Визульных экспрессный тест-мониторинг ионов некоторых токсичных элементов в водах

Реферат на тему:
визульных экспрессный тест-мониторинг ионов некоторых токсичных
элементов в водах
Одним из требований к эколого-аналитических методов определения токсикантов в природных, сточных и питьевых водах является их экспрессность и возможность выполнения анализа на месте отбора пробы. При этом особое внимание следует обратить на селективность методики, ее чувствительность и простоту. Экспрессных визуальное тестирование не требует высокой точности, но оно должно обеспечивать надежное определение токсикантов на уровне предельно допустимой концентрации (ПДК). Для этого часто необходимо предварительно концентрировать определяемый компонент. Оптимальным вариантом является сочетание процесса концентрирования компонента с его одновременным визуальным определением. Важно также возможность последующего точного количественного определения данного ингредиента с использованием полученного концентрата.
Указанным требованиям удовлетворяют сорбционно-фотометрические методы на основе реагентов, иммобилизованных на твердых сорбентах. При этом удобны сорбенты, в частности пенополиуретаны, которые можно вводить в исследуемый раствор в виде кусочков (блоков) определенного размера и которые после сорбции можно легко отделить от раствора и при необходимости транспортировать в стационарную лабораторию с целью последующего количественного определения. Сыпучие сорбенты (силикагель, оксид алюминия и т.д.) в практическом отношении менее удобны.
Пенополиуретановые сорбенты (ППУ) на основе эфиров и эфиров, модифицированные неорганическими и органическими аналитическими реагентами, широко используются для сорбционной концентрирования ионов металлов [1,2]. В случае образования окрашенных комплексных соединений на поверхности ППУ возникает возможность их экспрессного визуального полуколичественного определения непосредственно на месте отбора пробы воды путем сравнения с соответствующим предварительно изготовленной шкале стандартных образцов.
köksrenovering
Для количественного анализа используют те же образцы ППУ, измеряя интенсивность их окраски по спектрам диффузного отражения, или проводят десорбцию ацетоном или другим растворителем и измеряют оптическую плотность десорбату.
Сорбция комплексов металлов на ППУ может происходить (в зависимости от условий и свойств комплексов) по катионохелатним, ионообменным, гетеролигандним и механизмом присоединения [3]. Часто эти механизмы действуют кооперативно. Поэтому сорбционно-фотометрические методы с использованием ППУ охватывают широкий арсенал разнообразных реакций, которые лежат в основе получения аналитического сигнала. Нами разработаны экспрессные и удобные методики определения в природных, сточных и питьевых водах следующих элементов: кобальта (II), железа (Ш) и молибдена (V, VI) в виде тиоцианатных комплексов, образующихся в фазе ППУ; суммарного содержания меди, цинка, кадмия, свинца и никеля с использованием сорбированного на ППУ группового реагента — Тиосемикарбазон 1,2-нафтохинона; ортофосфатов в виде сорбированных на ППУ синих молибденостанумфосфатних гетерополикомплексив; талию (и) на ППУ, предварительно модифицированном желтым молибденофосфатним гетерополикомплексом; фторид-ионов — на основе частичного обесцвечивания ППУ, модифицированного тиоцианатом железа (Ш).
Сорбционно-фотометрическое определение и визуальное тестирование кобальта (II) в природных водах. Кобальт — незаменимый микроэлемент, который содержится в организмах человека, животных и растений. В небольших количествах он стимулирует важные физиологические процессы: фотосинтез, дыхание, водный обмен и тому подобное. Но выше предельно допустимых концентраций (ПДК) данного иона являются токсичными: нарушается обмен веществ, происходит расстройство дыхательных путей, нервной системы, изменяется строение и функции щитовидной железы, органов пищеварения. ПДК кобальта в природных водах составляет 0,1 мг / л. Методика определения кобальта, которая предлагается, базируется на образовании в фазе ППУ сине-зеленого тетратиоцианатного комплекса кобальта (II) уравнение реакции:
Co2 + + 2NCS- + *,
где чертой вверху обозначена твердая фаза.
