Sarurile Din Sol

download Sarurile Din Sol

of 12

description

Sarurile din sol, determinarea sarurilor

Transcript of Sarurile Din Sol

Determinarea Sarurilor din Sol

DETERMINAREA SRURILOR

DIN SOL

CUPRINS

I. Introducere3

II. Poluarea chimic a solului i influena sa asupra sntii3

III. Indicatori sanitari ai polurii chimice a solului3

IV. Prelevarea probelor de sol4

V. Recoltarea probelor de sol pentru analiz5

VI. Transportul probelor6

VII. Monitorizarea solului6

VIII. Determinarea srurilor din sol7

IX. Concluzii11

X. Bibliografie11

I. INTRODUCERE

Solul reprezint partea superficial a scoarei terestre, fiind format din fondul mineral al acesteia, ca urmarea a unui complex de procese mecanice, chimice, fizice i biologice desfurate pe lungi perioade de timp.

Solul este un factor ecologic important pentru c:

- se afl n strns corelaie cu clima unei regiuni prin configuraia, natura i structura lui;- de calitatea lui depinde formarea i protecia surselor de ap subteran i de suprafa;- determin creterea i dezvoltarea vegetaiei, influennd astfel n mod indirect alimentaia omului;- are un rol hotrtor n amplasarea localitilor.

Datorit creterii demografice, a dezvoltrii industriale, extinderii agriculturii, calitatea solului se degradeaz continuu. Din acest motiv este necesar o cunoatere i o evaluare a problemelor privind calitatea solului.

O condiie a dezvoltrii durabile reprezint necesitatea de a realiza un sistem de monitoring al calitii solului. Acest sistem are la baz urmrirea unor obiective, care implic procedeele de prelevare i analiz a calitii solului. n Europa exist programe de monitorizare a solului, orientate pentru verificarea caracteristicilor i fertiliti solului.

Obiectivele acestei lucrri sunt reprezentate de determinare a proprietilor solului prin analizarea srurilor minerale i a azotailor cu ajutorul metodelor cunoscute.

II. POLUAREA CHIMIC A SOLULUI I INFLUENA SA ASUPRA SNTII

Solul poate fi poluat:

direct:

prin deversri de deeuri pe terenuri;

din ngrminte i pesticidele aruncate pe terenurile agricole;

indirect:

prin depunerea agenilor poluani evacuai iniial n atmosfer;

apa ploilor contaminate cu ageni poluani splai din atmosfera contaminat;

transportul agenilor poluani de vnt de pe un loc pe altul;

infiltrarea prin sol a apelor contaminate.

Grupa substanelor organo-clorurate se poate concentra de asemenea, n diverse, produse i n organismul uman, n mod deosebit, n esutul adipos unde pot fi dozate prin recolte efectuate la autopsii sau intraoperator.

III. INDICATORI SANITARI AI POLURII CHIMICE A SOLULUI

Indicatori sanitari ai poluri chimice a solului recunoaterea nivelului de poluare a solului este astzi mult rmas n urm fa de ceea a aerului i a apei. Indicatorii sanitari folosii n prezent pentru depistarea gradului de poluare a solului pot fi mprii n indicatori direci i indicatori indireci.

Indicatori direci:Indicatori direci se adreseaz substanelor chimice poluante ajunse pe sol care au o aciune nociv, prin ele nsele asupra sntii omului. De cele mai multe ori, aa cum de altfel am vzut influena nociv a substanelor chimice, poluante ajunse pe sol, se produce prin intermediul aerului, apei sau plantelor. Plantele concentreaz ns cea mai mare parte a substanelor chimice poluante din sol. Un aspect important legat de stabilirea acestor norme este reprezentat i de stabilirea sau biodegradabilitatea substanei chimice poluante n sol. Un alt aspect care de fapt reprezint un criteriu important n stabilirea normelor sanitare a substanelor chimice poluante din sol. Cercetarea acestei aciuni se desfoar n mod experimental prin punere n contact a speciilor microbiene autopurificatoare izolate din sol cu substana chimic poluant n concentrai variabile. Cel mai frecvent, cercetarea se face pe germeni psihrofili. Acest criteriu de normare a CMA pentru substanele chimice poluante din sol de fapt fac trecerea ntre indicatorii de poluare i cei indireci.

Indicatori indireci:Indicatori indireci de poluare chimic a solului sunt de fapt elemente care nu sunt nocive prin ele nsele asupra sntii omului. Ca indicatori indireci de poluare a solului se poate folosi diveri produi intermediari (amoniac nitrai, hidrogen sulfurat) sau chiar produi finali (nitrai, fosfai, sulfai) ai substanelor organice poluante.

