Визначення вмісту нітратів у сільськогосподарській продукції

Мета роботи: Визначення вмісту нітратів у сільськогосподарській продукції потенціометричним методом за допомогою іон-селективного електроду.

Обладнання та реактиви:

1. Тертушка пластмасова;

2. Терези лабораторні загального призначення типу ВЛР-200г;

3. pH-метр, мілівольтметр, нітратометр або рідинний багатопараметричний аналізатор РБА ЕКОТЕСТ-2000;

4. Електрод іонселективний нітратний ЕЛИС-121-NO₃;

5. Електрод допоміжний хлор срібний;

6. Мішалка лабораторна електромеханічна або магнітна;

7. Колби мірні місткістю 50, 100, 1000 см³ за ГОСТ1770;

8. Стакани хімічні місткістю 50, 500 і 1000 см³ за ГОСТ 25336;

9. Дозатор місткістю 50 см³ з похибкою дозування не більше 0,5 см³ або мірний циліндр місткістю 50 см³ за ГОСТ 1770;

10. Піпетки градуйовані 1(2,4,5,6)-2-(2,5,10);

11. Галуни алюмокалієві за ГОСТ 4329, ч.д.а.;

12. Калій хлорид за ГОСТ 4234, х.ч.;

13. Калій нітрат за ГОСТ 4217, х.ч.;

14. Калій манганат за ГОСТ 20490, х.ч.;

15. Перекис водню, водний розчин з масовою концентрацією 33% за ГОСТ 10929, х.ч.;

16. Вода дистильована за ГОСТ 6709.

Теоретичні відомості

Забруднювачами навколишнього середовища, зокрема ґрунтів є добрива. Добрива – органічні та мінеральні речовини, які містять елементи живлення рослин (головним чином Нітроген, Фосфор, Калій), породжують екологічну небезпеку там, де їх використання не збалансовано. Дози добрив треба точно розраховувати для конкретних ґрунтових і кліматичних умов. Перевищення доз веде до змиву частини добрив, яка не засвоїлась рослинами, дощовими та паводковими водами в річки. Ці стоки забруднюють водоймища та викликають розвиток у них хвороботворних організмів. Надлишок добрив може призвести до зниження врожайності, через те, що Нітроген, Фосфор і Калій, що потрапили в ґрунт, токсично впливають на рослини.

Нині виробництво добрив щороку складає близько 23 кг на людину, причому половина всіх добрив – нітратні. Органічні та мінеральні добрива, які містять сполуки нітрогену, у ґрунті перетворюються на нітрати і разом із водою поступають у рослини. Процес окиснення Нітрогену, який міститься у ґрунті, до нітритної кислоти, а потім до нітратної кислоти називається нітрифікацією:

У кореневій системі, стеблах, листках і плодах нітрати відновлюються під дією ферментів до іонів амонію NH⁺₄, з якого синтезуються амінокислоти і далі білки. Таким чином мінеральний нітроген перетворюється в органічний Нітроген.

У природних умовах (наприклад у лісі) вміст нітратів у рослинах невеликий, тому нітрати повністю перетворюються в органічні форми. Але якщо така рослина вирощується на удобреному полі, то мінеральних солей Нітрогену в неї в 20 разів більше, ніж у природному ґрунті, а в разі надмірного внесення добрив – у 40 разів.

Як же впливають нітрати на організм людини? Підпорогова концентрація нітрату амонію, яка не впливає на санітарний режим водоймища, становить 10 мг/дм³. Максимальна його концентрація, яка при постійному впливі протягом тривалого часу не викликає порушень біохімічних процесів, становить 2 мг/дм³. Смертельна доза нітратів для людини – 8-15 г. Допустима добова доза споживання 5 мг/кг.

Людина відносно легко переносить дозу в 150-200 мг нітратів на добу; 500 мг на добу – гранично допустима доза; 600 мг на добу – токсична доза для дорослих; 10 мг на добу – токсична доза для немовлят. Під впливом значної дози нітратів спостерігається гостре отруєння. Найнебезпечніше, коли надлишкові нітрати не встигають виводитись з організму або витрачатись на синтез біомолекул (амінокислот, білків) і перетворюються на нітрити. Останні потрапляють у кров, дезактивують дихальні ферменти, що приводять до зниження в крові вмісту гемоглобіну і порушення її транспортної функції.