Порядок выполнения работы

Из средней пробы почвы берут две навески по 100 г. Первую навеску помещают в колбу на 1 л, приливают 500 мл дистиллированной воды, содержимое встряхивают в течение 3…5 мин на встряхивающем столике. После встряхивания содержимое фильтруют через складчатый фильтр. Фильтрат анализируют на содержание нитратов. Для этого берут 50 мл фильтрата (это соответствует 10 г почвы), помещают в ячейку для потенциометрического определения нитратов и с помощью нитратомера определяют содержание нитратов в исходной пробе почвы. (Инструкцию по работе с прибором см. в работе № 5).

Вторую навеску почвы 100 г помещают в стакан, на дно которого помещены для лучшей аэрации обрезки стеклянных трубочек. В стакан помещают также стеклянную трубочку, доходящую до дна (рис. 5).

Рис. 5. Установка для аэрации почвы:1 – стеклянная трубочка; 2 – стакан;

3 – почва; 4 – обрезки пластиковых трубок или бой стекла

В стакан заливают 60 мл воды и оставляют в хорошо вентилируемом термостате при 25...28 °С. Периодически стакан взвешивают и добавляют воду, которая за это время успела испариться. После выдерживания в течение 12…14 суток готовят водную вытяжку почвы, как и в первом случае, и определяют содержание нитратов. При этом нужно иметь в виду, что дистиллированной воды для приготовления вытяжки нужно взять не 500 мл, а 500 – 60 = 440 мл.

По результатам анализов рассчитывают нитрифицирующую способность почвы, которая представляет собой число мг-экв NO₃^-,образованных в результате нитрифицирующей деятельности почвы, на 1 кг почвы.

Расчет произвести по формуле:

где аив– содержаниеNO₃^-(мг-экв) в I-м и II-м опыте соответственно.

Требования к отчету

К отчету следует представить описание хода работы, результаты потенциометрических определений, расчет нитрифицирующей способности.

Лабораторная работа № 12

Определение содержания сероводорода в почве,

загрязненной нефтепродуктами

Поступление нефтяных углеводородов в почву наблюдается в районах нефтедобычи и нефтепереработки. Транспортировка сырой нефти и продуктов ее переработки железнодорожным, автомобильным, трубопроводным, морским транспортом также может привести к загрязнению окружающей среды в результате техногенных аварий и стихийных бедствий. Источником поступления нефтепродуктов в почвы является их механическая обработка сельскохозяйственной техникой. Станции технического обслуживания автомобилей и автозаправки приводят к превышению содержания нефтепродуктов в почвах выше фоновых значений в 4−7 раз.

Загрязнение почв нефтепродуктами сопровождается их интенсивной трансформацией морфологических и физико-химических свойств. Глубина изменения зависит от продолжительности загрязнения, состава и концентрации компонентов нефти, ландшафтно-геохимических особенностей территории и проявляется в смещении рН почвенного раствора в щелочную сторону, повышения общего содержания углерода в почве в 2−10 раз, а количества углеводородов в 10−100 раз. Существенно меняются морфологические свойства почв: усиливается кутанообразование, происходит изменение цветовых характеристик почвенного профиля в сторону преобладания серо- и темно-коричневых оттенков, ухудшается структура почвы.

Токсичность нефти объясняется присутствием летучих ароматических углеводородов (ксилол, толуол, бензол), нафталина и ряда других фракций нефти. Эти соединения легко разрушаются и удаляются из почвы. Поэтому период острого токсического действия нефти сравнительно короток. В составе нефти также содержится метан и пропан, которые окисляются соответствующими видами микроорганизмов – представителями группы аэробных грамотрицательных бактерий рода Pseudomonas, Methylococcus, Methylobacter, Methylosinus.

Чувствительными к воздействию нефти являются нитрифицирующие бактерии. В присутствии значительных количеств нефти подавляется развитие целлюлозолитических микроорганизмов. Высокую чувствительность к нефти проявляют зеленые и желтозеленые водоросли. Токсическое действие оказывает нефть и на высшие растения. Посев растений сразу после загрязнения сопровождался их гибелью. Даже через год на загрязненных нефтью участках всхожесть семян составляет менее 50%.

Почвенные беспозвоночные также угнетаются высокими дозами нефти. Так в лабораторном опыте при дозе нефти 8 л/м³происходит угнетение всех зоологических групп, причем в первую очередь погибают крупные беспозвоночные, более устойчивы простейшие.

Разрушение нефти и нефтепродуктов происходит с участием как аэробных, так и анаэробных метанокисляющих микроорганизмов. Некоторые бактерии используют для окисления органики кислород сульфатов, при этом выделяется сероводород. Такие процессы наблюдаются на болотах, в зонах приливов и отливов, в устьях рек, в некоторых почвах, где содержится большое количество органических веществ, в том числе углеводородов нефти.

Сероводород (H₂S) − бесцветный газ, растворим в воде и органических растворителях, является сильным восстановителем. Водный раствор сероводорода имеет кислую реакцию, и является слабой кислотой. Предельно-допустимая концентрация сероводорода составляет 0,4 мг/кг почвы. Методика предназначена для определения содержания сероводорода в почвах и местах с постоянным загрязнением нефтепродуктами, особенно в прибрежной почве рек и других водоемах, куда сбрасываются нефтесодержащие сточные воды, почве станций технического обслуживания автомобилей, автозаправок, на обочинах дорог.

Определение основано на окислении сероводорода йодом, выделяющимся при взаимодействии йодида калия (KI) с перманганатом калия (KMnO₄) в кислой среде. Нижний предел обнаружения составляет 0,32 мг/кг почвы. Измеряемые концентрации 0,32−2300 мг/кг.

Цель работы:углубить представления о причинах загрязнения почвы нефтепродуктами, освоить метод определения нефтепродуктов в образцах почв, оценить уровень их загрязнения (сильно загрязненные, средне загрязненные, слабозагрязненные), сделать вывод о последствиях данного загрязнения для изучаемой экосистемы.

Оборудование и реактивы:почва, загрязненная нефтепродуктами; аппарат для встряхивания; бумага фильтровальная, колба коническая на 200 мл с пробкой, пипетки на 1 мл; бюретки для титрования; воронка; бюкс; сушильный шкаф; эксикатор с осушителем (безводный хлорид кальция); универсальная индикаторная бумага; калий перманганатKMnO₄, х.ч., 0,01 М раствор; натрий тиосульфатNa₂S₂O₃, 0,005 М раствор; серная кислотаH₂SO₄, пл. 1,84 г/см³, разбавленная 1:3; калий йодидKI, х.ч., 10%-ный раствор; 1%-ный раствор крахмала.