Raportul N organic teluric/N organic total este ntotdeauna subunitar, deoarece o parte a azotului din sol n azot teluric, dar cu ct aceast parte mai mare, cu ct este mai aproape de unitate cu att solul poate fi considerat mai curat. Astfel sub 0,70 i 0,85 poluarea medie, ntre 0,85-0,95 poluare redus i peste 0,95 sol curat.

IV. PRELEVAREA PROBELOR DE SOL

Prelevarea probelor este cea mai important etap pentru un proces analitic. Prelevarea poate implica procedee foarte complicate necesitnd adesea mai multe stadii de submprire nainte de a se obine rezultatul analitic final. Pentru elaborarea unei proceduri eficiente de prelevare trebuie s se in seam de urmtoarele aspecte:

proba luat trebuie s fie reprezentativ pentru volumul ntregului material

trebuie determinat cantitatea de prob ce urmeaz s fie prelevat

manipularea i pstrarea ulterioar a probei trebuie s fie corect.

O procedur de prelevare poate implica mai multe etape naintea realizrii materialului ( figura nr. 1). Probele de sol recoltate nu se analizeaz n laborator n mod direct ci sunt funcionate n sub-probe de sol. Recoltarea probelor de sol pentru analiz este influenat de anumii factori (microrelief, varietatea culturilor), care pot conduce la erori de recoltare (figura nr. 2).

Figura nr. 1. Prelevare de probe

Figura nr. 2. Erori de recoltare.

V. RECOLTAREA PROBELOR DE SOL PENTRU ANALIZ

Recoltarea solului pentru analiz este o operaie foarte important de care depinde, n mare msur, exactitatea rezultatelor. Probelor de sol se ridic din fiecare orizont i suborizont n parte; din cele groase se iau 2-3 probe, iar din orizonturile scurte se ia o prob central. Probele de sol se recolteaz n structur artificial pn la adncimea de 1m sau mai mult n funcie de natura solului i de caracteristicile poluantului urmrit. Suprafaa de sol care trebuie cercetat se stabilete prin delimitarea unei parcele surprinse ntre 25-50m2 pe care se fixeaz punctele de recoltare (fig.3). 000

0

00

0

000

0

0

00

0

00

Fig. nr. 3. Fixarea punctelor pentru recoltarea solului

INSTRUMENTE - utilizate n recoltarea solului: superficiale: sonde, cazmale sau lopei cu care se sap un an pn la adncimea dorit de unde se recolteaz apoi proba de sol.

de suprafa: se folosesc spatule de metal cu ajutorul crora se rateaz suprafaa solului.

Solul se recolteaz n recipiente de sticl sau polietilen cu gtul larg i nchidere ermetic, splate n prealabil cu amestec sulfocromic sau cu detergeni. Se cltesc bine cu ap de robinet, ap distilat i bidistilat i apoi se usuc.

Recoltarea solului de la suprafa se efectueaz dup o prealabil ndeprtare a prafului, rdcinilor, frunzelor, sau altor reziduuri ce se gsesc pe suprafaa solului.

Adncimile ce se recomand pentru recoltarea solului sunt: pentru analize chimice se iau pe o grosime de 5-10 cm; pentru islazuri n contact cu ape reziduale 5cm; pentru suprafee arabile legumicale tratate cu ape reziduale 20cm;

pentru soluri cu puncte contaminate cnd exist bnuiala unei impurificri 1m.

VI. TRANSPORTUL I PSTRAREA PROBELOR

Probele de sol recoltate trebuie s fie nsoite de o fi de recoltare.

Probele recoltate trebuie ferite de aciunea razelor solare n timpul transportului i pstrate la frigider cel mult 24 de ore pentru uni indicatori care se modific n timp cum ar fi: N2, NH3, nitraii, nitrii, umiditatea.

Pentru uscarea solului la temperatura camerei, se ntind foi de material plastic pe suporturi sau mese i apoi se pune solul frmiat pe ct e posibil ntr-un strat nu prea gros ntr-o ncpere ferit de poluri suplimentare .

VII. MONITORIZAREA SOLULUI

Monitoringul integrat al solului reprezint un sistem de supraveghere continu a strii mediului care furnizeaz date privind componentele structurale: ap, aer, sol, date ce sunt transformate n informaie.

Ca i alte domenii de activitate, care necesit o monitorizare, nici investigarea asupra strii solului nu face excepie.

