ИССЛЕДОВАНИЯ  СОДЕРЖАНИЯ  ТЯЖЁЛЫХ  МЕТАЛЛОВ  В  ПОЧВЕ  ОКРЕСТНОСТЕЙ  ГОРОДА  ШАДРИНСКА

Баландина  Юлия  Сергеевна

студент  2  курса,  специальность  Программирование  в  компьютерных  системах,  РФ,  г.  Шадринск

Е -mail: 

Меньшикова  Ольга  Анатольевна

научный  руководитель,  преподаватель  химии,  ГБПОУ  «ШПК»,  РФ,  г.  Шадринск

В  настоящее  время  вмешательство  человека  в  природу  резко  усилилось,  оно  стало  многообразнее  и  сейчас  грозит  стать  глобальной  опасностью  для  человечества.  В  настоящее  время  биосфера  Земли  подвергается  нарастающему  антропогенному  воздействию.

Основными  источниками  загрязнений  антропогенного  происхождения  являются  тепловые  электростанции,  нефтехимическая  промышленность,  предприятия  черной  и  цветной  металлургии,  предприятия  строительных  материалов,  химической  промышленности,  автотранспорта.

Наиболее  распространенным  и  одним  из  сильнейших  по  действию  химическим  загрязнением  является  загрязнение  тяжелыми  металлами.

Элементы  периодической  системы  химических  элементов  Д.И.  Менделеева,  с  относительной  молекулярной  массой  больше  40  называют  тяжёлыми  металлами.  Они  активно  участвует  в  биологических  процессах,  входя  в  состав  многих  ферментов.  К  ним  относят  свинец,  цинк,  кадмий,  ртуть,  молибден,  хром,  марганец,  никель,  олово,  кобальт,  титан,  медь,  ванадий  [2,  с.  148].

Цель  моей  работы  —  рассчитать  объём  обнаруженных  солей  тяжелых  металлов  в  почвенном  грунте  окрестностей  города  Шадринска  и  определить  влияние  их  на  атмосферу  города. 

В  качестве  оборудования  буду  использовать:  аналитические  весы,  сушильный  шкаф,  мерные  колбы  на  250  мл,  колбы  для  титрования,  химические  стаканы,  воронка,  тигель,  эксикатор. 

Исследования  провожу  следующим  образом:

Навеску  почвы  массой  100  г  помещаю  в  250  мл  колбу  и  доливаю  дистиллированной  водой  до  метки.  Хорошо  перемешиваю  несколько  раз  и  фильтрую  в  коническую  колбу.  Полученный  фильтрат  каждый  объемом  25  мл  переношу  в  колбы  на  100  мл.  Обрабатываю  1Н  раствором  щёлочи  NaOH.  Полученный  осадок  разделяю  на  3  части  и  определяю  наличие  соединений  марганца,  магния,  цинка  в  исследуемых  пробах. 

Так  как  большинство  тяжёлых  металлов,  находящихся  в  виде  солей  в  почвах  образуют  гидроксиды  металлов  нерастворимые  в  воде,  то  определить  их  наличие  можно  следующим  образом: 

Определение  магния:

  Осадок  промываю  несколько  раз  2,5  %  раствором  NH4OH,  переношу  на  фильтр,  фильтр  с  осадком  высушиваю  в  сушильном  шкафу  при  температуре  100̊  С,  дальше  переношу  фильтр  в  тигель,  и  сжигаю  в  муфельной  печи.  Прокаленный  осадок  помещаю  в  эксикатор  и  после  остывания  взвешиваю  и  по  формуле  определяю  количество  магния  в  осадке.

