Рассмотрены традиционные и новые методы пробоподготовки образцов почвы и отходов (экстракция водой в субкритическом состоянии, экстракция в МВ-поле, СФЭ, ТФМЭ и др.), а также методы анализа загрязняющих почву веществ и надежные приемы идентификации целевых соединений в сложных матрицах. <...> Для определения приоритетных органических загрязнений почвы используются традиционные аналитические методы, в первую очередь хроматографические (газовая хроматография, ВЭЖХ, ТСХ и капилляр ный электрофорез) или гибридные — комбинации хроматографического разделения со спектральным детектированием (ГХ/МС, ГХ/ИКфурье, ВЭЖХ/ИКфурье, ВЭЖХ/ГХ/МС, ГХ/МС/АЭД и др.) <...> Для повышения эффективности извлечения загрязняющих веществ из почвы, донных отложений и твердых отходов используются современные технологии пробоподго товки, в том числе твердофазная экстракция в ультразвуковом или мик роволновом поле, экстракция водой в субкритическом состоянии или экстракция горячими органическими растворителями и твердофазная микроэкстракция. <...> При извлечении загрязняющих веществ из почвы возможны следующие основные артефакты: • внесение посторонних примесей растворителемэкстрагентом; • неравномерное извлечение загрязнений различной природы; • разложение целевых компонентов при термодесорбционном извле чении. <...> Наиболее характерными артефактами при экстракционном извлечении токсичных веществ из почвы (экстрагенты — вода или органические раство рители) являются внесение в пробу примесей из растворителя или неравно мерное извлечение из почвы соединений различных классов. <...> В этом случае для устранения возможных артефактов следует осуществлять термодесорбцию в мягких условиях, медленно нагревая почву (или сорбционную трубку после улав ливания загрязнений из почвы) от ~40 до 150–200 °С. <...> При экспрессном газохроматографическом определении* в почве лету чих органических растворителей можно легко избежать <...>
Анализ_загрязненной_почвы_и опасных_отходов_(2).pdf
УДК 543
ББК 24.4
Д76
С е р и я о с н о в а н а в 2003 г.
Другов Ю. С.
Д76 Анализ загрязненной почвы и опасных отходов : практическое
руководство / Ю. С. Другов, А. А. Родин. — 7-е изд., электрон. —
М. : Лаборатория знаний, 2024. — 472 с. — (Методы в химии). —
Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул.
экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-93208-680-3
В практическом руководстве обсуждаются методы химического анализа
загрязнений почвы и донных отложений бытовыми и промышленными
отходами. Рассмотрены традиционные и новые методы пробоподготовки
образцов почвы и отходов (экстракция водой в субкритическом состоянии,
экстракция в МВ-поле, СФЭ, ТФМЭ и др.), а также методы анализа загрязняющих
почву веществ и надежные приемы идентификации целевых соединений
в сложных матрицах. Приведены стандартные методики определения
приоритетных загрязнений почвы (органические и металлоорганические
соединения, металлы), используемые в России и за рубежом.
Для профессионалов в области экологической аналитической химии,
а также специалистов, связанных с охраной окружающей среды, студентов
и аспирантов.
УДК 543
ББК 24.4
Деривативное издание на основе печатного аналога: Анализ загрязненной
почвы и опасных отходов : практическое руководство / Ю. С. Другов,
А. А. Родин. — 6-е изд. — М. : Лаборатория знаний, 2021. — 469 с. : ил. —
(Методы в химии). — ISBN 978-5-00101-395-2.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации
ISBN 978-5-93208-680-3
© Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
Оглавление
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава I. Пробоподготовка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Экологохимическая характеристика почвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Артефакты при анализах загрязнений почвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Отбор проб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Извлечение загрязняющих веществ из почвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1. Термодесорбция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1. Летучие органические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2. Малолетучие органические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.3. Металлоорганические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Жидкостная экстракция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1. Полициклические ароматические углеводороды . . . . . . . . .
4.2.2. Взрывчатые и отравляющие вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.3. Гептил . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.4. Фенолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.5. Пестициды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.6. Полихлорированные бифенилы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.7. Сложные смеси загрязнений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.8. Диоксины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.9. Металлоорганические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.9.1. Соединения ртути . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.9.2. Соединения свинца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.9.3. Соединения олова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.9.4. Другие металлы и элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Экстракция субкритической водой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1. Полициклические ароматические углеводороды . . . . . . . . .
