Определение концентрации растворенного кислорода в почвенных и грунтовых водах

Методы определения растворенного кислорода

Определение концентрации газов в почвенном воздухе при помощи газового хроматографа

Большие возможности для изучения газовой фазы почвы дает газовая хроматография. Схема газового хроматографа представлена на слайде 57. Главная часть хроматографа представлена колонкой с сорбентом. По колонке идет струя чистого инертного газа гелия. В начале колонки сбоку имеется отводная трубка (инжектор), заткнутая пробкой из мягкой резины. Пробка анаэробно протыкается иглой шприца, а из корпуса шприца через пустотелую иглу выжимается в колонку определенное количество смеси газов. Гелий гонит смесь газов по колонке сквозь сорбент. Сорбент не поглощает газы. Он их тормозит, но по-разному. Тот газ, который испытывает наименьшее торможение со стороны сорбента, выйдет из колонки первым, за ним выйдет газ, который тормозился меньше, и так далее. У выхода из колонки расположена раскаленная вольфрамовая нить, через которую проходит электрический ток. Газ, попадая на нить, изменяет ее электропроводность. Если в электрическую цепь с вольфрамовой нитью встроить гальванометр, то при изменении электропроводности нити он даст отсчет. В цепь можно встроить самописец, который будет рисовать график в виде пиков. Первый пик соответствует первому газу, который вышел из колонки на вольфрамовую нить, второму газу соответствует второй пик и так далее. Таким образом, по положению пика можно вести качественный анализ газов в смеси, попавшей в колонку. Но надо при этом знать, какой сорбент имеется в колонке, так как имеются соответствия сорбентов и газов. Концентрацию газов вычисляют по формуле:

Q = KS, где

Q – концентрация газа,

S – площадь пика,

K – коэффициент, равный концентрации газа при S = 1.

Коэффициент K получают для каждого газа отдельно. Для этого необходимо иметь чистые газы для калибровки, что требует высокой квалификации исполнителей. Размерность Q зависит от калибровки.

Сейчас газовые хроматографы имеют возможность выхода на компьютер, что резко упрощает расчет площадей пиков.

Почвенные газы могут быть представлены не только в свободном состоянии в газовой фазе почвы, но также и в растворенном виде в почвенных и грунтовых водах. В первую очередь исследователей интересует растворенный кислород.

Для взятия образцов почвенных вод можно использовать способ, сходный со способом взятия образцов почвенного воздуха с той разницей, что в пипетке Зегера верхний кран должен иметь канал, через который можно было ввести в пипетку Зегера узкую пипетку с делениями. В нижнюю часть латунной трубки в почве необходимо ввести фильтр из стеклянной ваты, чтобы взвешенные частицы не вошли в пипетку Зегера с почвенной водой. Для создания разряжения в системе с целью засасывания почвенной воды можно использовать насос Комовского.

После того, как почвенная вода заполнила пипетку Зегера, нижний кран пипетки закрывают, и содержание растворенного кислорода в воде определяют химическим методом Винклера.