Talajok királyvizes feltárása

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport

Szervezet/Adatszolgáltató neveBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Módszer neveTalajok királyvizes feltárása
Módszer angol neve
Aqua regia digestion of soils
A fejlesztés fázisa
alkalmazott
Szabvány száma
MSZ 21470-50:1998
Vegyi anyag csoport|Konkrét vegyi anyag
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • fémek
Vegyi anyag csoport|Konkrét vegyi anyag
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • egyéb szervetlen
Egyéb jellemző/vegyi anyag
bór, kálcium, foszfor, kálium, nátrium, kén
A módszer típusa
Mintaelőkészítési módszer
A módszer alkalmazásának helye
Laboratóriumban
A módszer alkalmazási területei
Szennyezőanyag jellemzése környezeti elemben/ fázisban/ mintában
Vízi ökoszisztéma jellemzése
Technológiai beavatkozások hatásának jellemzése
A módszer alkalmazási lehetőségei
Környezetmonitoring
Szennyezett környezet szűrővizsgálata
Szennyezett környezet előzetes felmérése
Szennyezett környezet részletes felmérése
Szennyezett környezet monitoringja
Utómonitoring
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható
Telített talaj
Telítetlen (teljes) talaj
A kivitelezéshez szükséges eszköz/műszer
Savpipetta, csiszolatos, visszafolyó hűtős roncsolókészülék vagy mikrohullámú berendezés
Egyéb szükséges berendezés/segédeszköz
Szabályozható melegítőberendezés, szűrőpapír
Milyen reagensek/segédanyagok szükségesek a kivitelezéshez
Víz, sósav, salétromsav, talajminta
Mennyi mintát igényel
3,0 g talaj
Legalább milyen szakképzettség szükséges a kivitelezéshez
Középfokú (vegyésztechnikus, vegyipari szakmunkás, laboratóriumi asszisztens)
Milyen laboratórium szükséges a kivitelezéshez
Általános analitikai laboratórium
A berendezés beszerzési ára
100.000 - 200.000 HUF
Munkaerőköltség/mérés
500 - 1 000 HUF
Összes költség/mérés
2 000 - 5 000 HUF
Rövid lényegretörő leírás, az újdonság magyarázatával

A királyvizes feltárás során a szennyezett talajok fémtartalmának nagy része kioldódik, az összes fémtartalom meghatározására alkalmas szabványos módszer.

A módszer tipikus (javasolt) alkalmazásai

Talaj összes fémtartalmának meghatározására alkalmas.

A módszer korlátai

A feltárás nem 100%-kos, de jó közelítést ad az összes fémtartalomra.

Részletes protokoll

Kivonatkészítés visszafolyó hűtős készülékben:
250 cm3-es csiszolatos gömblombikban bemérünk 3,0 g finomra őrölt, homogenizált talajmintát, 0,01 g pontossággal. A száraz talajmintát 1 cm3 desztillált vízzel megnedvesítjük. A bemért mintához rázogatás közben kis részletekben hozzáadunk 21 cm3 1,18 g/cm3 sűrűségű sósavat, majd ezt követően 7 cm3 tömény salétromsavat. A lombikra ráerősítjük a csiszolatos visszafolyó hűtőt, ennek tetejére rászereljük az u.n. 'abszorpciós (elnyelető) edényt, amelybe 15 cm3, 0,5 M koncentrációjú salétromsavat töltünk.
Az összeszerelt készüléket vegyifülke alatt 16 órán át szobahőmérsékleten állni hagyjuk. Az állásidő letelte után elindítjuk a hűtővizet, és a gömblombik tartalmát lassú melegítéssel felforraljuk, majd 2 órán át forrásban tartjuk.
A fűtést szabályozzuk, hogy a kondenzációs zóna ne emelkedjék a visszafolyó hűtő magasságának alsó 1/3-a fölé.
2 órás forralás után a reakcióedényt lehűtjük, az elnyeletőedény tartalmát átvisszük a gömblombikba. Ennek tartalmát 100 cm3-es mérőlombikba szűrjük. A mérőlombikot jelig töltjük desztillált vízzel. A mosatlan edényeket 0,5 M-s salétromsav oldattal átöblítjük.
Kivonatkészítés mikrohullámú berendezésen:
A kivonatkészítéshez 0,5-1,0 g szárított, őrölt, homogenizált talajmintát bemérünk , majd hozzáadunk 3,0 cm3 tömény sósavat, majd 1,0 cm3 tömény salétromsavat. A nyitott roncsolóedényeket vegyifülke alatt 2 órán keresztül állni hagyjuk, majd a megfelelő műveleti program alkalmazásával elvégezzük a roncsolást. A roncsolás befejezése után az edényeket lehűtjük, tartalmukat 25 cm3-es mérőlombikba szűrjük, végül a mérőlombikot desztillált vízzel jelig töltjük.

