Методика відбору проб ґрунтів

Дослідження ґрунту це важливий інструмент для оцінки його потенціалу чи забруднення. Також це цінна допомога для вивчення змін, які відбуваються в ґрунті та попередження певних проблем пов’язаних з використанням ґрунтів. Зразки відібраних проб повинні відображати «хімічний портрет» всієї досліджуваної ділянки.

Точки спостережень та відбору проб на різні показники розташовуються на лініях маршрутів через 100-500-1000 м. Орієнтація профілів обирається таким чином, щоб вони проходили через усі типи ландшафтів, геоморфологічних елементів і геологічних структур. Розташування точок для відбору проб здійснюється більш-менш рівномірно, через 0,1-0,5-1км. Необхідно дотримуватись класичної норми картографічної науки – розміщення хоча би трьох точок на кожному 1 см² карти.

Для визначення внутрішнього циклу надходження забруднювачів у ґрунти відбір проб проводиться на 2-3 репрезентативних ділянках, де проби ґрунтів відбираються три рази (кінець лютого, початок травня, жовтень місяць). Швидкість міграції забруднювачів по вертикалі та на глибину, їх максимальна концентрація визначаються на цих же ділянках при опробуванні ґрунтового профілю на всю його потужність (товщину) від 0 до літогенної основи, через 5 см.

Зразки проб ґрунтів з проблемних, з екологічної точки зору, ділянок відбираються в будь-який час, але з промерзлих і затоплених ґрунтів їх не рекомендують відбирати, оскільки виникають труднощі для отримання репрезентативної, (опосередкованої) проби.

Обов'язковою умовою є зазначення часу відбору проби. Згідно методичних рекомендацій Є.О. Яковлєва, зразки відбираються на відкритій ділянці, що віддалена від дороги не менше ніж на 50 м, по конверту розміром 5x5 м, і об'єднуються в одну пробу. При відсутності непорушених земель проби відбираються на антропогеннозмінених ґрунтах на глибині 20-30 см. Вага проби повинна складати 0,5 кг.

Зразки проб ґрунтів відбираються за допомогою спеціальних інструментів (пробовідбірника або бура). Такі інструменти необхідні для відбору проб ґрунтів на глибині більше ніж 15 см.

Послідовна методика відбору проб ґрунтів наведена нижче.

1. Приготуйте необхідні для відбору проб ґрунтів інструменти (бур, пластикове відро, рукавиці, коробка для проб ґрунтів, яку за необхідності можуть видавати в лабораторії)

Рисунок 2.1- Інструменти, необхідні для відбору проб ґрунтів

2. Глибина відбору проб ґрунтів може становити від 20 до 90 см в залежності від того, що саме буде досліджуватись у відібраній пробі ґрунту. Наприклад, для дослідження вмісту азоту чи його сполук, які є складовими мінеральних добрив, пробу необхідно відбирати на глибину більшу за 20 см.

3. Відбір проб ґрунту проводять при хорошій погоді до настання спеки зранку або ввечері. Важливо, щоб відібрана проба була максимально сухою.

4. Якщо рельєф ділянки однорідний (а), то пробу ґрунту відбирають за методом конверта - розташовують точки по діагоналі через однакову відстань. Кожну відібрану пробу розминають руками, видаляють камінці та залишки коріння рослин, кидають у відро для відбору проб.

Якщо рельєф ділянки неоднорідний (б), то ділянку умовно розділяють на ту кількість частин, яка відповідає зміні рельєфу. З кожної умовно виділеної ділянки відбирають середню пробу ґрунту за методом конверта або серпантина.

Рисунок 2.2 – Метод відбору проб ґрунту

5. Коли відро буде наповнене, ґрунт добре перемішують руками, висипають на землю і ділять на чотири частини (квартують).

З кожної четвертої частини беруть жменю землі і насипають в коробку для зразків. Коробку заповнюють на ¾ об’єму.

6. Коробку з відібраною пробою ґрунту підписують.

Рисунок 2.3 – Етикетування

7. На карті досліджуваної ділянки зазначають місця відбору проб ґрунтів.