4.3.2. Пестициды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.3. Диоксины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4. Метод проточной экстракции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5. Сверхкритическая флюидная экстракция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.1. Сверхкритический флюидный экстрактор СФЭ 400 . . . . . .
4.5.2. Сверхкритический флюидный экстрактор УФЭ1 . . . . . . . .
3
7
7
11
13
15
16
18
23
25
26
29
33
34
35
38
42
43
47
51
52
52
54
56
56
56
57
57
60
62
62
64
Стр.466
466 Оглавление
4.5.3. Пестициды, ПАУ, ПХБ и диоксины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.4. Металлоорганические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.4.1. Соединения олова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.4.2. Ртуть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.4.3. Фосфор и мышьяк . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6. Экстракция в микроволновом поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.1. Фенолы, ПАУ и пестициды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.2. Металлоорганические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7. Парофазный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8. Твердофазная микроэкстракция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Металлы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1. Свинец . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Атомноабсорбционное определение массовой концентра
ции ртути в почвах и твердых минеральных материалах . . . . .
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
67
71
71
72
73
74
74
77
79
83
89
89
91
97
Глава II. Анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
1. Контроль загрязнений почвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
1.1. Отбор проб почвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
1.2. Оценка степени химического загрязнения почв . . . . . . . . . . . . . . . 114
2. Определение токсичных органических веществ на свалках бытовых и
химических отходов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.1. Летучие галогенсодержащие органические соединения и арома
тические углеводороды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
2.1.1. Хроматомассспектрометрическое определение летучих
органических веществ в почве и отходах производства и по
требления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
2.1.2. Термодесорбционное извлечение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
2.1.3. Парофазный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
2.1.4. Выдувание и улавливание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
2.2. Акролеин, акрилонитрил и ацетонитрил . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
2.3. Фенолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
2.3.1. Хроматомассспектрометрическое определение трудноле
тучих органических веществ в почве и отходах производ
ства и потребления (МУЕ 4.1.106201) (методические
указания) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
2.3.2. Определение фенолов и хлорфенолов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
2.4. Фталаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
2.5. Хлорорганические пестициды и полихлорированные бифенилы
169
Стр.467
Оглавление 467
2.5.1. Контроль содержания остатков пестицидов в почве
и растениях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
2.5.1.1. Цель контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
2.5.1.2. Принципы контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
2.5.1.3. Виды контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
2.5.1.4. Методика контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
2.5.1.5. Методика отбора проб почв и растений . . . . . . . . . . 177
2.5.1.6. Оценка результатов контроля . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
2.5.2. Изучение динамики содержания остатков пестицидов
в почве и растениях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
2.5.2.1. Цель работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
2.5.2.2. Изучаемые факторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
2.5.2.3. Виды опытов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
2.5.2.4. Методика проведения опытов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
2.5.2.5. Оформление и оценка результатов . . . . . . . . . . . . . . 184
2.5.3. Общая характеристика опыта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
2.5.4. Результаты изучения динамики остатков пестицидов . . . . . 187
2.5.5. Методические указания по определению ДД и ДДБ в почве
методом газовой хроматографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
2.5.6. Полихлорбифенилы и полибромбифенилы . . . . . . . . . . . . . 193
2.6. NНитрозосоединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
2.7. Нитроароматические соединения и циклические кетоны . . . . . . . 209
2.8. Галогенсодержащие эфиры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
2.9. Полициклические ароматические углеводороды . . . . . . . . . . . . . . 211
2.9.1. Российские методики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
2.9.1.1. Методика выполнения измерений массовой доли
бензо(а)пирена в продовольственном сырье, пище
вых продуктах и почве методом высокоэффектив
ной жидкостной хроматографии . . . . . . . . . . . . . . . . 216
2.9.2. Европейские методики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
2.9.3. Американские методики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
2.9.4. Рутинные анализы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
2.9.4.1. Сверхкритическая флюидная экстракция . . . . . . . . 247
2.9.4.2. Экстракция в микроволновом поле . . . . . . . . . . . . . 250
