Другов Ю.С., Родин А.А. Пробоподготовка в экологическом анализе

Подождите немного. Документ загружается.

ìè äëÿ ïðàêòè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ õèìè÷åñêèìè äàííûìè, òàêèìè êàê îáùåå

ñîäåðæàíèå îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé (ãóìóñà), àçîòà (àììîíèéíîãî, íèòðàòíîãî

è ñâÿçàííîãî ñ îðãàíèêîé), ñâÿçàííîé óãîëüíîé êèñëîòû (êàðáîíàòû êàëüöèÿ è

ìàãíèÿ), ïèòàòåëüíûõ âåùåñòâ äëÿ ðàñòåíèé — êàëüöèÿ, ìàãíèÿ, êàëèÿ, ôîñôî-

ðà, ìèêðîýëåìåíòîâ, à òàêæå ñïîñîáíîñòüþ ê èõ áèîëîãè÷åñêîìó óñâîåíèþ. Ïðè

îïðåäåëåíèè êà÷åñòâà ïî÷âû èãðàþò ðîëü è áîëåå ïðîñòûå õàðàêòåðèñòèêè, íàïðè-

ìåð ìåõàíè÷åñêèé è ôðàêöèîííûé ñîñòàâ, çíà÷åíèå ðÍ, ñóõîé âåñ, óäåëüíûé è

íàñûïíîé âåñ, âëàãîåìêîñòü, ãèäðîñêîïè÷íîñòü, òåïëîòà ñìà÷èâàíèÿ, îáúåì ïîð

è èîíîîáìåííàÿ åìêîñòü [1].

Â ïî÷âå ïðîèñõîäÿò ñëîæíûå ôèçèêî-õèìè÷åñêèå, áèîëîãè÷åñêèå è äðóãèå

ïðîöåññû. Òàê, ïîä âîçäåéñòâèåì îäíèõ ìèêðîîðãàíèçìîâ, õîòÿ è î÷åíü ìåäëåí-

íî, îêèñëÿåòñÿ îêñèä óãëåðîäà, ïîä âîçäåéñòâèåì äðóãèõ — ðàçðóøàþòñÿ ñòîéêèå

èíñåêòèöèäû, è ò. ä. Â îòëè÷èå îò äðóãèõ îáúåêòîâ îêðóæàþùåé ñðåäû (âîçäóõà,

âîäû), ãäå ïðîòåêàþò è ïðîöåññû ñàìîî÷èùåíèÿ, ïî÷âà îáëàäàåò ýòèì ñâîéñòâîì

â íåçíà÷èòåëüíîé ìåðå. Áîëåå òîãî, äëÿ íåêîòîðûõ âåùåñòâ, â ÷àñòíîñòè äëÿ òÿæå-

ëûõ ìåòàëëîâ, ïî÷âà ÿâëÿåòñÿ åìêèì àêöåïòîðîì. Òÿæåëûå ìåòàëëû ïðî÷íî ñîð-

áèðóþòñÿ è âçàèìîäåéñòâóþò ñ ïî÷âåííûì ãóìóñîì, îáðàçóþ òðóäíîðàñòâîðèìûå

ñîåäèíåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì èäåò èõ íàêîïëåíèå â ïî÷âå. Íàðÿäó ñ ýòèì â ïî÷âå

ïîä âîçäåéñòâèåì ðàçëè÷íûõ ôàêòîðîâ ïðîèñõîäèò ïîñòîÿííàÿ ìèãðàöèÿ ïàäàþ-

ùèõ â íåå âåùåñòâ è ïåðåíîñ èõ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ.

Çàãðÿçíÿþùèå ïî÷âó âðåäíûå âåùåñòâà ìîãóò ïåðåõîäèòü â âîäó (íàïðèìåð,

ùåëî÷íûå ìåòàëëû, êîòîðûå ñîäåðæàòñÿ â ïî÷âå â âèäå õîðîøî ðàñòâîðèìûõ

ñîåäèíåíèé), â ðàñòåíèÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, â îðãàíèçì æèâîòíûõ. Ýòè âåùåñòâà

ïåðåìåùàþòñÿ ñ ãðóíòîâûìè è äîæäåâûìè âîäàìè, ïðè òàÿíèè ñíåãà. Íåëüçÿ òàê-

æå èñêëþ÷èòü ïåðåíîñ âîäîé è âåòðîì íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ îïàâøèõ ëèñòüåâ,

ñîäåðæàùèõ òÿæåëûå ìåòàëëû è äðóãèå òîêñè÷íûå âåùåñòâà. Íàêîíåö, ñ ïûëüþ

îò çàãðÿçíåííîé ïî÷âû òàêæå ìîãóò ïåðåíîñèòüñÿ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ âðåä-

íûå âåùåñòâà. Ñòåïåíü âðåäà, íàíîñèìîãî ëþäÿì çàãðÿçíåíèÿìè, çàâèñèò îò ñïî-

ñîáíîñòè ðàñòåíèé ïîãëîùàòü çàãðÿçíÿþùèå ïî÷âó âåùåñòâà [1–3].

Â ïî÷âó âðåäíûå âåùåñòâà ìîãóò ïîïàäàòü ðàçëè÷íûìè ïóòÿìè: èç àòìîñôåðû

â âèäå ãðóáîäèñïåðñíûõ ôðàêöèé àýðîçîëåé, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ âûáðîñîâ ïðî-

ìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé, à òàêæå ñ äîæäåì è ñíåãîì. Ñ àòìîñôåðíûìè îñàäêàìè

ìîãóò âûïàäàòü àçîòíàÿ è ñåðíàÿ êèñëîòû, ñóëüôàòû, íèòðàòû è ïðî÷èå âåùåñòâà,

â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïðîèñõîäèò ïîäêèñëåíèå ïî÷âû. Íàðÿäó ñ ýòèì íàáëþäàåòñÿ è

ïîäùåëà÷èâàíèå ïî÷â âîêðóã ìåòàëëóðãè÷åñêèõ ïðåäïðèÿòèé, îñîáåííî âîêðóã

àëþìèíèåâûõ çàâîäîâ è ÒÝÑ íà ðàññòîÿíèè äî 10–12 êì îò èñòî÷íèêîâ âûáðî-

ñîâ. Â ïåðâóþ î÷åðåäü ýòî âûçâàíî îñåäàíèåì ãðóáîäèñïåðñíûõ ôðàêöèé àýðî-

çîëåé. Çàãðÿçíÿþùèå âåùåñòâà ìîãóò áûòü âíåñåíû â ïî÷âó è â âèäå óäîáðåíèé,

à òàêæå ïðè ïîëèâå çàãðÿçíåííîé âîäîé. Ïðè ýòîì ñ îðîñèòåëüíîé âîäîé ÷àñòî

ïåðåíîñÿòñÿ çàãðÿçíåííûå èëû, øëàêè è øëàìû, ñîäåðæàùèå âðåäíûå âåùåñòâà,

â ÷àñòíîñòè, òÿæåëûå ìåòàëëû. [3]

Ñòåïåíü çàãðÿçíåíèÿ ïî÷â âðåäíûìè âåùåñòâàìè, ðàñïðåäåëåíèå è ïåðåíîñ

èõ íà ðàññòîÿíèå çàâèñÿò, ñ îäíîé ñòîðîíû, îò ìîùíîñòè, õàðàêòåðèñòèê è ïðî-

äîëæèòåëüíîñòè ðàáîòû ïðåäïðèÿòèé, îò èíòåíñèâíîñòè äâèæåíèÿ òðàíñïîðòà,

ñ äðóãîé — îò ëàíäøàôòíî-ãåîìîðôîëîãè÷åñêèõ óñëîâèé (îò ñîðáöèîííîé ñïî-

544 Ãëàâà III. Ïî÷â

ñîáíîñòè ïî÷âû, äâèæåíèÿ âîäû â ãîðèçîíòå, çíà÷åíèÿ ðÍ è äð.). Îñíîâíûìè

èñòî÷íèêàìè çàãðÿçíåíèÿ ïî÷â âîêðóã ïðîìûøëåííî ðàçâèòûõ ãîðîäîâ ÿâëÿþò-

ñÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, ïðåäïðèÿòèÿ ÷åðíîé è öâåòíîé ìåòàëëóðãèè, õèìè÷åñêîé,

íåôòåõèìè÷åñêîé è ýíåðãåòè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè.

