Поведінка хрому в грунтах в значній мірі залежить від його валентного стану. У межах Еh і рН, відповідних грунтам, хром може існувати в чотирьох станах: тривалентних формах у вигляді Сr ^{3 +} і СrO ₂ ^- і шестивалентного - СrO ₄ ^{2 -} і Сr ₂ O ₇ ^{2 -.}
Тривалентний хром з поведінки в грунтах і хімічним властивостям дуже схожий на алюміній, особливо по відношенню до зміни кислотності середовища.
Хром та його сполуки поглинаються гумусом і глинистими мінералами з утворенням складних комплексних сполук. З глинистих мінералів найбільшою адсорбуючою здатністю катіонів тривалентного катіона хрому володіє монтморилоніт, найменшою - каолініт. Всі інші мінерали розташовуються в наступному порядку за зростанням здатності поглинати Сr ^{3 +:} Ілліт <дікіт <галлуазіт <атапульгіт <нонтроніт. Найкращими десорбентамі тривалентного хрому є катіони алюмінію, за ним слідують Мg> NH _4> К> Nа. До 5% хрому може фіксуватися кварцовим піском з розчинів СrСl _3, Сr (SO _{4) 3} і K ₂ Сr ₂ О _7. З органічних сполук у комплексоутворенні беруть участь амінокислоти, кислоти жирного ряду (двохосновні, оксикислоти), ароматичні сполуки (поліфеноли, галловим кислоти), гетероциклічні речовини типу хіноліну, гумінові та фульвокислоти. Дослідженнями встановлено, що хром утворює з гуміновими кислотами досить міцні комплекси, міцніші, ніж з міддю.
На процес утворення комплексів тривалентного хрому з органічною речовиною істотний вплив може надати вапнування і внесення в грунт фосфору.
Доданий в грунт або існуючий у ній тривалентний хром може окислюватися до шестивалентного. Окислення сприяє переходу малорухливого у грунтових умовах тривалентного хрому в мобільний, більш токсичний Cr ^{6 +.}
Акцептором електронів може виступати марганець трьох і чотирьох валентний. Необхідно відзначити, що окислювальну здатність виявляє лише свіжа грунт при польовій вологості. Проте в кислих грунтах, в яких марганець існує в основному у відновленій формі, окислення не відзначалося. Не відбувається окислення і в грунтах збіднених марганцем.
У грунтах хром представлений наступними формами його сполученні:
1) нерухомий, 2) прочносвязанная у складі первинних і вторинних частково глинистих мінералів, з полуторними гідроксиди заліза і алюмінію, 3) обменносвязанний на поверхні полуторних оксидів і глинистих мінералів; 4) пов'язаний з органічними компонентами грунтів; 5) водорозчинні сполуки.
Легкорозчинні і обмінні форми хрому, що з'являються спонтанно в результаті біологічних процесів, впливу кореневої системи, мікроорганізмів, наявності в грунтовому розчині органічних кислот і вуглекислоти, - ефемерні. Сорбованих, спочатку неміцно, іони хрому утворюють хімічні важкорозчинні сполуки (хемосорбірованное стан) і з часом окклюдіруются гідроокису заліза, алюмінію, міцно фіксуються гумусом.
Наявність хрому в рослинах було встановлено спектрофотометрично ще в 1900г. Як з'ясувалося пізніше, хром відноситься до найважливіших біогенних елементів і постійно входить до складу всіх без винятку нижчих і вищих рослин. Зміст цього елемента у вищих рослинах змінюється в широких межах і в значній мірі залежить від їх ботанічної приналежності і фази розвитку.
Таблиця 1 Зміст хрому в рослинах, мг / кг сухої маси
Хром концентрується в вересі (4 * 10 ^-3%) і сосні (3 * 10 ^-3%). Для інших видів деревних рослин змісту його дуже близькі - (1-2 * 10 ^-3%).
Вступаючи до рослини, хром розподіляється по органах нерівномірно. У дослідах з квасолею максимальне накопичення хрому відзначено в коренях, високий вміст виявлено у первинних листках, в кожному наступному листі воно знижувалося. Найменша кількість хрому зазначено в стручках, причому вміст у них більш ніж на два порядки менше, ніж у первинних листках. У листі він присутній у вигляді низькомолекулярного комплексу, не пов'язаного з субклітинних структур. У рослинах винограду вміст хрому по органах зменшувалося в наступному порядку: листя> лоза> коріння> ягоди. При цьому зазначено, що протягом вегетаційного періоду вміст хрому в листі істотно змінювалося: воно порівняно велика на початку росту пагонів, а до кінця фази цвітіння і на початку формування ягід - мінімальна, потім його кількість знову зростає, досягаючи максимуму до періоду дозрівання, і знову знижувався до зрілості.
Для більшості вищих рослин хром віднесено до групи слабкого накопичення та середнього захоплення і має коефіцієнт біологічного поглинання близько 1, а для різнотрав'я - до групи енергійно накопичуваних елементів з коефіцієнтом 29. Існують, однак, і рослини, стійкі до високого вмісту хрому в грунтах, що зустрічаються виключно на хромітових родовищах. Так, наприклад рослини Orimum adfendent поширені виключно на грунтах хромових родовищ; вони здатні накопичувати в своїх органах значні кількості цього елемента і є індикаторами родовищ хромових руд. Високі концентрації хрому в рослинах природних ландшафтів зустрічаються на серпентінітових грунтах, збагачених хромом. Помічено, що рослинність на грунтах серпентинітів піддається зміні: утворюються віріети - серпентінітовая флора. У таких рослин відзначено не тільки зміна зовнішнього вигляду, але і внутрішньої структури. Надлишковий вміст металів у грунтах надає негативну дію на рослини: знижується зростання, відзначається гноблення, а при великих концентраціях і загибель рослин. На підставі проведених вегетаційних дослідів встановлено, що при високому вмісті хрому в грунтах відзначається накопичення елементу в рослинах, при цьому наголошується в'янення рослин, побуріння листя, некроз і хлороз. Фізіологічні та морфологічні зміни рослин, зумовлені токсичністю хрому, виражаються наявністю жовтого листя з зеленими прожилками. Верхній критичний рівень концентрації хрому в рослинах, при якому урожай біомаси знижується не менше ніж на 10%, становить 10 мг / кг. Дослідження на культурі рису показали, що врожай рису знижувався на 10% при накопиченні хрому в кількості 35-177 мг / кг в листі і стеблі або 30-60 мг / кг в соломі.
