МЕТОДЫ ПРОБООТБОРА И ПРОБОПОДГОТОВКИ ВОДЫ Лекция 8 -9. ГОСТ 17. 1. 5. 05. 85. «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков» . АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф.
ЛИТЕРАТУРА АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 2
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 3
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 4
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 5
Отбор проб воды. Нормативные документы ГОСТ 17. 1. 5. 05 -85. «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков» . Р 51592 -00. «Вода. Общие требования к отбору проб» . Р 51593 -00. «Вода питьевая. Отбор проб» . Р. 52. 24. 353 -94. «Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод» . АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 6
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 7
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 8
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 9
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 10
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 11
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 12
Классификация пробоотборников Пробоотборные сосуды – это химически стойкие к воде стеклянные, фарфоровые и пластмассовые бутыли различных форм с притертыми или завинчивающимися пробками. Батометры - пробоотборные устройства различных конструкций. Основной их частью является цилиндрический сосуд (пластмассовый, металлический), открытый с обеих сторон и снабженный плотно прилегающими крышками, закрывающимися при помощи пружины фиксированными спусковыми устройствами. Устройства для автоматического отбора проб. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 13
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 14
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 15
Пробоотборники воды Пробоотборный сосуд Автоматические пробоотборники Батометр АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 16
Принцип работы пробоотборника 1 – наружный стакан; 2 – подвижные секции; 3 – корпус; 4 – затвор спускового механизма; 5 – груз. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 17
ДОЖДЕМЕР (снегомер) а. Воронка (диаметр не менее 20 см); б. Мерный цилиндр (ведро). Дождемер, изображенный на рисунке, создан для ежедневного измерения общего количества осадков. Форма наружного корпуса (1) обеспечивает наибольшую устойчивость дождемера. Дождемер представляет собой воронку (2) стандартного диаметра, собирающую дождевую воду во внутреннюю емкость (3). Собранная вода выливается в специальный мерный резервуар (4) с делениями, нанесенными для измерения АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 18 количества осадков (в мм).
Водные источники Поверхностные воды Подземные воды Атмосферные осадки Стоячие воды Питьевая вода Сточные воды Воды морей Воды океанов АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 19
Способы пробоотбора воды из различных водных объектов Из водотока (река, ручьи и др. ). Из водоема (водохранилище, озеро, пруд). Из водоисточников (родников, колодцев, скважин и дренажей). Атмосферные осадки (дождевая вода, снег) и лед. Из искусственных техногенных источников (в водопроводе). Сточные воды. Морской воды. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 20
Руководства по отбору проб (ИСО) Из рек и водных потоков – ИСО 5667 -6. Из природных и искусственных озер – ИСО 5667 -4. Влажных осадков – ИСО 5667 -8. Питьевой воды – ИСО 5667 -5. Грунтовых вод – ИСО 5667 -11. Морской воды – ИСО 5667 -9. Сточных вод – ИСО 5667 -10. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 21
Поверхностные и подземные воды АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 22
Грунтовые воды АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 23
Методика отбора проб АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 24
Из водотока АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 25
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 26
Стоячие воды АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 27
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 28
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 29
Атмосферные осадки АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 30
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 31
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 32
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 33
Вода морей и океанов АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 34
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 35
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 36
Питьевая вода АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 37
Питьевая вода АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 38
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 39
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 40
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 41
Пробоотбор гомогенных жидкостей Отбор жидкости в потоке АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 42
Пробоотбор гетерогенных жидкостей Пробоотборник с изолированными ячейками АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 43
Приемы аналитического контроля загрязненной воды Пробоподготовка и очистка являются «узким местом» для многих химикоаналитических лабораторий. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 44
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 45
