Диссертация (1148242), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В частности, для поставленной в настоящей работезадачи автоматизации методик определения хлорид- и сульфат-ионов вводныхтеплоносителях,интереспредставляетопытпроточноготурбидиметрического определения сульфат-ионов в природных и сбросныхводах[57].Значительнорежеречьидетосоздании(АСАК)–автоматизированных систем аналитического контроля в реальном масштабевремени. Примером подобных разработок являются системы для оснащенияпатрульных экологических судов, предназначенные для мониторингаоткрытых акваторий с параллельным определением до 14 показателейкачества воды, таких как ионы аммония, нитрат-, нитрит-, фосфат-ионы,нефтепродукты, фенолы и некоторые тяжелые металлы в режиме движениясудна по обследуемой акватории [58].
Известен и позднее созданныйспециальный проточно-инжекционный анализатор для мониторинга речнойводы по содержанию в ней биогенных элементов [59].1.6Применениепроточныхметодовдляавтоматизациирадиохимического анализа и аналитического контроля в атомнойэнергетикеВыбираяаналитическогоподходыконтроляксозданиюватомной19методовэнергетикеисредствнахимико-первомэтапепредставляется разумным, следуя общей тенденции автоматизации методикхимического анализа, остановиться на создании автоматизированныхметодик off line.
Препятствием созданию АСАК, как уже отмечалось выше,помимо сложности, а отсюда и их не всегда гарантированной надежности,являются эксплуатационные требования к ЯЭУ, не допускающие в частностиразгерметизацию 1-ых контуров в эксплуатационных режимах. Непрерывныйпробоотбор, являющийся условием функционирования АСАК, являетсяискусственной разгерметизацией 1-го контура. Об осторожности в подходахксозданиюавтоматизированныхметодиканалитическогоконтролярадиоактивных технологических сред свидетельствует, в частности, ещесравнительнонебольшойопытпримененияпроточногоанализаврадиохимии.Перваяполностьюавтоматизированнаяметодикадлярадиохимического анализа с использованием SIA была предложена Grate идр.
ещё в 1996 году [60]. Они использовали схему SIA для разделения иопределения90Sr в ядерных отходах. Разделение производилось насорбционно-экстракционной микроколонке, содержащейSr-Sec смолу.Определение проводилось on line с помощью жидкого сцинтиллятора.Производительность составила 1,5 определения в час, предел обнаружения2,6 Бк.
В более поздней работе [61] они оптимизировали эту методику иувеличили производительность. Основным её ограничением являетсянеобходимость остановки системы для обновления стационарной фазы.Аналогичная методика SIA в варианте жидкостно-сцинтилляционногодетектирования аналита разработана для определения99Tc [62]. В качествеиллюстрации больших потенциальных возможностей метода Grate и др.разработали на принципах SIA оптимизированную процедуру разделенияактиноидов [63]. Разделение основано на различиях в поведении нитратных ихлоридных комплексов актиноидов в степенях окисления III, IV и VI. On lineдетектированиепроизводилосьсиспользованиемжидкостногосцинтилляционного счетчика с интегрированием в течение 6 сек.
Подобная20система, использующая ПИА методологию, была позже реализована всочетании с ICP-MS детектированием [64]. Оба варианта методики былиприменены для анализа ядерных отходов с высокой радиоактивностью.ПИА к настоящему времени вошёл в радиохимическийанализкакальтернатива классическим радиохимическим методам в приложении крешению проблем определения долгоживущих радионуклидов. Успехи вэтом направлении были достигнуты за счёт гибридизации ПИ-методологии сИСП-МС-детектированием [65], о чём уже говорилось выше. Этот вариантПИ-радиохимического анализа привлёк внимание многих исследователей.Большие успехи были достигнуты за счёт включения в подобные системытехники предварительного выделения аналитов [66]. В различных сочетанияхс методиками детектирования использованы процессы:- соосаждения [67];- адсорбции [68];- ионного обмена [69-70];- жидкостно-жидкостной экстракции [71];- хроматографического разделения [72];- капиллярного электрофореза [73].По отношению к объектам анализа основное внимание уделяетсяанализу природных вод.Так Aldstadt и др.
[74]определяли Uвповерхностных водах с использованием колонки с TRU-сорбентом, чтопозволило достичь очень низких пределов определения (0,30 нг/л) придостаточно высокой производительности (10 определений в час), котораярассматривается как неотъемлемое преимущество ПИА. ПредварительноеконцентрированиеурананасмолеTRUспоследующимспектрофотометрическим детектированием также использовалось авторамиработы [75]. С целью повышения чувствительности и улучшения пределовобнаружения ультраследовых количеств U(VI) применялась волноводнаякапиллярная кювета с длинным оптическим путем (LWCC).21Известны попытки адаптации автоматизированных методик и к болеесложным объектам анализа.