Переважна частина хрому, що міститься в рослинах, поглинається кореневою системою, і визначається в основному змістом його розчинних сполук у грунтах. Незважаючи на те, що більшість грунтів містять значні кількості цього елемента, його доступність для рослин вельми обмежена. Низькі темпи засвоєння рослинами розчинних форм хрому обумовлені особливостями механізму їх поглинання кореневою системою. Найбільш доступний для рослин Сr ^{6 +,} який в нормальних грунтових умовах дуже нестабільний. Механізми поглинання та переносу хрому в рослинах багато в чому схожі з такими для заліза, хром переноситься в рослинах у вигляді аніонних комплексів, які виявлені в рослинних тканинах і соку ксилеми. Є також дані про присутність тріоксілатохромата в листках рослин. При вивченні хімічних форм хрому, в яких він може перебувати в рослинах, встановлено, що в люцерні він не присутній як хромат або дихромат в помітних кількостях, не пов'язаний також в рослинних тканинах з протеїном, а існує як набір тісно пов'язаних аніонних комплексів з молекулярної масою близько 2900.
Дослідженнями показано, що хром в рослини може надходити і через листову поверхню. Кількість поглиненого таким чином хрому може бути значним. При цьому основна частина його залишається в листі, а незначна - транспортується і в корені.
Вивченню вмісту хрому в рослинах стало приділятися велика увага після порівняно недавнього відкриття його участі у метаболізмі глюкози в холестерину, що свідчить про важливість цього елементу для життєдіяльності людини і тварин.
Невеликі концентрації хрому в поживному середовищі посилюють активність кислої фосфатази і сприятливо позначаються на метаболізмі глюкози.
Поряд з даними про стимулюючий вплив хрому на розвиток рослин, нерідко повідомляється і про його фітотоксичності. Останнє найбільш характерно для рослин, які ростуть на грунтах, що утворилися на ультраосновних породах. Відомо про токсичність хрому для вівса, що росте на грунтах з вмістом цього елемента 634 мг / кг. У самому рослині його концентрація становила 49 мг / кг сухої маси. Відзначено початкові симптоми токсичності хрому для рослин при більш низьких концентраціях у живильному середовищі (0,5 мг / кг) і в грунтовій культурі (60 мг / кг). Але навіть такі кількості внесеного хрому приводили до зниження вмісту майже всіх основних поживних елементів (калію, фосфору, заліза і магнію) в надземній частині рослин і в коренях. Ці дослідники повідомили також про антагонізм хрому з марганцем, міддю і бором, який фіксувався як в грунтовій середовищі, так і в рослинних тканинах.
Токсичність хрому залежить від ступеня його окислення і присутності, доступних для рослин хроматів. Наприклад, додавання в середовище розчину Сr ₂ O ₇ ^{2 -} (10 ^-5 н.) Знижувало інтенсивність росту рослин приблизно на 25%, а ті ж концентрації Сr (SO _{4) 3} не надавали шкідливого впливу на ріст рослин. Симптоми токсичності хрому проявляються в в'яненні надземної частини та пошкодженні кореневої системи рослин. Типовою ознакою токсикозу є також хлороз молодого листя.
Хром накопичується в організмі тварин в кількостях від десяткових до десятимільйонна часток відсотка. У планктонних організмах коефіцієнт накопичення цього елемента величезний - 10000-26000. Хром бере участь в обміні ліпідів, нуклеїнових кислот, білків (входить до складу ферменту трипсину), вуглеводів (структурний компонент глюкозоустойчівого фактора). Основне джерело надходження хрому в організм тварин і людини - їжа.
За даними ФАО, частіше всього в рослинних продуктах міститься 20-50 мкг / кг хрому. Виявлено в рослинних і тваринних продуктах наступні кількості хрому: у фруктах - 0-200 мкг / кг, овочах - 0-360, злаках - 10-520, молоці - 10, м'ясопродуктах 20-560, в морепродуктах - 10-440 мкг / кг . У нашій країні ГДК хрому в м'ясі і м'ясопродуктах становить 0,5 мг / кг.
Нестача хрому проявляється у пригніченні росту, скорочення тривалості життя, порушення обміну глюкози, ліпідів і білка. При низькому вмісті хрому в раціоні спостерігається ураження рогівки, що супроводжуються вираженим помутнінням і гіперемією судин райдужної оболонки. Зниження вмісту хрому в організмі призводить до зменшення швидкості росту, підвищення холестерину в крові і зниження чутливості периферійних тканин до інсуліну. При значній недостатності хрому у тварин знижується толерантність до глюкози, розвиваються гіперглікемія і глюкозурія. Ці порушення зовні нагадують помірний цукровий діабет.
Вміст хрому в організмі людини становить 6600 мг, у м'яких тканинах 1800 році, у скелеті 4800 мг. Баланс хрому для умовного людини: надходження з їжею і водою 150 мкг / добу., З повітрям 0,1; екскреція з сечею 70, з калом 80. з потом 1, з волоссям і нігтями 0,6 мкг / добу.
Для людини хром не є остроядовітим елементом. Це пов'язано з високою стійкістю природних комплексів хрому в абіотичної матриці. Крім того, властивості хрому як жорсткої кислоти повідомляють йому більшу спорідненість до донорів кисню, ніж до донорів сірки, присутніх в біомолекули. Однак Сr ^{6 +} більш токсичний, ніж Сr ^{3 +,} з-за більшої швидкості його поглинання в травному тракті. У природних середовищах Сr ^{6 +} схильний до відновлення до Сr ^{3 +,} що знижує токсичну небезпеку хромсодержащих стоків. (Шеуджен, 2003)
РОЗДІЛ 3 ПІДХОДИ ДО ВІДБОРУ ПРОБ
Відбір проби є першою і досить простий, але водночас і відповідальною стадією проведення аналізу. До відбору проб пред'являються кілька вимог:
1. Відбір проби повинен бути асептичною і проводитися за допомогою стерильного пробовідбірника в стерильну ємність, яка повинна герметично закриватися для транспортування зразка в лабораторію.