Первичная пробоподготовка воды АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 46
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 47
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 48
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 49
Вторичная пробоподготовка АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 50
Артефакты при извлечении из воды загрязняющих веществ (ЗВ) Потери микроколичеств контролируемых компонентов; Химические превращения контролируемых компонентов; Загрязнение проб воды примесями, содержащимися в растворителях и сорбентах. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 51
Основные методы извлечения загрязняющих веществ из воды Прямая инъекция; Жидкостно-жидкостная экстракция; Дериватизация; Твердофазная экстракция; Мембранные методы; Твердофазная микроэкстракция; Газовая экстракция; Спрей экстракция; Парофазный анализ; Микроволновая пробоподготовка. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 52
Прямая инъекция Применяется тогда, когда концентрация целевых компонентов в воде достаточна для обнаружения чувствительными инструментальными методами (хроматографическими, спектральными или электрохимическими). Практически нет артефактов. Погрешность может быть связана лишь с недостаточной воспроизводимостью дозирования или изменением образца при термодесорбции. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 53
Хроматографические методы Автоматический дозатор жидких проб АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 54
Спектральные методы Анализатор ртути (ААС) Приборы для АЭС Приборы для ААС АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 55
Электрохимические методы Приборы для современных полярографических методов АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 56
Капиллярный электрофорез Схема установки для капиллярного электрофореза: 1 – пробоотборник; 2 – подъемники флаконов с пробой; Система капиллярного 3 – кварцевый АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 57 электрофореза «Капель» капилляр; 4 -флаконы
Жидкостно-жидкостная экстракция Наиболее распространенный способ извлечения (с концентрированием) примесей из воды. Используемые экстрагенты должны удовлетворять требованиям: Хорошо извлекать целевые компоненты; Обладать малой растворимостью в воде; Иметь достаточно высокую температуру кипения (>500 С); Его плотность должна сильно отличаться от плотности анализируемого раствора; Не реагировать с целевыми компонентами пробы. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 58
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 59
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 60
Основные артефакты. Применение ЖЖЭ Загрязнение пробы воды примесями из растворителей; Потери летучих компонентов пробы при упаривании экстракта (перспективна микроэкстракция); Неполное разделение фаз из-за образования эмульсий. Применение: ПАУ; фенолы; нефтепродукты; пестициды. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 61
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 62
Оборудование для ЖЖЭ АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 63
Перемешивающие устройства АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 64
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 65
Жидкостная микроэкстракция АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 66
Жидкостная микроэкстракция Проводится с применением специальных картриджей (патронов) с водной матрицей, позволяющие существенно упростить и ускорить процесс извлечения примесей из воды. Эти патроны заполняются водной матрицей, содержащей специальным образом прокаленную высокочистую и инертную диатомитовую землю, упакованной в полипропиленовую трубку. В картриджи помещают фильтрующий материал, разделяющий водную матрицу и органический растворитель-экстрагент. Большая поверхность водной матрицы (диатомита) способствует эффективному взаимодействию водной пробы с экстрагентом и предотвращает образование эмульсии. Процесс экстракции осуществляется за счет гравитационного поля и не требует вакуума. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 67
Картриджи с водной матрицей Существует два вида гидроматричного наполнителя для картриджей: небуферные и предбуферные (не требуют предварительного регулирования р. Н пробы до экстракции, упрощают сам процесс). Кислотные соединения элюируются с предбуферных картриджей при р. Н=4, 5; основные – при р. Н=9, 0. Размер картриджа определяется объемом пробы воды. Масса гидроматрицы 200 мг. При добавлении водной пробы в картридж с гидроматрицей она распределяется на небольшой поверхности гидроматрицы (диатомита) в виде тонкой пленки. При дальнейшем добавлении растворителя-экстрагента, процес экстракции пойдет быстро и эффективно. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 68
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 69
Дериватизация Получение производных контролируемых компонентов – очень удобный прием пробоподготовки при анализе вод. При ЖЖЭ процесс получения производных проходит непосредственно в среде элюентаэкстрагента. Само определение может быть выполнено в режиме «on-line» . Она заменяет дополнительную очистку сложной пробы. Идеальные реагенты для дериватизации селективны, нетоксичны, быстро образуют производные, не мешают проведению анализа. Продукты дериватизации термически более стабильны, более летучи, легче детектируются. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 70
