BADANIA NAD MOŻLIWOŚCIĄ ZASTOSOWANIA FARBIARSKIEGO BŁĘKITU METYLENOWEGO DO OZNACZEŃ
WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNYCH GLEB
K a ted ra C h em ii R oln ej W SR W rocław K ie r o w n ik — prof. dr K. B o ra ty ń sk i
Przy w ycenie zasobności gleb w fosfor w edług m etody Egnera-Riehma potrzebna jest znajomość rodzaju gleby, pozwalająca na zaszeregowanie jej do jednej z trzech grup:
a) gleb piaszczystych,
b) gleb gliniasto-piaszczystych i piaszczysto-gliniastych, c) gleb gliniastych i ilastych.
W stacjach chemiczno-rolniczych prowadzących masowo badania za sobności gleb dokonuje się tego podziału na podstawie bardzo subiek tywnej m etody, a m ianowicie przez badanie próbki palcami. Stosunkowo duża pracochłonność metod laboratoryjnych określania składu m echa nicznego gleb utrudnia ich zastosowanie w oznaczeniach masowych. Z te go powodu godna uwagi jest metoda opracowana przez P e t e r a i M a r k e r t a, którzy po zbadaniu przydatności serii barwników w odniesieniu do gleb mineralnych [1] podali w 1956 r. metodę oznaczania własności sorpcyjnych gleb za pomocą błękitu m etylenow ego [2]. W 1959 r. ci sami autorzy opublikowali badania nad możliwością określenia wysokości da wek wapnia na podstawie oznaczenia pH i sorpcji błękitu m etylenow ego [3]. W następnej publikacji podali zmienioną m etodykę przeprowadzenia oznaczeń [4], do której U h l i g [5] wprowadził techniczne uproszczenia samych pomiarów kolorym etrycznych.
Zasada oznaczania sorpcji błękitu m etylenow ego według m etody P e t e r a i M a r k e r t a polega na wytrząsaniu określonej ilości gleby ze znaną ilością roztworu wodnego błękitu m etylenow ego o znanym stężeniu i oznaczeniu kolorym etrycznym stężenia roztworu znad osadu
po sedym entacji gleby w następnym dniu. Z różnicy stężeń błękitu m e tylenow ego przed i po wytrząśnięciu oblicza się ilość zasorbowanego błękitu wyrażając ją w milirównoważnikach na 100 g gleby, czyli w tzw. wartościach MB (M ethylenblau Werte).
Ze względu na intensyw ne zabarwienie roztworu błękitu przy po miarach kolorym etrycznych można postępować dwojako: rozcieńczać roz twór przed pomiarem wodą w stosunku 1 : 50 albo posługiwać się mikro- kuwetam i przepływowym i, skonstruowanymi przez U h 1 i g a, w których warstwa cieczy wynosi w przybliżeniu 0,1 mm.
P e t e r i M a r k e r t zalecają sporządzanie roztworów z błękitu m etylenow ego o dużej czystości, wolnego od zanieczyszczeń chlorkiem cynku i o zawartości popiołu poniżej 1%. Za taki uważają preparat DAB. Tego rodzaju preparat nie znajduje się u nas w handlu, a błękit m ety lenowy, używany do barwienia preparatów mikroskopowych w naszych doświadczeniach, nie odpowiadał stawianym wym aganiom i jest bardzo drogi, a więc nie nadaje się z tych względów do badań masowych. W tej sytuacji podjęto próby nad możliwością zastosowania do tego celu ta niego błękitu m etylenow ego farbiarskiego DB produkcji polskiej.
Dalszym celem badań było wykazanie, czy istnieje korelacja m iędzy składem m echanicznym (zawartością części spławialnych) i zawartością substancji organicznej a sorpcją błękitu m etylenowego.
Zgodnie z danymi P e t e r a i M a r k e r t [2] do oznaczenia wielkości sorpcji w glebach mineralnych stosuje się roztwór błękitu m e tylenow ego o stężeniu 0,25%, przy czym sprawdzianem koncentracji ma być pomiar ekstynkcji roztworu rozcieńczonego w stosunku 1 : 200. Ekstynkcja w łaściw ie sporządzonego roztworu mierzona w ku wacie o grubości warstw y 1 cm (w odniesieniu do optycznie nieczynnej wody) na fotom etrze Pulfricha przy użyciu filtru S-66 powinna być równa 1,22. W edług w łasnych badań ekstynkcja mierzona na fotom etrze Langego (kuwety 1 cm), przy użyciu filtru RG-2 z wyposażenia podstawowego, powinna wynosić 1,20. Według P e t e r a i M a r k e r t pomiar inten sywności zabarwienia każdorazowo sporządzonego roztworu w yjściow ego do zalewania gleb jest niezbędnym miernikiem właściwej koncentracji błękitu m etylenow ego.
