Лекція 4 Методи визначення пріоритетних забруднюючих речовин в об’єктах природного середовища.
Основні етапи аналізу 1. 2. 3. 4. Вибір методу Відбір проби Підготовка проби до аналізу Виконання аналізу та вимірювання аналітичного сигналу 5. Статистична обробка результатів аналізу 6. Інтерпретація аналізу.
Першим етапом аналізу є вибір оптимального методу. Цей етап дуже важливий, тому що від обраного методу аналізу залежить величина проби (для ґрунтів — наважка, г, для вод — об'єм, л, для повітря — об'єм, м 3) та складність і три валість аналізу. • Величина проби залежить від очікуваного вмісту визначуваного інгредієнта та чутливості вимірюваного аналітичного сигналу. Наприклад, для визначення кальцію в межах 20— 100 мг/л у природній воді потрібно 50 100 мл для комплексонометрії, 5 10 мл – фотометрії, 0, 5 мл – для хроматографії. • Селективність обраного методу впливає на точність та тривалість аналізу. Чим більш селективним є метод, тим менше часу він триває, так як не має потреби в виключені заважаючих компонентів. ААС мікроелементів значно точніший і бистріший, ніж фотометричний. Немає потреби в концентруванні.
Загальна характеристика методів аналізу об'єктів природного середовища Показники Методи аналізу хімічні фізико хімічні фізичні Мінімальна визначувана концентрація, мг/л (без концентрування) Точність аналізу, % відн. 1, 0— 0, 1 0, 05 — 0, 005 0, 01 — 0, 001 0, 01 — 0, 5 1 — 10 2 — 20 Селективність Добра Висока Дуже висока Тривалість аналізу (без підготовки проби), хв Ціна вимірювальної апаратури у відносних одиницях Можливість швидкого виконання масових аналізів Необхідність обслуговуючого персоналу Зручність автоматизації 30 — 200 15 — 60 10 — 30 1 20 — 100 — 500 Низька Середня Висока Не потрібний Бажаний Обов'язковий Низька Середня Висока
Методи визначення деяких хімічних показників в об'єктах природного середовища Метод Об'єкти Грунти та донні відкладення Води Повітря (гази, аерозолі) 2 , нафтопродукти Гравіметричний Гігроскопічна вологість, мінеральний SO 4 залишок, Si. O 2, полуторні оксиди (А 12 O 3 + Fе 2 O 3 + Тi. O 2), SO 42 , карбонати, магній Титриметричний Карбонати, НСО 3 , Сl , SO 42 , ХСК, Сорг, O 2, СО 2(Н 2 СO 3), НСО 3 , СО 32 , SO 2 , Н S, Na+, Mg+2, Ca+2, Nорг, гідролітична кислотність, Fе, Аl, Са, SO 4 3 2 Mg Cl , Nзаг, ХСК, БСК 3, Cорг, Cl 2, O 3, I , органічні кислоти, аміни, гумусові речовини, синтетичні поверхнево активні речовини (СПАР) Фотометричний та NО 3 , РО 43 , F , NH 4+, NО 2 , Al, Fe (II, III), Кольоровість, NО 3 , РО 43 , F , СО, CS 2, SO 2, HCl, HNO 3, +, NО , Al, Fe (II, III), Ti(IV), спектрофотометричний Ti(IV), Nзаг, Si, B, Mn, Zn, Co, Cu, Мо, Ni, NH 4 фториди, Аs. Н 3, РH 3, Н 3 ВО 3, 2 Hg, СПАР Nзаг, Si, B, Mn, Zn, Co, Cu, Мо, HCN, Al, Fe, Mg, Sn, Pb, , пестициди, сірковмісні органічні Ni, Hg, Рb, Cd, Pнеорг, Pзаг , BO 2 Сr(III, VI), As(III, V), H 2 S, Cl 2 сполуки, ароматичні сполуки, амінокислоти, кетони, феноли, органіч ні білковонолібні сполуки, пероксиди гумусові ре човини, сахари, карбо нільні сполуки, феноли, бензол, сечовина, CS 2, метанол, фор мальдегід, фурфурол, ацетон, ксантогенати, ароматичні вуглеводні, піридинові основи, лігнінсульфонові кислоти, СПАР
Методи визначення деяких хімічних показників в об'єктах природного середовища (продовження) Люмінесцентний Фотометрії полум'я Na, К Емісійної спектроскопії, в тому числі з індуктивно зв'язаною плазмою Атомноабсорбційний Мікроелементи (метали, бор) Нафтопродукти, хлорорганічні ароматичні сполуки, аліфатичні кислоти, спирти, ацетон Li, Na, K, Ca Смолисті речовини, кетони, ароматичні вуглеводні Lі, Сs, К Вe Потенціометрич ний, в тому числі з іон селективни ми електродами Полярографічний та інверсійної вольтамперометрії p. H, F‑, K, Ca Li, Na, K, Ca, Sr, Ba, Be, Mn, Cu, Co, Ni, Zn, V, W, Zr, Mo, Pb, Cd, Al, Fe, Cr, Ті, Bi, Ag, As, Sn, Sb, B, Si, P Ca, Mg, Cu, Zn, Co, Mn, Ni, Pb, Cd, Hg, Ag, Bi, Tl Mn, Cu, Ni, Co, V (Y), Mo (YI), Cr (III), Cr (VI), Fe (III), I , білко неподібні речовини, амінокислоти