Ïî÷âû ìîãóò áûòü õîðîøèì ñîðáåíòîì ìíîãèõ õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ. Òÿæåëûå

ìåòàëëû, ïîïàäàþùèå ñ âûáðîñàìè ïðåäïðèÿòèé, ïðî÷íî ñâÿçûâàþòñÿ óæå â âåðõ-

íåì ñëîå. Ìèãðàöèÿ èõ ïî ïðîôèëþ è ïîïàäàíèå â ãðóíòîâûå âîäû âîçìîæíà ïðè

ïðîìûâíîì ðåæèìå è êèñëîé ðåàêöèè ôèëüòðóåìûõ ðàñòâîðîâ.

Èçó÷åíèþ çàãðÿçíåíèÿ ïî÷âû äîëæíî ïðåäøåñòâîâàòü èññëåäîâàíèå òåõíîëî-

ãè÷åñêîãî ïðîöåññà ïðîèçâîäñòâà, ñîñòàâà èñïîëüçóåìûõ ðóä, òîïëèâà, õàðàêòåðè-

ñòèê ïûëåãàçîî÷èñòíûõ ñîîðóæåíèé. Ýòî ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü ãðóïïó âåùåñòâ,

ïîñòóïàþùèõ â îêðóæàþùóþ ñðåäó. Íàïðèìåð, ïðåäïðèÿòèÿ öâåòíîé ìåòàë-

ëóðãèè ìîãóò áûòü èñòî÷íèêàìè çàãðÿçíåíèÿ ïî÷â Cd, Pb, Ni, Zn, Hg, Cu, Fe,

Mo, Sn, áåíç[a]ïèðåíîì è äðóãèìè âåùåñòâàìè. Âûáðîñû ïðåäïðèÿòèé ÷åðíîé

ìåòàëëóðãèè çàãðÿçíÿþò ïî÷âó Ni, Mn, Cr, Cd, Co, Cu, Mo, Sn, Pb, Zn. Âáëèçè

ïðåäïðèÿòèé íåôòåõèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè âîçìîæíî çàãðÿçíåíèå ïî÷âû

áåíç[a]ïèðåíîì. Âûñîêèå êîíöåíòðàöèè áåíç[a]ïèðåíà è äðóãèõ ïîëèöèêëè÷å-

ñêèõ àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ, ñîäåðæàòñÿ è â âûáðîñàõ ÒÝÑ. [1-3].

Ìàêñèìàëüíîå ñîäåðæàíèå ìåòàëëîâ â ïî÷âàõ íàáëþäàåòñÿ íà ðàññòîÿíèÿõ 1–

5 êì îò èñòî÷íèêîâ çàãðÿçíåíèÿ (áëèæíÿÿ çîíà). Îíè ìîãóò ïðåâûøàòü ôîíîâûå

óðîâíè íà 1–2 ïîðÿäêà. Ïî ìåðå óäàëåíèÿ îò èñòî÷íèêà çàãðÿçíåíèÿ ñîäåðæàíèå

ìåòàëëîâ óìåíüøàåòñÿ è íà ðàññòîÿíèè 15–20 êì ïðèáëèæàåòñÿ ê ôîíîâîìó óðîâ-

íþ. Ãëóáèíà ïðîíèêíîâåíèÿ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ â çàãðÿçíåííûõ ïî÷âàõ îáû÷íî íå

ïðåâûøàåò 20 ñì, ïðè ñèëüíîì çàãðÿçíåíèè îíè ïðîíèêàþò íà ãëóáèíó äî 160 ñì.

Îïàñíîñòü òàêîãî çàëåãàíèÿ ñîñòîèò â òîì, ÷òî ïðè êèñëîé ðåàêöèè ñðåäû èìååò-

ñÿ óãðîçà ïîñòóïëåíèÿ òîêñè÷íûõ ìåòàëëîâ â âèäå âîäîðàñòâîðèìûõ ôîðì â ãðóí-

òîâûå âîäû. Äëÿ ïî÷â, ðàñïîëîæåííûõ âíå çîíû âëèÿíèÿ èñòî÷íèêà çàãðÿçíåíèÿ,

õàðàêòåðíî, êàê ïðàâèëî, ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå òÿæåëûõ ìåòàëëîâ [3].

Íàèáîëüøåé ìèãðàöèîííîé ñïîñîáíîñòüþ îáëàäàþò Hg è Zn, êîòîðûå, êàê

ïðàâèëî, ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëÿþòñÿ â ñëîå ïî÷âû íà ãëóáèíå 0–20 ñì. Ñâèíåö

÷àùå íàêàïëèâàåòñÿ â ïîâåðõíîñòíîì ñëîå (0–2,5 ñì), êàäìèé çàíèìàåò ïðîìåæó-

òî÷íîå ïîëîæåíèå ìåæäó íèìè. Âñòðå÷àåòñÿ íàêîïëåíèå Pb, Cd è Hg è â ãóìóñî-

âûõ îòëîæåíèÿõ. Îòìå÷åíî, ÷òî ãóìóñîâûå ãîðèçîíòû ïî÷â çàãðÿçíåííûõ òåððèòî-

ðèé çíà÷èòåëüíî îáîãàùåíû òÿæåëûìè ìåòàëëàìè.

Èñòî÷íèêîì çàãðÿçíåíèÿ îáúåêòîâ îêðóæàþùåé ñðåäû ôòîðîì ÿâëÿþòñÿ ïðåä-

ïðèÿòèÿ ïî ïåðåðàáîòêå ôòîðñîäåðæàùåãî ñûðüÿ (ñóïåðôîñôàòíûå è êèðïè÷íûå

çàâîäû, ïðåäïðèÿòèÿ ïî ïðîèçâîäñòâó ôòîðèäîâ è äð.), à òàêæå ïðåäïðèÿòèÿ,

íà êîòîðûõ èñïîëüçóþò ñîåäèíåíèÿ ôòîðà (ïðåäïðèÿòèÿ ÷åðíîé ìåòàëëóðãèè,

ñòåêîëüíûå çàâîäû, àëþìèíèåâûå êîìáèíàòû è äð.). Âûáðîñû ïðîìûøëåííûõ

ïðåäïðèÿòèé ñîäåðæàò ãàçîîáðàçíûå ñîåäèíåíèÿ ôòîðà (HF, SiF

) è òâåðäûå

(NaF, KF, Na

AlF

, Na

SiF

, CaF

). Ôòîð, ïîïàäàÿ â ïî÷âó, ìèãðèðóåò â ðàñòåíèÿ,

ïîýòîìó çàãðÿçíåíèå ôòîðîì ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà ïëîùàäÿõ, çíà÷èòåëüíî ïðå-

âûøàþùèõ çîíû âëèÿíèÿ âûáðîñîâ ïðåäïðèÿòèé íà ïî÷âó. Ïîñëåäíåå, ïî-âèäè-

ìîìó, îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî íà ðàñòåíèÿ âîçäåéñòâóþò è ãàçîîáðàçíûå ôòîðèäû,

ñîäåðæàùèåñÿ â âîçäóõå. Ìåëêîäèñïåðñíûå è ãàçîîáðàçíûå ñîåäèíåíèÿ ôòîðà

Ýêîëîãî-õèìè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïî÷âû 545

îáû÷íî ïåðåíîñÿòñÿ ñ âîçäóøíûìè ìàññàìè íå äàëåå 50 êì. Â àòìîñôåðíûõ

âûïàäåíèÿõ âîêðóã àëþìèíèåâûõ çàâîäîâ, êðîìå ôòîðà, îáíàðóæèâàåòñÿ çíà÷è-

òåëüíîå ñîäåðæàíèå àëþìèíèÿ è ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, îñîáåííî íàòðèÿ, à òàêæå

òÿæåëûõ ìåòàëëîâ — ñâèíöà, ìàðãàíöà, ìåäè è öèíêà. Â êèñëûõ è íåéòðàëüíûõ

ïî÷âàõ, ðàñïîëîæåííûõ âîêðóã àëþìèíèåâûõ çàâîäîâ, ìîãóò èçìåíÿòüñÿ è äðó-

ãèå ñâîéñòâà, îáóñëîâëåííûå äåéñòâèåì ôòîðèäà íàòðèÿ: ðÍ â ùåëî÷íóþ îáëàñòü

ìîæåò äîñòèãàòü 1,5–1,8 åäèíèö.

