Хром – это твердый переходной металл, который в обычном состоянии имеет голубовато-белый цвет. В некоторых случаях его причисляют к черным металлам. Свое название, которое с греческого переводится как «цвет», вещество получило из-за разнообразия оттенков, приобретаемых его соединениями. Хром был открыт в конце XVIII века путем выделения нового тугоплавкого металла с примесью карбидов. Его основным соединением является хромит, он же хромистый железняк.
Чистый хром, не содержащий примесей, является хрупким металлом – если вы ударите его молотком, он разобьется на кусочки. Это не мешает ему быть самым твердым среди чистых металлов. При достижении температуры выше 38°C хром переходит в парамагнитное состояние, которое называется точкой Нееля. Металл входит в состав легированных сталей, в том числе нержавеющих, делая сплавы более твердыми, а также повышая их устойчивость к коррозии.
Биологическая роль хрома
Хром причисляется к биогенным элементам, то есть необходим живым организмам для полноценной жизнедеятельности. В связи с этим он присутствует в тканях как растений, так и животных. У последних металл принимает активное участие в обменных процессах. Сниженный уровень хрома в пище и крови способствует повышению уровня холестерина в крови. В чистом виде хром относится к токсичным веществам, а его соединения могут вызывать дерматит. Металлическая пыль хрома осаждается в легких, что приводит к раздражению их тканей. Особенно токсичными являются соединения хрома в степени окисления +6.
Шестивалентный хром
Шестивалентный хром пользуется популярностью во многих сферах – в частности, его используют для производства нержавеющей стали, изготовления текстильных красок и консервантов для деревянных изделий. Несмотря на это, его соединения являются чрезвычайно токсичными – например, при вдыхании они выступают в роли канцерогена. В связи с этим в странах Евросоюза использование такого хрома строго ограничивается особыми директивами.
Присутствие хрома в почвах
После пестицидов вторым по степени опасности для человеческого организма является загрязнение почвы тяжелыми металлами – это касается и хрома, как вещества с высоким уровнем токсичности. Попадая в почву, тяжелые металлы усваиваются растениями, которые впоследствии употребляются человеком в пищу в том или ином виде. И чем сильнее развиваться промышленное производство в регионе, тем больше ущерб от тяжелых металлов и их поступления в окружающую среду.
Основными источниками хрома в почве являются выбросы предприятий, которые занимаются добычей, переработкой металла и его соединений, а также используют его для производства различной продукции. Вещество активно рассеивается при сжигании минерального топлива, постепенно накапливаясь в грунте – в первую очередь это относится к углю. Хром в избыточном количестве способствует возникновению различных заболеваний у растений, связанных с замедлением их развития, что приводит к снижению урожайности.
Предельно допустимая концентрация хрома
Уровень содержания хрома в почве в среднем составляет 1,9•10-2 %. Его фитотоксичность непосредственно зависит от валентности, которая в свою очередь повышает степень подвижности элемента, а также усваиваемость растениями. Трехвалентный хром чаще выступает в качестве катиона – он хорошо впитывается почвой, из-за чего имеет более низкую токсичность в сравнении с шестивалентным. В связи с этим их ПДК значительно отличается. В случае с трехвалентным хромом его предельно допустимая концентрация в почве составляет 100 мг/кг, в то время как у шестивалентного значение составляет всего 0,05 мг/кг.
Способы определения хрома в почве
Учитывая токсичность хрома и степень его воздействия на растения, а впоследствии и на самого человека, важно своевременно определять его концентрацию. Это поможет в составлении полной картины загрязнения, а также разработке мер по улучшению качества почвы в регионе. Само тестирование образцов почвы осуществляется в лабораторных условиях, так как требует использования специального оборудования и реагентов. Для этого используется несколько методов – среди самых популярных фотометрический и более простой атомно-абсорбционный.
Фотометрическое определение хрома в почве
С целью выявления концентрации хрома в почве чаще всего используется фотометрический метод с дифенилкарбазидом для получения цветной реакции. Он подразумевает извлечение соединений из почвы и переведение их в состояние раствора, а также дальнейшее получение окрашенного комплекса хрома. На финальном этапе выполняется измерение оптической плотности раствора.
В рамках анализа почвы учитываются следующие особенности:
- Перед проведением исследований необходимо окислить трехвалентный хром до шестивалентного.
- Чтобы избежать мешающего влияния молибдена и ванадия, его устраняют в ходе анализа в процессе осаждения хрома.
- Железо, которое может негативно сказываться на точности результатов, также выводят из состава раствора, для чего применяют экстракцию с 8-оксихинолином в хлороформ.
Сам анализ делится несколько этапов. Образцы, которые формируют аликвоту, помещают в емкость объемом 250 см3, после чего нагревают до 80°C. Далее в нее вносят 10% раствор едкого натра, доводя до уровня pH 12. Чтобы добиться полной коагуляции осадка, емкость помещают в теплое место, где держат около 30 мин.
На следующем этапе содержимое фильтруют при помощи беззольного фильтра, а полученный осадок промывают, чтобы исключить реакцию на хлорид-ионы, после чего переносят в мерную колбу объемом 50 см3. В дальнейшем раствор доводится до метки дистиллированной водой. После этого производится измерение значения оптической плотности – полученный показатель коррелируется с подготовленным ранее раствором сравнения.
Атомно-абсорбционный метод исследования почвы
Сущность атомно-абсорбционного метода заключается в извлечении соединений хрома из взятых образцов почвы, а также получении данных о степени поглощения резонансного излучения свободными атомами металла. Метод позволяет устанавливать концентрацию вещества напрямую, для чего используется пламя ацетилен-воздух. Способ требует предварительной подготовки растворов сравнения и соблюдения техники проведения измерений. В частности, для анализа обязательна атомизация тестируемых проб. Она выражается в переведении вещества состояние, при котором выявляемые соединения будут находиться в виде свободных атомов, склонных к абсорбции света.
Получение результатов
После завершения испытаний и определении концентрации хрома в почве независимая лаборатория готовит протокол с указанием ключевых данных – он передается на бумажном носителе или по электронной почте. Документ регистрируется во ФГИС Росаккедитации, благодаря чему ему присваивается статус официального. В дальнейшем протокол можно будет предоставлять по запросу контролирующих органов или использовать в рамках судебных разбирательств.
Заказ анализов почвы в АНО «испытательном центре «НОРТЕСТ»
АНО «Испытательный центр «НОРТЕСТ» является аккредитованной организацией и обладает широкой областью компетенций для оценки и анализа различных объектов. Передовые методики и современное оборудование вместе с профессионализмом нашей команды обеспечивает высокую точность исследований с низким пределом обнаружения даже минимальных концентраций. «НОРТЕСТ» предоставляет аналитические услуги в Москве и области, предлагая возможность забора проб и доставки усилиями наших специалистов.