2. Зразок повинен бути репрезентативним, тобто мати достатній обсяг, величина якого визначається вимогами до змісту конкретного мікроорганізму, і здійснюватися в місці, яке забезпечує адекватність зразка всьому об'єму аналізованого об'єкта.
3. Відібрана проба повинна бути оброблена негайно, у разі неможливості негайної обробки - зберігатися в холодильнику.
Порядок відбору проб харчових продуктів
Загальні вимоги:
Відбір проб є початковим етапом санітарно-епідеміологічної експертизи харчових продуктів, покликаним при оптимальних витратах часу і коштів забезпечити показність проб, найбільш повно і достовірно характеризують досліджувану партію продуктів (при експертизі партії) або окремого зразка.
Партією вважається продукція одного виду, сорту та найменування, вироблена за одну зміну і оформлена одним документом про якість, який повинен містити такі відомості: найменування підприємства-виробника, його підлеглість і місцезнаходження, найменування продукції та дату виготовлення, посилання на нормативний документ, термін придатності , температурний режим зберігання і реалізації.
Продукти з явно вираженими ознаками псування (різкий, неприємний гнильний запах, зміни консистенції, кольору, наявність глибокого або значного ураження цвіллю та ін), які визнані при огляді непридатними для харчування, можуть бракувати на місці, без лабораторного дослідження при обов'язковому складанні акту з обгрунтуванням причини забракування.
При санітарно-епідеміологічній експертизі відбір проб харчових продуктів проводить, як правило, лікар з гігієни харчування, при його відсутності - помічник санітарного лікаря. При проведенні виробничого контролю відбір проб проводить спеціально навчений працівник даного підприємства, що має свідоцтво про проходження навчання.
При експертизі партії порядок відбору та кількість проб, що забезпечують показність проби контрольованого виду харчових продуктів, визначені відповідними нормативними документами.
Порядок відбору проб харчових продуктів при експертизі партії включає в себе: виділення однорідної партії, визначення числа і відбір точкових проб, складання об'єднаної проби і формування з неї середньої проби, яка направляється на лабораторні дослідження.
Експертиза партії проводиться відповідно до чинної Інструкції про порядок проведення гігієнічної експертизи харчових продуктів в установах Держсанепідслужби.
При проведенні санітарно-епідеміологічної експертизи зразка харчового продукту в рамках державного санітарно-епідеміологічного нагляду та виробничого контролю на лабораторні дослідження спрямовується частина об'єднаної проби продукту. Висновок за зразком не є підставою для оцінки партії.
Проби продуктів для мікробіологічних аналізів відбирають до відбору проб для фізико-хімічних та органолептичних аналізів. Проби від харчових продуктів відбирають асептичним способом, що виключає мікробне забруднення продукту з навколишнього середовища. Проби відбирають у стерильний посуд, горло якої попередньо обпалюють у полум'ї пальника, за допомогою стерильних інструментів.
Проби у вигляді коробок, банок, плиток, пачок і ін загортають у щільний папір і перев'язують шпагатом. Проби, відібрані від вагових продуктів (в транспортній тарі: ящиках, мішках, контейнерах тощо), поміщають у чисті сухі банки з притертими скляними або добре пригнаними гумовими пробками, або загортають у пергамент, целофан, полімерну плівку, або упаковують у пластмасові коробки з кришками. Проби, які потребують особливих умов зберігання (при знижених температурах), поміщають в сумку-холодильник або обкладають сухим льодом. Транспортування зразків харчових продуктів повинна здійснюватися в умовах, що забезпечують збереження їх якості і безпека, спеціально обладнаних для таких цілей транспортним засобом, що має оформлений в установленому порядку санітарний паспорт.
На відібрані, на об'єктах проби, призначені для аналізу, складається акт відбору проб, в якому вказують: порядковий номер проби; найменування виробу; найменування підприємства-виробника та його місцезнаходження; дату і годину вироблення виробів (особливо швидкопсувних); дату і місце відбору проби ; номер партії; масу проби; обсяг партії, від якої відібрана проба; для яких досліджень і куди прямує проба; за яким нормативним документом або ГОСТу відібрана проба; прізвище і посада особи, яка відібрала пробу; прізвище і посада представника підприємства, в присутності якого проводився відбір.
У разі розбіжностей між представниками Держсанепідслужби та виробником або підприємством, що реалізовує продукцію, а також при відборі проб за санітарно-епідеміологічними показниками число зразків харчових продуктів, призначених для дослідження, повинна бути збільшена.
Визначення важких металів у грунтах сільськогосподарських угідь, продукції рослинництва і кормах
Роботи з визначення вмісту важких металів у грунтах, продукції рослинництва і кормах проводяться проектно-вишукувальними станціями хімізації сільського господарства та їх філіями за програмами, узгодженими з республіканськими об'єднаннями "Сільгоспхімія", республіканськими і регіональними науково-методичними центрами та обласними (республіканськими, крайовими) агропромисловими об'єднаннями.
Робота включається у виробничо-фінансовий план станції хімізації та оплачується відповідно до затверджених норм виробітку і розцінками.
Для обгрунтованого планування робіт з виявлення та запобігання накопичення важких металів та інших токсичних елементів у грунті сільськогосподарських угідь, продукції рослинництва і кормах з метою безпечного і високопродуктивного ведення сільськогосподарського виробництва в умовах техногенного забруднення проектно-вишукувальні станції хімізації повинні мати повну інформацію про підприємства - джерела забруднення і використовуваних і плануються до використання в якості засобів хімізації відходах.
У першу чергу звертається увага на вапно і гіпссодержащіе відходи (їх суміші), відходи промисловості та комунального господарства, використовуються в якості органічних добрив, відходи, які застосовуються як макро-і мікродобрива. При цьому враховується значимість кожного виду відходу для використання в умовах області (краю, зони обслуговування).
