Статьи

Экспресс-определение меди (II) в воде

В последние годы уделяется особое внимание проблеме загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами и другими токсичными элементами

В связи с возрастающими масштабами техногенного загрязнения окружающей среды ряд тяжёлых металлов и токсичных элементов включены в международные и отечественные списки загрязняющих веществ, подлежащих контролю. Приоритетными загрязнителями окружающей среды являются Hg, Pb, As, Cd, Zn, Cu, Cr, Ni. Они поступают в организм человека и сельскохозяйственных животных в основном с растительной пищей, воздухом и водой.

Медь, поступая в организм человека, всасывается в кишечник, связывается с белком сыворотки крови – альбумином, затем поглощается печёнью, откуда в составе белка церулоплазмина возвращается в кровь и поставляется органам и тканям. При избытке меди развивается эндемический деформирующий артроз. Так же как и остальные тяжелые металлы, медь обладает свойством аккумулирования, что затрудняет лечение болезней.

Необходимость использования минеральных и органических удобрений для повышения количества и качества продукции сельского хозяйства увеличивает содержание меди в почвах и грунтовых водах, это в свою очередь приводит к необходимости постоянного мониторинга окружающей среды.

Развитие современной техники не только облегчает работу специалистов, но и создаёт проблемы связанные с частичным отсутствием нормативных документов, дороговизной приборов из-за чего повышается стоимость химического анализа, а также длительной пробоподготовкой.

В задачи агрохимической службы входит ежегодный посезонный мониторинг почв, воды и растительных образцов с реперных участков, которые находятся в девяти районах республики, различающиеся по почвенно-климатическим условиям. Некоторые химические анализы, возможно, проводить на месте пробоотбора районными агрохимиками, что в свою очередь снижает расход средств на транспорт, экспресс - методы удобно использовать для определения компонентов с целью установления превышения ПДК.

Одним из современных направлений развития количественного химического анализа является разработка тест-систем, предусматривающих использование окрашенных соединений определяемого компонента в твердофазной матрице. В качестве твердофазного носителя широкое применение находят пенополиуретаны (ППУ) - бытовое название поролон, дешёвый и доступный материал - пористый полимерный сорбент с мембраноподобной ячеистой структурой.

 

В работе [1] был предложен новый подход к обработке окрашенных твердофазных образцов - сканирование с помощью настольного офисного сканера, обработка цветных изображений в графическом редакторе Adobe Photoshop и построение градуировочных зависимостей в координатах светлота одного из выбранных каналов (R, G, B) – содержание определяемого компонента с использованием математического редактора Origin. Градуировочный график представлен на Рис. 1. Есть данные о применении в этих целях цифрового фотоаппарата [2].

Рис. 1. Зависимость светлоты В-канала цветного изображения продуктов взаимодействия Cu(II) с диэтилдитиокарбаматом свинца от содержания Cu(II)

Медь относится ко 2-му классу опасности, ПДК в воде составляет 1 мг/л

Определение меди основано на обменной реакции, происходящей в кислой среде (рН 1-2) между диэтилдитиокарбаматом свинца, растворённым в четырёххлористом углероде, и ионами меди. Карбамат меди окрашен в желтый цвет, а карбамат свинца бесцветный [3]. Увеличение интенсивности окраски реагента пропорционально концентрации меди.

Получение окрашенных образцов проводилось следующим образом:

---    ППУ – таблетки (d=16 мм, h=8 мм) очищали в эфире, соляной кислоте (1 н), дистиллированной воде и сушились при комнатной температуре;

---    помещали в полученный окрашенный раствор карбамата меди и выдерживали в течение 45 мин;

---    сушили окрашенные ППУ – таблетки между листами фильтровальной бумаги, сканировали и фотографировали.

Рассмотрена возможность использования офисного сканера и цифрового фотоаппарата с последующей компьютерной обработкой данных для численной оценки интенсивности окраски ППУ-таблеток с сорбированным на них окрашенным соединением. Показано, что  такой подход к обработке аналитического сигнала позволяет определять медь с чувствительностью не ниже чувствительности классических методов: аmin = 0.2 мкг в анализируемом объеме (100мл), градуировочные графики линейны в диапазоне 0.2 – 6.0 мкг.

В таблице приведены результаты определения меди в воде и метрологическая оценка.

 

Результаты определения меди в воде (Р=0.95, n =25, t= 2.06)

Рис. 1. Зависимость светлоты В-канала цветного изображения продуктов взаимодействия Cu(II) с диэтилдитиокарбаматом свинца от содержания Cu(II)

Медь относится ко 2-му классу опасности, ПДК в воде составляет 1 мг/л

Определение меди основано на обменной реакции, происходящей в кислой среде (рН 1-2) между диэтилдитиокарбаматом свинца, растворённым в четырёххлористом углероде, и ионами меди. Карбамат меди окрашен в желтый цвет, а карбамат свинца бесцветный [3]. Увеличение интенсивности окраски реагента пропорционально концентрации меди.

Получение окрашенных образцов проводилось следующим образом:

---    ППУ – таблетки (d=16 мм, h=8 мм) очищали в эфире, соляной кислоте (1 н), дистиллированной воде и сушились при комнатной температуре;

---    помещали в полученный окрашенный раствор карбамата меди и выдерживали в течение 45 мин;

---    сушили окрашенные ППУ – таблетки между листами фильтровальной бумаги, сканировали и фотографировали.

Рассмотрена возможность использования офисного сканера и цифрового фотоаппарата с последующей компьютерной обработкой данных для численной оценки интенсивности окраски ППУ-таблеток с сорбированным на них окрашенным соединением. Показано, что  такой подход к обработке аналитического сигнала позволяет определять медь с чувствительностью не ниже чувствительности классических методов: аmin = 0.2 мкг в анализируемом объеме (100мл), градуировочные графики линейны в диапазоне 0.2 – 6.0 мкг.

В таблице приведены результаты определения меди в воде и метрологическая оценка.

 

Результаты определения меди в воде (Р=0.95, n =25, t= 2.06)

 

©2012-2020 ФГБУ ГСАС "Бурятская"