содержание
РАЗВИТИЕ МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ РТУТИ В ТВЁРДЫХ ОБРАЗЦАХ
Мухамадиярова Р.В., Смирнова А.С. (докладчик), Загртденов Н.Р.
В настоящее время измерению реального содержания ртути в широком диапазоне концентраций в объектах окружающей среды уделяется большое внимание. Совершенствование методик определения этого элемента стало ещё более актуальным в связи с постепенным переходом от определения общего содержания ртути к определению различных её форм, концентрации которых значительно ниже.
Существует большое количество методов определения ртути в твёрдых образцах (почвах, донных отложениях и др.), служащих депонирующими средами для ряда загрязняющих веществ (в том числе и рассматриваемого элемента), поступающих из атмосферы и водных объектов. Однако каждый из этих методов можно условно отнести к одному из двух способов определения ртути в твёрдых образцах: 1) разложение проб (кислотное или щелочное) с переводом всех форм ртути в окисленную двухвалентную и последующим определением методами ААС, АЭС, ИВАМ, ИСП-МС и др.; 2) термоэвакуация (термодесорбция) ртути непосредственно из образца в специальных устройствах с осаждением паров элементарной ртути на золотом сорбенте, последующей их возгонкой и детектированием сигнала.
В своих работах мы уже несколько лет прибегаем ко второму методу, используя универсальный комплекс ртутеметрический УКР-1МЦ с приставкой для возгонки и накопления ртути УВН-1А в диапазоне содержаний 10-3 - 100 мкг/г. Этот метод обладает рядом преимуществ: возможностью анализа твёрдых образцов без предварительной пробоподготовки, что позволяет избежать разбавления пробы, уменьшением вероятности загрязнения пробы за счёт посуды и реактивов и потерь ртути в процессе разложения. Приставка УВН-1А предназначена для экспресс-определения как подвижных форм ртути (режим нагрева до 120°С), так и более термостойких соединений ртути (режим нагрева до 450°С) [1] в образцах твердых материалов (почвы, донные отложения и др.). Выбор именно таких температурных режимов обусловлен анализом термограмм, полученных в результате ступенчатой термоэвакуации ртути из твёрдых образцов [1, 2, 3]. В качестве примера на рис. 1 приведён усреднённый термоспектр выхода различных форм ртути [3].
Несмотря на ряд преимуществ, применение метода термодесорбции зависит от содержания органических веществ в пробе (неселективное поглощение продуктов их сгорания), устройства анализатора (влияние органической матрицы и продуктов сгорания), температуры нагрева образцов и др. Поэтому для ряда проб, в которых измерить достоверное содержание ртути не представлялось возможным, необходимо было прибегнуть к альтернативному методу - методу разложения. Этот метод является более универсальным и может быть реализован с использованием различных инструментальных методов анализа, в том числе и метода "холодного пара", широко нами используемого.
В связи с усовершенствованием аналитической аппаратуры этап подготовки проб стал лимитирующим этапом всего процесса анализа. Поэтому мы остановились на микроволновом разложении проб в азотной кислоте. Благодаря использованию микроволновых методов время растворения проб может быть значительно сокращено по сравнению с использованием традиционных методик, например растворения при нагревании на плитке. В частности, температура кипения кислот повышается при нагревании под давлением, когда они находятся в закрытом сосуде в установке для микроволнового разложения. Температура кипения азотной кислоты, например, повышается до 180°С - 190°С при давлении 700 кПа (100 фунтов-сила на квадратный дюйм), что значительно превышает температуру кипения при атмосферном давлении, которая составляет 120°С. При такой повышенной температуре пробы растворяются быстрее и в некоторых случаях эффективнее [4].
Комплексное использование описанных методов позволит расширить круг анализируемых объектов и получить полную информацию о них. Остаётся лишь проблема полного согласования этих двух методов для корректного сопоставления получаемых результатов.
Литература:
1. Алехин Ю.В., Ковальская Н.В., Лапицкий С.А. Новые полевые и экспериментальные методы оценки глобального ртутного загрязнения // Тез. докл. Третьей межд. конф. "Экологическая геология и рациональное недропользование", С-Пб., 2003.
2. Новокрещенов А.П., Волох А.А. Возможности применения метода определения термоформ ртути в экологическом мониторинге. // В сб. статей "Эколого-геохимические проблемы ртути", М.: ИМГРЭ, 2000, с. 125-129.
3. Таусон В.Л. Новые методы исследования форм нахождения рудных элементов в минеральном веществе // Геохимические процессы и полезные ископаемые. Вестник ГеоИГУ, 2000, вып.2, с. 117-128.
4. ISO 15202-2:2001 "Workplace air - Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry - Part. 2: Sample preparation".
| |
Рис. 1.
Усредненный термоспектр неорганических форм ртути. СВ - свободная, ФС - физически сорбированная, ХС - хемосорбированная, М - минеральная (сульфидная), ИЗ - изоморфная [3]
|
|