Проводиться максимально можливий збір інформації про фізичні властивості, хімічний склад відходів, наявності токсичних елементів.
Планування робіт з вивчення забруднення грунтів сільськогосподарських угідь і продукції рослинництва токсичними викидами підприємств здійснюється на підставі наступних показників:
- - Зареєстрованих фактів забруднення грунтів сільськогосподарських угідь, продукції рослинництва та кормів;
- Зниження врожайності і погіршення якості врожаю сільськогосподарських культур;
- - Зміни росту і розвитку рослин;
- - Негативного впливу викидів на стан грунтового родючості (фізико-хімічні властивості грунту, вплив на грунтову мікрофлору і фауну та ін.)
З цією метою проводиться збір інформації про викиди промислових підприємств. Матеріали за запитом обласного агропромислового об'єднання отримують на підприємствах - джерелах забруднення, обласних (районних) санітарно-епідеміологічних станціях.
Можливе використання матеріалів обласних територіальних схем охорони природи, які в даний час складено для багатьох областей (матеріали є в санепідемстанції).
Проводиться оцінка існуючих умов повітряного перенесення промислових викидів за тривалий період, для чого за даними місцевих метеостанцій будується "роза вітрів", а також за період вегетації рослин.
Особлива увага приділяється підприємствам кольорової та чорної металургії, енергетики, гірничодобувної та хімічної промисловості.

Відбір проб грунту і рослин при загальних і локальних забрудненнях
Загальні положення
Відбір проб грунту і рослин проводиться в районах впливу промислових, сільськогосподарських, господарсько-побутових і транспортних джерел забруднення при контролі санітарно-гігієнічного стану с.-г. угідь та рослинної продукції.
Апаратура, матеріали, реактиви:
- - Лопати за ГОСТ 19596-74;
- - Ножі грунтові за ГОСТ 23707-79;
- - Ножі з поліетилену або полістиролу;
- - Бури грунтові;
- - Сита грунтові з діаметром отворів 2 мм за ГОСТ 3584-73;
- - Ступки і товкачі фарфорові за ГОСТ 9147-80;
- - Банки скляні широкогорлі з притертими пробками місткістю: 500, 800, 1000 куб. см;
- - Банки або коробки з харчового поліетилену, полістиролу;
- - Шпателі металеві згідно з ГОСТ 19126-79;
- - Шпателі пластмасові за ГОСТ 19126-79;
- - Совки;
- - Папір обгортковий за ГОСТ 8273-75;
- - Клейонка медична;
- - Калька з ГОСТ 892-70;
- - Мішечки матерчаті;
- - Пакети або плівка поліетиленова;
- - Коробки картонні;
- - Сушильну шафу, що забезпечує підтримку заданого температурного режиму 40 - 150 ° С з похибкою ± 5 ° С;
- - Вода дистильована за ГОСТ 6709-72.
Інструменти, використовувані при відборі проб, повинні бути ретельно очищені від іржі. Не слід вживати оцинковані відра, мідні вироби, емальовані тази, пофарбовані інструменти, що містять важкі метали.
Особливої ​​уваги заслуговує правильний вибір пакувального матеріалу для запобігання забруднення важкими металами проб, взятих у полі. Проби грунтів поміщають в мішечки з вибіленої бавовняної тканини. Мокрі проби відбирають в поліетиленові мішечки і після доставки з поля негайно сушать у провітрюваному приміщенні.
Відбір проб грунту проводиться відповідно до вимог до відбору проб грунтів при загальних і локальних забрудненнях, викладеними в ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84, ГОСТ 28168-89, а також в "Методичних вказівках з агрохімічного обстеження грунтів сільськогосподарських угідь "та" Методичних вказівках з проведення польових і лабораторних досліджень при контролі забруднення навколишнього середовища металами ".
Зразки грунтів відбираються два рази на рік: навесні - після сходу снігу і восени - під час збирання врожаю. Для контролю забруднення важкими металами відбір проб грунтів проводять не менше 1 разу на 3 роки.
У кожному господарстві обстежується 3-5 полів, зайнятих основними культурами. Розмір пробної майданчики при однорідному грунтовому покриві коливається від 1 до 5 га , А при неоднорідному грунтовому покриві - від 0,5 до 1 га . З кожною з цих майданчиків відбирається не менше 1 об'єднаної проби.
На орних грунтах точкові проби відбирають на глибину орного шару, на сінокосах і пасовищах - на глибину до 25 см через інтервали 0-5, 5-10, 10-20 (25) см. Для контролю забруднення легкомігрірующімі речовинами точкові проби відбирають за генетичними горизонтів на всю глибину грунтового профілю. При відборі проб під зерновими і просапними культурами, а також під виноградниками необхідно в рівній мірі захопити рядки і міжряддя. У садах проби відбирають приблизно в 1 м від стовбура дерева.
При відборі проб грунту сільськогосподарських угідь з локальним забрудненням застосовують систему концентричних кіл, розташованих на певних відстанях від джерела забруднення в залежності від площі забруднення, вказуючи номери кіл і азимут місця відбору проб.
У напрямку основного поширення забруднюючих речовин відповідно до "розою вітрів" систему концентричних кіл продовжують у вигляді сегменту, розмір якого залежить від ступеня поширення забруднення.
- Незалежно від вітрового режиму проби грунту орного та підорного горизонтів відбирають по парному румбах в таких точках: 1 - на найближчих від джерел забруднення сільгоспугіддях (0,5-1,5 км);
- 2 - у 2-3 км від джерела забруднення;
- 3 - у 5-6 км від джерела забруднення.
При забрудненні великій території проводиться відбір проб грунтів на відстані 5-30 км від джерела забруднення по осі перенесення, зворотної "розі вітрів" (по домінуючому напрямку розносу викиду): проби відбирають на відстані 10, 20, 30 км від джерела забруднення.
Грунтові проби необхідно брати на відстані 150-200 м від крупних автомагістралей і 50 м від польових доріг.