Для визуального тестирования сравнивают интенсивность окраски образцов ППУ после сорбции со шкалой, полученной для серии стандартных растворов. Количественное определение выполняют методом добавок, измеряющие оптическую плотность окрашенных ацетоновых десорбатив при 625 нм. Предел визуального определения кобальта составляет 1 ПДК (0,1 мг / л). Интервал концентраций, которые можно определять фотометрически в ацетоновая десорбати, равна 0,03-1,00 мг кобальта (II) в пробе воды (объем пробы — 300 мл). Методика пригодна для определения кобальта в различных природных водах на уровне ПДК. Мешающий влияние железа (III) устраняют добавлением к пробе фторида аммония.
Сорбционно-фотометрическое определение и визуальное тестирование железа в природных водах [5]. Ионы железа (Ш) не является сильными токсикантами, но при превышении ПДК (0,5 мг / л) под их влиянием раздражаются слизистые оболочки органов пищеварения. Методика определения железа (Ш) основывается на образовании в фазе ППУ красного комплекса железа (III) по реакции:
Fe (NCS) 2+ + 2NCS- + *,
где М — К + или Н +, а дополнительным лигандом (L) выступает сам сорбент. Для тестирования на наличие ионов железа (III) используют ППУ, предварительно модифицированный тиоцианатом аммония. Определение проводят в пределах концентраций азотной кислоты 0,7-1,2 моль / л. Интенсивность окраски образцов ППУ после сорбции сравнивают со шкалой, полученной для серии стандартных растворов. Количественное определение проводят методом добавок, десорбуючы окрашенный комплекс ацетоном и измеряя оптическую плотность десорбату при 450-490 нм. Предел визуального определения железа (III) — 1 мкг в пробе. Интервал определяемых концентраций равна 0,3-10 мкг железа (III) в пробе воды, что значительно ниже ПДК. Методика пригодна для определения железа (III) в воде и в минеральных кислотах для установления их квалификации.
Визуальное тестирование молибдена (V, VI) в природных водах [6]. При постоянном воздействии соединений молибдена на организм человека больше всего страдает желудочно-кишечный тракт и нарушается функция печени. ПДК молибдена в природных водах составляет 0,25 мг / л. Методика определения молибдена основан на образовании при добавлении восстановителя (аскорбиновая кислота, хлорид олова (II), тиомочевина) в фазе ППУ желто-оранжевого комплекса по уравнению реакции:
МоО3 + + 2NCS- + *.
Визуальное тестирование на содержание молибдена (V, VI) в пробе воды проводят путем сравнения интенсивности окраски образцов ППУ после сорбции со шкалой, полученной для серии стандартных растворов. Предел визуального определения молибдена составляет 0,08 ПДК. Интервал определяемых концентраций равна 5-80 мкг молибдена (V, VI) в пробе воды. Методика пригодна для определения молибдена в природных и сточных водах.
Определение суммы тяжелых металлов (меди (II), цинка (II), кадмия (II), свинца (II) и никеля (II)) [7]. Си, Zn и Ni — активные микроэлементы, недостаток которых отрицательно влияет на процессы синтеза белков, жиров, витаминов, кроветворения в организмах людей и животных, но и превышение определенных концентраций имеет вредное влияние на растения, организмы человека и животных. Pb и Cd маютькомулятивни свойства, в результате чего острые и хронические отравления наблюдаются при длительном потреблении вод даже с низким содержанием этих элементов. ПДК Cu, Ni, Pb и Zn по санитарно-гигиеническим нормам составляют 0,1 мг / л, а Cd — 0,01 мг / л. Методика определения суммы тяжелых металлов основывается на их концентрировании на ППУ, модифицированном тиосемикарбазоном 1,2-нафтохинона (ВСК). ППУ предварительно насыщают (модифицируют) Хлороформный раствором ВСК в течение 2-4 ч и просушивают на воздухе. Далее проводят совместную сорбцию Cu, Pb, Zn, Cd, Mn, Ni при рН 6-7. Молярные коэффициенты светопоглощения тиосемикарбазонатив металлов близки между собой и находятся в пределах 2.104-2,5.104 [6]. Поэтому можно определять суммарное содержание тяжелых металлов по градуировочному графику, построенному для ВСК Cu, Cd или Ni, поскольку величины их молярных коэффициентов светопоглощения имеют среднее значение по сравнению с тиосемикарбазонатамы других металлов. Идентичные условия образования комплексов Zn, Cd, Cu и Pb с ВСК, а также близкие величины емкостей сорбента по отношению к этим металлов позволяют концентрировать микроколичества