Том 2 (1109662), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Перечислимнекоторые из них.• Разработка экспрессных тест-методов определения загрязнителей in situ. Одним из средств решения этой задачи служатиндикаторные трубки.• Определение обобщенных показателей состояния окружающейсреды таких, как химическое потребление кислорода (ХПК),содержание общего органического углерода (ООУ), суммы фенолов (фенольный индекс) или поверхностно-активных веществв водах, характеристики кислотности почв.• Оценка значений групповых параметров, характеризующихзагрязнители с точки зрения как их состава, так и поведения8.1.Анализ объектов окружающей среды205в окружающей среде, например, содержания адсорбируемыхорганических галогенов (AOX).• Специфические проблемы, связанные с пробоотбором, определением следовых содержаний и разработкой стандартизованных процедур анализа.• Изучение пространственного и фазового распределения элементов и соединений, их накопления в отдельных частях и органах (компартментах) растительных и животных организмов.• Изучение распределения элементов по отдельным химическимформам, которые могут обладать разной токсичностью, например, Cr(III) и Cr(VI), свободные и связанные в комплексыионы Cu(II) в морской воде (последние поглощаются организмами рыб в значительно меньшей степени).• Исследование мелкодисперсныхпыли или дыма в атмосфере.объектов, например, частиц• Дистанционный анализ, например, для определения содержания озона в верхних слоях атмосферы.Определение индивидуальных веществВ качестве примера важной задачи аналитической химии окружающей среды,связанной с определением индивидуальных химических компонентов, рассмот р и м определение отдельных полициклических ароматических углеводородов(ПАУ).
Существует свыше с т а различныхбенз[а]пиренполициклических ароматических структур, многие из которых найдены в окружающей среде. В настоящее время американским Агентством по охране окружающей среды (EPA) установлены нормативы на 16 различных ПАУ (табл. 8.1). Основным изних считается бенз[а]пирен. Именно его содержание используют дляоценки степени загрязнения ПАУ из различных источников — отпожаров до табачного дыма (табл.
8.2).Идентификация и определение отдельных ПАУ представляет немалые трудности ввиду наличия в водах, почве и воздухе множества сопутствующих веществ. К а к правило, в ходе анализа объек-206Глава 8. Специальные вопросы аналитической химиитов окружающей среды компоненты пробы сначала разделяют наотдельные фракции, а затем уже нужную фракцию (которая попрежнему представляет собой весьма сложную смесь) анализируютс помощью высокоэффективной хроматографии.Таблица 8.1.ПАУ, содержание которых нормируется Агентством поохране окружающей среды (США).1. Нафталин9.
Бенз[а]антрацен2. Аценафтилен10. Хриэен3. Аценафтен11. Бенз[Ь]флуорантен4. Флуорен12. Бенз[к]флуорантен5. Фенантрен13. Бенз[а]пирен6. Антрацен14. Инденол[1,2,3-с,(1]пирен7. Флуорантен15. Дибенз[а,п] антрацен8. Пирен19. Бенз|^,Ь.,1]периленТаблица 8.2.Источники выбросов полициклических ароматическихуглеводородов (ПАУ) в окружающую среду.ИсточникСуммарные выбросы за 1981 г. (т)Пожары2,6Электр оэнергетика:- сжигание нефтепродуктов0,02- сжигание угля0, 001Производство кокса5, 6Транспорт:- бензиновые, газовые двигатели2, 2- дизельные двигатели0,14Табачный дым0,015Рассмотрим схему определения ПАУ в конденсате выхлопных газов дизельных двигателей (рис. 8.1).
Она включает в себя несколько процедур экстракционного и хроматографического разделения изавершается хроматографическим определением. Частицы, выходящие с выхлопными газами, собирают на фильтре из стекловолокнаи экстрагируют толуолом. Затем толуольный экстракт разделяютна водорастворимую и жирорастворимую (гидрофобную) фракции.Раствор гидрофобной фракции в циклогексане разделяют хроматографическим методом на колонке с гелем Сефадекс LH-20 ещена три фракции — неполярную, не содержащую ПАУ, неполярную,8.1. Анализ объектов окружающей среды 207содержащую ПАУ, и полярную.