Ïî÷âà ÿâëÿåòñÿ ýôôåêòèâíûì ïîãëîòèòåëåì ìíîãèõ õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ.

Îíè îáû÷íî óäåæèâàþòñÿ â ïîâåðõíîñòíîì, ïëîäîðîäíîì ñëîå. Ñðåäè òàêèõ

âåùåñòâ îñîáîå ìåñòî çàíèìàþò ïåñòèöèäû. Ïåñòèöèäû ìîæíî íàéòè ïðàêòè÷å-

ñêè ïîâñþäó â îêðóæàþùåé ñðåäå, â òîì ÷èñëå è â ðàéîíàõ, ãäå èõ íèêîãäà íå ïðè-

ìåíÿëè. Îíè ïåðåíîñÿòñÿ âåòðîì, âîäîé, ïîïàäàþò òóäà ñ ïðîäóêòàìè ïèòàíèÿ

è ôóðàæîì. Óñòîé÷èâîñòü ïåñòèöèäîâ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñèò îò òèïà

ïî÷âû. Òÿæåëûå ãëèíèñòûå ïî÷âû óäåðæèâàþò èõ äîëüøå, ÷åì ëåãêèå ïåñ÷àíûå.

Ìåæäó òåì, âñå îíè îáëàäàþò âåñüìà òîêñè÷íûìè ñâîéñòâàìè, è êîíòðîëü çà èõ

ñîäåðæàíèåì â ïî÷âå èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå äëÿ îõðàíû çäîðîâüÿ [3].

Ãåîõèìè÷åñêèìè è ãèãèåíè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè óñòàíîâëåíû [4] êîëè÷å-

ñòâåííûå ñâÿçè ìåæäó ñîäåðæàíèåì ìåòàëëîâ (ðòóòü, ñâèíåö, ìåäü è äð.) â àòìîñ-

ôåðíîì âîçäóõå è âûïàäåíèåì èõ íà òåððèòîðèè ãîðîäîâ (ïî÷âà, ñíåã). Ýòî äàåò

âîçìîæíîñòü ïî ðåçóëüòàòàì èçó÷åíèÿ ïî÷â è ñíåæíîãî ïîêðîâà ïðîâîäèòü îðèåí-

òèðîâî÷íóþ ãèãèåíè÷åñêóþ îöåíêó çàãðÿçíåíèÿ âîçäóøíîãî áàññåéíà.

Êà÷åñòâåííûå è êîëè÷åñòâåííûå èçìåíåíèÿ ïðè äëèòåëüíîì ïðåáûâàíèè â

ïî÷âå ïîñòîðîííèõ îðãàíè÷åñêèõ õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ è ìåõàíèçìû èõ ïåðåðàñï-

ðåäåëåíèÿ â ïî÷âå äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ïî÷òè íå èçó÷åíû íè äëÿ îäíîãî òàêîãî

âåùåñòâà. Òåì íå ìåíåå óñòàíîâëåíî, ÷òî â ïðîöåññå ïðåâðàùåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ

âåùåñòâ â ïî÷âå áîëüøóþ ðîëü èãðàþò êàê àáèîòè÷åñêèå, òàê è áèîòè÷åñêèå ðåàê-

öèè, ïðîòåêàþùèå ïîä âîçäåéñòâèåì íàõîäÿùèõñÿ â ïî÷âå æèâûõ îðãàíèçìîâ, à

òàêæå ñâîáîäíûõ ôåðìåíòîâ. Ëó÷øå âñåãî èçó÷åíî ïîâåäåíèå â ïî÷âå íàèáîëåå

òîêñè÷íûõ çàãðÿçíèòåëåé, òàêèõ êàê êñåíîáèîòèêè (íàïðèìåð, ïåñòèöèäû), õëî-

ðàíèëèíû, ôåíîëû è äð. [1].

Íà ðèñ. III.1 ñõåìàòè÷åñêè ïîêàçàíû ïðîöåññû è ðåàêöèè çàãðÿçíÿþùèõ ïî÷âó

ïåñòèöèäîâ (ïðîäóêòû íåôòåõèìè÷åñêîãî ïðîèçâîäñòâà), êèíåòèêà ïðåâðàùåíèÿ

êîòîðûõ â ïî÷âåííûõ ñèñòåìàõ ïîêà åùå íå èçó÷åíà.

Çà äëèòåëüíûé ïåðèîä ñâÿçàííûå îñòàòêè àíòðîïîãåííûõ õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ

â ïî÷âå â ïðîöåññå ìèêðîáèîëîãè÷åñêîãî ðàçëîæåíèÿ è äëèòåëüíîãî ïðåâðàùå-

íèÿ ãóìèíîâûõ ìàòåðèàëîâ ìîãóò ñíîâà îñâîáîæäàòüñÿ â íåáîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ

è òåì ñàìûì ñòàíîâèòüñÿ áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûìè ïî îòíîøåíèþ ê ðàñòåíèÿì,

îíè òðåáóþò ïîñòîÿííîãî êîíòðîëÿ. Äî òåõ ïîð ïîêà îíè íå ìèíåðàëèçóþòñÿ èëè

êàêèì-ëèáî îáðàçîì íå âîéäóò â óãëåðîäíûé îáìåí âåùåñòâ, èõ ñëåäóåò ðàññìàò-

ðèâàòü êàê ïîñòîðîííèå äëÿ îêðóæàþùåé ñðåäû âåùåñòâà [1, 2].

Îäíîé èç âàæíåéøèõ ýêîëîãè÷åñêèõ ïðîáëåì íàøåãî âðåìåíè ÿâëÿåòñÿ

çàãðÿçíåíèå îêðóæàþùåé ñðåäû ïîëèõîðèðîâàííûìè äèáåíçî-ï-äèîêñèíàìè è

äèáåíçîôóðàíàìè (ÏÕÄÄ è ÏÕÄÔ). Ýòè ñîåäèíåíèÿ îáëàäàþò êðàéíå íèçêîé

ðàñòâîðèìîñòüþ â âîäå è âûñîêîé óñòîé÷èâîñòüþ â ïî÷âàõ (ïåðèîä ïîëóðàçëî-

æåíèÿ íå ìåíåå 5–20 ëåò) [5]. Ëîêàëüíûå ó÷àñòêè äèîêñèíîâîãî çàðàæåíèÿ, ãäå

546 Ãëàâà III. Ïî÷â

êîíöåíòðàöèè ÏÕÄÄ/ÏÕÄÔ ïðåâûøàþò çíà÷åíèÿ ÏÄÊ â äåñÿòêè ðàç, ïðåäñòàâ-

ëÿþùèå ñåðüåçíóþ óãðîçó äëÿ çäîðîâüÿ íàñåëåíèÿ, åñòü ïðàêòè÷åñêè â ëþáîé

ïðîìûøëåííî-ðàçâèòîé ñòðàíå è ñòðàíàõ, ïîñòðàäàâøèõ îò èíäóñòðèàëüíûõ

ñòðàí, íàïðèìåð, âî Âüåòíàìå. Ïîêà åùå íåò äåøåâûõ ìåòîäîâ äåòîêñèêàöèè

çàðàæåíûõ äèîêñèíàìè ïî÷â. Ñæèãàíèå, ïîïóëÿðíîå äëÿ óíè÷òîæåíèÿ ìíîãèõ

îïàñíûõ âåùåñòâ, ìîæåò ïðèâîäèòü ê åùå áîëüøåìó êîëè÷åñòâó äèîêñèíîâ èç-çà

èõ âòîðè÷íîãî îáðàçîâàíèÿ, à èñïîëüçîâàíèå îðãàíè÷åñêèõ ðàñòâîðèòåëåé äëÿ

èçâëå÷åíèÿ ÏÕÄÄ/ÏÕÄÔ èç ïî÷â ÷ðåçâû÷àéíî äîðîãî.