Об'єднана проба складається не менше ніж з 5 точкових проб, узятих з пробної майданчика, яка закладається на відстані не менше 100 м від краю поля. З крайових ділянок також можуть бути відібрані об'єднані проби, але вони будуть характеризувати забруднення грунту лише крайових ділянок.
При відборі грунту буром об'єднана проба складається з 20-40 уколів, зроблених через рівні проміжки по діагоналі ділянки. При довжині маршрутного ходу більше 500 і для орієнтування використовуються віхи.
При відборі проб грунту лопатою точки відбору розташовуються по "конверту" (чотири точки в кутах майданчика і одна в центрі). Навколо кожної з п'яти точок робиться ще по чотири прікопкі. Таким чином, об'єднана проба складається з 25 точкових проб.
Проби грунту зсипаються на крафт-папір або поліетиленову плівку, ретельно перемішуються, кварти 3 - 4 рази (подрібнена вручну грунт розрівнюється на папері у вигляді квадрата, ділиться на чотири частини, дві протилежні частини відкидаються, дві частини перемішуються).
Що залишилася після квартування грунт розрівнюється на папері, умовно ділиться на 6 квадратів, з центру яких береться приблизно однакову кількість грунту в полотняний (поліетиленовий) мішечок або крафт-папір. Маса проби повинна бути близько 1 кг . На кожну пробу повинен бути заповнений "Паспорт обстежуваного ділянки". Даний паспорт є етикеткою проби. Відібрані проби в лабораторії необхідно пронумерувати і зареєструвати в журналі, вказавши наступні дані: порядковий номер і місце взяття проби, рельєф місцевості, тип грунту, цільове призначення території, вид забруднення, дату відбору. Проби зберігають у коробках або пакетах, куди поміщають раніше заповнену етикетку.
Проби рослин відбирають на тих же ділянках, що і проби грунту. Для отримання об'єднаної проби рослин масою 0,5-1 кг натуральної вологості рекомендується відбирати не менше 8-10 точкових проб.
Наземну частину трав'яного покриву зрізають гострим ножем або ножицями, не засмічуючи грунтом, укладають у поліетиленову плівку або крафт-папір, вкладають етикетку.
Якщо нижня частина рослини забруднена грунтом, то потрібно зрізати рослини на 3-6 см вище поверхні грунту.
Об'єднану пробу складають з точкових проб, узятих з надземної частини рослин або роздільно - стебел і листя, плодів зерна, коренеплодів, бульбоплодів.
Відбір точкових проб насипного зерна з автомобілів проводиться механічним пробовідбірником або вручну щупом за ГОСТ 13586.3-83.
З автомобілів з довжиною кузова до 3,5 м точкові проби відбирають у 4-х точках за схемою А; з довжиною кузова від 3,5 до 4,5 м - У 6-и точках за схемою Б; з довжиною кузова від 4,5 м і більше - у 8-и точках за схемою В. За всіма схемами точкові проби відбирають на відстані від 0,5 до 1 м від переднього і заднього бортів і на відстані 0,5 м від бічних бортів:
Схема А Схема Б Схема У
х х х х х х х х х
х х х х х х х х х
Механічним пробовідбірником точкові проби відбирають з насипу зерна по всій її глибині. Ручним щупом точкові проби відбирають з верхнього і нижнього шарів, торкаючись щупом дна. У автопоїздах точкові проби відбирають з кожного кузова (причепа).
Загальна маса точкових проб при відборі за схемою А повинна бути не менш 1 кг , За схемою Б - не менше 1,5 кг , За схемою В - не менше 2 кг . Якщо загальна маса буде більше зазначеної, то відбирають додатково точкові проби в тих же точках в середньому шарі насипу.
Точкові проби при навантаженні (вивантаженні) зерна у вагони, судна, склади елеватора відбирають з струменя переміщуваного зерна в місцях перепаду механічним пробовідбірником або спеціальним ковшем шляхом перетину струменя через рівні проміжки часу протягом усього періоду переміщення партії. Періодичність відбору точкових проб встановлюють залежно від швидкості переміщення, маси партії, а також стану засміченості, з тим, щоб забезпечити вимоги, зазначені у таблиці 2.

Таблиця 2. Відбір точкових проб зерна з мішків
Маса однієї точкової проби повинна бути не менш 100 г . Кількість мішків, з яких повинні бути відібрані крапкові проби, визначають залежно від величини партії.
З зашитих мішків точкові проби відбирають мішочні щупом в 3-х доступних точках мішка. Щуп вводять у напрямку до середньої частини мішка жолобком вниз, потім повертають його на 180е і виймають. Отвір, що утворився закладають хрестоподібними рухами вістря щупа, зсуваючи нитки мішка. Загальна маса точкових проб (об'єднана проба) повинна бути не менш 2 кг .
Об'єднану пробу отримують як сукупність точкових проб. Всі точкові проби зсипають в чисту міцну тару, яка виключає зміну якості зерна. При використанні механічного пробовідбірника для відбору проб з автомобілів точкові проби змішують у процесі відбору проб і утворюють об'єднану пробу.
У тару з об'єднаною пробою зерна вкладають етикетку із зазначенням:
- - Найменування господарства, району, області;
- - Найменування культури;
- - Номери складу, вагона або назви судна;
- - Маси партії;
- - Дати відбору проб;
- - Маси проби;
- - Підпису особи, яка відібрала пробу.
При вступі на елеватор кількох однорідних за якістю партій зерна, а також кукурудзи в качанах, з одного колгоспу, радгоспу протягом оперативних доби, формують середньодобову пробу шляхом виділення на дільнику з об'єднаних проб, відібраних з кожного автомобіля (причепа), частини зерна з розрахунку 50 г на 1 т доставленого зерна.
Середньодобову пробу формують в чистій ємності, на якій повинні бути вказані назва господарства, номер бригади, культура, сорт, дата.
Загальна маса точкових проб, узятих з автомобіля, у всіх випадках повинна бути близько 2 кг і повністю використовуватися для формування середньодобової проби.
Якщо маса об'єднаної або середньодобової проби перевищує 2 кг , То виділення середньої проби з об'єднаної проводиться на дільнику, а за відсутності дільника - вручну.