Рисунок 2.4 – Робота з картою

8. Відібрані проби ґрунту максимально швидко направляють до аналітичної лабораторії.

Обробка зразків ґрунту не менш важлива ніж сам процес відбору проб. Від відібраної проби відділяють зразок не менше ніж 0,5 кг і відправляють висушувати в спеціальних шафах при температурі від 35-40°С. Дозволяється висушування зразків ґрунту в умовах природної температури. Далі дослідження проводять за допомогою аналітичних методів. Одним з таких досліджень є визначення рН ґрунту.

Визначення рН ґрунту

Термін рН визначає величину обернену концентрації в середовищі іонів водню Н+ і виражається в одиницях від 0 до 14. Значення рН 7,0 визначає нейтральне середовище, вище – лужне, нижче – кисле. Зменшення рН на кожну одиницю відповідає збільшенню кислотності ґрунту в 10 разів. Реакція середовища ґрунту може змінюватись від 3,5 (сильнокисле) до 11 (сильнолужне). Оптимальне значення рН ґрунту повинно відповідати значенню 6,5 слабокислий ґрунт. Показник рН залежить, в основному від взаємодії мінеральних і органічних колоїдних частинок, а також від наявності карбонатів кальцію, натрію, калію та інших катіонів.

Занадто високий (вище 9) або низький (нижче 4) рівень рН токсичний для рослин. Порівняльні показники рівня рН зі звичайними речовинами наведені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Порівняльні показник рівня рН

рН	Реакція ґрунту	Звичайні речовини
	Дуже сильна кислотність	Лимонний сік
	Сильна кислотність	Апельсиновий сік
	Помірна кислотність	-
	Слабка кислотність	Молоко
	Нейтральна	Чиста вода
	Слабка лужність	Морська вода
	Помірна лужність	Мильний розчин
	Сильна лужність	-
	Дуже сильна лужність	-

Кислі ґрунти характерні, в основному, для районів, де кількість опадів досить велика. За рахунок вологи концентрація кальцію і магнію зменшується, вони переходять у ґрунтовий розчин і вимиваються з ґрунту, а їх місце займають іони водню, ґрунт відповідно підкислюється, в таких випадках необхідно проводити вапнування.

Лужні ґрунти містять багато кальцію, крім того, це можуть бути засолені ґрунти, що містять багато натрію.

Внесення великої кількості незбалансованих мінеральних та органічних добрив впливає на рівень рН ґрунту.

Хід роботи

1. Відберіть проби ґрунту на досліджуваній визначеній на карті ділянці.

2. Приготуйте водну витяжку з ґрунтів: 40 г ґрунту, зважте на технохімічних терезах і помістіть у колбу об’ємом 250-300 мл, додайте 100 мл 1,0Н розчину оцтовокислого натрію, закрийте кришкою і перемішуйте на ротаторі (шейкері) протягом 1 години.

3. Вміст колби профільтруйте через складчастий фільтр.

4. Візьміть 50 мл фільтрату, перенесіть у колбу об’ємом 250 мл, додайте 2-3 краплі фенолфталеїну і титруйте 0,1 Н розчином гідроксиду Na (крапля за краплею), обережно обертаючи колбу навколо осі. Біля місця падіння кожної краплі в колбі з’являється рожеве забарвлення, яке після перемішування води зникає. Слід визначити момент, коли після падіння чергової краплі вся вода в колбі стане рожевою і цей колір не зникне навіть після перемішування.

5. Обчисліть величину гідролітичної кислотності за формулою (2.1):

H=α·T·0,875,(2.1)

де Н – гідролітична кислотність (мекв) на 100 г сухого ґрунту;

α – об’єм (мл) 0,1Н NaOH, витрачений на титрування;

Т – поправка по титру NaOH.

6. Визначіть, для порівняння показників, рН проби ґрунту за допомогою індикаторного паперу та на рН-метрі. Отримані дані запишіть в таблицю 2.2 і порівняйте.

Таблиця 2.2 – Показники рН ґрунту визначені за допомогою різних методик

Проба ґрунту	рН (індикаторний папір)	рН (за допомогою рН -метра)	Кислотність
Проба №1
Проба №2
Проба №3
Проба №4
Проба №5