2. Àðòåôàêòû â àíàëèçå çàãðÿçíåíèé ïî÷âû

Ïîñëå èçâëå÷åíèÿ çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ èç ïî÷âû (ýêñòðàêöèÿ èëè òåðìîäåñîð-

áöèÿ) àíàëèç ïîëó÷åííîãî ýêñòðàêòà èëè êîíäåíñàòà íè÷åì íå îòëè÷àåòñÿ îò àíà-

ëîãè÷íîé ïðîöåäóðû, ïðèíÿòîé â ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîì àíàëèçå çàãðÿçíåíèé

âîçäóõà. Ñëåäîâàòåëüíî, âñå àðòåôàêòû, êîòîðûå ìîãóò ïðèâåñòè ê èñêàæåíèþ

ðåçóëüòàòîâ îïðåäåëåíèÿ çàãðÿçíÿþùèõ ïî÷âó òîêñè÷íûõ âåùåñòâ (îñîáåííî

ðåçóëüòàòû èäåíòèôèêàöèè) â ïîñëåäíåì ñëó÷àå áóäóò àíàëîãè÷íû àðòåôàêòàì,

õàðàêòåðíûì äëÿ õðîìàòîãðàôèðîâàíèÿ çàãðÿçíåíèé âîçäóõà [6].

Îòëè÷èÿ ìîæíî íàéòè ëèøü íà ñòàäèè èçâëå÷åíèÿ òîêñè÷íûõ âåùåñòâ èç ìàò-

ðèöû (ïî÷âû). Òåðìèí «ïî÷âà» ÿâëÿåòñÿ øèðîêèì ïîíÿòèåì, îõâàòûâàþùèì ìíî-

æåñòâî âåùåñòâ, íàõîäÿùèõñÿ íà ïîâåðõíîñòè çåìëè. Ïî÷âà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé

ðûõëûé ìàòåðèàë, ñîäåðæàùèé ìèíåðàëû, îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà (5%), âîäó è

âîçäóõ. Îðãàíè÷åñêàÿ ÷àñòü îáðàçóåòñÿ â ðåçóëüòàòå ðàçëîæåíèÿ ðàñòèòåëüíîé áèî-

ìàññû. Ïî ïðèáëèçèòåëüíîé îöåíêå, â 400 ã áîãàòîé îáðàáîòàííîé ïî÷âû ìîæåò

Àðòåôàêòû â àíàëèçå çàãðÿçíåíèé ïî÷âû 547

Ðèñ. III.1. Ïîâåäåíèå êñåíîáèîòèêîâ (ïåñòèöèäîâ) â ïî÷âå [1].

ñîäåðæàòüñÿ ~200 ìëí ãðèáêîâ, 25 ìëí âîäîðîñëåé, 15 ìëí ïðîñòåéøèõ áàêòåðèé,

à òàêæå ìíîæåñòâî ÷åðâåé, êëåùåé è íàñåêîìûõ.

Íåêîòîðûå èç ïî÷âåííûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ ñïîñîáíû îêèñëÿòü ÑÎ ñ

ïîìîùüþ èìåþùèõñÿ ó íèõ ôåðìåíòíûõ ñèñòåì, óñêîðÿþùèõ ýòó î÷åíü ìåä-

ëåííóþ ðåàêöèþ. Äðóãèå ìèêðîîðãàíèçìû ñïîñîáíû ðàçëàãàòü ñòîéêèå èíñåêòè-

öèäû, ïðèñóòñòâóþùèå â ïî÷âå. Ïî÷âà äåéñòâóåò êàê ðåçåðâóàð, â êîòîðîì ïåñ-

òèöèäû õðàíÿòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà îíè íå áóäóò ïîãëîùåíû áåñïîçâîíî÷íûìè,

óëåòó÷àòñÿ â àòìîñôåðó, âûìîþòñÿ âîäîé èëè ðàçëîæàòñÿ. Ñòîéêîñòü ïåñòèöèäîâ

ñèëüíî çàâèñèò îò òèïà ïî÷âû: òÿæåëûå ãëèíèñòûå ïî÷âû óäåðæèâàþò èõ ãîðàçäî

äîëüøå, ÷åì ëåãêèå ïåñ÷àíûå ïî÷âû.

Åñëè ðàññìàòðèâàòü ïî÷âó ëèøü êàê ðåçåðâóàð, â êîòîðîì â ñèëó òåõ èëè èíûõ

ïðè÷èí (â îñíîâíîì èç àíòðîïîãåííûõ èñòî÷íèêîâ) íàêàïëèâàþòñÿ âðåäíûå

õèìè÷åñêèå âåùåñòâà îðãàíè÷åñêîãî è íåîðãàíè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, òî âîç-

ìîæíûå àðòåôàêòû, âëèÿþùèå íà ïðàâèëüíîñòü àíàëèçà (èäåíòèôèêàöèè), ñëå-

äóåò èñêàòü èìåííî íà ýòîé ñòàäèè àíàëèòè÷åñêîé ïðîöåäóðû. Ïðè èçâëå÷åíèè

çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ èç ïî÷âû âîçìîæíû ñëåäóþùèå îñíîâíûå àðòåôàêòû:

• âíåñåíèå ïîñòîðîííèõ ïðèìåñåé ðàñòâîðèòåëåì-ýêñòðàãåíòîì;

• íåðàâíîìåðíîåî èçâëå÷åíèå çàãðÿçíåíèé ðàçëè÷íîé ïðèðîäû;

• ðàçëîæåíèå öåëåâûõ êîìïîíåíòîâ ïðè òåðìîäåñîðáöèîííîì èçâëå÷åíèè.

Íàèáîëåå õàðàêòåðíûìè àðòåôàêòàìè ïðè ýêñòðàêöèîííîì èçâëå÷åíèè òîê-

ñè÷íûõ âûùåñòâ èç ïî÷âû (ýêñòðàãåíòû — âîäà èëè îðãàíè÷åñêèå ðàñòâîðèòåëè)

ÿâëÿþòñÿ âíåñåíèå â ïðîáó ïðèìåñåé èç ðàñòâîðèòåëÿ èëè íåðàâíîìåðíîå èçâëå-

÷åíèå èç ïî÷âû ñîåäèíåíèé ðàçëè÷íûõ êëàññîâ. Â ñëó÷àå, êîãäà ýòà «íåðàâíîìåð-

íîñòü» äîñòèãàåò 50–60% è áîëåå, èñêàæàþòñÿ íå òîëüêî ðåçóëüòàòû êîëè÷åñòâåí-

íîãî îïðåäåëåíèÿ çàãðÿçíåíèé, íî òàêæå (è ýòî ãëàâíîå) ïëîõî ýêñòðàãèðóþùè-

åñÿ ïðèìåñè ìîãóò «ïîòåðÿòüñÿ» íà ôîíå ñóùåñòâåííî áîëüøèõ êîíöåíòðàöèé

äðóãèõ êîìïîíåíòîâ, ÷òî ïðèâåäåò ê ñóùåñòâåííîìó èñêàæåíèþ èäåíòèôèêàöèè

çàãðÿçíÿþùèõ ïî÷âó âåùåñòâ.

