2.2.5.2. Определение ионов железа в водной вытяжке

В пробирку пипеткой налили 3–4 мл 5%-ного раствора хлорида железа (FeCI3), прилили 1 мл 5%-ного раствора гексоцианоферата калия (K4[Fe(CN)6]). Выпадает темно-синий осадок берлинской лазури.

4FeCl3 + 3K4[Fe (CN)6] → Fe4[Fe (CN)6]3↓ + 12KCl,

гексацианоферрат (II) железа (III)

Повторили те же реакции, но вместо модельного раствора хлорида железа в пробирку налили 3–4 мл вытяжки исследуемого почвенного образца. Если в почве присутствует железо, то выпадет темно-синий осадок

Вывод: Ионы железа не обнаружены в исследуемых образцах.

Определение тяжелых металлов в водной вытяжке

Определение свинца в водных вытяжках

Одним из основных источников поступления тяжелых металлов в почву в условиях города являются атмосферные выбросы промышленных предприятий, о вреде тяжелых металлов всем хорошо известно. А наши объекты находятся в непосредственной близости у большого промышленного центра. Поэтому очень важно, определить наличие ионов тяжелых металлов в наших почвенных вытяжках.

1способ. В пробирку пипеткой налейте 3–4 мл модельного 5%-ного раствора нитрат свинца [Pb(NO3)2] и добавили 1 мл 5%-ного раствора хлорида натрия (NaCl). В присутствии свинца выпадет белый осадок. Pb(NO3)2 + 2NaCl → PbCl2↓ + 2NaNO3

2 способ. В пробирку пипеткой налили 3–4 мл модельного 5%-ного раствора нитрата свинца [Pb(NO3)2] и добавили 1 мл 5%-ного раствора йодида калия (КI). В присутствии свинца выпадет желтый осадок. Pb(NO3)2 + 2КI → Pbl2↓ + 2КNO3

Повторили те же реакции, но вместо модельного раствора нитрата свинца в пробирку налили 3–4 мл кислотной вытяжки исследуемого почвенного образца.

Вывод: Исследуемые водные вытяжки не содержат свинца.

Обнаружение ионов меди

В пробирку пипеткой налили 3–4 мл 5%-ного раствора сульфата меди (CuSO4), прилили в нее 2–3 мл (избыток) 10%-ного раствора щелочи (NаOH), перемешали содержимое пробирки. Образующийся осадок имеет интенсивную лазурно-синюю окраску. CuSO4 + 2 NаOH → Cu(ОН)2 ↓ + Nа2 SO4

Повторили те же реакции, но вместо модельного раствора сульфата меди в пробирку налили 3–4 мл кислотной вытяжки исследуемого почвенного образца. Если в почве присутствует медь, то выпадет лазурно-синий осадок.

Вывод: Ионы меди не обнаружены.

2.3. Исследование биохимических свойств почвы

2.3.1. Ферментативная активность, определяли активность ферментов

Определение каталазы

Каталаза катализирует реакцию разложения перекиси водорода с образованием воды и молекулярного кислорода: 2Н2О2 → О2 + 2Н2О Перекись водорода образуется в процессе дыхания живых организмов и в результате различных биохимических реакций окисления органических веществ. Токсичность перекиси водорода определяется его высокой реакционной способностью, которую проявляет выделяющийся О2. Его высокая реакционная способность приводит к неконтролируемым реакциям окисления. Роль каталазы заключается в том, что она разрушает ядовитую для организмов перекись водорода. Каталаза широко распространена в клетках живых организмов, в том числе микроорганизмов и растений. Высокую каталазную активность проявляют также почвы.

Методы определения каталазной активности почвы основаны на измерении скорости распада перекиси водорода при взаимодействии ее с почвой по объему выделяющегося кислорода (газометрические методы). Навеску (1 г) почвы внесли в прибор для получения газов, прилили 5 мл 3%-ного раствора перекиси водорода. Определять количество кислорода через каждую минуту в течение 3 минут, ввиду прямолинейности реакции разложения перекиси, это уменьшает затраты времени на анализ. Контролем служила стерилизованная сухим жаром (180С) почва. Результаты представлены на диаграмме.

