве об-;его фона ежегодно весной под предпосевную обработку вносили полню минеральные удобрения; навоз и известь вносили один раз весной :982 г.; медь была повторно внесена в 1985 .г.на все варианты, кро-1е контроля. Возделывали картофель в чередовании с овсом.

Внесение удобрений значительно улучшало агрохимические свойст-1а почвы, увеличивалось содержание подвижных форм меди и кальция.

Влияние меди сказывалось в основном на урожай зерна овса, при-юм максимальные урожаи собраны на варианте с.внесением меди, на 2-Л

1 3-й год окультуривания (69,8 и 50,2 ц/га соответственно) (данные НИИГиМ). На контроле и на варианте с внесением только ИРК 0вео олностью погибал. Проанализирован зольный состав растений методом ФА; найдено, что увеличение поступления меди в растения ингибиро-ало поступление Ре , К , Мп , 2п .

.Химический состав и формы соединений меди и кальшч в грунто-ой и дренажных водах торсбяной почвы. Проанализированы образцы рунтовой и дреЕИжных вод торфяной почвы, отобранные в 1987 г. по -м срокам - 1Э.У1, 8.IX, 22.X. Грунтовую воду отбирала из скгак:-ц на опытном участке, ее состав позволял судить о миграции зле-

ментов при окультуривании почвы; состав дрэнаяных вод характеризовал сток злашнтов со всего массива осушенной торфяной почвы. Найдено, что в сухое время года (июнь) концентрация элементов н РОВ примерно одинакова В грунтовых и дренажных водах;влажной осенью содержание элементов и РОВ в грунтовой воде значительно выше, чем в дранажных водах, что может Сыть связано с вымыванием атмосферными осашаш элементов питания, вносимых с удобрениями. Содержание меди в грунтовой вода по всем срокам взятия незначительно отличается* от такового в дренажных водах, что свидетельствует о фиксации вносимой меди в верхних горизонтах почвы.

Найдены миграционные формы соединений мода и" кальция в грунтовой и дренажных водах (табл. 6). В дренажных водах с РОВ связано лишь 19$ кальция, в грунтовой вода - 60-70$ в виде катионно-анаон-ных комплексов. Медь в обоих случаях на 100$ связана с РОВ, однако в дренажных водах, наряду с анионными, присуствуют катионнне и найтралышо комплексы, в грунтовой вода медь полностью связана в анионные комплексы с РОВ. .

Длл подтверждения полученных результатов был поставлен модельный опыт. Объектом'исследования являлась верховая торфяная почва к генетически связанная с ной почвонно-грунтовая вода. В образец поч-ьы вносили СаС04 из расчета 0,25 ГК и Си50ч-5Нг0 из расчета 30 (¡г/га. Образец промывали дистиллированной водой; в исходной воде и фильтратах определяли рН.окисляемость, общее содержание меди и кальция и формы их соединений (табл. 6). Найдено, что на 1-м зтапе (период взаимодействия СаС01 с почвой) -кальций мигрирует в виде ка-тг.онно-анионпих комплексов с Мм<180; на 11-м этапа (после завершения взаимодействия извести с почвой) 50$ кальция связано в катион--' ныа комплексы с РОВ высоко- п среднеыолекулярной массы. Содержание ыада в фильтратах меняете»! незначительно-по сравнению с почвенно-грунтовой водой, что подтверждает фиксацию меди в верхних горизонтах, однако медь трансформируется в анионные комплексы, связанные с РОВ высоко- и срадномолекулярной массы. Таким образом, модельный опит подтвердил,результаты изучения трансформации миграционных форм меди и кальция в торфяной почве при известковании и внесении медных удобрений.

Изучения техногенного загрязнения предприятиями с традиционной ¡1 бопса современной технологией (методом гидрохимического опробования снега. Объектами исследования были выбраны Череповецкий металлургический комбинат (ЧМК) с традиционной, "доменной", технологией

Формы соединений кальция и меди в грунтовой, дренажных водах а фильтратах торфяной почвы

Наименование образца 1 рн 1 ' 1 Элемент Общее содержание, мг/л Кол-во элемента, связан Распределение элемента по фракциям РОВ различной Мы % от общего содержания элемента % от общего содержания органических соединений элемента

но ГО С" Щ> 5000-; 3000 | 1 600300 300180 <180 1 Кати о-г ВЫ -1 1 АнисННеитр. ны »комплексы