Ïîýòîìó ïðè àíàëèçå ñëîæíûõ ñìåñåé çàãðÿçíåíèé ïî÷âû (íàïðèìåð, ñîäåð-

æàùèõ N

, NÎ

, NH

, CO

, PH

, óãëåâîäîðîäû è ñåðíèñòûå ñîåäèíåíèÿ) ñëåäóåò

èëè èñïîëüçîâàòü òåðìîäåñîðáöèþ, èëè áûòü äîñòàòî÷íî îñìîòðèòåëüíûì ïðè

âûáîðå ðàñòâîðèòåëÿ. Â ÷àñòíîñòè, ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå ýêñòðàãåíòîâ

âîäû, ìåòàíîëà, ñìåñåé âîäû è ìåòàíîëà è äðóãèõ ïîëÿðíûõ ðàñòâîðèòåëåé â âîä-

íîì ðàñòâîðå áóäóò õîðîøî «îòêðûâàòüñÿ» ëèøü ðàñòâîðèìûå â âîäå ñîåäèíåíèÿ,

à â ïîëÿðíûõ ðàñòâîðèòåëÿõ îêàæóòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî ïîëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ

(ñïèðòû, àëüäåãèäû, êåòîíû, êèñëîòû è äð.). Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ïîòåíöèàëüíûå

àðòåôàêòû ìîæíî èñïîëüçîâàòü è äëÿ öåëåé èäåíòèôèêàöèè — ñíà÷àëà ïðîàíàëè-

çèðîâàòü âîäíóþ âûòÿæêó, çàòåì ýêñòðàêò êîíòðîëèðóåìûõ êîìïîíåíòîâ â ïîëÿð-

íîì ðàñòâîðèòåëå, íåïîëÿðíûõ ðàñòâîðèòåëÿõ è ò. ä. [6].

Òðåòüèì ôàêòîðîì, ñïîñîáíûì ñóùåñòâåííî èçìåíèòü ñîñòàâ çàãðÿçíÿþùèõ

âåùåñòâ ïðè àíàëèçå ïî÷âû, ÿâëÿåòñÿ òåðìîäåñîðáöèÿ íà ñòàäèè èçâëå÷åíèÿ òîê-

ñè÷íûõ âåùåñòâ èç ìàòðèöû. Â ýòîì ñëó÷àå äëÿ óñòðàíåíèÿ âîçìîæíûõ àðòåôàê-

òîâ ñëåäóåò îñóùåñòâëÿòü òåðìîäåñîðáöèþ â ìÿãêèõ óñëîâèÿõ, ìåäëåííî íàãðåâàÿ

ïî÷âó (èëè ñîðáöèîííóþ òðóáêó ïîñëå óëàâëèâàíèÿ çàãðÿçíåíèé èç ïî÷âû) îò

548 Ãëàâà III. Ïî÷â

~40°C äî 150–200°Ñ. Ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ òàêæå èìïóëüñíûì íàãðåâîì îáðàç-

öà èëè äåñîðáöèåé â ìèêðîâîëíîâîì ïîëå (ñì. òàêæå ãëàâó I).

Ïðè ýêñïðåññíîì ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîì îïðåäåëåíèè â ïî÷âå ëåòó÷èõ îðãà-

íè÷åñêèõ ðàñòâîðèòåëåé ìîæíî ëåãêî èçáåæàòü àðòåôàêòîâ, îáóñëîâëåííûõ ðàç-

ëîæåíèåì ïðîáû, åñëè îáðàçåö ïî÷âû (1 ã) âûäåðæèâàòü â òå÷åíèå 1 ÷ â çàêðûòîé

êîëáå ïðè òåìïåðàòóðå 60°Ñ, à çàòåì èññëåäîâàòü ðàâíîâåñíóþ ïàðîâóþ ôàçó íà

êàïèëëÿðíîé êîëîíêå ñ ñèëèêîíîì ïðè ïðîãðàììèðîâàíèè òåìïåðàòóðû [7].

3. Îòáîð ïðîá

Ïðè èññëåäîâàíèè ïî÷âû âàæíûì ýòàïîì ÿâëÿåòñÿ îòáîð ïðîá, êîòîðûé â ìåòîäè-

êàõ ðåêîìåíäîâàí â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 17.4.4.02.84 [8]. Ñòàíäàðò ïðåäíàçíà÷åí

äëÿ êîíêòðîëÿ îáùåãî è ëîêàëüíîãî çàãðÿçíåíèÿ ïî÷âû â ðàéîíàõ âîçäåéñòâèÿ

ïðîìûøëåííûõ, ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ, õîçÿéñòâåííî-áûòîâûõ è òðàíñïîðòíûõ

èñòî÷íèêîâ çàãðÿçíåíèÿ

Òî÷å÷íûå ïðîáû îòáèðàþò ìåòîäîì êîíâåðòà, ïî äèàãîíàëè èëè äðóãèì ñïî-

ñîáîì, èñõîäÿ èç òîãî, ÷òîáû êàæäàÿ ïðîáà ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé ÷àñòü ïî÷âû,

òèïè÷íîé äëÿ ãåíåòè÷åñêèõ ãîðèçîíòîâ. Îáúåäèíåííóþ ïðîáó ãîòîâÿò èç òî÷å÷-

íûõ ïðîá. Ïðè îïðåäåëåíèè â ïî÷âå ïîâåðõíîñòíî-ðàñïðåäåëÿþùèõñÿ âåùåñòâ

(íåôòü, íåôòåïðîäóêòû, òÿæåëûå ìåòàëëû) òî÷å÷íûå ïðîáû îòáèðàþò ïîñëîéíî

íà ãëóáèíå 0; 5 ñì è 5; 20 ñì ìàññîé äî 0,2 êã. Ïðè àíàëèçå çàãðÿçíåíèÿ ïî÷âû

ëåãêîëåòó÷èìè èëè õèìè÷åñêè íåñòîéêèìè âåùåñòâàìè òî÷å÷íûå ïðîáû îòáè-

ðàþò ïî âñåé ãëóáèíå ïî÷âåííîãî ïðîôèëÿ è ïîìåùàþò â ñòåêëÿííûå åìêîñòè,

çàêðûâàþùèåñÿ ãåðìåòè÷íî êðûøêàìè. Ïðîáû àíàëèçèðóþò â äåíü îòáîðà ïðîá.

Ïðè íåâîçìîæíîñòè áûñòðîãî àíàëèçà ïðîáû õðàíÿò â îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ,

îïèñàííûõ â ìåòîäèêàõ. Ïðè îïðåäåëåíèè ïåñòèöèäîâ ïðîáû íå ñëåäóåò õðàíèòü

â ïëàñòìàññîâûõ åìêîñòÿõ. Ïðè íåîáõîäèìîñòè äëèòåëüíîãî õðàíåíèÿ (áîëåå

ìåñÿöà) ïðîá â ïî÷âó äîáàâëÿþò êîíñåðâèðóþùèå ñðåäñòâà, ðåêîìåíäîâàííûå

â êàæäîì ñëó÷àå äëÿ êîíêðåòíûõ âåùåñòâ â ìåòîäèêàõ (ôîðìàëèí ñ õëîðèäîì

íàòðèÿ, ðàñòâîð õëîðîâîäîðîäíîé êèñëîòû è äð.) [3].

