Определение элементного состава и загрязнения металлами

Содержащиеся в почве микроэлементы являются строительной базой для культур, которые человек использует в качестве пищи. Эти микроэлементы обеспечивают основу для правильного роста и развития растений, которые затем потребляются и передаются по пищевой цепочке, чтобы в конечном результате достичь каждого из нас. Таким образом, баланс микроэлементов в почве имеет глобальное значение как для производителей, так и потребителей. Каждый тип почвы отличается по своему базовому элементному составу в зависимости от местной геологии и от того, была ли почва дополнена удобрениями или другими добавками во время ее использования. Без определения элементного состава невозможно в полной мере понять состояние почвы и внести коррективы в использование удобрений, также как и эффективно выбрать культуру, которая будет выращена в этой почве.

В небольших количествах микроэлементы необходимы растениям, и их используют в качестве микроудобрений, но при высоких концентрациях они могут оказывать токсичное воздействие. Например, избыток тяжелых металлов замедляет всхожесть семян и рост растений, делает их более уязвимыми к болезням. Из почвы по пищевой цепочке загрязняющие вещества передаются другим живым организмам. В организме человека тяжелые металлы накапливаются и влекут за собой возникновение различных болезней. Тяжелые металлы относятся к особым загрязняющим веществам, наблюдение за которыми обязательно во всех средах.

За анализом грунтов на предмет элементного состава часто стоят сложности на этапе подготовки образца. Обычный метод подготовки образца почвы для неорганического элементного анализа заключается в:

• Разложении пробы почвы в кислоте в условиях интенсивного нагревания с целью извлечения всех элементов из почвы для их определения. При использовании открытых сосудов в нагревательных блоках этот метод экстракции обычно занимает четыре часа или более
• Центрифугировании или фильтровании для удаления твердых частиц, которые не растворились перед анализом

Использование микроволновой системы разложения может значительно ускорить этот процесс, снижая время разложения до 50 минут или меньше. Кроме того, система микроволнового разложения позволяет обеспечить полное разложение пробы при использовании соответствующих кислот, тем самым обеспечивая анализ валового содержания, а не только концентраций экстрагируемых элементов.

Оптическая эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-ОЭС)

Спектрометры с пламенной атомной абсорбцией (АА)

Разница между ними в том, что второй прибор (АА) может анализировать пробу на содержание только одного элемента за одно измерение, тогда как второй (ИСП-ОЭС, имеющий более низкий порог чувствительности) – сразу на несколько. Выбор метода исследования зависит от диапазона концентраций определяемых элементов: чем ниже концентрация, тем более чувствительный метод.