Вывод: Водная вытяжка образца из почвы, взятой со склона Голубой горки, имеет наибольшую активность каталазы и самую большую скорость выделения кислорода.

Определение токсичности почвы

Под токсичностью почвы принято понимать снижение показателей, снимаемых с тест-объекта на исследуемой почве, по сравнению с контролем. Токсические свойства почвы обусловлены накоплением в ней вредных для живых организмов веществ,

В качестве тест-объекта использовали овес.

Навеску почвы в количестве 50 г помещали в чашку Петри. Почву увлажняли. 50 семян испытуемого растения, предварительно замоченных в водопроводной воде в течение суток. Контрольные семена замачивали в воде и раскладывали на увлажненной вате, покрытой фильтровальной бумагой. Семена проращивали 7 дней при температуре 25С Через каждые сутки отмечали количество проросших семян.

Степень токсичности почвы определяют по разнице ряда показателей в опыте и контроле.

Показатели прорастания:

Всхожесть — число проросших семян, выраженное в % от общего количества семян, взятых для проращивания..

Энергия прорастания — число семян проросших за первые 3-е суток, выраженное в % от общего количества семян, взятых для проращивания. Дружность прорастания — средний процент семян, проросших за 1 день прорастания:

Д = П / А где: Д — дружность прорастания; П — полная всхожесть; А — число дней прорастания.

Скорость прорастания — сумма средних чисел семян, прорастающих ежедневно:

С = а + б / 2 + в / 3 + г / 4 + ... где: С — скорость прорастания; а — число семян, проросших за 1-е сутки; б — число семян, проросших за 2-е сутки; в — число семян, проросших за 3-е сутки; г — число семян, проросших за 4-е сутки и т.д.

Все экспериментальные данные показателей прорастания представлены на диаграмме.

Кроме показателей прорастания, определяли показатели интенсивности начального роста семян, наиболее полно характеризующие жизнеспособность растений. К таким показателям относятся длина зеленых проростков и корней.

Все экспериментальные данные показателей интенсивности начального роста семян представлены на диаграмме

Каждый из показателей интенсивности начального роста представлен в виде среднего от всех высаженных семян, независимо от всхожести.

Показатели интенсивности начального роста семян (особенно, длина или масса корней) являются более информативными, чем показатели прорастания семян (всхожесть, энергия, дружность и скорость прорастания).

ВЫВОДЫ: Мы исследовали физические, химические, биохимические свойства почв и их водных вытяжек, взятых со склона Голубой горки, вблизи сиенитового карьера и с южной стороны Калтатского выступа.

Нами Установлено: 1. Исследуемые почвы относятся к супесчаным, свежим и влажным.

2. Наибольшую порозность имеет образец почвы, взятый со склона Голубой горки, поэтому этот образец имеет большую окисляемость по сравнению с другими образцами.

3. Наибольшее количество гигроскопической воды содержит образец почвы, взятый вблизи сиенитового карьера, что связано с близостью ручья Мохового.

4. Все образцы содержат нитриты, нитраты, фосфаты, а известно, что азот в нитратной форме, является источником питания для растений, фосфаты необходимы растениям в большом количестве в период плодоношения.

5. рН водных вытяжек равна шести, что позволяет растениям и почвенным микроорганизмам нормально развиваться.

6. Высокая ферментативная активность почв, свидетельствует о наличии дыхания, и активных биохимических процессов с участием живых организмов.

7. Опытным путем было установлено, что все образцы водных вытяжек содержат хлорид ионы,

8. Наибольшее содержание кальция и нитратов в образце почвы, взятой с южной стороны Калтатского выступа, что показывает взаимосвязь кальция и нитратов и их влияние на рост и развитие корневой системы, большое количество нитратов способствует поступлению кальция в растение.

9. В результате проделанной работы не обнаружено присутствие сульфат ионов, ионов железа, меди, свинца.

10. Значение токсичности почв в пределах допустимой нормы.

11. Наличие в исследуемых растворах хлорид, нитрит, нитрат ионов доказывает, что свежего загрязнения нет, идет минерализация органических веществ.