Функциональный состав гумусовых кислот - определение и взаимосвязь с реакционной способностью (1105503), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Содержание ТМ (по вытяжке 1 М HNO3) в образце почвы,использованном для приготовления колонок и ПДК соответствующихметаллов в почвеСодержание металла впочве, мг/кгCuPbCdCr(IV+VI)Исслед. образец14615.32.634Фоновый уровень15-3020-400.1-0.3ПДК (над фоном)100203–В качестве элюентов использовали: а) дистиллированную воду; б)болотную воду; в) раствор промышленного гуминового препарата на основеторфа. Предварительно проведенные определения содержания ТМ в болотнойводе и растворе гуминового препарата показали фоновые значения по всемконтролируемым металлам для обоих элюентов.Протекающие в ходе промывания процессы контролировали двумяпутями:− анализом фракций элюата на содержание Cu, Pb, Cd и Cr (контроль завымываемым количеством металлов);− анализом материала исходной и промытой почвенной колонки насодержание кислоторастворимых и подвижных форм тех же металлов96(контроль за перераспределением металлов по формам существования и попочвенному профилю).К числу подвижных (доступных растениям форм) относят все формыметаллов, извлекаемых из почвы ацетатно-аммонийным буфером с рН 4.8.Содержание кислоторастворимых форм определяется по вытяжке 1M HNO3 исоставляет около 90% общего содержания металла в почве [178].Анализ фракций элюатаКривые элюирования ТМ с почвенных колонок при промыванииперечисленными растворами ГФК были качественно идентичны.
СодержаниеCu, Pb и Cd в элюате проходит через максимум (сооветствующий 4-6кратному увеличению концентрации относительно исходного фоновогозначения) при объеме элюата равном 1.2-1.5 поровым объемам колонки или0.5 почвы в колонке. По сравнению с дистиллированной водой вымывалось в3-4 раза больше ТМ. Типичные кривые приведены на рис. 2.15. СодержаниеCr в элюате в течение всего процесса промывания оставалось на уровнефонового значения.Ñ ýëþàò /Ñ ýëþåíò8CuPbCdCr64200VVïîð102030ýëþåíòà, ìë40Рис. 2.15. Кривые элюирования ТМ из почвенной колонки. Элюент – БВ 1(Сгфк=60 мг/г) с фоновыми концентрациями ТМ: ССu=34 мкг/л; СPb=1.4 мкг/л;ССd=0.7 мкг/л; Vпор - поровый объем колонки.Гуминовый препарат показал несколько более высокую мобилизующуюспособность по отношению к Cu, чем болотные воды (рис. 2.16).97Ñ Ñu , íã/ìë200ÁÂ1ÃÏ150100500V0ïîð1020V4030ýëþåíòà, ìëРис.
2.16. Кривые элюирования меди с почвенной колонки под действиемболотной воды (БВ1) и раствора гуминового препарата (ГП).Предварительноедлительное(1-2сут)замачиваниеколонок вэлюирующем растворе позволило увеличить вымываемое количество ТМ, всреднем, в 1.5-3 раза (рис. 2.17).Ñ Ñu , íã/ìëýëþåíò ÁÂ 1,2 áåçâûñòàèâàíèÿ125100ýëþåíò ÁÂ1,2 ,âûñòàèâàíèå 1 ñóòêè7550250V010203040ýëþåíòà ,ìëРис.
2.17. Влияние предварительного замачивания на профиль элюированияСu с почвенной колонки.Однако,общееколичествовымытогометалла,найденноесуммированием содержания во всех собранных фракциях, составило 0.03% именьше от содержания кислоторастворимых форм и около 0.2% отсодержания подвижных форм в исходной почве (табл. 2.23).98Таблица 2.23. Сравнение количества металла, вымытого в процессеэлюирования с содержанием кислоторастворимых и подвижных форм (в мкг)КоличествоКислоторастворимых форм вколонке до промыванияПодвижных форм в колонке допромыванияМеталла, вымытое в процессеэлюированияCuМеталлCdCr51101021190770981261.50.150.2Следовательно, промывание водорастворимыми гумусовыми кислотамине приводит к мобилизации и вымыванию сколько-нибудь значительногоколичества тяжелых металлов, содержащихся в почве, и не может вызватьвторичное загрязнение грунтовых вод.Анализ материала промытых почвенных колонокАнализ азотнокислых вытяжек отдельных сегментов промытых колонокпоказал, что содержание кислоторастворимых форм ТМ в почве практическине изменяется; не происходит и перераспределения ТМ по профилю колонок.Анализ ацетатно-аммонийных вытяжек показал, что после промываниясущественно снизилось содержание в материале колонок подвижных формCu, Cd и Cr в 10, 2 и 1.5 раза, соответственно (рис.