Проби бульбоплодів і коренеплодів відбирають з буртів, насипів, куп, автомашин, причепів, барж, сховищ і т.д.
Проби відбираються від однорідної партії. Однорідна партія корму є будь-яку кількість його одного сортотипу, заготовленого з одного поля, що зберігається в однакових умовах.
Точкові проби відбирають по діагоналі бічної поверхні бурту, насипу, купи або середньої лінії кузова автомашини, причепа, вагона, баржі і т.д. через рівні відстані на глибину 20 - 30 см . Бульбоплоди і коренеплоди беруть у трьох точках поспіль. Кожна точкова проба повинна мати масу близько 1 кг . Точкові проби поміщають на брезент, з'єднують і отримують об'єднану пробу.
Середню пробу масою близько 1 кг для аналізу виділяють з об'єднаної. Для цього об'єднану пробу сортують за розміром на три групи: великі, середні, дрібні. Від кожної групи відбирають 20% бульбі-або коренеплодів, об'єднують їх, упаковують і відправляють у лабораторію.
Відбір проб трави та зеленої маси сільськогосподарських культур проводиться за ГОСТ 27262-87. Трави з пасовищ або сіножатей відбирають на виділених 8 - 10 облікових майданчиках розміром 1 або 2 кв. м , Розташовуючи їх по діагоналі ділянки. Травостій скошують (зрізують) на висоті 3-5 см.
Від зеленої маси, доставленої на ферми для безпосереднього згодовування тваринам або для приготування силосу, сінажу, штучно висушених кормів, точкові проби беруть вручну не менше ніж з 10 різних місць порціями по 400-500 г.
Відібрані точкові проби зеленої маси збирають на брезент, ретельно перемішують і розстилають рівним шаром, отримуючи, таким чином, об'єднану пробу.
З об'єднаної проби зеленої маси відбирають середню пробу для аналізу. Для складання середньої проби, маса якої повинна бути 1,5-2 кг, траву беруть порціями по 150 - 200 г з 10 різних місць
Відбір проб грубих кормів (сіно, солома) проводять за ГОСТ 27262-87.
Точкові проби з партії сіна або соломи, що зберігаються в скиртах, копицях відбирають по периметру скирти, копиці на рівних відстанях один від одного на висоті 1,0 - 1,5 м від поверхні землі з усіх доступних сторін з глибини не менше 0,5 м . З точкових проб складають об'єднану пробу масою 2 кг . Для цього точкові проби сіна складають тонким шаром (3 - 4 см ) На брезенті або на плівці і обережно перемішують, не допускаючи ломки рослин і освіти потерті.
З об'єднаної проби сіна відбирають середню пробу для аналізу. Для цього не менше ніж з 10 різних місць по всій площі і товщині шару відбирають пучки сіна масою 60 - 120 г . Відібрану пробу (середню) масою близько 1 кг упаковують в щільний папір, паперовий або поліетиленовий пакет, туди ж поміщають етикетку.
Методи відбору всіх видів круп, бобових, насіння і т.д. аналогічні методам відбору проб зерна; яблука, помідори, баклажани і т.п. відбираються за методами відбору коренеплодів. З невеликих партій продуктів (ягоди, зелені культури тощо) точкові проби беруться в 4-5 місцях. Об'єднана проба за масою або об'ємом повинна бути в 3 рази більше маси або об'єму, необхідного для підготовки до аналізів.

ГЛАВА 4 АНАЛІТИЧНІ МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ токсиканту в ЗРАЗКАХ
В даний час для аналізу залишків хімічних речовин в об'єктах навколишнього середовища і біологічному матеріалі використовують сучасні фізико-хімічні методи, такі, як тонкошарову та газожидкостную хроматографію, ультрафіолетову інфрачервону та атомно-абсорбційній спектрометрію, мас-спектрометрії та хромас-спектрометрію.
Сучасні методи дослідження повинні бути по можливості специфічними, тобто дозволяли б відкривати шукане речовину в присутності інших аналогічних сполук, бути досить чутливими і дозволяли б визначати мільйонні частки речовини в 1 кг субстрату. Особливо це важливо для методів, призначених для санітарної оцінки кормів і продуктів тваринництва, а також для вивчення динаміки залишків пестицидів у воді, рослинах і організмі жівотних.Степень визначення хімічних токсикантів повинна становити не менше 60% від кількості стандартного речовини, внесеного в пробу. Методи повинні бути задовільно точними (не менше ± 20%) і добре відтворюваними.
Методи визначення токсичних речовин у патологічному матеріалі, об'єктах навколишнього середовища, кормах і продуктах харчування тваринного походження містять у собі виділення токсичної речовини з проби. Виділення отрути з проби може бути проведено шляхом мокрого або сухого озоления, відгону з водяною парою або ж екстракцією одним або кількома органічними розчинниками.
Сухе озолення проводять під дією високих температур (до 500 ° С) в муфельній печі. Цей метод в основному використовують для виділення металів. Мокре озолення застосовують значно частіше і проводять за допомогою концентрованих неорганічних кислот, найчастіше суміші азотної, сірчаної кислот і окислювачів.
Виділення токсичних речовин методом відгону з водяною парою або дистиляції використовують для легколетучих хімічних сполук. Суть методу полягає в тому, що пробу ретельно подрібнюють до кашкоподібного стану або ж руйнують неорганічної кислотою, розбавляють водою, а потім воду переганяють, нагріваючи колбу або подаючи в неї пара від пароутворювача. Токсичні речовини переводяться у дистилят.