Определение  марганца: 

Беру  навеску  почвы  и  помещаю  её  в  коническую  колбу,  приливаю  75  мл  2Н  серной  кислоты  и  добавляю  50  мл  раствора  щавелевой  кислоты,  колбу  накрываю  стеклом  и  нагреваю  до  полного  растворения  черных  частичек.  После  растворения  взятой  навески  раствор  разбавляю  водой  до  200  мл,  нагреваю  до  70 ̊  С  и  титрую  содержащийся  в  нем  избыток  щавелевой  кислоты  раствором  перманганата.  Расчет  делаю  следующим  образом:  к  раствору,  приготовленному  из  0,4  пиролюзита,  прибавляю  50  мл  0,1N  щавелевой  кислоты  и  на  титрование  избытка  щавелевой  кислоты  израсходовано  16,3  мл  0,1125NKMnO4.

Определяю  количество  миллилитров  щавелевой  кислоты,  оставшейся  в  избытке:

Далее  вычисляю  объем  щавелевой  кислоты,  вступившей  в  реакцию  с  двуокисью  марганца:

50–18,34=31,66  мл

Вычислив  титр  щавелевой  кислоты  по  двуокиси  марганца,  определяем  количество  оксида  марганца,  содержавшееся  в  анализируемой  навеске. 

Далее  провожу  определение  и  расчёты  солей  цинка  и  др.  металлов  в  почвенных  вытяжках  взятых  на  обочине  дорог  ул.  Свердлова,  ул.  Урицкого,  ул.  Автомобилистов,  ул.  Мальцевский  тракт.

Полученные  почвенные  вытяжки  объемом  25  мл  наливаю  в  колбу  и  добавляю  15  мл  1Н  раствора  гидроксида  натрия.  Образуется  белый  осадок,  который  говорит  о  присутствие  в  вытяжке  солей  кадмия.  Фильтрую  осадок,  высушиваю  и  взвешиваю  на  весах.  По  массе  образовавшегося  осадка  можно  сказать  о  количестве  солей  тяжелых  металлов  во  взятых  пробах: 

Участок  №  1  (ул.  Свердлова)  —  0,003  г.

Участок  №  2  (ул.  Урицкого)  —  0,001г.

Участок  №  3  (ул.  Автомобилистов)  —  0,010  г.

Участок  №  4  (ул.  Мальцевский  тракт)  —  0,015  г.

Результаты  определения  представлены  на  диаграмме  1.

Диаграмма  1.  Результаты  определения  тяжёлых  металлов  на  исследуемых  участках

Таблица  1.

Предельно-допустимые  концентрации  химических  веществ  в  почвах  и  допустимые  уровни  их  содержания  по  показателям  вредности

Вывод:

Наличие  тяжелых  металлов  в  промышленной  зоне  города  Шадринска  наибольшее,  что  представляет  собой  предельно  допустимую  концентрацию  металлов  в  почве.  Участок  №  3  и  участок  №  4  представляют  собой  оживленную  трассу,  поэтому  тяжелые  металлы  также  в  ней  обнаружены.  Внутри  города  участок  №  1,  №  2  содержание  тяжелых  металлов  почве  обнаружены,  но  не  представляют  опасности.

Список  литературы:

1.Ахметов  Н.С.  Общая  и  неорганическая  химия.  М.:  Высшая  школа,  1999.  —  235  с.,  ил.

2.Габриелян  О.С.  Химия:  учеб.  для  студ.  учреждений  сред.  проф.  образования  /  О.С.  Габриелян,  И.Г.  Остроумов.  9-е  изд.,  стер.  М.:  Издательский  центр  «Академия»,  2011.  —  336  с.,  ил.

3.Пасечник  В.В.  Экология:  учебник  для  9-го  класса  /  Е.А.  Крискунов,  В.В.  Пасечник,  А.П.  Сидорин:  3-изд.,  перераб.  М.:  Издательский  дом  "Дрофа",  1995.  —  325  с.,  ил.

4.Саблина  О.А.,  «Методы  почвенного  анализа»,  Учебно-методическое  пособие  по  дисциплине  «Биологические  основы  сельского  хозяйства»,  г.  Орск,  2012  г.  —  232  с.

5.Экологические  преступления.  Комментарий  к  Уголовному  Кодексу  Российской  Федерации,  Изд.  ”ИНФРА*М-НОРМА”,  М.,  1996г.,  —  с.  586.