Современные методы пробоподготовки при проведении спектрометрических анализов проб природной матрицы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

ФГБОУ ВО «Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)

Кафедра экологии и техносферной безопасности

Курсовая работа

по дисциплине «Экологический мониторинг»

Современные методы пробоподготовки при проведении спектрометрических анализов проб природной матрицы

Выполнил:

Делиев Ацамаз Аланович

студент 3 курса группы ТБб-21-2 (ИЗОС)

направления «Техносферная безопасность»

очной формы обучения

Руководитель работы:

Гриднев Евгений Александрович

доцент кафедры экологии и техносферной безопасности (ЭиТБ)

Владикавказ 2023 г.

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

экологии и техносферной

безопасности

(название кафедры)

______________________________ И.Д. Алборов

(ФИО)

Институт: Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет)

Кафедра экологии и техносферной безопасности

Направление 20.03.01 «Техносферная безопасность»

Профиль «Инженерная защита окружающей среды»

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

студенту Делиеву А.А.

по дисциплине «Экологический мониторинг»

Тема работы: «Современные методы пробоподготовки при проведении спектрометрических анализов проб природной матрицы»

Цель: изучить современные технологии контрольно-аналитического мониторинга и используемое для этих целей оборудование.

Задачи: изучить основные требования к подготовке проб природной матрицы для дальнейшего спектрометрического анализа; ознакомиться с различными контрольно-аналитическими методиками.

Перечень подлежащих разработке вопросов:

а) по теоретической части: принципы спектрометрического и спектроскопического анализа проб природной матрицы.

б) по аналитической части: методики пробоотбора и подготовки проб природной матрицы, а также требования к проведению скрининга и основного спектрометрического анализа.

4. Исходные данные:

а) литературные данные о методах спектрометрического анализа проб природной матрицы для обнаружения степени их загрязнения опасными веществами.

5. Список рекомендуемой литературы:

5.1 Федеральный закон от 10.01.2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (с изменения ми и дополнениями).

5.2 Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 2008. - 560 с.

5.3 Афанасьев Ю.А., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. Учеб. пособие. М.: МНЭПУ, 2008. - Ч. 1. 208 с.

6. Контрольные сроки представления отдельных разделов курсовой работы:

25 % - ……………………………………………..... «16» октября 2023 г.

50 % - ……………………………………………..... «27» октября 2023 г.

75 % - ……………………………………………..... «30» ноября 2023 г.

100 % - …………………………………………....... «08» декабря 2023 г.

Дата выдачи задания «07» сентября 2023 г.

Руководитель курсовой работы

кандидат технических наук _______________________ Е.А. Гриднев

(учёная степень, звание) (личная подпись) (инициалы, фамилия)

Задание принял к исполнению студент очной формы обучения IV курса, группы ТБб-21-2 (ИЗОС) __________________ А.А. Делиев

(личная подпись) (инициалы, фамилия)



Содержание

Введение

1. Природные матрицы

2. Спектральный анализ

2.1 Методы спектроскопии и спектрометрия

2.2 Основные методы спектроскопии

2.3 Приборы в спектроскопии

2.4 Применение методов

2.5 Спектрометрия

3. Особенности пробоотбора и пробоподготовки объектов окружающей среды



Введение

Природа Матриц - Матрицы в природе являют собой совершенно естественную постановку вопроса в сфере интересов человека. С понятием Матрицы мы сталкиваемся в социальной практике человека регулярно, начиная с определённого момента времени. Матрицы известны в книгопечатании в индустрии информации в эпоху полиграфии. В самостоятельную науку и практику применения проявилось матричное исчисление в Математике в эпоху бурного развития и расцвета Алгебры как самостоятельной ветви Математики, что в свою очередь легло в основу векторному анализу и тензорному исчислению, - без чего не мыслима вся архитектура современной Математики, - это факт. Но это всё не даёт основания полагать, что Аналитика будет заимствовать матрицы у Математики. Аналитические таблицы и матрицы возникли гораздо раньше математических. Скорее, архаичные карты и таблицы Астрологии могут служить прообразом современных математических графов и матриц. То есть в истории цивилизации мы наблюдаем факты зарождения аналитических карт ещё в эпоху античности.

