6.3. Средства контроля почв

Третьей из важнейших групп средств экоаналитического контроля является семейство приборов, предназначенных для анализа почв, донных осадков, других твердых веществ, материалов и поверхностей. По сравнению с газоанализаторами и средствами анализа жидкостей, приборы контроля почв наименее распространенны, что определяется не столько меньшей потребностью в них, сколько сложностью данного вида анализаторов. Известны только определенные представители таких портативных средств контроля почв: анализаторы ртути типа УКР - 1 (МП «Экон», Москва), РА - 915 (НПФАП «Люмэкс», Санкт-Петербург), ЭГРА - 01 (ФГУ НПП «Геологоразведка»), анализатор ртути «Юлия - 2», а также АМА - 254 («LECO» Чехия).

Кроме того, в геологоразведке применяется рентгено-радиометрический анализатор химических элементов РПП-105, основанный на рентгено-флуоресцентном методе анализа.

Для массового контроля параметров состояния почвы применяются практически только универсальные лабораторные приборы стационарного типа с соответствующими официальными методиками.

Для реализации допущенных к применению при выполнении работ в области загрязнений почв методик применяются:

• фотометрические приборы около 26 % (22 методики),

• атомно-абсорбционные или атомно-эмиссионные спектрометры - 21 % (20),

• хроматографы (газожидкостные, ионные) - 40 % (18),

• электрохимические приборы - 11 % (9),

• титраторы - 7 % (6),

• хромато - масс - спектрометры - 5 % (2),

• ИК - спектрометры, флуориметры - по 2,5 % (2),

• остальные 3 - 4 % (3).

Таким образом, и в этом случае «лидерами» среди приборов остаются все те же фотометры, атомные спектрометры, хроматографы, которые в сумме обеспечивают более 70 % всех количественных измерений.

Характерно, что несмотря на «депонирующий» характер почв, накапливающих в себе загрязняющие вещества, поступающие из других сред, по сравнению с атмосферой или водоемами обычно отличается значительно меньше подлежащих контролю загрязняющих веществ и других показателей загрязнения почв. Известны несколько официальных перечней нормируемых в почве веществ, в основном по линии Санэпидемслужбы и Госстандарта России. Это перечень химических веществ в почве, по которым установлены ПДК и ОДК (№ 6229 - 91), дополнение № 1 к нему - Перечень ОДК тяжелых металлов и мышьяка (ГН 2.1.7.020 - 94), а также два стандарта - ГОСТ 17.4.1.02-83 и ГОСТ 17.4.2.01-81. Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей стандартного состояния.

В первом, главном перечне проводится 108 значений ПДК и 70 ОДК, во втором - дополнительно еще 6 величин ОДК веществ в почве. В сумме примерно 180 нормируемых веществ.

В основном это пестициды - 140, минеральные удобрения - 10, тяжелые металлы: Pb, Cd, Hg, Cr, Cu, Ni, Co, Mn, Zn, V, As, Sb, некоторые неорганические анионы: NO₃^-, SO₄^2-, PO₄^3-, Cl^-, F^-, S и H₂S,

> 10 органических соединений, не относящихся к числу ядохимикатов: ацетальдегид, бензин, бензол, изопропилбензол, o-, м-, n- ксилолы, стирол, толуол, формальдегид и др.

Если обратиться к перечням уже существующих методик и просуммировать количество указанных в них веществ, то получается следующее. Список методик количественного химического анализа почв, допущенных к применению по РД 52.18.595-96, включает около 30 веществ или их групп. В аналогичном перечне известного справочного пособия «Экометрия» можно обнаружить уже более 90 веществ, гигиенически нормируемых в почве и обеспеченных методиками анализа.

Сопоставление перечней нормируемых веществ в воде и почвах показывает их достаточно существенное совпадение. При этом водный перечень значительно больше и практически полностью «накрывает» почвенный. Разница отмечается по группе пестицидов и других «супертоксикантов», а также по ненормируемым в почве (и нормируемым в воде) нескольким десяткам других загрязняющих веществ. Таким образом, сводный перечень приоритетных при контроле почв ЗВ составляет примерно 30 веществ.

Анализируя отдельные образцы приборов и комплектов для контроля почв, в первую очередь следует отметить те из них, которые применяются при поиске мест наибольшей загрязненности и для «оконтурирования» загрязненных участков.

Речь идет о быстродействующих универсального типа приборах, измеряющих содержание или сигнализирующих о наличии загрязняющих веществ в паровой фазе: Фотоионизационный сигнализатор почвенных газов ECOPROBE 4 (Чехия): чувствительность до 0,01 ррт. Определяет более 100 легколетучих органических соединений и некоторых неорганических веществ, обладающих окислительно - восстановительными свойствами.

Другой группой средств, применяемых для контроля почв, являются портативные полевые лаборатории. DREL/2010 (7000$), NPK - 1 (1000 $).

Примерно такая же ситуация и с обеспеченностью технических средств второй стадии технологического цикла контроля - отбора проб почвы.

О течественная промышленность не выпускает специальных пробоотборников для почвы, поэтому чаще всего используются простые самодельные устройства или дорогие зарубежные образцы. Что касается последующих стадий - пробоподготовки и количественного анализа проб почвы, то их приборное оснащение мало чем отличается от аналогичного при контроле вод.

Среди портативных приборов для целей группового экспресс-анализа почв на содержание в них элементов наиболее приспособлены рентгенофлуоресцетные спектрофотометры: «Спектроскан» (НПО«Спектрон», Санкт-Петербург), Спектроскан -U (14000 $) с высокой точностью определяет более 70 тяжелых элементов в интервале от Са до U, Спектроскан-V (43000 $) с высокой точностью определяет более 80 элементов от Na до U. Чувствительность 0,7 - 1,0 мкг/см² анализируемой поверхности.

Производители в Москве (НПФ «Аналит Инвест» совместно с АООТ «НПО Химавтоматика» и предприятие ООО «ИНЛАН») поставляют для комплектации стационарных и передвижных химических лабораторий новый вид средств измерения, представляющий собой совокупность технических средств, методического и программного обеспечения - химико-аналитические комплексы - рентгено-флуоресцентный, спектрально-оптический, газо- и ионохроматографический, включенные в Госреестр СИ. В частности, рентгено-флуоресцентный комплекс «ИНЛАН-РФ» позволяет с помощью специальной аттестованной методики при относительной погрешности 2,5 % определять в почве 8 наиболее распространенных тяжелых металлов (Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Pb, Hg, Zn) с чувствительностью 1 - 1500 мг/кг. Стоимость РФ - ХАХ, размещаемого на отечественной многоцелевой автомобильной экоаналитической лаборатории «Экомобиль» составляет 23 - 25 тыс. $.

Средства измерений универсально назначения

К средствам измерений универсального назначения относятся:

• атомно-абсорбционные и атомно-эмиссионные спектрометры,

• рентгено-флуоресцентные анализаторы,

• электрохимические приборы;

• фотометры, спектрофотометры, УФ-спектрометры и др.,

• ЯМР-спектрометры,

• ИК-спектрометры,

• хроматографы (жидкостные и газовые),

• масс-спектрометры,

• биолюминесцентные и другие лабораторные анализаторы.