Частіше за інших у ветеринарній практиці виділяють токсичні речовини шляхом їх екстракції з проби органічними розчинниками. Для цього пробу ретельно подрібнюють, поміщають в колбу, а потім заливають одним або кількома органічними розчинниками. Обсяг органічного розчинника повинен бути не менш ніж у 2 рази більше маси або об'єму проби. Екстракцію токсиканту проводять шляхом витримування проби з органічним розчинником протягом 20-24 год, перемішування на шюттель-апараті протягом 1-2 год або змішування протягом декількох хвилин при великій швидкості обертання перемішують (ультраторакси, омніміксари та ін.) Останній спосіб кращий, тому що при цьому утворюється гомогенна маса, в якій створюється найбільш тісний контакт органічного розчинника з субстратом, а отже, найбільш повно витягуються токсичні речовини, що містяться у пробі. Для цієї мети також використовують апарат Соксклета, в якому токсичну речовину екстрагується при багаторазовому промиванні субстрату киплячим органічним розчинником. Апарат Соксклета забезпечує більш повне вилучення токсиканту з проби в порівнянні з іншими методами.
При будь-якому способі виділення токсичної речовини в екстракт переходить значна кількість домішок, що заважають розподілу: жири, пігменти, віск, білки, солі та ін Для звільнення екстракту від цих речовин використовують різні способи очищення: шляхом омилення, виморожування, осадження, перерозподілу з одного органічного розчинника в інший за допомогою спеціальних колонок та ін Останні залежать від виду аналізованого з'єднання та субстрату, в якому він знаходиться.
Для того щоб підвищити чутливість методу аналізу, екстракти концентрують до невеликого обсягу, достатнього для проведення досліджень даним методом. Зазвичай кінцеві обсяги екстрактів становлять 0,5-5 мл. Для концентрування використовують спеціальні апарати Кудерна-Данич, вакуум-ротаційні випаровувачі.
Концентрування також можна проводити в струмі повітря або азоту. У практичних умовах найбільш прийнятним способом є концентрування у струмі повітря. Для цього екстракт заливають у фарфорову випарювальну чашку, ставлять її під шторку витяжної шафи і включають тягу. При визначенні високолеткими речовин при концентруванні можливі значні втрати отрути, тому при цій операції необхідно виконувати наступні вимоги: не концентрувати кінцеві екстракти при підвищеній (вище 40 ° С) температурі, не упарюють досуха очищені екстракти.
Індикацію токсичних речовин проводять наступними фізико-хімічними методами.
Тонкошарову хроматографію найбільш широко застосовують в практичних лабораторіях. Принцип напівкількісного методу полягає в тому, що суміш хімічних речовин, що містяться в аналізованій пробі, наносять на пластинку і розділяють в тонкому шарі інертного порошку (селикагель, окис алюмінію та ін) за допомогою суміші органічних розчинників (рухливий розчинник). Платівку обприскують розчином виявляє реактиву, в результаті чого на ній з'являються у вигляді забарвлених плям досліджувані хімічні сполуки. Ідентифікують відкриті речовини за величиною Rf-приватному від ділення відстані, пройденого шуканим речовиною від точки нанесення (лінія старту) до місця дислокації, до відстані, пройденого рухомим розчинником. Кількість відкривається речовини визначають за інтенсивністю забарвлення плями і його розмірами.
У практиці ветеринарних хіміко-токсикологічних досліджень тонкошарова хроматографія використовується для визначення багатьох пестицидів, алкалоїдів, мікотоксинів, органічних сполук важких металів. Метод простий за технікою використання, не вимагає складного обладнання, має досить високою специфічністю і чутливістю (0,05-1,0 мкг в пробі).
Атомно-абсорбційна спектрометрія заснована на поглинанні окремими атомами хімічних елементів світлових променів в певній області спектра. Тому досліджувані хімічні речовини спочатку минерализуются, а потім у стані розчину піддаються впливу променями визначеної довжини, відповідної поглинаючої здатності того чи іншого елемента. За ступенем поглинання променів визначають його кількісний вміст. Цей метод знаходить широке застосування головним чином при визначенні металів і металоїдів (ртуть, свинець, кадмій, мідь, цинк та ін.)
Нейтронно-активаційний аналіз заснований на опроміненні проби нейтронами, в результаті чого виникає наведена радіація, за ступенем якої і визначають кількісний рівень вмісту досліджуваного елемента. Однак метод потребує складного обладнання, тому малопріемлем в практичних умовах.
Критерії оцінки методів визначення залишків токсичних речовин
Методи визначення залишків токсичних речовин в об'єктах зазвичай характеризують по чутливості, точності і определяемости.
Чутливість методу-найменшу кількість хімічної речовини, що відкривається при заданих умовах методу. Вона може бути абсолютною і відносною. Абсолютна чутливість - найменша кількість речовини, яку можна визначити даним методом або реакцією, що лежить в її основі. Так, за допомогою рідинної хроматографії можна визначити 0,05 нг ТХМ-3. Однак для дослідження використовують лише частина аліквотах, призначеної для аналізу, яка відповідає певній частині проби. Тому для повної характеристики методу доцільно ввести таке поняття, як відносна чутливість - чутливість по відношенню до одного і того ж об'ємом або масою. Зазвичай відносну чутливість прийнято виражати в мг / кг проби.
Точність методу. Під точністю методу, як правило, розуміють різницю між істинною і експериментальної величиною. При цьому за справжню величину може бути прийнято кількість речовини, що вноситься в пробу з стандартного розчину. Тому точність методу може бути охарактеризована як різниця між кількістю речовини, внесеного в зразок і визначеного цим методом аналітичного дослідження. Точність-це величина стандартного відносного відхилення, встановленого за результатами відтворення методики при внесенні даного кількості речовини в пробу.
Точність методу відповідає величині стандартного відносного відхилення і обчислюється за формулою


σ (стандартне відхилення) = Σ (X - X) ²
N-1
де N-число вимірювань; X-приблизна величина; Х-середнє арифметичне; Σ - знак підсумовування.
Спочатку розраховують середнє арифметичне, потім абсолютну величину різниці між середнім арифметичним і значенням окремого вимірювання; різниця зводять квадрат і цю величину підсумовують. Суму ділять на N-1. Квадратний корінь з отриманого результату є стандартне відхилення σ.
Однак точність методу може бути обчислена стосовно определяемости. Тому спочатку встановлюють определяемости методу, а потім його точність за показником відносного стандартного відхилення.