Фракцию, содержащую ПАУ, разделяют далее на колонке с силикагелем еще на две. Одна из нихсодержит углеводороды с 4-7 кольцами, другая — нитросоединения.Наконец, углеводороднуюфракцию ПАУ, наконденсат выхлопных газов(толуольный экстракт)зываемую также канцерогенной (фракция Hb,метанол-вода-циклогексан (7:3:5)рис. 8.1), анализируют методом капиллярной газоциклогексанметанол, водагидрофобнаягидрофильнаявой хроматографии. Пофракцияфракциялученная хроматограмма(рис. 8.2) весьма сложна,сефадекс LH-20идентификация компоненполярныетов представляет собойполициклическиеароматическиенеароматическиенепростую задачу. Оченьсоединения Пси ароматическиеудобным методом идентисоединения с < 4 Пасиликагельфикации является массспектрометрия.
Для селективногодетектироваNOj-ПАУWW с 4-'KO-Il,НИМИ П ЬHdния интересующего компонента можно использоРис.8.1. Схема выделения канцерогеннойв а т ьСпособ селективногофракции ПАУ (Hb).мониторинга ионов (раздел 5.5), контролируя ионный ток соответствующего характеристического пика.Экспресс-тесты и измерение долговременныхэкспозицийЛабораторный анализ объектов окружающей среды — задача длявысококвалифицированных специалистов. В то же время часто бывает необходимо быстро зарегистрировать аварийный выброс загрязнителя или оценить качество воды непосредственно на месте,причем силами работников, не обладающих высокой квалификациейв области аналитической химии.Такие задачи решаются при помощи специальных, полностьюоборудованных комплектов для выполнения полевых химических анализов, включающих, в частности, дозиметры и индикаторные трубки.Разнообразные комплекты для выполнения полевых анализов выпускаются фирмой Merck.
Большинство из них основано на обычныхпринципах химических методов анализа, реализуемых, как правило,в «безреактивном» варианте (раздел 7.1). Примерами могут служить208Глава 8. Специальные вопросы аналитической химиииндикаторные (тестовые) бумаги для определения рН. В настоящеевремя такие бумаги, пропитанные растворами соответствующих реагентов, выпускают и для определения различных ионов — аммония,металлов (Al, Pb, Cd, Cr, Fe, Ni, Cu, Mn).
Существуют индикаторные бумаги для определения суммы кальция и магния (жесткостиводы), анионов (фторидов, хлоридов, цианидов, нитратов, фосфатов, силикатов, сульфатов), химического потребления кислорода, атакже для проведения микробиологических тестов с использованием сухих питательных сред. Оценка интенсивности окраски индикаторных бумаг осуществляется визуально путем сравнения с прилагаемой колориметрической шкалой или при помощи миниатюрныхфотометров в отраженном свете. В полевые комплекты входят и вседополнительные реактивы, если требуется их использование.время удерживанияР и с . 8.2. Капиллярная газовая хроматограмма канцерогенной фракцииПАУ выхлопных газов дизельного двигателя.В качестве полевых анализаторов воздуха применяют индикаторные трубки Дрегера.
Их обычно заполняют порошком силикагеля, на котором адсорбирован соответствующий реагент. Трубкихранят в запаянном виде, их вскрывают лишь непосредственно перед анализом. С помощью ручного насоса через трубку прокачивают определенный объем воздуха. При этом в результате реакции сопределяемым веществом слой силикагеля окрашивается. Чем больше концентрация вещества, тем больше длина окрашенной зоны.Значение концентрации оценивают при помощи прилагаемой измерительной шкалы.Существуют индикаторные трубки для определения неорганических газов — HCN, СО, NH3, оксидов азота, паров сильных кислот(HCl, HNO3).
B качестве примера определения паров органических8.1. Анализ объектов окружающей среды 209веществ назовем комплект для одновременного детектирования ацетона, спиртов, толуола, гексана и перхлорэтилена.Определение суммарных и групповых параметровСуммарные параметры используют как обобщенные показателизагрязненности окружающей среды, например, воды органическимивеществами или воздуха взвешенными частицами.Рассмотрим систему таких показателей на примере оценки загрязненности вод органическими веществами. Эти показатели можно свести к двум основным группам — характеристики содержанияуглерода в различных формах и характеристики окисляемости. Содержание углерода характеризуют в виде содержания общего неорганического углерода (ОНУ) и общего органического углерода(ООУ). В свою очередь, общий органический углерод подразделяют на растворенный органический углерод (РОУ) и взвешенныйорганический углерод (ВОУ).Для определения содержания органического углерода пробу воды фильтруют и определяют органический углерод раздельно в фильтрате и осадке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