Jak w ykazały doświadczenia, dokładne odważenie błękitu z tej samej partii odczynnika przechowywanego w zam kniętym naczyniu gwaran tuje uzyskanie każdorazowo pokrywających się wartości ekstynkcji. N ie zbędne jest jednak, szczególnie z uwagi na różną zawartość wilgoci w preparatach, sprawdzenie ekstynkcji roztworu błękitu z naważki przy każdej nowej serii zakupionego odczynnika.
Przy oznaczeniach m asowych P e t e r i M a r k e r t polecają spo rządzenie roztworu bardziej stężonego (10%), przy rozpuszczeniu barw
nika w gorącej wodzie. Roztwór taki przed użyciem do zalania gleb roz cieńcza się określoną ilością wody, tak aby stężenie jego w ynosiło 0,25%. Sposób wykonania oznaczenia jest następujący: 8 g gleby w 200 m l kolbie wytrząsa się ze 100 m l 0,25% roztworu błękitu m etylenow ego przez 2 godziny na wytrząsaczu obrotowym , a następnie pozostawia je w spokoju do następnego dnia w celu sedymentacji. Do kolorym etrowa- nia pobiera się klarowny roztwór znad osadu.
W badaniach własnych pomiary wykonywano na fotom etrze Pulfricha przy użyciu kuw et 1 cm i m ikrokuwet przepływ ow ych1 oraz na foto metrze płom ieniowym Zeissa, model III, dostosowanym do pomiarów kolorym etrycznych przy użyciu filtru wapniowego w mikrokuwetach przepływowych.
W fotometrze płom ieniowym jako źródło światła użyto żarówki б V 0,2 A (zasilanie z akumulatora), osadzonej na statyw ie fotom etru w specjalnym uchw ycie, pozwalającym na przesuwanie żarówki w e wszystkich kierunkach. M ikrokuwetę przepływową oprawioną w m etalową ramkę z zaczepem zawieszano pomiędzy źródłem światła a układem optycznym. Do zasysania roztworu służyła próżniowa pompka wodna połączona z butlą zabezpieczającą. Przy pomiarach w ychylenie galw a- nometru dla wody optycznie nieczynnej ustalono na 500.
Roztwory wzorcowe do wykreślenia krzywych sorpcji błękitu m etyle nowego sporządzano w edług wskazówek podanych przez P e t e r a i innych [4]. Przy użyciu mikrokuwet przepływ owych pomiary intensyw ności zabarwienia wykonywano bezpośrednio w przygotowanych roztwo rach wzorcowych. Przy użyciu natomiast do pomiarów kuw et 1 cm (fo tometr Pulfricha) roztwory wzorcowe przed pomiarem rozcieńczano w stosunku 1 : 50, zgodnie z przepisem [4]. Odpowiednio postępowano przy pomiarach roztworów badanych (gleby).
Badania przeprowadzono na 44 próbkach glebowych (gleby mineral ne) o określonej zawartości części spławialnych i zawartości w ęgla orga nicznego. Uzyskane wyniki zestawiono w tablicy.
OM Ó W IENIE W Y N IK Ó W I W N IO SK I
1. Jak wynika z tablicy, rezultaty pomiarów uzyskane na foto m etrze płom ieniowym przystosowanym do pomiarów kolorymetrycznych, są zgodne z uzyskanym i na fotom etrze Pulfricha.
2. Porównanie w badaniach 2 roztworów błękitu m etylenow ego DB produkcji polskiej (farbiarskiego) i DAB produkcji niemieckiej wykazało,
* P an u dr H. P e te r o w i i dr S. M ark ert z In sty tu tu D.A.L. w b ip s k u sk ła d am y p o d zięk o w a n ie za otrzym an e m ik ro k u w ety p r z ep ły w o w e.