Íà ïðàêòèêå ÷àùå âñåãî ïðîáû ïî÷âû èçâëåêàþò ñ ïîìîùüþ ëîïàòû (ñîâ-

êà) ñ ãëóáèíû ~20 ñì è ñêëàäûâàþò â ìåøî÷êè èç òêàíè. Ïðè íåîáõîäèìîñòè

èçó÷åíèÿ ïîñëîéíîé (ãëóáèííîé) ìèãðàöèè ýëåìåíòîâ ïîëüçóþòñÿ ñïåöè-

àëüíûì ïî÷âåííûì áóðîì (èçâåñòíà ïëîùàäü è ãëóáèíà îòáîðà ïðîáû). Îòî-

áðàííàÿ ïðîáà (400–500 ã), îñâîáîæäåíííàÿ îò êàìíåé è êîðíåé ðàñòåíèé,

ðàññûïàåòñÿ ðàâíîìåðíûì ñëîåì íà ðîâíîé ïîâåðõíîñòè è âûñóøèâàåòñÿ

ïðè îáû÷íîé òåìïåðàòóðå (â îòñóòñòâèå ñîëíå÷íîãî ñâåòà) äî âîçäóøíî-ñóõî-

ãî ñîñòîÿíèÿ. Çàòåì ïðîáû ïðîñåèâàþò ÷åðåç ñèòî ñ äèàìåòðîì îòâåðñòèé

1 ìì è óïàêîâûâàþò â ïàêåòû èç ïëîòíîé áóìàãè [4].

Ïðè îïðåäåëåíèè âðåäíûõ ïðèìåñåé âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü îïðåäåëåíèÿ

âëàæíîñòè ïî÷âû. Äëÿ ýòîãî íàâåñêó ïî÷âû ïîìåùàþò â õèìè÷åñêèé ñòàêàí è

äîâîäÿò äî ïîñòîÿííîé ìàññû. Äëÿ âûñîêîãóìóñîâûõ, ãëèíèñòûõ ïî÷â ñ âûñîêîé

âëàæíîñòüþ äîñòàòî÷íî 15–20 ã, íàâåñêà îðãàíè÷åñêèõ ïî÷â äîëæíà áûòü 15–50

Îòáîð ïðîá 549

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ ãîòîâèòñÿ íîâûé ñòàíäàðò [9].

ã. Îïðåäåëåíèå ïðîâîäÿò äâàæäû, òåìïåðàòóðà íàãðåâà 105±2°Ñ â òå÷åíèå 8 ÷.

Ïåñ÷àíûå ïî÷âû íàãðåâàþò 3 ÷ ïðè 105±2°Ñ, çàãèïñîâàííûå ïî÷âû íàãðåâàþò 8

÷ ïðè 80±2°Ñ. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïîñëåäóþùåãî âûñóøèâàíèÿ — 1 ÷ äëÿ ïåñ÷àí-

íûõ ïî÷â è 2 ÷ äëÿ îñòàëüíûõ ïî÷â [3].

Âëàæíîñòü ïî÷âû · (â %) âû÷èñëÿþò ïî ôîðìóëå

· = (m

– m

)100/(m

– m), (III.1)

ãäå m

— ìàññà âëàæíîé ïî÷âû ñî ñòàêàíîì, ã; m

— ìàññà âûñóøåííîé ïî÷âû ñî

ñòàêàíîì, ã; m — ìàññà ñòàêàíà, ã.

Âû÷èñëåíèå · ïðîâîäÿò ñ òî÷íîñòüþ äî ±0,1%. Ïðè íåîáõîäèìîñòè ïåðåñ÷å-

òà ñ âîçäóøíî-ñóõîé ïî÷âû íà àáñîëþòíî ñóõóþ îïðåäåëåíèå ãèãðîñêîïè÷åñêîé

âëàæíîñòè ïðîâîäÿò àíàëîãè÷íûì îáðàçîì è ó÷èòûâàþò â ðàñ÷åòå ðåçóëüòàòîâ

àíàëèçà.

Êîíöåíòðàöèþ èññëåäóåìîãî âåùåñòâà â ïî÷âå ñ (ìã/êã) âû÷èñëÿþò ïî ôîð-

ìóëå

c = a/b, (III.2)

ãäå à — êîëè÷åñòâî èññëåäóåìîãî âåùåñòâà, íàéäåííîå â ïðîáå, ìêã; b — ìàññà

èññëåäóåìîé ïî÷âû, ã.

Ïðè ïåðåñ÷åòå íà àáñîëþòíî ñóõóþ ïî÷âó â ôîðìóëó ââîäÿò êîýôôèöèåíò K:

K=100/(100 – ·). (III.3)

Ïðè êîíöåíòðèðîâàíèè èññëåäóåìûõ âåùåñòâ ïóòåì ýêñòðàêöèè èõ èç ïî÷âû

æèäêèìè ðàñòâîðèòåëÿìè èëè ïóòåì îòãîíà â æèäêîñòè êîíöåíòðàöèþ âåùåñòâà

ñ (ìã/êã) â ïî÷âå âû÷èñëÿþò ïî ôîðìóëå

c = aV

/Vb, (III.4)

ãäå à — ñîäåðæàíèå âåùåñòâà, íàéäåííîå â èññëåäóåìîì îáúåìå ðàñòâîðà, ìêã,

— îáùèé îáúåì ðàñòâîðà ïðîáû, ìë; V — îáúåì ðàñòâîðà ïðîáû, èñïîëüçóåìîé

äëÿ àíàëèçà, ìë; b — ìàññà èññëåäóåìîé ïî÷âû, ã.

Â ñëó÷àå, êîãäà àíàëèçèðóåìîå âåùåñòâî â ðàñòâîðå ïðîáû îïðåäåëåíî â âèäå

êîíöåíòðàöèè (ìêã/ìë), òî ðàñ÷åò êîíöåíòðàöèè âåùåñòâà â ïî÷âå ñ (ìã/êã)

âû÷èñëÿþò ïî ôîðìóëå:

c = aV/b (III.5)

ãäå à — êîíöåíòðàöèÿ àíàëèçèðóåìîãî âåùåñòâà â ðàñòâîðå ïðîáû ìêã/ìë; V —

îáúåì èññëåäóåìîé ïðîáû, ìë; b — ìàññà èññëåäóåìîé ïî÷âû, ã.

Ïî ñðàâíåíèþ ñ àòìîñôåðíûì âîçäóõîì, âîçäóõîì ðàáî÷åé çîíû è âîäîé â ñëó-

÷àå ïî÷âû êîëè÷åñòâåííî íîðìèðîâàííûõ ñîåäèíåíèé (â Ðîññèè) íåâåëèêî [10,

11]. Â îñíîâíîì ýòî òÿæåëûå ìåòàëëû è ïåñòèöèäû, à äëÿ òàêèõ ïðèîðèòåòíûõ

çàãðÿçíåíèé, êàê ëåòó÷èå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, êîëè÷åñòâî ñóùåñòâóþùèõ

ÏÄÊ (ÎÄÊ) íå áîëåå 20 [12].

Òåì íå ìåíåå, ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî ñòàíäàðòíûõ (ðàçäåë 5) è îðèãèíàëüíûõ

ìåòîäèê (åùå íå ïðîøåäøèõ ãîñóäàðñòâåííóþ àòòåñòàöèþ [9]), êîòîðûå ïîçâîëÿ-

550 Ãëàâà III. Ïî÷â

þò â ïîëíîé ìåðå îöåíèòü ñòåïåíü çàãðÿçíåííîñòè ïî÷âû â ëþáîì ðåãèîíå Ðîñ-

ñèè [6].