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 71
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 72
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 73
Твердофазная экстракция Основана на процессах распределения вещества между фазами в результате сорбционных и ионообменных взаимодействий. Пробу воды большого объема пропускают через небольшое количество твердой фазы, а затем десорбируют сконцентрированные вещества малым объемом растворителя. Проводится с помощью картриджей или мембранных дисков. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 74
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 75
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 76
Сорбенты для ТФЭ макропористые полимерные сорбенты (амберлиты, тенаксы, хромосорбы, парапаки, полисорбы); активный уголь и графитированные сажи; синтетические иониты; модифицированный силикагель; пенополиуретан; материалы на основе фторопласта и полипропилена. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 77
Сорбенты для ТФЭ АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 78
Основные этапы твердофазной экстракции Кондиционирование: активирование насадки перед экстракцией пробы; Добавление пробы и сорбция ее; Промывание насадки (если насадка удерживает целевые компоненты, то промывание нежелательно); Элюирование целевых компонентов. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 79
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 80
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 81
Оборудование для ТФЭ АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 82
Применение ТФЭ Фенолы АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 83
Мембранные методы Использование полимерных полупроницаемых мембран – наиболее перспективный метод извлечения и концентрирования целевых компонентов из воды. Преимущества: Минимальное воздействие на состав проб; Зависимость результатов от легко регулируемых факторов (форма ячейки, материал и пористость мембраны, давление, температура и др. ); Высокая эффективность концентрирования; Возможное фракционирование выделяемых веществ. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 84
Мембранные фильтры Регенерированная целлюлоза; Ацетилцеллюлоза; Полиамиды; Полифураны; Полиакрилонитрилы; Полиметилсилаксаны; Полиэтилен различной плотности; Сополимер N-винилпирролидона и метилметакрилата (перспективный); Тефлоновые; Нейлоновые; Силиконовые. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 85
Экстракционные картриджи с дисками Empore АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 86
Оборудование для экстракции на мембранных фильтрах АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 87
Извлечение аналита из сорбционных ловушек АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 88
Твердофазная микроэкстракция АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 89
Твердофазная микроэкстракция ТФМЭ имеет ряд преимуществ перед другими методами: Экономичность; Быстрота; Минимальное количество используемого растворителя; Хорошо сочетается с хроматографическим анализом. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 90
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 91
Техника твердофазной микроэкстракции АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 92
Газовая экстракция АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 93
Газовая экстракция АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 94
Газовая экстракция Продувка пробы инертным газом с последующим улавливанием выдуваемых веществ на ППС или конденсированием их в криогенной ловушке. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 95
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 96
Циркуляционная продувка АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 97
«Сухое» выдувание АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 98
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 99
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 100
Термодесорбция после газовой экстракции АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 101
Спрей-экстракция Это вариант газовой экстракции заключается в разбрызгивании водной пробы под давлением инертного газа через узкое сопло, в результате чего образуются очень мелкие капли водного раствора в экстракционной камере (жидкостном абсорбере). Поток газа (с извлеченным из капелек жидкости аналитом) направляется в трубку с тенаксом, в котором концентрируются извлеченные из воды ЛОС. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 102
Парофазный анализ ПФА бывает: Статический — пробу воды помещают в специальный сосуд, плотно закрывают и термостатируют для того, чтобы перевести летучие компоненты в газовую фазу после установления равновесия между газовой и жидкой фазой. Динамический — фазовое равновесие постоянно нарушается вследствие продувки сосуда с образцом инертным газом. Выдуваемые компоненты сорбируют на адсорбенте или улавливают в криогенной ловушке и затем вводят в газовый хроматограф после термодесорбции. АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 103
Схема ПФА АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 104
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 105
Микроволновая пробоподготовка АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 106
АООС. ЛК. № 8 -9. Попова Л. Ф. 107
Скачать презентацию МЕТОДЫ ПРОБООТБОРА И ПРОБОПОДГОТОВКИ ВОДЫ Лекция 8 -9
вода Л.8-9.ppt