Sorpcja b łę k i t u metylenowego ^ w artości wyrażone w mg-równ. na 100 g g ie o y j Nr g le b y C zęści sp ła w ia ln e % G o r g . % iu w ety mikroprzepływowe Kuwety 1 cm 'u lfr ic h a fotom .P iilf r ic h a fotom .płom ieniow y fotom .p
DB DAB DB DAB DB DAB
1 4 0 ,7 4 2 ,6 2 ,7 2 ,7 2 ,8 2 ,6 2 ,9 2 6 0 ,8 2 2 ,4 2 ,1 2 ,0 2 ,2 2 ,2 2 ,1 3 7 0 ,9 8 2 ,2 2 ,4 2 ,0 2 ,3 2 ,1 2 ,2 4 8 0 ,9 8 6 ,1 6 ,4 6 ,2 6 ,3 6 ,3 6 ,1 5 8 0 ,6 2 2 ,9 2 ,9 3 ,0 2 ,8 3 ,0 2 ,9 6 9 0 ,9 6 4 ,3 4 , 1 4 ,5 4 ,1 4 ,2 4 ,3 7 9 1 ,5 9 2 ,2 2 ,3 2 ,3 2 ,4 2 ,2 2 ,5 8 10 2 ,0 4 3 ,1 3 ,2 3 ,0 3 ,3 3 ,3 3 ,1 9 11 0 ,5 4 5 ,8 5 ,5 5 ,9 5 ,5 5 ,7 5 ,7 10 11 1 , 0 6 3 ,0 3 , 1 3 ,2 3 ,0 3 ,2 3 ,1 11 13 0 ,7 3 3 ,5 3 ,5 3 ,5 3 ,4 3 ,6 3 ,6 12 14 0 ,9 0 2 ,7 2 ,9 3 ,0 2 ,7 2 ,7 3 ,0 13 15 0 ,6 6 5 ,9 5 ,7 5 ,7 5 ,7 5 ,8 5 ,7 14 15 0 ,9 7 2 ,1 2 ,2 2 ,2 2 ,1 2 ,3 2 ,1 15 15 0 ,6 7 2 ,7 2 ,7 2 ,6 .2 ,6 2 ,8 2 ,6 16 16 0 ,7 1 2 ,9 2 ,9 3 ,0 2 ,8 3 ,1 2 ,9 17 19 1 ,1 0 5 ,4 5 ,5 5 ,8 5 ,9 5 ,7 5 ,9 18 20 0 ,7 3 4,4 4 ,3 4 ,5 4 ,3 4 ,4 4 ,6 19 23 1 ,2 7 8 ,7 8 ,7 8 ,8 8 ,9 8 ,7 9 ,0 20 24 1 ,4 1 9 ,3 9 ,1 9 ,2 9 ,0 9 ,2 9 ,1 21 25 1 ,8 1 9 ,6 9 ,5 9 , 4 9 ,5 9 ,5 9 ,5 22 26 0 ,9 3 8 ,8 8 ,8 8 ,9 8 ,7 8 ,6 8 ,8 23 29 1 ,6 0 6 ,6 6 ,7 6 ,6 6 ,5 6 ,6 6 ,7 24 29 0 ,2 0 7 ,8 7 ,6 7 ,5 7 ,3 7 ,8 7 ,7 25 29 2 ,3 4 9 ,7 9 ,7 9 ,6 9 ,6 9 ,5 9 ,6 26 30 2 ,5 1 9 ,5 9 ,4 9 ,3 9 ,4 9 ,2 9 ,4 27 31 1 ,5 8 7 ,6 7 ,8 7 ,5 7 ,5 7 ,7 7 ,6 28 34 1 ,3 5 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,6 9 ,7 29 36 2 ,0 2 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 30 36 2 ,0 9 7 ,9 7 ,8 7 ,8 7 ,6 7 ,9 7 ,8 31 37 1 ,5 1 8 ,0 8 ,0 7 ,9 8 ,0 8 ,3 8 ,2 32 39 1 ,7 5 3 ,6 3 ,5 3 ,8 3 ,5 3 ,6 3 ,6 33 39 1,7 5 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 34 39 1 ,0 6 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 35 39 1 ,0 6 9 ,5 9 ,7 9 ,6 9 .6 9 ,6 9 ,6 36 39 0 ,9 3 4 ,4 4 ,3 4 ,6 4 ,6 4 ,5 4 ,5 37 4 0 6 ,0 7 7 ,8 7 ,8 7 ,7 7 ,5 7 ,7 7 ,6 38 41 1 ,4 2 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,6 9 ,7 39 43 0 ,9 6 7 ,7 7 ,7 7 ,8 7 ,4 7 ,4 7 ,5 4 0 43 1 ,9 6 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,6 9 ,7 9 ,6 41 44 1 ,6 4 5 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 42 45 1 ,1 6 7 ,3 7 ,3 7 ,6 7 ,4 7 ,5 7 ,4 43 46 1 ,0 1 8 ,6 8 ,4 8 ,6 8 ,8 8 ,7 8 ,4 44 54 2 ,0 0 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,7 9 ,6 '9 ,7 DB - f a r b ia r s k i b łę k i t metylenowy p ro d u k cji p o ls k ie j DAB - b ł ę k i t metylenowy p ro d u k cji n ie m ie c k ie j
że do oznaczeń wielkości sorpcji w glebach z powodzeniem może być użyty tani błękit farbiarski DB.