Собственно говоря, и Таблица Химических Элементов являет собой феномен уникальной Матрицы Бытия, в принципе, - в этой Таблице нет ничего случайного, - напротив она отражает фундаментальные закономерности Физики действительного Мира. В принципе, на этом можно было бы остановиться, ибо сам факт настолько впечатляющий, что существование Таблицы Химических Элементов являет собой очень весомый аргумент в пользу Аналитики в принципе. Можно утверждать, что эта фундаментальная Таблица являет собой плод выдающегося аналитического ума, и ещё раз подтверждает правоту мнения, что аналитический склад ума необходим для любой науки, а сама Аналитика являет собой сопутствующую методологию и инструментарий научного анализа в принципе. Но есть все основания провести масштабный обзор картины действительности по существу поставленного вопроса.

Матрицы являют собой инструментарий ряда наук, а для науки Аналитики это вообще один из основных инструментов, наряду с лингвистическим инструментарием и аппаратом Логики.

Итак, естественным образом мы подходим к феноменологии Матрицы Природы. Разумеется, Матрица Природы не являет собой по существу только Зеркало и только, как само понятие, так и явление Матрицы Природы носят принципиально фундаментальный характер и имеют соответственное значение - соответственный статус в системе Мировосприятия Человеком. Матрицы Природы - это Матрицы, которые существуют Природным явлением - Природным феноменом. Любой живой организм, безусловно, есть матрица природы в активном состоянии. И любая матрица в природе обладает способностью отражать и воспринимать мир, в котором находится.

Разумеется, уместен вопрос - какая Матрица Природы является первой от изначального. Ответом на этот вопрос является констатация факта Истории Бытия зарождением Состояния, ибо самое Первое Состояние в Мире Бытия и стало самой Первой Матрицей Бытия. Да - именно Матрицей - со всеми свойствами, присущими Матрице. И здесь мы переходим к основным свойствам, определяющим Матрицу естественным образом.



Глава 1. Природные матрицы

природный матрица спектрометрия пробоотбор

Природные матрицы являются одними из наиболее сложных (в том числе и по количеству анализируемых компонентов) объектов аналитической химии, особенно в тех случаях, когда необходимо определение суперэкотоксикантов, присутствующих в следовых количествах.

Наряду с применением современных приборов повышается также интерес к использованию экспрессных и высокоэффективных методов концентрирования и выделения токсичных веществ из природных матриц. Большой объем информации и необходимость ее быстрой обработки требуют компьютеризации эколого-аналитического контроля, что позволит обеспечить получение аналитических данных в реальные промежутки времени. Все эти вопросы нуждаются в рассмотрении с учетом сложностей определения вредных веществ в объектах окружающей среды и особенностей их поведения. Только химик-аналитик должен решать - какой процесс или метод применим для конкретного случая и дает корректные результаты.

Сложность аналитической задачи, необходимость получения надежных и достоверных данных заставляет применять наиболее чувствительные и селективные методы современной аналитической химии, включая те, которые моделируют процессы в живой природе. Кроме того, самостоятельную проблему представляют метрологические аспекты определения на уровне следовых количеств. Введение этих документов в действие в конечном итоге базируется на умении химиков-аналитиков точно идентифицировать и определять токсичные органические соединения на уровне следовых количеств в самых различных природных матрицах.