Ìåòîäèêàì ïðîáîîòáîðà, ïðîáîïîäãîòîâêè è àíàëèçà çàãðÿçíåíèé ïî÷â è äîí-

íûõ îòëîæåíèé (à òàêæå âîäû, âîçäóõà è áèîìàòåðèàëîâ) ïîñâÿùåí ðÿä îáçîðîâ

[13–17] è ìîíîãðàôèè [18, 19]. Ïîäðîáíî îïèñàíû ìåòîäèêè îïðåäåëåíèÿ çàãðÿç-

íÿþùèõ âåùåñòâ â ïðîáàõ ìîðñêèõ äîííûõ îòëîæåíèé è âçâåñÿõ [20], ïðèìåíåíèå

àòîìíîé ñïåêòðîìåòðèè äëÿ îïðåäåëåíèÿ òîêñè÷íûõ âåùåñòâ â îáúåêòàõ îêðóæà-

þùåé ñðåäû [13], ìåòîäû îïðåäåëåíèÿ õèìè÷åñêèõ ôîðì íàõîæäåíèÿ òÿæåëûõ

ìåòàëëîâ â ïî÷âàõ è äîííûõ îñàäêàõ [15], à òàêæå ïðèìåíåíèå ãèáðèäíûõ ìåòîäîâ

(ÃÕ/ÌÑ, ÃÕ/ÀÀÑ, ÂÝÆÕ/ÃÕ/ÒÑÕ, ÃÕ/ÀÝÄ è äð.) äëÿ îïðåäåëåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ

ñîåäèíåíèé îëîâà â ïðèðîäíûõ âîäàõ, äîííûõ îòëîæåíèÿõ è áèîëîãè÷åñêèõ ìàòå-

ðèàëàõ [16] è îáëàäàþùèõ êàíöåðîãåííûìè ñâîéñòâàìè áåíç(ñ)àêðèäèíîâ è àçààðå-

íîâ â ïî÷âå, âîäå è âîçäóõå [17]. Îïóáëèêîâàíû ìîíîãðàôèè ïî òîêñèêîëîãèè [5] è

îïðåäåëåíèþ [192] äèîêñèíîâ.

4. Èçâëå÷åíèå çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ èç ïî÷âû

Èçâëå÷åíèå ïðèìåñåé òîêñè÷íûõ õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ (àíòðîïîãåííîãî ïðîèñ-

õîæäåíèÿ) èç ïî÷â, äîííûõ îòëîæåíèé, òâåðäûõ õèìè÷åñêèõ è áûòîâûõ îòõîäîâ

è äð. îòíîñèòñÿ ê íàèáîëåå òðóäíûì ñòàäèÿì àíàëèòè÷åñêîãî ïðîöåññà îïðåäåëå-

íèÿ çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ â òâåðäûõ îáðàçöàõ. Ãëàâíûìè ñïîñîáàìè èçâëå÷åíèÿ

çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ èç ïî÷âû ÿâëÿþòñÿ:

• òåðìîäåñîðáöèÿ

• æèäêîñòíàÿ ýêñòðàêöèÿ

• ýêñòðàêöèÿ â ìèêðîâîëíîâîì ïîëå

• ýêñòðàêöèÿ ñóáêðèòè÷åñêîé âîäîé

• ñâåðõêðèòè÷åñêàÿ ôëþèäíàÿ ýêñòðàêöèÿ

• ïàðîôàçíûé àíàëèç

4.1. Òåðìîäåñîðáöèÿ

Òåðìîäåñîðáöèîííîå èçâëå÷åíèå èç ïî÷âû çàãðÿçíÿþùèõ åå âåùåñòâ ñîñòîèò â

íàãðåâàíèè îáðàçöà ïî÷âû, ïîìåùåííîãî â ñòåêëÿííûé èëè ñòàëüíîé êîíòåéíåð,

äî òåìïåðàòóðû 150–300°Ñ ñ îäíîâðåìåííûì ïðîïóñêàíèåì ÷åðåç êîíòåéíåð àçî-

òà èëè ãåëèÿ è óëàâëèâàíèåì äåñîðáèðîâàííûõ ïðèìåñåé â òðóáêå ñ îäíèì èëè

íåñêîëüêèìè ñîðáåíòàìè [6]. Ïîäîáíàÿ àíàëèòè÷åñêàÿ ïðîöåäóðà èñïîëüçóåòñÿ

ïðè èçâëå÷åíèè (êîíöåíòðèðîâàíèè) ïðèìåñåé èç çàãðÿçíåííîãî âîçäóõà â òðóá-

êàõ ñ ñîðáåíòàìè (ñì. ãëàâó I) è äëÿ âûäåëåíèÿ çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ èç âîäû

(ãàçîâàÿ ýêñòðàêöèÿ) ìåòîäîì âûäóâàíèÿ è óëàâëèâàíèÿ (ñì. ãëàâó II, ðàçäåë

2.5).

Êàê è â ñëó÷àå îïðåäåëåíèÿ çàãðÿçíåíèé âîäû, ñóùåñòâóåò ñïåöèàëüíàÿ òåõíèêà

ãàçîâîé ýêñòðàêöèè çàãðÿçíåíèé ïî÷âû [21]. Òåðìîäåñîðáöèîííûå òðóáêè (ñì. òàêæå

ãëàâû I è II) çàïîëíÿþòñÿ ñîðáåíòàìè, ñïîñîáíûìè óëàâëèâàòü øèðîêèé ñïåêòð ðàç-

ëè÷íûõ ËÎÑ. ×àùå âñåãî ïðåäïî÷òåíèå îòäàåòñÿ òàêèì ñîðáåíòàì, êàê Êàðáðòðàïû

(ãðàôèòèðîâàííûå ñàæè) èëè óãëåðîäíûå ìîëåêóëÿðíûå ñèòà (Êàðáîêñåíû è Êàðáî-

Èçâëå÷åíèå çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ èç ïî÷âû 551

ñèâû). Äëÿ óëàâëèâàíèÿ èç ïî÷âû (ñ ïîñëåäóþùåé òåðìîäåñîðáöèåé) ìàëîëåòó÷èõ

îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé Ñ

–Ñ

ôèðìà Ñóïåëêî [21] ðåêîìåíäóåò ñòåêëÿííûå

ñîðáöèîííûå òðóáêè (11,5 ñì × 1–4 ìì) ñ Êàðáîòðàïîì 370 çåðíåíèåì 60/80 ìåø

— ñìåñü Êàðáîïàêîâ F (40 ìã), Ñ (50 ìã) è Â (20 ìã). Ýòè òðóáêè èìåþò î÷åíü íåáîëü-

øîé ìåðòâûé îáúåì, à ìèãðàöèÿ àíàëèòà (êîíöåíòðàòà) èç àäñîðáåíòà çà ïåðèîä õðà-

íåíèÿ ìèíèìàëüíà.

Ïîñëå îòáîðà ïðîáû ËÎÑ èç ïî÷âû ýòè òðóáêè ïîìåùàþò â ñïåöèàëüíûå

êîíòåéíåðû èç èíåðòíîãî ìàòåðèàëà (ñòåêëà èëè íåðæàâåþùåé ñòàëè) ñ òåôëî-

íîâûìè çàãëóøêàìè. Çàãëóøêè ïðåäîõðàíÿþò àíàëèò îò âíåøíåãî çàãðÿçíåíèÿ,

ïðîáà ñîõðàíÿåòñÿ äî àíàëèçà ïðîäîëæèòåëüíîå âðåìÿ áåç èçìåíåíèé. Ïðè ýòîì

íåò íåîáõîäèìîñòè â èíòåíñèâíîé î÷èñòêå èëè òåðìîäåñîðáöèîííîì èçâëå÷åíèè

ïðèìåñåé ËÎÑ, îñòàâøèõñÿ îò ïðåäûäóùåãî ýêñïåðèìåíòà — òðóáêà ñ ñîðáåíòîì

ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ «îòäàåò» ñêîíöåíòðèðîâàííûå â íåé ñëåäîâûå êîëè÷åñòâà

ËÎÑ (ìàêñèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà äåñîðáöèè 275°Ñ).