В ранее упомянутой работеHollenbach ссоавторами [65] разработали методику для разделения и концентрированияультраследовых количеств U, Th и Tc, находящихся в вытяжках из образцовпочв. Во всех этих случаях схема ПИА сочеталась on line с ICP-MS, чтообеспечило полную автоматизацию. Схема анализа включала разделение,концентрирование и on line определение, значительно улучшая пределыобнаружения радиоизотопов.Автоматизации спектрофотометрического определения наноколичествурана (VI) в морской воде методом ПИА с реагентом арсеназо III ипредварительным on-line концентрированием посвящена работа КузнецоваВ.Г., Земятовой С.В., Корнева К.А. [76].
Авторы предложили использоватьсоосаждение комплекса урана с малорасторимыми в воде ассоциатамиреагентасорганическимикатионами:N,N`-дифенилгуанидинием,акридиновым желтым, акридиновым оранжевым. Концентрат выделяли нафильтрующем элементе с волоконной ацетатцеллюлозной мембраной споследующимрастворениемвпотокедиметилсульфоксида.Образовавшуюся окрашенную «пробку» направляли через проточнуюкювету спектрофотометра с толщиной поглощающего слоя 0,5 см ирегистрировалиизменениепоглощенияпридлиневолны650нм.Максимальная степень соосаждения U (VI) составила 95% при 20-кратномизбытке красителя, коэффициент концентрирования при описанной схемеработы составил ~50. Предел обнаружения U (VI) ~ 0,01 нг/мл приэкспериментально установленных содержаниях урана в морской воде науровне 15-25 нг/мл.Несмотря на большие усилия в решении проблемы автоматизациирадиохимического анализа на принципах ПИА, сложность гидравлическихсхем и невозможность их унификации привели к тому, что в последние годыПИА был вытеснен другими методами проточного анализа, в первую очередьSIA.22SIA явился альтернативой ПИА, в первую очередь в плане унификациигидравлическихсхем,чтоупростилоихадаптациюподметодикиопределения различных аналитов и сделало методологию проточногоанализа особенно привлекательной для радиохимии.
Кроме того методологияSIA обеспечивает большую простоту программного управления процессоманализа с помощью компьютеров. В частности в схему анализа прощевключить режим остановленного потока.Вариант схемы SIA был адаптирован для анализа низкорадиоактивныхобразцов окружающей среды. В [77] описана методика определения226Ra втермальных и минеральных водах.
Она основана на выделении радиядиоксидом марганца, осаждённом на хлопковом волокне. Тот же принцип в[78] использован для определения90Sr иметодика одновременного определения90Y. Позже была разработанаRa и22690226Sr [79].Ra определялипрямым измерением активности осадка Ba(Ra)SO4, а радиоактивностьопределяли через9090SrY соосаждением последнего с гидроксидом Fe(III).Полный цикл анализа занимает 20 мин.Для определения плутония, как и в случае ПИА, была реализованагибридная система SIA + ISP-MS [80, 81]. Соответствующие методики нашлиприменение для анализа почвы, водорослей, морской воды.Дальнейшее развитие методология SIA нашла в радиохимическоманализе в варианте LOV – «лаборатория на кране».
По этой схеме Егоров идр. [82] разработали методику последовательного инжекционного анализа собновлениемразделительнойопределяемыерадионуклидыколонки(SI-RSC),хроматографически.чтобыОнивыделятьиспользовалиселективные коммерческие сорбенты (Sr-Sec смолы для 90Sr, TRU смолу дляурана и TEVA смолу для99Tc), замена которых осуществлялась безизменения конфигурации системы. Эта методика на принципах LOV имеетцелый ряд преимуществ перед аналогами:- обеспечивает уменьшение дисперсии;- возможность многокомпонентного анализа;23- приводит к значительному снижению времени и затрат на анализ;-исключает необходимость остановки потока для замены фазыэкстрагента.К сожалению, следует отметить, что внедрению подобной методологиивотечественнуюаналитическуюпрактикупрепятствуетотсутствиеподобного оборудования.Врадиохимическоманализепроявилосьещеоднообщеепреимущество методологии проточного анализа – возможность созданиямноговариантных гибридных схем анализа, позволяющих комбинироватьразличные проточные методы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