Из огромного числа методик анализа только небольшая часть может быть применена в системе эколого-аналитического мониторинга, поскольку большинство из них не отвечает современным требованиям надежности, чувствительности и избирательности определений при анализе сложных природных матриц, промышленной продукции и отходов производства. Кроме того, многие методики реализуются при использовании уникальных дорогостоящих приборов и реактивов, изотопных стандартов, требуют исключительно высокой квалификации специалистов. Последние наряду с владением современными методами анализа природных объектов должны быстро воспринимать новые достижения в аналитической химии, уметь отказываться от стереотипов в методических подходах и анализировать полученную информацию по всем ее аспектам.



Глава 2. Спектральный анализ

2.1 Методы спектроскопии и спектрометрия

Спектроскопия относится к разделу физики, изучающей данные о строении и свойствах материи, полученные путем анализа спектров электромагнитного излучения. Данные используются для решения задач широкого применения. Термин является производным от латинского слова «spectron», что означает дух или призрак, и греческое слово «skopein», что означает смотреть на мир. Спектроскопия занимается измерением и интерпретацией спектров, которые возникают в результате взаимодействия электромагнитного излучения (в виде энергии, распространяемой путем электромагнитных волн) с веществом. Это касается поглощения, излучения или рассеяния электромагнитного излучения атомами или молекулами.

Еще Джеймс Кларк Максвелл в 1864 году рассказал миру, что свет состоит из электрических и магнитных полей. Следовательно, большинство инженеров и ученых прямо или косвенно в какой-то момент в своей карьере включали области электромагнитного спектра в свои работы.

Спектрометрия как область физической науки разрабатывает приборы и устройства для измерении спектров. Одним из сложных вопросов являются методы измерения спектров. Основные ограничения методов спектроскопии связаны с трудностями приготовления эталонных растворов с учетом влияния третьих компонентов. Поэтому для получения достоверных результатов должны применяться растворы для спектрометрического анализа особой чистоты. Данные измерения широко используется для количественного анализа в различных областях (например, химия, физика, биология, биохимия, материалы и химическая инженерия, клинические применения, промышленный комплекс).



2.2 Основные методы спектроскопии

Спектроскопия представляет собой общий методологический подход. Методы могут варьироваться в отношении проанализированных (например, атомной или молекулярной спектроскопии), в области электромагнитного спектра, и типа контролируемого взаимодействия излучения с веществом (например, эмиссии, поглощения или дифракции).

Рис. 1. Реакция образца на электромагнитное излучение

Тем не менее, основным принципом, общим для всех различных методов является луч электромагнитного излучения на желаемый образец для того, чтобы наблюдать, как он реагирует на определенные воздействия (рис. 1). Ответ обычно записывается как функция длины волны излучения и уровня, представляющего собой спектр. Любая энергия света от низкочастотных радиоволн до высокочастотных гамма-лучей может показать определенный спектр.

Общая цель спектроскопии представляет изучение спектров различных видов излучения для понимания того, как именно свет взаимодействует с материей, и как эта информация может использоваться, чтобы количественно понять образцы материи. Область физики, должна также быть оценена как набор инструментов, который может быть использован, чтобы понять различные системы и решать сложные физические и химические проблемные задачи.

2.3 Приборы в спектроскопии

Несколько различных инструментов может быть использовано для выполнения спектроскопического анализа, но даже самые простые из них влекут за собой источник энергии (инфракрасный, рентгеновский, ультрафиолетовый или ионный источник также может быть использован) и прибор для того, чтобы измерить изменение после взаимодействия с образцом (рис. 2).

Рис. 2. Изменение после взаимодействия электромагнитного излучения с образцом

2.4 Применение методов

Рис. 3. Принцип измерительного луча

Каждое химическое вещество поглощает, передает или отражает электромагнитное излучение определенного диапазона длин волн. Методика представляет количественное измерение: сколько химическое вещество поглощает или передает (рис. 3). Этот метод можно использовать для любого приложения, которое имеет дело с химическими веществами или материалами. В биохимии, например, он используется для определения ферментных реакций. В клинических приложениях используется для изучения крови или тканей для клинической диагностики. Есть также несколько вариаций как атомно-абсорбционная и атомно-эмиссионная спектрофотометрия. Это измерение может также использоваться для определения суммы известного химического вещества.