Ôèðìà Õüþëåòò-Ïàêêàðä [22] ïðîèçâîäèò óëüòðà÷èñòûå ñîðáåíòû äëÿ òåðìî-

äåñîðáöèîííûõ òðóáîê, êîòîðûå íå ñîäåðæàò ïîñòîðîííèõ ïðèìåñåé è ìîãóò

áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ îïðåäåëåíèÿ î÷åíü íèçêèõ (ppt) ñîäåðæàíèé âðåäíûõ

ïðèìåñåé â ïî÷âå, âîäå è âîçäóõå. Òåõíîëîãèÿ î÷èñòêè ñîðáåíòîâ (Òåíàêñû ÒÀ

è GR, Õðîìîñîðá 106 è Êàðáîñèâû) ñîñòîèò â äëèòåëüíîì êîíäèöèîíèðîâàíèè

ïðè îïòèìàëüíîé òåìïåðàòóðå. Êàê ñëåäóåò èç ðèñ. III.2, ïîñëå òàêîé î÷èñòêè

ôîí îò îñòàâøèõñÿ â ñîðáåíòå ïðèìåñåé ËÎÑ (íèæíÿÿ õðîìàòîãðàììà) ãîðàçäî

ìåíüøå ôîíà îò îáû÷íîãî (íåêîíäèöèîíèðîâàííîãî) ñîðáåíòà (âåðõíÿÿ õðîìà-

òîãðàììà).

Ïîñëå óëàâëèâàíèÿ ËÎÑ èç ïî÷âû òåðìîäåñîðáöèîííûå òðóáêè ïîìåùàþò â

èñïàðèòåëü ãàçîâîãî õðîìàòîãðàôà èëè òåðìîäåñîðáöèîííîå óñòðîéñòâî õðîìà-

òî-ìàññ-ñïåêòðîìåòðà [6]. Ñóùåñòâóþò è ñïåöèàëüíûå ïðèáîðû äëÿ àâòîìàòè÷å-

ñêîãî ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà çàãðÿçíåíèé âîäû èëè ïî÷âû. Îäèí èç

òàêèõ ïðèáîðîâ èçîáðàæåí íà ðèñ. III.3. Ýòà àâòîìàòè÷åñêàÿ òåðìîäåñîðáöèîííàÿ

ñèñòåìà ÀÑÅÌ [21], ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîáîé êîìáèíàöèþ ñîðáöèîííîãî è äåñîð-

áöèîííîãî óñòðîéñòâ, ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü îäíîðàçîâûé èëè ìíîãîðàçîâûé (äî

16 èñòî÷íèêîâ) ïðîáîîòáîð äëÿ èçâëå÷åíèÿ èç ïî÷âû ËÎÑ ñ êîíöåíòðàöèåé íà

óðîâíå ppb — ppt â ðåæèìå «on-line» ñ àâòîìàòè÷åñêîé êàëèáðîâêîé.

Êàæäàÿ ïðîáà ñîáèðàåòñÿ â òðóáêå ñ âûñîêî÷èñòûì ñîðáåíòîì (ñì. âûøå),

ïåðåíîñèòñÿ òîêîì ãàçà-íîñèòåëÿ â óçêèé êàïèëëÿð èç áîðîñèëèêàòíîãî ñòåêëà ñ

àíàëîãè÷íûì ñîðáåíòîì è äåñîðáèðóåòñÿ â íà÷àëüíóþ ÷àñòü êàïèëëÿðíîé êîëîí-

552 Ãëàâà III. Ïî÷â

Ðèñ. III.2. Õðîìàòîãðàììû îñòàòî÷íûõ êîëè÷åñòâ

ËÎÑ íà ñîðáåíòàõ ïîñëå èõ î÷èñòêè [22]. Ïîÿñíåíèÿ

â òåêñòå.

êè ãàçîâîãî õðîìàòîãðàôà (áåç êðèîôîêóñèðîâàíèÿ). Äèàìåòð êàïèëëÿðíîé

êîëîíêè 0,2–0,75 ìì.

ÀÑÅÌ-ñèñòåìó èñïîëüçóþò äëÿ ïðîäîëæèòåëüíîãî (â ðåæèìå «on-line») ïðî-

öåññà èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé ËÎÑ èç ïî÷âû èëè òâåðäûõ îòõîäîâ (êîíöåíòðèðîâà-

íèå/äåñîðáöèÿ), à òàêæå âîçäóõà èëè âîäû (ñì. ãëàâû I è II). Ñèñòåìà ýêîíîìè÷-

íà è ïîçâîëÿåò ïðîèçâîäèòü èçìåðåíèÿ ñ âûñîêîé âîñïðîèçâîäèìîñòüþ (âðåìåíà

óäåðæèâàíèÿ êîìïîíåíòîâ àíàëèòà è ýôôåêòèâíîñòü èçâëå÷åíèÿ ËÎÑ).

4.1.1. Ëåòó÷èå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ

Ïðè ýêñòðàêöèè ËÎÑ è ÌÎÑ èç ïî÷âû è äîííûõ îòëîæåíèé (âûäóâàíèå è óëàâëè-

âàíèå) ñ ó÷åòîì ñëîæíîñòè ìàòðèöû ÷àñòî ïðèìåíÿþò òåõíèêó ÃÕ/ÌÑ [23–25]. Â

ýòîì ñëó÷àå âîçìîæíà è ïðÿìàÿ òåðìîäåñîðáöèÿ êîíòðîëèðóåìûõ êîìïîíåíòîâ

èç ñòåêëÿííîé òðóáêè ñ 200 ìã àíàëèçèðóåìîé ïî÷âû [26]. Òàêóþ ìåòîäèêó ìîæíî

èñïîëüçîâàòü äëÿ ñêðèíèíãà õëîðóãëåâîäîðîäîâ, ïåñòèöèäîâ è ÏÀÓ, íî îíà íàè-

áîëåå ýôôåêòèâíà äëÿ áûñòðîãî îáíàðóæåíèÿ â ïî÷âå õëîðóãëåâîäîðîäîâ. Ïðåäåë

îáíàðóæåíèÿ 30 ïã/ã ïî÷âû.

Äëÿ ñðàâíèòåëüíîé îöåíêè ðàçëè÷íûõ ìåòîäîâ ïðîáîîòáîðà è õðîìàòîãðàôè-

ðîâàíèÿ òâåðäûõ îáðàçöîâ ïðîâîäèëè îïðåäåëåíèå ëåãêèõ õëîðóãëåâîäîðîäîâ

(õëîðîôîðì è òåòðàõëîðèä óãëåðîäà) â ïî÷âåííîì ãàçå [27]. Ãàç êîíöåíòðèðîâàëè

â òðóáêå ñ Êàðáîòðàïîì, äåñîðáèðîâàëè àíàëèò â òîêå óëüòðà÷èñòîãî ãåëèé ïðè

200°Ñ è ðàçäåëÿëè (ïîñëå êðèîôîêóñèðîâàíèÿ) êîìïîíåíòû ïðîáû íà êàïèëëÿð-

íîé êîëîíêå (60 ì × 0,32 ìì) ñ ñèëèêîíîì DB-1 ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû

êîëîíêè îò –50°Ñ äî 250°Ñ ñ ÝÇÄ. Ñòåïåíü äåñîðáöèè 90%. Ñ

(îáúåì ãàçà 60 ìë)

ñîñòàâëÿåò 0,001 ìã/ì

ïðè S

= 0,05. Ïðè ðàñõîäå 30 ìë/ìèí íå ïðîèñõîäèò ïðî-

ñêîêà ïðè ïðîïóñêàíèè ÷åðåç ñîðáöèîííóþ òðóáêó äî 1 ë ãàçà. Ïàòðîí ñ îòîáðàí-

íîé ïðîáîé ìîæíî õðàíèòü â òå÷åíèå 30 äíåé ïðè òåìïåðàòóðå 20°Ñ.

Ýòîò ñïîñîá ïðîáîïîäãîòîâêè ïîçâîëèë îáíàðóæèòü áîëåå 20 ËÎÑ â ñàäîâîé

Òåðìîäåñîðáöèÿ 553

Ðèñ. III.3. Àâòîìàòè÷åñêèé òåðìîäåñîðáåð äëÿ àíàëèçà ãàçîâûäåëåíèé ïî÷âû ìåòîäîì

ãàçîâîé õðîìàòîãðàôèè [21]. Ïîÿñíåíèÿ â òåêñòå.