Sistemul de monitorizare presupune o serie de etape care trebuiesc urmrite i efectuate cu o mare rigurozitate pentru a realiza scopul propus, cel de monitorizare a solului (figura nr. 4).

Fig nr.4. Sistemul de monitorizare schemSistemul privind monitoringul calitii solurilor are trei niveluri de intensitate a investigaiilor(fig.5):

Figura nr. 5. Nivele de investigare.Nivelul I:

efectueaza circa 960 de profile de sol cu coordonate bine stabilite ( 720 amplasate pe terenuri agricole i 210 n soluri forestiere ).Nivelul II: const n investigaii mai detaliate n zonele n care s-au constatat concentraii sporite de poluani .

Nivelul III:

se mrete numrul punctelor de colectare n zonele afectate pentru a elabora recomandri n scopul combaterii proceselor de poluare.

Pentru nivelul I de investigare , probele de sol colectate pe orizonturi genetice sunt supuse tipurilor de analiz:

Fizice: granulometrie, coninut de ap, densitate aparent, rezistena de penetrare, porozitate, conductivitate hidraulic.

Chimice: pH, coninut de humus, azot total, fosfor mobil, potasiu mobil, sruri solubile, metale grele, reziduri de pesticide.

Biologice: numr de bacterii, indice de colonizare.Pentru nivelurile II i III se detaliaz indicatori specifici.VIII. DETERMINAREA SRURILOR DIN SOLComponentele chimice din sol sunt determinate de natura solului, de compoziia rocilor, de structura acestora, precum i de activitatea biologic i biochimic ce are loc n sol. Coninutul substanei chimice din sol se reflect n sursele de ap i n vegetaia ce se cultiv pe suprafaa solului. Compoziia chimic a solului poate mbogi pnza freatic de ap n nitrai, prin solubilizarea acestora de ctre apa de nfiltraie care ptrunde prin sol i se mbogete cu nitrai, acesteia avnd un grad mare de solubilitate.

Substanele poluante din sol sunt de natur organic i anorganic i care au efecte nocive asupra activitii biologice din sol, ncetinind sau inhibnd procesele de autopurificare.

DETERMINAREA SRURILOR SOLUBILE DIN SOLURI:Srurile solubile se acumuleaz n profilurile superioare, numai n zonele cu precipitaii reduse, formndu-se sruri saline.

Srurile solubile din sol pot fi determinate prin analiza soluiei de sol sau prin analiza unui extract apos de sol, la un anumit raport sol-ap. n mod obinuit se folosete pentru determinarea coninutului de sruri solubile metoda extractului apos la diferite rapoarte sol-ap.

OBINEREA EXTRACTULUI APOS DE SOL:Folosirea raportului sol-ap de 1:5, cu timp de agitare de 15 minute, asigur trecerea n extract a srurilor solubile. La obinerea extractului apos se folosete ap distilat, lipsit de CO2, pentru a nu modifica solubilitatea unor constitueni din sol, n mod special al carbonailor alcalino-pmntoi.

1. DETERMINAREA ANIONULUI CARBONAT( CO32- )

Anionul CO32- n extractul apos provine din carbonai ai metalelor alcaline, sruri cu hidroliz alcalin (pH > 8,4). 2. DETERMINAREA ANIONULUI BICARBONAT( HCO32- )

Dozarea anionului HCO32- se face prin titrarea cu acid sulfuric 0,01 N a alcaliniti rezultat la hidroliza bicarbonailor existeni n extract pn la H2CO3 (pH 3,87).

3. DETERMINAREA ANIONULUI CLOR PRIN METODA GRAVIMETRIC

Anionul Cl- este precipitat sub form de AgCl prin titrare cu o soluie de Ag NO3 n prezena KCrO4.4. DETERMINAREA CLORURILOR DIN SOL. Metoda MohrDup Parrakova clorurile de sol pot reprezenta un indicator de poluare recent a solului.

5. DETERMINAREA CALCIULUI DIN SOL

Ionii de calciu ca i magneziul sunt factori care determin, n mare parte, duritatea apelor subterane.

Metoda complexometric pentru determinarea calciului din sol ( STAS 7184 / 7-87):

Ionii de calciu sunt extrai din sol cu o soluie de clorur de potasiu 1% i complexai cu o soluie de EDTA-Na2 la pH = 12, n prezena indicatorului murexid.