2.5 Спектрометрия

Трудно представить область человеческой деятельности, где не нашлось бы места масс-спектрометрии. Ограничимся просто перечислением: аналитическая химия, биохимия, клиническая химия, общая химия и органическая химия, фармацевтика, косметика, парфюмерия, пищевая промышленность, химический синтез, нефтехимия и нефтепераработка, контроль окружающей среды, производство полимеров и пластиков, медицина и токсикология, криминалистика, допинговый контроль, контроль наркотических средств, контроль алкогольных напитков, геохимия, геология, гидрология, петрография, минералогия, геохронология, археология, ядерная промышленность и энергетика, полупроводниковая промышленность, металлургия.

Масс-спектрометрия (масс-спектроскопия, масс-спектрография, масс-спектральный анализ, масс-спектрометрический анализ) - метод исследования вещества путём определения отношения массы к заряду (качества) и количества заряженных частиц, образующихся при том или ином процессе воздействия на вещество. История масс-спектрометрии ведётся с основополагающих опытов Джона Томсона в начале XX века. Окончание «-метрия» термин получил после повсеместного перехода от детектирования заряженных частиц при помощи фотопластинок к электрическим измерениям ионных токов.

Существенное отличие масс-спектрометрии от других аналитических физико-химических методов состоит в том, что оптические, рентгеновские и некоторые другие методы детектируют излучение или поглощение энергии молекулами или атомами, а масс-спектрометрия непосредственно детектирует сами частицы вещества.

Масс-спектрометрия в широком смысле - это наука получения и интерпретации масс-спектров, которые в свою очередь получаются при помощи масс-спектрометров.

Масс-спектрометр - это вакуумный прибор, использующий физические законы движения заряженных частиц в магнитных и электрических полях, и необходимый для получения масс-спектра.

Масс-спектр, как и любой спектр, в узком смысле - это зависимость интенсивности ионного тока (количества) от отношения массы к заряду (качества). Ввиду квантования массы и заряда типичный масс-спектр является дискретным. Обычно (в рутинных анализах) так оно и есть, но не всегда. Природа анализируемого вещества, особенности метода ионизации и вторичные процессы в масс-спектрометре могут оставлять свой след в масс-спектре (метастабильные ионы, градиент ускоряющего напряжения по местам образования ионов, неупругое рассеивание). Так ионы с одинаковыми отношениями массы к заряду могут оказаться в разных частях спектра и даже сделать часть его непрерывным. Поэтому масс-спектр в широком смысле - это нечто большее, несущее специфическую информацию, и делающее процесс его интерпретации более сложным и увлекательным.

Ионы бывают однозарядные и многозарядные, причём как органические, так и неорганические. Большинство небольших молекул при ионизации приобретает только один положительный или отрицательный заряд. Атомы способны приобретать более одного положительного заряда и только один отрицательный. Белки, нуклеиновые кислоты и другие полимеры способны приобретать множественные положительные и отрицательные заряды.

Атомы химических элементов имеют специфическую массу. Таким образом, точное определение массы анализируемой молекулы, позволяет определить её элементный состав Масс-спектрометрия также позволяет получить важную информацию об изотопном составе анализируемых молекул. В органических веществах молекулы представляют собой определённые структуры, образованные атомами. Природа и человек создали поистине неисчислимое многообразие органических соединений. Современные масс-спектрометры способны фрагментировать детектируемые ионы и определять массу полученных фрагментов. Таким образом, можно получать данные о структуре вещества.



Глава 3. Особенности пробоотбора и пробоподготовки объектов окружающей среды

Пробоотбор и пробоподготовка являются основой современной аналитической химии. Первичная цель, которой необходимо руководствоваться при исследовании веществ - тех, что окружают человека, и тех, которые он использует в той или иной форме в своей деятельности, - заключается во всестороннем изучении свойств веществ и материалов. Свойства материалов определяются их составом, причем учитывая как основные компоненты, так и примеси. Более того, часто свойства материалов зависят от распределения примесей или компонентов по объему вещества (материала).

