Сульфаты в почве

Сульфатами называют соли серной кислоты, а также ее полные эфиры. В случае с органическими сульфатами, они представляют собой ионные соединения, образующие несколько видов солей: нормальные, средние и основные. В нормальном состоянии по своей структуре вещества напоминают кристаллический порошок. Они не относятся к токсичной категории, однако их количество также регулируется стандартами.

Большая часть сульфатов неорганического происхождения растворима в воде – к категории, устойчивой к этим процессам принадлежат сульфаты тяжелых и легких щелочноземельных металлов, а также сульфаты свинца. Соли имеют широкое распространение в природе и способны образовывать несколько групп минералов, включая гипс, барит и ангидрит. Также они присутствуют в составе минеральных вод.

Источники сульфатов в почвах

Существует несколько основных источников появления в почве сульфатов. Например, в обычных минеральных удобрениях содержится большое количество сульфатов, в том числе сульфата аммония и суперфосфата. Их используют при необходимости восполнения дефицита соединений в почвах с целью повышения урожайности. Сульфаты – основная причина снижения почвенного плодородия в грунтах с непромывным водным режимом.

На текущий момент уровень ПДК сульфат-ионов в почве согласно нормам СанПиН установлен на отметке 160 мг/кг.

Еще одним источником накопления таких веществ в почве является серная кислота, которая поступает в нее с атмосферными осадками или как следствие работы предприятий химической промышленности. Кислота образуется из-за сгорания серосодержащего топлива и может вызывать значительное увеличение почвенной кислотности. Характер загрязнения напрямую зависит и от рельефа местности, интенсивности осадков, близости автомобильной трассы.

Как определяют наличие сульфатов в почве?

На текущий момент для определения иона сульфата в почвах разного типа используется несколько методов – одним из самых популярных является метод на основе водной вытяжки. Он делится на два вида, с учетом особенностей процедуры: весовой и турбидиметрический. Обе разновидности отличаются универсальностью применения – в частности, их используют не только при почвенном, но также агрохимическом и мелиоративном обследовании с целью контроля за солевым режимом почв на определенном участке.

Весовое определение иона сульфата

При анализе почвы на содержание иона сульфата весовым методом конечной целью является осаждение компонента, для чего используется раствор хлористого бария. Чтобы предотвратить осаждение карбоната, фосфата бария и прочих соединений, которые могут повлиять на точность испытания, повысив уровень погрешности, отобранный образец подкисляется соляной кислотой.

Дальнейший процесс делится на следующие этапы:

1. В первую очередь готовятся вытяжки из почвы.
2. Далее с помощью дозатора или пипетки отбирается 20 см3 вещества, помещаемого в химический стакан. В него добавляют дистиллированную воду, чтобы довести общий объем смеси до 40-50 см3, а также соляную кислоту. При помутнении раствора его пропускают через фильтр.
3. Стакан доводят до кипения, вливая 5 см3 раствора хлористого бария – его добавляют по каплям, постоянно перемешивая. После завершения процесса емкость оставляют на кипящей водяной бане на несколько часов, чтобы дать осадку отстояться.
4. На следующем этапе готовится проба, позволяющая оценить степень осаждения сульфата бария. Этот процесс выполняется путем добавления в уже отстоявшийся раствор нескольких капель раствора хлористого бария – они должны быть направлены по стенкам, чтобы сделать результат более показательным.
5. После этого начинается фильтрация с промыванием осадка подогретой дистиллированной водой вплоть до момента завершения реакции на присутствие бария.
6. Фильтр с осадком подсушивается, после чего его отправляют в муфельную печь, предварительно поместив в фарфоровый тигель. После прокаливания при температуре до 750°C тигель проходит процедуру охлаждения. Чтобы достичь постоянной массы осадок еще раз прокаливают при идентичном уровне нагрева.

Подобным образом проводят анализ с холостым образцом, чтобы в дальнейшем сравнить показатели. Массовая доля ионов сульфата определяется при помощи специальной формулы с учетом эквивалента ионов сульфата, а также коэффициента перерасчета. Отбор проб осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 26423-85. Разрешенная относительная погрешность устанавливается на уровне 5-10% в зависимости от эквивалента иона в 100 граммах почвы.

Турбидиметрическое определение иона сульфата

Чтобы установить общую концентрацию ионов сульфата турбидиметрическим методом, их осаждают, после чего определяют точное значение уже в виде сульфата бария. В этом случае требуется подготовить стабилизатор взвеси – для этой цели используется глицерин. Данный метод не подходит для анализа вытяжек, если они были окрашены веществом, имеющим органическое происхождение.

Перед анализом готовят несколько растворов, в том числе основной и запасной осаждающие с добавлением поливинилового спирта, а также растворы сравнения. После этого приступают к основной части анализа:

1. На первом этапе отбираются вытяжки и растворы сравнения, к которым добавляют рабочий осаждающий раствор. Состав тщательно перемешивается.
2. Далее производят фотометрирование взвеси – для этого нужно подождать по меньшей мере 10 минут. Чтобы получить более точный результат, перед помещением прибора в кювету необходимо перемешать содержимое емкости.
3. Если погрешность при дозировке не превышает 1%, возможно изменение объема пробы с учетом объема вытяжки и используемых растворов.

После фотометрирования строится градуировочный график, на котором откладывается содержание ионов сульфата, обнаруженное в растворах сравнения, а также показания самого прибора. Эквивалент вещества устанавливается с помощью графика, а массовая доля иона сульфата – при помощи специальной формулы. Результат засчитывается только при условии единичного определения и записывается в протокол испытаний в миллимолях в 100 г почвы. Допускается относительная погрешность, которая зависит от числа эквивалентов иона сульфата и может составлять 10-14%.

Заказ анализа почвы в лаборатории «НОРТЕСТ»

Московский испытательный центр «НОРТЕСТ» специализируется на исследованиях проб почв на ключевые показатели загрязнения, используя современное оборудование и качественные реагенты. Процесс исследования выполняется в лаборатории, оснащенной всем необходимым для получения точной информации о содержании тех или иных веществ, включая фосфаты, сульфаты и другие соединения. Мы можем установить точную концентрацию искомых компонентов, используя утвержденные методики, в кратчайшие сроки, после чего предоставим результат в виде официального протокола.