Топырақтағы ауыр металдарды анықтау әдісі

Қорғасынды анықтау әдісі. Әдіс қорғасын иондарының (Pb²⁺) сынап тамшылы электродта тотықсыздануына негізделген. Бұл әдіспен сынамадағы 0.5 мкг мөлшердегі қорғасынды анықтауға болады.

Құралдар мен реактивтер ׃

1. Полярограф, полярографиялық ұяшық׃ анод – қаныққан каломельді электрод, капилляр ( t › 05.0 сек. )

2. Газды баллон ׃ аргон немесе азот

3. Су моншасы

4. Муфель пеші

5. Эксикатор

6. Фарфор немесе кварц тигельдер

7. Филтерлеуші воронка ( 3 – 5 см )

8. Өлшегіш цилиндрлер, пробиркалар, 10 мл.

9. Езгіш

10. Колбалар, 100 мл – 1000 мл.

11. Қорғасын металы

12. Тұз қышқылы, конц.

13. Азот қышқылы, сұйылтылған (3 ׃ 2 ).

14. Стандартты ерітінді ׃ 0.1 г қорғасынды 250 мл колбаға салып 20 мл

сұйытылған ( 2 ׃ 2 )азот қышқылын құяды.

Еріген соң ерітіндіні буландырады ( 3 – 5 мл дейін ), 15 мл тұз қышқылын ( сал. салмағы 1,19 ) қосып тағы 3 – 5 мл дейін буландырады.

Осы жұмысты тағы 2-3 рет жүргізеді, содан соң 20 мл 20 % тұз қышқылын қосып, қорғасын хлоридінің қызғылт ерітіндісі түзілгенше қыздырады. Ерітіндіні 1 литрлік колбаға құйып, колбаны бірнеше рет 20 % тұз қышқылымен шайып негізгі ерітіндіге қосады. Ерітіндіні 20 % тұз қышқылымен белгісіне дейін жеткізіп араластырады. Осы ерітіндіден 10 мл пипеткамен алып өлшегіш 100 мл – лік колбаға құйып дистилденген сумен белгісіне дейін жеткізіп араластырады. Алынған ерітіндінің құрамына 10 мкг/ мл немесе 10 мг / л қорғасын болады.

Жұмыс барысы. Зерттеуге арналған топырақ сынамасын көлеңкеде құрғатады. Топырақ сынамасын үлкен фарфор тиглде ұнтақтап 1 – 2 мм тесікті електен өткізеді. Осылай ұнтақталған татпадан 200 – 300 г орташа сынама алынады, қайта ұнтақталады. Капрон електен өткізіліп 10 – 20 г топырақ сынамасы алынады. Бұл топырақты агат немесе хелцедонды табақшада қайта ұнтақтайды. Осы ұнтақтан 1 г топырақ сынамасы алынып, фарфор немесе кварц тиглге салынып, 10 – 15 тамшы күкірт қышқылы (конц.) тамызады да 15 – 20 сағатқа қалдырады. Содан соң құм үстіне қыздырып қышқыл қалдығы ( SO₃²⁺ ) буланып кеткенше ұстайды және муфель пішінде 450 – 500°С дейін күйдіреді ( 1 сағат ). Күйдірілген топырақты эксикаторда суытып 20 % тұз қышқылы ( HCl ) 10 мл қосып, 2 – 3 рет қыздыра отырып ерітеді. Фильтрленген соң фильтраттың көлеміне 50 мл жеткізіп, әбден араластырады. Фильтраттан 5 мл алып полярографтың ұяшығына құяды, инертті газды 10 – 15 мин.жібереді, ерітіндіні 3 мин. Қалдырып, соңынан дифференциалды полярограммасын алады.

Сімдіктердегі ауыр металдардың мөлшерін анықтау әдісі

Өсiмдiктердiң ауыр металдармен ластануы, өндірістiң және автокөлiктердің қарқынды дамуынан және де топырақ - өсiмдiктердің ластануының жалғыз көзі емес. Ауыр металдармен өсiмдiктер атмосфера арқылы да ластануы мүмкін. Өсiмдiктердiң құрамындағы кадмийден барлық атмосферадағы кадмиймен ластану 20-60% құрайды. Атмосфера арқылы түскен кадмий өсiмдiктің өн бойын ластауы мүмкін. Қорғасын негiзiнен өсiмдiктерге тамыры арқылы немесе жапырағы арқылы да түседі. Атмосфералық қорғасынның автокөлік жолдары маңайындағы өсiмдiктердің құрамындағыға қарағанда 40% жетуі мүмкін. Қорғасынның негiзгi мөлшері вегетативтiк мүшелеріне шоғырланады, ал репродуктивті мүшелерде өсiмдiк құрамынан 4-7% жиналады.