Если химик-аналитик не учитывает эти трудности при пробоотборе, то вероятность получить удовлетворительные результаты стремится к нулю. Прежде чем, приступить непосредственно к пробоотбору и пробоподготовке образца, химику необходимо четко сформулировать цель анализа.

Например, следует ответить на такие вопросы: «что следует проанализировать?» (если речь идет промышленном материале, почве, воздухе, пищевых продуктах, необходимо прежде всего решить, как произвести отбор пробы и как обеспечить ее представительность); «какую информацию следует получить в результате анализа?»; «требуется ли установить состав образца в целом или строение его поверхности?»; «следует ли проводить полный анализ образца или можно ограничиться определением примесей?». От этих факторов также зависит выбор методов отбора пробы и её исследования.

Таким образом, аналитик должен уметь не только разрабатывать методику, но и выполнять собственно анализ. Его участие необходимо в процессе постановки конкретной задачи, при пробоотборе и интерпретации результатов.

Загрязнение ОС - поступление в нее вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают на нее негативное воздействие. Загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, количество и (или) концентрация которых превышают установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, нормативы и оказывают негативное воздействие на ОС.

При качественном и количественном анализе не всегда можно провести непосредственное измерение величин. Зачастую требуется отбор пробы, ее дозирование и взвешивание, фильтрование, термообработка, что совершенно не характерно для измерения, например, электрических величин.

Пробоотбор - это совокупность операций, обеспечивающих отбор пробы от контролируемого объекта, технической системы или ОС и преобразование ее неизмеряемых параметров с целью подготовки для обработки в соответствии с методикой анализа. Его назначение состоит в получении представительной пробы с соответствующими параметрами.

Автосамплер - это устройство, которое многократно повторяет одну и ту же операцию пробоотбора и ввода отобранной пробы в непрерывно работающее СИ, например в хроматограф или спектрометр. Автосамплеры снабжены насосами, дозаторами, регуляторами и т.п. Они могут быть использованы автономно или входить в состав автоматических анализаторов.

На рис. 4 изображен автосамплер, который предназначен для работы с газовым хроматографом.



Рис. 4. Автосамплер

Он позволяет последовательно вводить пробу в два испарителя хроматографа. Лоток для проб вмещает 110 кювет объемом 2 мл с образцом. С помощью шприца проба извлекается из кюветы, переносится и вводится в хроматографическую колонку. Затем шприц автоматически очищается продувкой газом-носителем. Можно задавать различные режимы ввода пробы и промывки шприца.

Рис. 5. Отбор пробы жидкости или газа в потоке

а - метод продольных струй; б - метод поперечных сечений

Пробы гетерогенных жидкостей отбирают не только по объему, но и по массе. Чтобы отобрать пробу, поступают но-разному: в одних случаях жидкость гомогенизируют, в других, наоборот, добиваются ее расслоения. Гомогенизацию проводят, изменяя температуру жидкости, перемешивая ее или подвергая вибрации. Если гомогенизировать жидкость нельзя, то ее расслаивают и отбирают пробу каждой фазы. Так, например, отбирают на анализ различные фракции продуктов нефтепереработки.

Размер генеральной пробы невелик и не превышает нескольких литров или килограммов (табл. 1).

Таблица 1. Генеральная проба различных жидкостей

Вещество	H2S04	НО	HN()3	Н2()	Бензин
Генеральная проба	1,0 кг	1,0 кг	0,1 кг	2-5 л	2 л

Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природной воды различают следующим образом:

приборы для отбора проб воды;

устройства для первичной обработки проб воды;

устройства для хранения проб воды.