Определяемости методу - середня величина, що показує відсоток відкриття речовини в пробі після його внесення з стандартного розчину в кількостях, що відповідають межі визначення та максимально можливого рівня змісту. (Жуленко зі співавторами, 2002)

РОЗДІЛ 5 ВИБІР ВИДУ ІНДИКАТОР
На сучасному етапі звертає на себе увагу бурхливий розвиток методів біомоніторингу як єдиного підходу адекватної оцінки стану біологічних і екологічних систем (Криволуцкий, 1991; Єгорова, Синзинис, 1997; Пєтухова, Дороніна, 1999; Євсєєва, Гераськін, 2000; Єгорова, Білолипецька, 2000; Колупаєв, 2000). У зв'язку з цим розробка, вдосконалення та впровадження методів біомоніторингу в мережу контролю навколишнього середовища як окремих відомств, так і конкретних АЕС є актуальним завданням (Єгорова з співавт., 2002). Методи біотестування і біоіндикації дозволяють діагностувати стан екосистеми з відгуків на стресовий вплив ззовні окремих 13 компонентів біоти. Екологічна діагностика на рівні біотестування та біомоніторингу дає інтегральну адекватну оцінку якості середовища проживання будь-якої біологічної популяції, включаючи людину. Біотести можуть бути рекомендовані для безперервного експрес-контролю стану навколишнього середовища промислових районів і природно-господарських комплексів, контролю залпових шкідливих викидів підприємств, для оцінки ефективності застосовуваних методів детоксикації навколишнього середовища і роботи очисних споруд, а так само екологічної паспортизації підприємств і окремих районів (Richardson , 1996; Rathinam, Mohanan, 1996).
Сучасний біомоніторинг налічує кілька визначень поняття «біотестування». Біотестування представляє собою методичний прийом, заснований на оцінці дії фактора середовища, у тому числі токсичної, на організм, його окрему функцію або систему організмів (Методи біотестування ..., 1989). Згідно Морозової (2001) біотестірорваніе - це метод моделювання наслідків впливу фактора, що володіє общебиологическим дією на живе. Головне завдання, яке вирішується біотестування - це отримання швидкої відповіді - є або відсутня токсичність (Тарасенко, 1999). Евгеньев (1999) під біотестування розуміє прийоми дослідження, при якому про якість середовища, фактори, що діють самостійно або в поєднанні u1089 з іншими, судять за виживання, станом і поведінкою спеціально поміщених в цю середу організмів - тест-об'єктів. Тест-об'єкти повинні відповідати наступним вимогам:
1. Висока чутливість до впливів навіть малих доз мутагену.
2. Швидкість та економічність методів тестування.
3. Відтворюваність (можливість отримання аналогічних результатів на цій же тест-системі).
4. Чутливість не тільки до мутагенів, а й до їхніх метаболітів. 14
5. Можливість екстраполювати дані, отримані при дослідженнях in vitro на умови in vivo (Дмитрієва, Парфьонов, 1991).
Біотестування не скасовує систему аналітичних та апаратурних методів контролю природного середовища, а лише доповнює її якісно новими біологічними показниками, так як з екологічної точки зору самі по собі результати визначення концентрації токсикантів мають відносну цінність (патина, 1981). На думку Олівернусовой (1991), використання біологічних тест-систем дозволяє визначити зміни в екосистемах на дуже ранній стадії, коли вони ще не проявляються у вигляді морфологічних і структурних змін і їх не можна виявити іншими методами. Це дає можливість передбачити порушення екосистеми і вчасно вжити заходів. Крім того, стан біоіндикаторів можна використовувати як додаткову інформацію при оцінці здоров'я населення. За словами Єгорової (2002) кумулятивний ефект всього різноманіття поєднань різних впливів можливо оцінити лише за допомогою біотестування. Тарасенко (1999) розглядає біотестування як введення в більш ретельний і всебічний аналіз хімічного складу води. Питанням біотестування забрудненості води поллютантами присвячені багато робіт (Ілющенко, Щегольков, 1990; Морозова із співавт., 2001; Христового, Безруков, 1994).
Незважаючи на деякі недоліки біотестування (труднощами обліку адаптаційно-пристосувальних змін тест-організмів; фазністю і сезонністю їх реагування, викликаної стимуляцією фізіологічних функцій під впливом малих концентрацій забруднюючих речовин та їх пригніченням під впливом великих концентрацій; відмінністю метаболізму водних рослин і тварин та ін) (Бута зі співавт., 2002). Перспективність контролю антропогенного забруднення природних вод за допомогою біотестів обгрунтована численними дослідженнями, і в Російській Федерації з 1991 р . Воно 15 стало обов'язковим елементом екологічного моніторингу (Правила охорони поверхневих вод ..., 1991). Крім того, методи біотестування знайшли своє відображення в таких нормативних документах, як РД 118-02-90; РД 52.18.344-93; ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.4-99; СП 2.1.7.1386-03 та ін) . У 15 суб'єктах тривав експеримент, спрямований на впровадження методів біотестування в галузі оцінки якості зворотних вод та визначення плати за скидання з урахуванням сумарної токсичності забруднюючих речовин. На основі результатів експерименту підготовлена ​​"Інструкція з розрахунку плати за скидання у водні об'єкти забруднюючих речовин з урахуванням їх сумарної токсичності", яка спрямована на розгляд в Мінфін Росії та Мінекономіки Росії (Державний доповідь ..., 1999)
Біоіндикація - споріднений біотестуванню прийом, який використовує для цих же цілей організми, що мешкають в досліджуваній середовищі. При виборі таких організмів доводиться дотримувати певні вимоги, серед яких можливість фіксувати чіткий, відтворений і об'єктивний відгук на вплив зовнішніх факторів, чутливість цього відгуку на малі змісту забруднювачів та ін (Єгоров, Єгорова, 1999; Волков 2001; Єгоров з співавт., 2001 ; Міхайлуц з співавт., 2001; Федорова 2002).
Відомий приклад біотестування, заснований на використанні канарок для індикації появи рудникового газу в гірських виробках гірниками в середні століття. Поведінка птаха або його загибель оповіщали шахтарів про небезпеку, що загрожує їм небезпеки.