2.18). На распределение Pbпо формам существования промывание не оказывает заметного влияния.Ñ, ìêã/ã ïî÷âû25Èñõîäíàÿ ïî÷âàÏðîìûòàÿ Á 120Ïðîìûòàÿ Á 215Ïðîìûòàÿ ÃÏ10CuCdCr50Рис. 2.18. Содержание подвижных форм ТМ в исходном и промытом разнымиэлюентами образце почвы (по результатам анализа ацетатно-аммонийныхвытяжек).99Проведенное исследование показало, что в условиях промываниязагрязненных ТМ почв растворами гумусовых кислот природного иискусственного происхождения преобладает второй из предполагаемыхмеханизмов влияния на подвижность ТМ в почве – иммобилизацияподвижных форм.
Наблюдаемое влияние можно объяснить связываниемподвижных форм металлов с более высокомолекулярной фракцией гумусовыхкислот и сорбцией комплексов на почве, что подтверждается ослаблениемокраски раствора гумусовых кислот после прохождения почвенного слоя.Полученные результаты могут быть использованы для разработкиметода рекультивации загрязненных тяжелыми металлами почв, основанногона уменьшении концентрации свободной, наиболее токсичной для растений,формы металла. Особенно эффективным данный метод может оказаться дляпочв, основным загрязнителем которых является медь.
Внесение растворовгумусовых кислот может осуществляться при поливе.1003. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ3.1. Материалы и реактивыПрепараты гумусовых кислот. Общая схема выделения препаратовгумусовых кислот приведена на рис.3.1.âîäàïî÷âàòîðôôèëüòðîâàíèå èïîäêèñëåíèåäî pH 2îáðàáîòêà0.1 Ì ÍÑl(óäàëåíèå Ñà)äåáèòóìèðîâàíèåñìåñüþáåíçîë-ýòàíîëñîðáöèÿ íà ñìîëåÀìáåðëèò XAD-2ýêñòðàêöèÿ0.1 M NaOHýêñòðàêöèÿ0.1 M NaOHîáåññîëèâàíèåíà êàòèîíèòåîáåññîëèâàíèåíà êàòèîíèòåäåñîðáöèÿ0.1 M NaOHîáåññîëèâàíèåíà êàòèîíèòåâûñóøèâàíèå íàðîòîðíîìèñïàðèòåëåâûñóøèâàíèå íàðîòîðíîìèñïàðèòåëåâûñóøèâàíèå íàðîòîðíîìèñïàðèòåëåРис.3.1 Схема выделения препаратов гумусовых кислотПрепараты торфяных ГФК выделены щелочной экстракцией из 8торфов различного происхождения и геоботанического состава (табл.
3.1) пометодике, изложенной в работе [192]. C целью сохранения водорастворимойфракции ГФК была опущена начальная стадия обработки торфa горячейводой.Согласновыбраннойметодикеизмельченныйторфдваждыобрабатывали смесью бензол-этанол (1:1) – соотношение торф/экстрагент –1:2, и высушивали при температуре 40-60°С в течение ∼8 часов доисчезновения запаха бензола.
Затем торф заливали растворм 0,1 M NaOH всоотношении 1:3 и оставляли на ночь. Щелочной раствор сливали и101отфильтровывали, экстракцию повторяли несколько раз до тех пор пока экстрактне становился слабо окрашенным. Порции щелочного экстракта объединяли иобессоливали пропусканием через катионит КУ-2-8 в Н-форме (рН полученныхтаким образом растворов составил 2,95-3,4). Для большинства исследованийиспользовали полученные водные концентраты ГФК, которые хранили взащищенном от света месте при температре 10-18оС.Содержание ГФК в растворах определяли гравиметрически, упариваяточную аликвоту.
Кроме того концентрацию рассчитывали из данных посодержанию общего органического углерода, определенных с помощьюавтоматического анализатора.Таблица 3.1. Характеристики торфов, использованных для выделения ГФК.Препарат Образец торфаТ1тип - верховойгруппа-моховаявид - фускум-торфТ2тип - верховойгруппа - моховаявид - магелланикумТ3Т4Т5Т6Т7Т8торф месторождения"Васильевский мох"тип - верховойгруппа - травянаявид - пушициевыйтип - верховойфрезерный торфтип - низинныйгруппа - травянаявид - осоковыйтип - низинныйгруппа - двевеснаявид - сосновыйтип - верховойгруппа - двевеснотравянаявид - сосновопушициевыйГеоботническийсоставсфагновые мхи -80% спреобладаниемсфагнума-фускума,пушица-20%сфагновые мхи-80%,пушица-15%,шеихтцерия-5%;R*=20%--**пушица-100%,R=20%--**Рабочий Концентрация,шифрг/лТ10.6Т42.2Т50.5Т60.6Т71.2осока-60%, тростник10%, вахта-10%,гипновые мхи-20%R=50%**Т100.8TTL1.0R=50-55%**HTL1.2* – степень разложения торфа** – геоботанический состав не охарактеризован.102Почвенные ГФК (препарат П) выделены из образца Ставропольскогоогородного чернозема, горизонт А0.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
