Теоретическое введение:
Микроэлементы - это те элементы, которые содержатся в почве в очень малых количествах (10-5-10-7%). К числу микроэлементов относятся все элементы 5-, 6- и 7- периодов системы Д.И. Менделеева, большая часть 4-го и некоторые элементы 2-го периодов. Роль микроэлементов в основном заключается в том, что они входят в состав растительных ферментов, играющих роль катализаторов биохимических процессов и повышают их активность. Факторами, влияющими на содержание в почве подвижных микроэлементов, являются: концентрация водородных ионов (pH) и окислительно-восстановительный потенциал (Eh).
Благоприятные условия для растений создаются лишь при содержании в почве доступных форм микроэлементов в оптимальных количествах. Как недостаточное, так и избыточное их содержание приводит к страданию растений и в ряде случаев отражается на здоровье животных, питающихся кормами с ненормальным содержанием микроэлементов, а также на здоровье людей. Недостаточное или избыточное содержание этих элементов в почвах обусловлено 2-мя группами причин: биогеохимическими особенностями почв и ландшафтов и влиянием техногенных потоков веществ.
Биогеохимические провинции - те районы, в которых концентрация химических соединений по природным причинам оказывается выше или ниже оптимального для различных организмов уровня. Распределение микроэлементов по почвенному профилю определяется особенностями почвообразования. В дерново-подзолистых почвах распределение микроэлементов по профилю определяется сочетанием подзолистого и дернового процессов: оподзоленная часть профиля сильно обеднена микроэлементами по сравнению с их содержанием в материнской породе; в верхнем гумусовом горизонте наблюдается некоторое накопление микроэлементов (биологическая аккумуляция), но и здесь их содержание значительно меньше, чем в породе. В черноземах происходит накопление микроэлементов по всему почвенному профилю (за исключением Mo).
Медь входит в состав ферментов оксидаз и принимает участие в окислительных процессах, протекающих в клетках растений; влияет на белковый обмен растений; повышает устойчивость растений к грибковым заболеваниям.
Общее количество меди зависит от содержания ее в почвообразующей породе и от аккумуляции меди в генетических горизонтах, что в свою очередь связано с механическим составом, содержанием гумуса и распределением влаги.
Наиболее доступны для растений соединения меди CuCl2, Cu(NO3)2, CuSO4, а также соли её органических кислот - уксусной, молочной, муравьиной. Содержание этих солей в почве ничтожно. В большой мере доступен растениям обменный ион Cu2+,поглощенный на поверхности минеральных коллоидов. Из органических соединений меди в почвах встречаются комплексные соединения, которые медь образует с некоторыми органическими веществами, а также содержащие медь ферменты растительных остатков. Медь хелатов мало доступна растениям. В почвах присутствует также медь, входящая в состав кристаллической решетки минералов.
Для определения подвижной меди в почвах (кроме карбонатных) используют кислотные вытяжки той или иной концентрации (по Пейве и Ринькису-1н. HCl).
Содержание микроэлементов в почве определяют при помощи атомно-абсорбционного анализа.
Атомно-абсорбционный анализ основан на использовании способности свободных атомов определяемых элементов селективно поглощать резонансное излучение определенной для каждого элемента длины волны.
- 1.jpg (35.91 КБ) 4853 просмотра
Закон атомного поглощения в пламени аналогичен закону светопоглощения в молекулярной спектрофотомерии и характеризуется экспоненциальным убыванием интенсивности проходящего света I в зависимости от длины пламени l и концентрации С. В определенном интервале концентраций поглощение света атомами подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера:
- 2.jpg (28.83 КБ) 4851 просмотр
Помехи, возникающие в ходе атомно-абсорбционного анализа почв, можно подразделить на пять групп:
1. спектральные помехи;
2. химические помехи;
3. помехи за счет ионизации;
4. помехи из-за различий в составе проб и эталонов;
5. фоновые помехи (неселективное поглощение).
Причиной 1) спектральных помех является поглощение излучения не только резонансной линией интересуемого элемента, но также и атомами других элементов с близкой длиной волны. В данном методе проявляются слабо, т.к. взаимное наложение спектральных линий элементов практически исключается.
Наибольшее значение при анализе почв имеют 2) химические и 3) ионизационные помехи, обусловленные химическими эффектами, протекающими в растворе или атомизаторе. Химические помехи возникают при образовании соединений исследуемых элементов, обладающих повышенной устойчивостью к атомизации. Устранить их можно двумя путями: использовать высокотемпературное пламя, добавлять к анализируемому раствору маскирующие вещества.
Ионизационные помехи возникают, когда температура пламени достаточна для удаления электрона от нейтрального атома и превращения его в положительно заряженный ион. В результате количество нейтральных атомов в зоне атомизации падает, что уменьшает интенсивность поглощения. Контролировать ионизацию в пламени можно путем добавления к исследуемым растворам и стандартам избытка легкоионизируемых элементов.
Помехи из-за 4) различий в составе проб и эталонов проявляются через изменение поверхностного натяжения или других физических свойств раствора. Для контроля состава растворов (эталонов) применяют забуферивание или разбавление.
5) Неселективное поглощение излучения возникает в результате светорассеяния, молекулярного поглощения, а также поглощения его пламенем. Оно сильно возрастает с уменьшением длины волны резонансного излучения и при больших концентрациях определяемых элементов. Можно устранить, применяя высокотемпературные пламена или дейтериевую лампу.
Содержание работы:
1. Извлечение подвижной меди из почвы.
2. Атомно-абсорбционное определение меди в растворе.
3. Оценка степени обеспеченности почв подвижной медью и распределение элемента по почвенному профилю.