Költség
4-kicsi
Időigény
2-nagy
Munkaigény
3-közepes
Felszerelés, műszerigény
3-közepes
Szakember-igény
4-kicsi
Környezeti és munkahelyi kockázatok
3-közepes
Környezeti realitás
4-jó
Igényeknek megfelelő pontosság
5-kiváló
Reprodukálhatóság
4-jó
Költséghatékonyság
3-közepes
Alkalmazhatóság
4-jó
Elérhetőség
5-kiváló
Ismertség
5-kiváló
Erősségek

Egy analitikai laboratórium általában fel van szerelve a szükséges kivonószerekkel és berendezésekkel. Királyvízzel a fémek közel teljes mennyisége feltárható és kioldható a talajból. Ez egy olyan kémiai modell, amely a talaj maximális kockázatát mutatja meg. Jól reprodukálható kémiai módszer.

Gyengeségek

A kémiai modell környezeti realitása nem jó, nagyon túlbecsüli a rövidtávú kockázatokat, de a hosszútávúakat is. Vannak olyan fémek, melyek a királyvizes feltárás során nem kerülnek a kivonatba, hanem benne maradnak a talajban. Talajkivonatból készült ICP-AES mérésnél sokszor zavarnak be egyéb elemek, így a kimutatási határok fémenként eltérő és széles tartományban ingáznak (Zn 0,005-As 0,1). A feltáráshoz szükséges bombák és extraktorok nem tartoznak egy átlagos kémiai labor felszereléséhez.

Lehetőségek

A talajban található fémformák és a fémmozgékonyság eltérő kivonószerekkel, különböző erősségű savakkal történhet. Ezek értelmezéséhez szükséges egy kimerítő vagy megközelítőleg kimerítő extrakcióval nyert un. összes fémtartalom érték. Talajstabilizációs folyamatok és technológiák nyomon követésére más kivonási módszerekkel együtt alkalmas.

Veszélyek

Tömény savakkal is dolgozunk, így az erre vonatkozó biztonsági előírásokat be kell tartani. A savpipetta használata a savak bemérésekor kötelező. Nyomás alatt végzett roncsoláskor az edények tömítését és zárófedelének épségét mindig ellenőrizni kell. Hőkezelés befejezése után a roncsolóedények lehűtését és kinyitását vegyifülke alatt végezzük.

Lényeges szempontok, érdekességek, saját megjegyzések

Fémeket az atomrácsban vagy molekularácsban tartalmazó talajásványok és ércek esetében jelentős hányad nem oldódik ki királyvizes feltárással, azonban a módszer jó közelítést ad az összes fémtartalomra.

Honlap referenciák és DEMO beszámolók
Publikációk

MSZ 21470-50:1998

Alkalmazás helye, ország
Magyarország
Alkalmazás helye, város
Budapest
Alkalmazás éve
2008
Alkalmazási terület
Szennyezőanyag jellemzése környezeti elemben/ fázisban/ mintában
Környezeti probléma, melyre a módszert alkalmazták
Szennyezett környezet előzetes felmérése
Szennyezett környezet monitoringja
Technológiamonitoring
Környezeti szcenárió, amelyre a módszert alkalmazták
Szárazföldi élőhely: szennyezett talaj
A környezeti elem/fázis, amelyre a módszert alkalmazták
Telítetlen (teljes) talaj
Szennyezőanyag, amelyre a módszert alkalmazták
Fémek, félfémek és vegyületeik
alumínium
antimon
arzén
bárium
cink
fémek
higany
kadmium
kobalt
króm
mangán
molibdén
nikkel
ólom
ón
réz
szelén
vas
egyéb fém
Az alkalmazás tanulságai

A kivonási technikát arra alkalmaztuk, hogy nyomon kövessünk és figyeljünk egy kémiai stabilizáción alapuló remediációs technológiát. Mikro-, és mezokozmoszok, valamint szabadföldi kísérletek talaját különböző erősségű savakkal extraháltuk párhuzamosan. Ebben a sorban a királyvizes volt a legerősebb sav, ez vonta ki a legtöbb fémet. A stabilizálószerek egy része még a királyvízzel kioldódó hányadot is csökkentette.

Adatlap azonosító (eredeti)
363
Bevivő
Hajdu Csilla
Státusz
Publikált
Adatlap típusaFizikai-kémiai felmérési/monitoring módszerek
Létrehozás
Módosítás