6. DETERMINAREA MAGNEZIULUI (Mg 2+ ) DIN SOLSe determin titrimetric, cu ajutorul unei soluii de complexon III, suma coninuilor Mg 2+ i Ca2+ schimbabili dup care se scade coninutul de Ca2+ i se afl coninutul de Mg 2+ schimbabil. Dozarea Ca2+ i Mg2+ se efectueaz la pH 10 0,1, condiie n care ambii ioni sunt n soluie.n tabelul 1 sunt prezentate metodele de determinare a srurilor din sol. Tabelul 1. Determinarea srurilor prin diferite metode:Determinarea srurilor minerale

ReactiviModul de lucruPrelucrarea datelor

CO32-- metod titrimetric H2SO4, soluie 0,01N;

fenoftalein, indicator, soluie

1% n alcool etilic 70%.

10 ml de extract apos i se introduc ntr-un vas conic de 100 ml;

3 picturi fenoftalein, soluia se coloreaz n roz (pH 8,4);

2V1 f n r CO32- =

m

[mechiv / 100g sol]

unde: f = factorul soluiei de H2SO4 0,01 N ; n = normalitatea soluiei de H2SO4; V1= volumul soluiei de H2SO4 folosit la titrarea probei, ml;

r = raportul dintre volumul extractului obinut i volumul de extract luat pentru titrare;

m = masa probei de sol folosite pentru obinerea extractului;

HCO32-- metod titrimetric metiloranj, indicator, soluie 0,05% n ap;

soluiei de H2SO4 0,01 N cu titrul stabilit. n 10 ml de extract apos se introduce indicatorul, se titreaz cu H2SO4 0,01 N pn la portocaliu; proba se pstreaz pentru dozarea n continuare a Cl-.

(V2 V1) f n r

HCO32-= 100

m

[mechiv / 100g sol]

Cl-- metod gravimetric KCrO4 , soluie apoas 10%

Ag NO3 , soluie 0,01 N

soluia rmas de la determinarea anionilor CO32- i HCO32- se adaug 1 ml KCrO4 se titreaz cu o soluie de Ag NO3 , soluie 0,01 N pn la apariia culorii brun-rocat /galben - crmiziu

V1 f n r Cl-= 100 m

[mechiv / 100g sol]

unde: f = factorul soluiei Ag NO3 de 0,01 N ;

V1= volumul soluiei Ag NO3 de folosit la titrarea probei, ml; r = raportul dintre volumul apei distilate folosite pentru obinerea extractului apos 1:5 i volumul cotei pri folosite la titrare;

m = masa probei de sol folosite pentru obinerea extractului apos.

Cloruri

Metoda Mohr clorurile din extractul de argint (Ag) 0,1N se cntresc 17g AgNO3 i se trec cantitativ ntr-un balon de 1000 cm3 cu ap bidistilat; se determin factorul cu o soluie de NaCl de aceea normalitate; soluie de KCrO4, 10%.

20 g sol. se adaug 100cm3 ap bidistilat i se agit timp de 15 minute; se filtreaz; se iau 25cm3 din filtrat i se dilueaz pn la 50cm3 cu ap bidistilat; se adaug 2-3 picturi de KCrO4;

se titreaz cu o soluie AgNO3 (galben brun).

mg Cl - /g sol uscat la 1050C =( Nf3,55DK) / g

N= cantitatea de soluie de azotat de argint 0,1N folosit la titrare, n cm3 ;f = factorul soluiei de azotat de argint 0,1N;

3,55= echivalentul n mg Cl al unui cm3 de soluie de azotat de argint 0,1N;D=factorul de multiplicare pentru a calcula concentraia clorurilor n extractul total de sol ;

K=factorul de corecie pentru umiditate ;

g= cantitatea de sol luat n lucru n grame.

Ca2+- metod titrimetric complexon III 0,01 N; soluie de hidroxid de sodiu (NaOH) 0,01N; indicator murexid.

10 ml extract apos n vas Erlenmayer (100 ml); se dilueaz cu ap distilat pn la 50 ml; se adaug 2 ml soluie de NaOH 0,01N; se adaug un vrf de spatul indicator; se titreaz cu soluie de comlexon III pn la virarea culori de la roz la violet.

V1 f n rCa2+ = 100

m

[mechiv / 100g sol]

unde: f = factorul soluiei de complexon 0,01 M; V1= volumul soluiei de complexon III folosit la titrarea probei, ml; n = normalitatea soluiei de complexon III; r = raportul dintre volumul apei distilate folosite la extracie i volumul cotei pri folosite la titrare; m = masa probei de sol folosite la extracie, g.