По назначению приборы для отбора проб воды различают следующим образом:

для отбора проб воды из водотоков, водоемов и морей;

отбора проб воды из скважин, колодцев и других горных выработок;

отбора проб атмосферных осадков.

На рис. 6 показан черпак цилиндрический с клапаном, который регулируется вручную. Черпак объемом 50 мл изготовлен из хромированного металла и стерилизуется, длина ручки - 500 мм, а на рис. 7, б показан донный пробоотборник объемом 0,5 л.



Рис. 6. Черпак цилиндрический с клапаном

Рис. 7. Пробоотборники для жидкости

а - черпак; б - донный пробоотборник

Отбор пробы газов. Проба воздуха - объем воздуха, который полагают представительным для исследуемого воздуха и по которому определяют характеристики качества воздуха (ГОСТ Р ИСО 6879--2005). Степень однородности газов и их смесей велика, поскольку неоднородность наблюдается только на молекулярном уровне. Поэтому генеральная проба может быть небольшой, и отбор пробы обычно не представляет трудностей. Пробу газа отбирают, измеряя его объем с помощью вакуумной мерной колбы или бюретки с соответствующей запорной жидкостью, иногда конденсируют газ в ловушках при низких температурах. По-разному отбирают газ из замкнутой емкости и из потока. При отборе из замкнутой емкости, например, рабочего помещения, пробу газа отбирают из разных мест и затем смешивают и анализируют. При отборе пробы из трубопровода обычно используют метод продольных струй (рис. 7, а) или метод поперечных сечений (рис. 7. б).

Когда состав анализируемого газа часто изменяется во времени, то в зависимости от требуемой информации пробы усредняют или анализируют отдельно объемы газов, отобранных в разное время.

Рис. 8. Аспиратор

Аспиратор (рис. 8 и рис. 9) - прибор, предназначенный для измерения объема пробы анализируемого воздуха и ее отбора с помощью улавливающих устройств. Аспираторы классифицируют следующим образом: показаны автоматические пробоотборники (аспираторы), которые служат для отбора и измерения объема проб атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны, жилых и общественных помещений, газов от источника загрязнения атмосферы, газов - конечной продукции технологических процессов с целью последующего определения состава или свойств.



Рис. 9. Аспиратор: а - одноканальный; б - многоканальный

Пробоотборник пыли (аспиратор): Принцип действия аспиратора основан на прокачивании через поглотитель воздуха или газа с заданным номинальным расходом и временем отбора пробы. Анализируемый газ прокачивается побудителем расхода через один или два параллельно включенных поглотительных сосуда, подключаемых с помощью пневмоклапанов. Прокачиваемый объем приводится к нормальным условиям автоматически. Число каналов отбора проб - 4, количество отбираемых параллельно проб - 2. Пределы основной относительной погрешности измерения объемного расхода - ±5%.

В соответствии с ГОСТ 17.2.3.01-86 пробы для контроля качества воздуха населенных пунктов отбирают следующим образом:

продолжительность отбора проб загрязняющих веществ при определении разовых концентраций составляет 20-30 мин;

продолжительность отбора проб загрязняющих веществ для определения среднесуточных концентраций при дискретных наблюдениях по полной программе составляет 20-30 мин, при непрерывном отборе - 24 ч;

в зависимости от продолжительности отбора проб - для отбора разовых и среднесуточных проб;

в зависимости от расхода воздуха при отборе проб:

малорасходные - расход менее 10 дм³/мин;

среднерасходные - расход 10--500 дм³/мин;

высокорасходные - расход более 500 дм³/мин;

в зависимости от источника энергии - сетевые, аккумуляторные и универсальные;

в зависимости от объекта отбора проб - для отбора проб газовых или аэродиснерсных примесей;

в зависимости от способа управления - автоматические и неавтоматические;

в зависимости от назначения - одно- и многоканальные;

в зависимости от способа использования - лабораторные, переносные, автономные и устанавливаемые на транспортные средства.