2.9.4.3. Твердофазная микроэкстракция . . . . . . . . . . . . . . . . 252
2.9.4.4. Выбор методики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
2.10. Хлоруглеводороды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
2.11. Фосфорсодержащие пестициды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Стр.468
468 Оглавление
2.11.1. Унифицированная методика определения фосфороргани
ческих пестицидов в продуктах растительного и животно
го происхождения, лекарственных растениях, кормах,
воде, почве хроматографическими методами . . . . . . . . . . . 256
2.11.2. Методика определения фосфорорганических пестицидов
методами ГЖХ и ТСХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
2.11.3. Унифицированная методика определения остаточных
количеств фосфорорганических пестицидов хроматофер
ментным методом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
2.12. Хлорорганические гербициды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
2.12.1. Методические указания по систематическому газохрома
тографическому определению микроколичеств гербици
дов различной химической природы при совместном
присутствии в пробах воды, почвы и растениях . . . . . . . . . 284
2.13. Гербициды на основе фенилмочевины. Феноксиуксусные гер
бициды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
2.14. Унифицированные методики определения пестицидов . . . . . . . 294
2.14.1. Определение остаточных количеств Тифенсульфурон
метила в воде, бобах и масле сои методом высокоэффек
тивной жидкостной хроматографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
2.14.2. Определение остаточных количеств Тритиконазола в во
де, почве, зерне и соломе зерновых колосовых культур,
зерне кукурузы и проса методом газожидкостной хрома
тографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
2.14.3. Определение остаточных количеств ацетохлора в воде,
почве, клубнях картофеля, зерне кукурузы, зеленой массе
кукурузы и сои, а также в семенах и масле подсолнечника,
рапса и сои . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
2.14.4. Определение остаточных количеств Азоксистробина (ICI
A 5504) и его геометрического изомера (R230310) в воде,
почве, в плодах огурцов, томатов, ягодах винограда, в зер
не и соломе зерновых колосовых культур методом высо
коэффективной жидкостной хроматографии . . . . . . . . . . . 326
2.14.5. Определение остаточных количеств Амидосульфурона в
воде, почве, зерне и соломе зерновых колосовых культур,
зерне и зеленой массе кукурузы методом высокоэффек
тивной жидкостной хроматографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
2.15. Летучие органические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Стр.469
Оглавление 469
2.16. Малолетучие органические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
2.17. Нитроароматические соединения и нитроамины . . . . . . . . . . . . . 373
2.18. Диоксины и дибензофураны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
2.19. Нефтепродукты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
2.20. Металлоорганические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
2.20.1. Соединения олова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
2.20.2. Ртуть и другие элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
2.20.3. Соединения ртути . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
2.20.4. Соединения свинца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
2.21. Взрывчатые и отравляющие вещества (ВВ и ОВ) . . . . . . . . . . . . . 414
3. Определение металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
3.1. Инверсионная вольтамперометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
3.2. Атомная спектроскопия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
3.2.1. ИСПэмиссионные спектрометры Оptima . . . . . . . . . . . . . . 419
3.2.2. ИСПмассспектрометры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
3.2.3. Атомноабсорбционная спектрометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
3.2.4. Рентгеновский флуоресцентный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . 426
4. Органические соединения различных классов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
4.1. Почва . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
4.2. Отходы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
4.3. Донные отложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
Приложение I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
2.1.7. Почва, очистка населенных мест, отходы производства и
потребления, Санитарная охраны почвы . . . . . . . . . . . . . . . . 443
Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических
веществ в почве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.204106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
Ориентировочнодопустимые концентрации (ОДК) химических
веществ в почве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.204206 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
Рекомендации по практическому применению ПДК (ОДК)
химических веществ (ГН 2.1.7.204106 и ГН 2.1.7.204206)
при контроле за состоянием почв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Приложение II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Санитарноэпидемиологические требования к качеству почвы . 453
Санитарноэпидемиологические правила и нормативы СанПиН
2.1.7.128703 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Приложение III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
Оценка степени химического загрязнения почвы . . . . . . . . . . . . . 461
Основные показатели оценки санитарного состояния почв
территорий населенных мест в зависимости от их функци
онального назначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Стр.470