Mg2+- metod titrimetric complexon III, soluie 0,1 N;

HCl, soluie 0,1 N;

Na OH, soluie 0,1 N; negru eriocom T;

albastru de brom-timol; soluie tampon..

se pipeteaz 10 ml extract apos 1:5 n dou vase Erlenmayer (100 ml);

vasul I: se adaug 50 ml de ap distilat; se titreaz cu soluie de NaOH / HCl ( n funcie de pH-ul extractului), n prezen de albastru de brom - timol pn la albastru verzui; vasul II: se pipeteaz 1ml de soluie tampon i se dilueaz la 50 ml pH = 10 0,1, se titreaz de la rou la albastru. V1 f n r

Mg2+ = (100 Ca2+)

m

unde: f = factorul soluiei de complexon;

V1= volumul soluiei de complexon III folosit la titrarea probei, ml;

r = raportul dintre volumul apei distilate folosite la extracie i volumul cotei pri folosite la titrare;

m = masa probei de sol folosite la extracie, g;

Ca2+ = coninutul de calciu n mechiv la 100 g sol.

Mg2+

- metoda colorimetric cu galben de tiazol (titan)

soluii tampon de acetat;

soluie de galben de titan (0,05%);

crbune activ (lipsit de Mg); soluie de hidroxilamin 5%; soluie de amidon 1%;

soluie NaOH, 2,5 N;

soluie etalon stoc pentru Mg;

soluie etalon .

se cntresc 10g sol uscat

se adaug 0,5 g crbune activ i 50 cm3 soluie carbon acetat

se introduc 10 cm3 filtratul diluat ntr-un balon cotat peste care se adaug amestec reactiv i soluie de NaOH

extractul de sol < 12 gMg/cm3

CDK

mg Mg/g sol uscat la 1050 C =

g1000

intensitatea coloraiei se citete la = 545Nm

unde: C concentraia n g din proba colorimetric; D factorul; K constanta de corecie pentru umiditate; g cantitatea de sol luat n lucru, g.

Mg2+

- metoda spectrofoto-metric cu absorbie atomic spectrofotometru cu absorbie atomic

lamp catodic pentru Mg

soluie etalon

reactiv prepararea extractelor de sol-ca la colorimetric,C< 10 g/cm3.

metoda este foarte sensibil, rapid, simpl, reproductibil

CDK

mg Mg/g sol uscat la 1050 C =

g1000

intensitatea coloraiei se citete la = 285,2 Nm

IX. CONCLUZIIMonitorizarea const n studierea concentraiilor, repartiia poluanilor n mediu precum i efectele lor asupra ecosistemelor.

Determinarea srurilor se realizeaz prin diferite metode care pot prezenta att avantaje ct i dezavantaje - Tabelul 2.Dintre metodele de determinare a srurilor cea mai eficient, rapid i precis este cea spectrofotometric, dar prezint marele dezavantaj preul.

Metoda gravimetric este foarte folosit la determinarea srurilor din sol dei este o metod care necesit mult timp.

Celelalte dou metode sunt foarte uor de aplicat, dar reducerea erorilor de la titrare respectiv de apreciere a culorii depinde de laborant.

Tabelul 2. Avantaje/dezavantaje generale: Metode

AvantajeDezavantaje

Titrimetric- determinarea se realizeaz uor

- costuri sczute- aparatura simpl- nu este foarte precis, exact

Colorimetric- costuri sczute- aparatura simpl- nu este precis

Gravimetric- este eficient

- este lent

Spectofotometric de absorie- este eficient i rapid- este scump

X. BIBLIOGRAFIE1. Ecologie i protecia mediului, Irina Teodorescu, Geta Rnoveanu, Claudia Manuela Negu, Editura Constelaii, Bucureti, 2001.

2. Chimia sanitar a mediului, Sergiu Mnescu, Manole Cucu, Mona Ligia Diaconescu, Editura Medical Bucureti, 1994.

3. Poluarea i monitorizarea mediului, Camelia Drghici, Dana Perniu, Editura Universiti Transilvania, 2002.

ERORILE DE RECOLTA-RE

Proces pedogenetic

Microrelief

Activitile umane

Neuniform-itatea nveliului vegetal

Variaia densitii rdcinilor

Varietatea culturilor

NIVELURI DE INVESTIGARE

Nivelul I

PROFILE DE SOL

Nivelul II

INVESTIGAII DETALIATE

Nivelul III

MRIREA PUNCTELOR DE COLECTARE

PROCEDUR DE PRELEVARE

5. proba de

analizat

4.sub-proba

3. proba brut

2.incrementul

1.unitatea de prelevare

PAGE 2