Отбор пробы твердых тел. При отборе пробы твердых тел руководствуются размером (диаметром) неоднородных частиц d (табл. 2).

Таблица 2. Масса представительной пробы

Ш, мм	40-50	25	10	5	3	2	1
Q. кг	50-3000	10--700	2-200	0,25-25	0,2-10	0,1-5	0,02-1

Для расчета оптимальной массы пробы используют следующую формулу (1):

(1)

где Q - масса пробы, обеспечивающая ее представительность, кг; К - эмпирический коэффициент (0,02-1); d - наибольший диаметр неоднородной частицы, мм.

Способы отбора твердого вещества различны для веществ, представляющих собой целый кусок (слиток, кусок, прут и т.д.) или сыпучий материал (зерно, гранулированное удобрение, руда, порошок и т.д.). При отборе пробы целый кусок дробят, распиливают через равные промежутки либо высверливают в разных местах. При отборе пробы сыпучего материала массу исследуемого объекта перемешивают и пробу отбирают в разных местах и на разной глубине, используя при этом специальные щупы-пробоотборники.

В процессе отбора пробы и ее хранения возможны потери определяемых компонентов, внесение загрязнений, изменение химического состава, что приводит к увеличению общей погрешности анализа. Потери в виде пыли при измельчении твердых образцов могут составлять до 3%. При отборе и хранении пробы возможна потеря летучих продуктов. Большие потери могут также возникнуть из-за адсорбции определяемого компонента на поверхности емкостей для хранения проб. Погрешности, обусловленные внешними загрязнителями, особенно велики при определении следовых количеств веществ.

Пробу почвы отбирают с учетом вертикальной структуры, неоднородности покрова почвы, рельефа и климата местности, а также с учетом особенностей загрязняющих веществ или организмов (ГОСТ 17.4.3.01-83). Отбор проб производят на пробных площадках (часть исследуемой территории, характеризующаяся сходными условиями), закладываемых так, чтобы исключить искажение результатов анализов под влиянием ОС. При общем загрязнении почв пробные площадки намечают по координатной сетке, указывая их номера и координаты.

В зависимости от цели исследования размер пробной площадки, количество и вид пробы должны соответствовать параметрам, приведенным в табл. 3.

При мощности горизонта или слоя свыше 40 см отбирают раздельно не менее двух проб с различной глубины. Масса объединенной пробы должна быть не менее 1 кг. Монолиты следует отбирать объемом не менее 100 см³.

При исследовании загрязнения почв сельскохозяйственных угодий патогенными микроорганизмами и вирусами пробы отбирают с пахотного горизонта глубиной 0-5 и 5-20 см.



Таблица 3. Размер, количество и вид пробной площадки

Цель исследования	Размер пробной площадки, га	Количество проб
	Однородный почвенный покров	Неоднородный почвенный покров
Определение содержания в почве химических веществ	1-5	0,5-1	не менее одной объединенной пробы от 3 до 5 точечных
Определение содержания физических свойств и структуры почвы	1-5	0,5-1	проб на один почвенный горизонт 10 объединенных проб
Определение патогенных организмов и вирусов	0,1-0,5	0,1	состоящих из 3 точеных проб каждая

При отборе проб почвы используют следующую аппаратуру (рис. 10) (ГОСТ 28168-89):

буры тростьевые БП-25-15 или аналогичные буры, обладающие такими же метрологическими характеристиками;

лопаты штыковые;

мешочки полотняные, пакеты полиэтиленовые или бумажные, коробки картонные;

этикетки;

основы картографические.

На рис. 10 и на рис. 11 показаны автоматические пробоотборники почвы на базе квадроцикла. Смешанная почвенная проба набирается автоматически за 15-30 минипроб. Один цикл извлечения минипробы составляет 5-10 с.



Рис. 10. Переносные комплекты для взятия проб почвы

Рис. 11. Автоматические пробоотборники почвы

Размещено на Allbest.ru

...