Грунтовая вода с опытного участка Са . Си 11,2 67,5 0,103 100,0 50,0 78,3 17,5 21,7 0 0 33,0 0 65 0 35 100 0 0

Дренажная вода, коллектор & I 7,2 Са Си 26,4 19,0 0,050 100,0 4,0 80,0 15,5 20,0 0 0 80,0 0 67,5 16,0 32,7 75,0 0 16,0

Результаты модельного опыта

Почвеняо-грунтовая вода 5,2 Са Си 5,4 0,25 90,0 80,0 73 ва 1а 18 0 0 10 20 88 24 15 64 0 28

Фильтрат I зтала 5,6 Са Си 7,0 0,30 95,0 100,0. 12 . 76 0 23 0 0 85 0 48 3 55 83 0 6

Фильтрат П этапа 7,6 Са Си 9,0 0,16 50,0 100,0 28 ■58 18 40 22 0 50 0 100 0 0 100 0 С

и Озкольский эяыгерометаллургический комбинат (ОЭМК) о новой, эко-логическя более чистой, технологией - электрометаллургией. Практический интерес представляло сравнений двух технологией с экологических позиций. ЗйГ1ианенне оценивали с помощью анализа снеговых вод, отобранных на разном расстоянии от предприятий: определяла рП, количество взиэсей, сумму солей, содержание Са , М|, На , К . Содержание т.чыелых металлов определяли методом ААС: ,1а - в пламени аде-тилаи-шздух, остальные металлы - в графитовой печи. В случаях, когда содержание элементов было недостаточно для прямого определения в графигойой печи, проводила процваритодьное концентрирование с помощь» слабоозиовного аиионита ¿11-511.

Построены кривые изменения количества выпавших со снегом металлов (г/ы^ а сутки) по мере удаления от предприятий. В табл. 7 представлены сравнительные данные по значениям рН,содержанию взвесей и тяжелых металлов в снеговых водах в окрестностях ЧЫК и ОЭМК.

Таблица 7

Состав снеговых вод, отобранных в окрестностях ЧМК и ОЭМК

;¡Кол-jСодержание элемента в воде,

Место взятия образца, ; н ¡ьо j мкг/л

удаленность от предпри- j1 i-1-i-Г-i-1-Г—

. яи"<км> I hft4fe MniZaiCu Ct ! РЬ i Cd _:_! ! ! j ! ! \ ! I

0 3 и К

Сссноьый iiic, 0,7 7,16 1,44 5190 217 50 12 1,9 1,9 1,00

t* ™ 1 4,7 6,45 0,21" 10 68 70 9 1,5 1,7 0,29

и т» 1 6,2 6,57 0,11 10 7 40 12 1,5 4,0 0,30

Опушка , 6,2 6,26 •ч 0,23 30 46 60 1.1 К 25 1,7 19,0 0,48

йакустарелшд! совор, луг, 3,0 8,43 3,42 1ГО00 790 620 37 26,0 75,0. 3,00

Ольховой ДОС, север, ПрйС| ека, ■4,7 8,92 4,56 5830 500 310 25 20,0 93,0 3,00

Сосново-борезовый лас, г;г, 1.5 7,62 2,21 4250 320 100 22 15,0 ЗГ,0 2,00

Jiyr, соьзр, 6 ,6 о, 82 0,57 4670 310 100 19 IV,0 4.8,0 1,60

PtiLijjf'bO-COOIl лис, поллна, иныа ьг, 6,0 6,92 0,80 2-180 150 100 13 20,0 40,0 1,30

На основании полученных данных можно сказать, что современна!

■вхнология по сравнении с традиционной, значительно сокращает kov,i-гэство пылевых выбросов, умопьгаает щелочность випапеиий, л количе-:тво Fe , Мп. и других тяжелых металлов э выбросах.

В II В О Д U

1. Предложен способ группового коцентрчроппиия Си , РЬ , Mi , Cl(ij) , Cd , Со в водах с применением полупромышленного слабоосноп-юго ашюнита АН-511Д и ого промышленного аналога - АИ-5ПБ', рого-гендованы приемы работы с сорбентом. С помощью 1Ж-споктроскош:и пе-:азано: сорбция элементов на AH-5II осуществляется за счет обрззо-iamw координационных связей N-»Me( для Съ ( Ч1 ) также за счет rirm-чшого обмена); оценена прочность связей М—*Ме и составлен pin сп~ активности: РЬ> Си * Cd > Сt(vj) >Ní >Со

2. Определены оптимальные условия количественной сорбции элп-гентов: рН 6-7, i = 30 м; равновесные сорбционные емкости (мг/г) -и . РЬ , Cd, Ct(v]) , Ni , Со,, равные 50,0, 63,0, 48,0, 13,0, 17,0, 7;5 соответственно. Изучены условия ЭГААС определения элементов л :онцентратах в виде суспензий и показано, что предельное содержания орбенга в суспензии для измерений - 20 мг/мл.