р. Н, F‑, Cl , I , NО 3 , EH, Cu; К, Ca Pb, Cr (VI) O 2, Cu, Zn, Ni, Pb, Сd, I‑, Tl, CПAP Хроматографічний (всі види) Нафтопродукти, ароматичні вуглеводні, пестициди, хлорорганічні сполуки Сu, Ni, Zn, Hg, Pb, Cr Кінетичний та хемілюмінесцентний Радіометричний 90 Sr, 137 Cs, 238 U Pb, Cd, Со, Hg, Ni, Sr, Cu Озон HF, нeнасичені органічні сполуки О 3, СS 2 , Сr (VI), Рb, Cu, Zn, HBr, Br 2, I 2, нітроспо луки, альдегіди, аміни, тетраетилсвинець Na, К, NО 3 , РО 43 , F , NH 4+, NО 2 , Ca, СО, СO 2, SO 2, Сl 2, ССl 4, , НСО , СО 2 , Ni, Co, Cu, Cd, Hg, Br альдегіди, кетони, спирти, 3 3 , органічні кислоти, альдегіди, Cl ефіри, га лоїенорга нічні кетони, спирти, феноли, аміни, сполуки, карбоно ві кислоти, ароматичні сполуки, жири, арома тичні сполуки, аміно та нафтопродукти, хлорорганічні нітро сполуки, сірко вмісні сполуки, пестициди, СПАР органічні сполуки, пести циди, тетраетил свинень, Ве, А 1, Сг, Сu, Со, Ni. 90 Sr, 137 Cs, 238 U, 239 Pu 90 Sr, 137 Cs,
Найбільш широко застосовуються титриметричні та фотометричні (спектрофотометричні) методи, якими визначають велику кількість неорганічних та органічних інгредієнтів, особливо в природних водах. Цьому сприяє те, що названі методи є простими і загальнодоступними. Титриметрично можна також визначати багато інгредієнтів безпосередньо на місці відбору проб, що особливо важливо при аналізі природних вод, зокрема при визначенні неконсервативних компонентів. Таку ж можливість мають фотометричні методи, якщо для аналізу використати переносну апаратуру або стандартні шкали, виготовлені на базі забарвлених імітуючих розчинів. Для швидкого аналізу на місці відбору проб використовують також спеціальні індикаторні папірці, особливо при визначенні токсичних інгредієнтів на рівні ГДК. На другому місці за поширеністю стоять методи атомної абсорбції, емісійної спектроскопії та хроматографії. Перші з них є дуже ефективними при визначенні мікродомішок металів, особливо у водах, ґрунтах та донних відкладах. Хроматографічні методи застосовують в основному для визначення газуватих неорганічних сполук, летких органічних речовин (газова хроматографія) та деяких катіонів металів, аніонів і нелетких органічних сполук (тонкошарова та іонна хроматографія). Гравіметричні методи використовуються в основному для аналізу ґрунтів та донних відкладів. Досить мало використовуються при аналізі природних об'єктів кінетичні, зокрема хемілюмінесцентні методи, хоча вони є надзвичайно чутливими, а деякі з них і досить селективними, що дозволяє визначати субмікрокількості неорганічних та органічних інгредієнтів. Особливого значення кінетичні методи можуть набути також при аналізі повітря, в якому вміст хімічних інгредієнтів значно менший, ніж у водах та ґрунтах.
Особливості аналізу природних об’єктів
Хімічний склад об'єктів природного середовища є досить лабільним і змінюється в часі та просторі. Через те відбір проб води, повітря та ґрунтів є надзвичайно важливою частиною їх аналізу, яка повинна забезпечити точність одержаних результатів і наукову обґрунтованість їхнього подальшого використання. Помилки, які можуть виникнути внаслідок неправильного відбору проб, неможливо виправити ніякими експериментальними або розрахунковими методами.
Головні принципи при відборі проб з будь якого об'єкта природного середовища: • проба або серія проб, відібраних для аналізу, повинна бути характерною для даного природного об'єкта в місці їх відбору; • відбір проб, їх транспортування, зберігання та подальша обробка повинні виконуватись так, щоб не змінювався вміст визначуваного інгредієнта або групи інгредієнтів; • об'єм або маса проби повинні повністю забезпечити можливість виконання запланованих аналітичних визначень. Характерною особливістю природних об'єктів є те, що визначувані в них показники часто можуть бути у різному агрегатному стані та у різних хімічних формах, які мають неоднакові фізико хімічні та аналітичні властивості.
Скачать презентацию Лекція 4 Методи визначення пріоритетних забруднюючих речовин в
Лекция 4.pptx