Ауыр металдардың қуаттылығының тез арада жиналу қабiлеттiлiгіне байланысты әр түрлі үйлесімді келесi қатарларда орналасқан:

Бидайық Cd>Cu>Zn>Cr>Ni>Mn

Жусан Cd>Ni>Pb немесе Cd>Pb>Zn

Изен Cd>Zn>Ni>Co

Сексеуіл Cd> Cu >Zn>Pb

Өсімдіктердегі ауыр металдарды анықтау үшін белгіленген зерттеу орындарынанан өсімдік материалдары жиналып, алдын-ала ағын судың астында жуылып, шаң-тозаңнан тазартылады. Құрғатылған соң ұсақтап туралып, араластырылады. Дайын болған сынамадан техникалық таразыда 2г өсімдік материалын өлшеп алып фарфор тиглге саламыз. Содан соң оны электроплиткадакүйдіріп, соңынан муфель пешіндежоғары температурада (500⁰С) күлгеайналдырады. Алынғанөсімдіккүліне 5 мл НСІ(1:1) қосыптиглдеерітіледі. Ерітіндініэлектроплиткадабуландырып, тұнбаға 5 мл фон ерітіндісінқосып, әлсізқыздыраотырыперітіндінісуытып фильтр арқылыпробиркағафильтрлейді. Ерітіндініңкөлемін фон ерітіндісімен 10 мл дейінжеткізеді.

Зерттеу нәтижелері

“Южполиметалл” ӨК АҚ- ның ауданы, яғни өндірістік аймақ, менің тұратын үйім Нурпеисова 1а-58 жанынан топырақ және өсімдік алынып кептірілді.

Ол үшін 1шаршы метр жерден 10-15 см тереңдіктен топырақ алынды. Топырақ беткі, ортаңғы және төменгі қабаттардан алынып, толық арластырылады. Көлеңкеде кептіріліп, содан соң химиялық әдіспен өңделді.

Шымкент қаласының топырағы қара-сұр топырақ. Ауа мен сумен салыстырғанда топырақтың өздігінен тазалануы өте нашар жүреді. Сонымен қатар, топырақ ауыр металдар үшін берік акцептор болып табылады. Олар топырақ қабатында химиялық заттармен әрекеттесіп, қиын еритін заттар түзеді. Топырақтағы ауыр металдардың мөлшері 3-кестеде көрсетілген.

3- кесте Топырақтағы ауыр металдардың мөлшері, (мг/кг)

Зерттеу орындары	Топырақ ортасының реакциясы	Қорғасын	Мыс	Мырыш	Кадмий
32 мг/кг	33 мг/кг	55 мг/кг	1,0 мг/кг
Өндірісауданы	рН-8,2	445,72 6,74	136,45 4,64	169,26 4,85	10,71 1,42

Зерттеусынамаларынанкөріпотырғанымыздайауырметалдардыңмөлшеріболуқажеттідентымкөп.

Ғылыми жұмыстың негізгі мақсаты өсімдіктерде жиналған қорғасынның, мыс, мырыш және кадмийдің мөлшерін анықтау.

Ауыр металдар өздерінің химиялық және биологиялық ерекшеліктеріне қарай гео – және биоаккумуляцияға өте бейім элементтер. Өсімдіктер- қоршаған орта жағдайының сезімтал индикаторлары. Ауыр металдар өсімдік ағзасына екі жолмен – топырақтан тамыры арқылы және атмосферадан жапырақтары арқылы түседі.

4-кестеӨсімдіктегі ауыр металдардың мөлшері (мг/кг)

Зерттеу орындары	Қорғасын	мыс	мырыш	кадмий
Өндіріс ауданы	42,34 2,12	26,85 1,85	28,57 2,73	1,12 0,87

Шектеулі рұқсат етілген концентрация (ШРК)

Қорғасын – 5 мг/кг; мырыш – 30 мг/кг; 100 мг/кг; кадмий – 0,3 мг/кг.

ОРЫТЫНДЫ

Ауыр металдар қоршаған ортаға түскенде экожүйелердің өздігінен тазалану процесімен ыдырамайды. Олар топырақта жинақталып, өсімдіктерге өтіп, әрі қарай биологиялық айналымға түсіп отырады. Биологиялық тізбек: топырақ - өсімдік – адам, топырақ - өсімдік – адам, топырақ – су – адам және топырақ – атмосфералық ауа – адам арқылы адам организміне өтіп, олар әр түрлі ауруға шалдықтыратыны белгілі.

Өсiмдiктердiң ауыр металдармен ластануы, өндірістiң және автокөлiктердің қарқынды дамуынан және де топырақ - өсiмдiктердің ластануының жалғыз көзі емес. Ауыр металдармен өсiмдiктер атмосфера арқылы да ластануы мүмкін.Қорғасын негiзiнен өсiмдiктерге тамыры арқылы немесе жапырағы арқылы да түседі.

Қорыта келгенде, ауыр металдар өсімдіктер дәнінің өнуіне әрқилы әсер ететіндігі белгілі болды. Яғни, ауыр металдар өсімдіктер тіршілігінің алғашқы кезеңі-өну процесінен бастап-ақ өз әсерін тигізетіні осы зерттеулер нәтижесінен анықталды. Шымкент қаласының территориясына ауыр металдардың оның ішінде улылығы жоғары. Қорғасын, мыс, мырыш, кадмий элементтерінің қоршаған орта обьектілеріне таралуына «Южполиметалл» ӨК АК тікелей әсер етеді.

Өсімдіктердің генетикалық құрылымына ауыр металдардың жиынтығының кері әсер етеді. Ол өсімдіктердің генетикалық тұрғыдан қалыпты дамуына, өсіп жетілуіне, яғни өсімдіктердің табиғи генофондының сақталуына қауіп тудырады.