3. Для концентрирования Си ,РЬ ,Мо из кислых сред предложено оосалщение с 3,5-ЛДЦ1КМа при рН 1-2; выбран оптимальный рзагент ля растворения концентрата.(горячая НИ01конц>) и условия измерения бразующихся суспензий в графитовой печи.

4. Разработаны методики ЭТМС определения Cu, РЬ ,Ni , Ct(vi) , , Со ,Мо в Дочвенно-грунтовнх водах и водных вытяжках из почв с

редварительным концентрированием сорбцией на слабоосновном аниони-е AH-5II и соосаядением с 3,5-ДЛДТКМа с пределам обнаружения (гжг л) от 8,0-I0"-3 (РЬ) до I,5-I0_I.(Ct ,Мо).

5. На основании изучения поведения Si , Си , РЬ , Со , As в печах редложены методики прямого ЭТМС определения этих элементов ;в во- . ах с использованием модификаторов, платформ, покрытий поверхности ечей карбидами тугоплавких металлов с пределами обнаружения (мкг/

) от 0,3 (РЬ ) до 50,0 (61 ).

6. Разработанные методики, попользованные в агрохимических ис-ледованиях при изучении доступности меди растениям на торфяных почах и в экологических исследованиям при изучении загрязненности поч-ц тяжелыми металлами, позволили выявить следующее:

- доступность меди растениям на торфяных почвах при извосткова-ии и внесении медных удобрений увеличивается за счет возрастании нионной фракции органических комплексов меди;

- шоушпвание торфяных почв приводит к значительному уменьшошв Бодораотвср:ших форм элементов; определение последних следует провс дать из образцов с естественной влажностью;

- применение современной технологии - электрометаллургии значительно сокращает количество пылевых выбросов и тяжелых металлов, Di падащих на почву с атмосферными осадками, по сравнению с традиции ной, доменной технологией.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работ;

Г. Применение атомно- абсорбционной спектрометрии для анализа природных вод /Далия почв. Микроэлементы в почвах и современные ш тоды их изучения: Науч.тр.- Почвенный ин-т im.В.В.Докучаева,Москва, 1985,- С. 59-68 соавт. Л.А.Лернер.

2. Определение крешия в водах с помощью электротермической атомно- абсорбционной спектрометрии //Почвоведение. - 1985.-гё 7,0. 136-139 соавт. Л.А.Лернер.

3. Прямое атомно-абоорбционное определение Си, РЬ и Со в природа их водах //Почвоведение. - 1987. - й 3. -С. 139-145 соавт. I.A. Лернер. '

4.Атомно-абоорбционное определение мшшьяка с графитовой печью i природных водах и водных вытяжках из почв //Почвоведение. - 1988. -Я 10. - С. 127-13i ссавт. I.A. Лернер.

■ 5. Электротермическое атомно-абсорбционное определение меди.св! кца и молибдена в водных вытяжках из почв после концентрирования сс осаждением // КАК. - Г988. - Т. 34. - Вып. Г2. - G. 2I9I-2I94 соавт. В.М. Бырько, I.A. Лернер,

G. Формы соединений элементов в почвенпо-грунтовых водах //Бюллетень Почвенного ин-га им. В,В. Докучаева, Москва,1988, -Вып. 42,-С. 10-13 соавт. Л.П.Орлова, В.В.Байгулова, И.И.Лыткин.

7. Атомно-абсорбционное определение в природных водах Сц, РЬ, Ci( Cd, Ш и после сорбционного концентрирования на слабоосно-ышм анконнте //Почвоведение. -1990. - ¡112 соавт.Л.А.Лернер, ВД Каргшн.

8. Изменение химических и ф из и к о -х иш чу с к их свойств слаборазвитой торфяной почвы под влиянием окультуривания //в печати соавт. Ii.А.Большаков, Н.Л.Лнткин, Л.П.ОрлоЕа.

иодписано к jjaM'rp; 2Г.Х1.90г,

Заказ R97 Тирач 100 экз.

Tunernaj.iw Щ.ЯХН.Ш. Москва, Б. Харитоньевский пор., 21