3. W odróżnieniu od fotom etru Pulfricha (nie wyposażonego w przy staw kę ELPHO) fotom etr płom ieniowy dostosowany do pomiarów kolo rym etrycznych w m ikrokuwecie przepływowej umożliwia wykonanie dużej ilości obiektyw nych pomiarów intensyw ności zabarwienia badanych roztworów. Przy innych typach fotokolorym etrów istnieje również m ożli wość zastosowania mikrokuwet przepływowych, jednak o odpowiednio dostosowanych wymiarach.
4. Skonstruowana przez U h 1 i g a mikrokuweta przepływowa do pomiarów fotom etrycznych silnie zabarwionych roztworów pozwala na szybkie i nieskomplikowane (wyelim inow anie rozcieńczeń przed po miarami) oznaczenie właściwości sorpcyjnych w dużej ilości próbek gle bowych.
5. Analiza m atematyczna uzyskanych w yników ze zbadanych 44 pró bek gleb mineralnych wykazała, że istnieje zależność m iędzy wielkością sorpcji a składem m echanicznym (ilością części spławialnych) gleby. W ydaje się jednak, że uogólnienie tego wniosku, jak to uczynił P e t e r i współpracownicy [4], może być obarczone błędem w zależności od za wartości substancji organicznej w badanych próbkach oraz od składu mineralnego frakcji spławialnej.
S k ład am p o d zięk o w a n ie P anu P rof. dr K azim ierzo w i B o ra ty ń sk iem u za cen n e rady i w sk a z ó w k i w tra k cie w y k o n y w a n ia n in iejszej pracy.
L IT E R A T U R A [1] P e t e r H., M a r k e r t S.: Z tf. f. P fla n . D üng. u. B od en k u n d e, 73(118), 1956, 11. [2] P e t e r H., M a r k e r t S.: Z tf. f. L andw . V e r su c h s- u. U n te r su c h u n g sw e sen , 1, 1956, 582. [3] P e t e r H., M a r k e r t S.: Ztf. f. L an d w . V ersu ch s- u. U n te r su c h u n g sw e sen, 1, 1959, 148. [4] P e t e r H., M a r k e r t S., G e r i c k e G.: Z tf. f. L andw . V e r su c h s- u. U n te r su c h u n g sw e se n , 1, 1959, 165. [5] U h l i g H.: Z tf. f. L andw . V ersu ch s- u. U n te r su c h u n g sw e se n , 1, 1959, 173.
Э . Р О Ш Ы К И С С Л ЕД О В А Н И Е ВО ЗМ О Ж Н О С ТИ П РИ М ЕН ЕН И Я К РА С И Л ЬН О ГО М ЕТИ Л Е Н БЛ А У ДЛЯ О П РЕДЕЛ ЕН И Я ПОГЛОТИ ТЕЛЬНО Й СПОСОБНОСТИ ПО ЧВ К а ф е д р а А г р о х и м и и В р о ц л а в с к о й С е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й А к а д е м и и Р е з ю м е При оп р едел ен и и поглотительной способности почв по м етоду П етера и М ар- керт [1, 2] автором установлено, что м етиленблау нем ецкой продук ц и и ДА В м ож н о зам ени ть красильны м м етиленблау польской п р одукци и ДВ. О к азалось так ж е, что резул ьтаты и зм ерен ий п ол уч ен н ы е на плам енном ф о том етре п рисп особлен ном для к ол орим етрически х изм ерен и й в микрокю вете [5J бы ли сход н ы с п олученн ы м ы на ф отом етре П у л ь ф р и х а . П ри м енение пламенного, соответственно присособленн ого ф отом етра дает возм ож н ость проводить скоры е и массовы е оп р едел ен и я с небольш ой затратой труда. E . R O S Z Y K A P P L IC A T IO N OF M E TH Y L ENEBLU E D Y E TO D E T E R M IN A T IO N OF SO IL SO R PTIO N P R O PE R TIES C h a i r o f A g r o c h e m i s t r y . C o l l e g e o f A g r i c u l t u r e , W r o c ł a w S u m m a r y
In d eterm in in g so il sorption p rop erties w ith th e P eter and M arkert m ethod [1, 2] the authors ob served that m e th y len eb lu e p roduced by th e G erm an D A B can be rep laced by th e m e th y le n e b lu e dye D B of P o lish p roduction.
It w a s fou n d th a t th e m ea su rin g resu lts ob tain ed w ith a fla m e p h o to m eter adapted to co lo rim etric m ea su rem en ts in a m icrod ish w ith con tin u ou s flo w [5] w e r e in a g reem en t w ith th ose g iv en by th e P u lfr ic h p h otom eter. T he u se of a fla m e p h otom eter a llo w s rapid m ass d eterm in a tio n w ith o u t m uch effo rt.
