Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Махмуд Башар Абдулазиз Махмуд

Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования
<
Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Махмуд Башар Абдулазиз Махмуд. Определение токсичных элементов в питьевой, сточной, технологической водах методом рфа пво без предварительного концентрирования: диссертация ... кандидата Химических наук: 02.00.02 / Махмуд Башар Абдулазиз Махмуд;[Место защиты: «Казанский (Приволжский) федеральный университет], 2016.- 166 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I Литературный обзор 12

1.1 РФА в анализе питьевых, природных и сточных вод 12

1.1.1 Основы рентгенофлуоресцентного анализа 12

1.1.2 Сравнение характеристик методов анализа 16

1.1.3 Анализ единичной капли 27

1.1.4 Конкурирующие методы анализа 33

1.1.5 Метрологические характеристики градуировочных функций 34

1.1.6 Программная поддержка расчетов метрологических характеристик 36

1.1.7 Расчет экономичности и экспрессности анализов токсичных элементов

1.2 Подготовка проб воды к анализу 39

1.2.2 Нормируемые требования к питьевой и природной воде 48

1.2.3 Сосуды для отбора и хранения проб 55

1.2.4 Усредненный состав природных вод 56

1.2.5 Технические требования к азотной кислоте для консервации 56

1.2.6 Требования безопасности 57

1.2.7 Нормирование качества природной среды 58

1.2.8 СанПиН

2.1.4.1074-01 питьевая вода гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения 59

1.2.9 Примеры определения токсичных элементов в природных воде 62

1.2.10 Аналитический контроль водных ресурсов 62

1.2.11 Экспериментальное определение загрязнения организмов частицами свинца 65

1.2.12 Пределы обнаружения и диапазоны определяемых концентраций микрокомпонентов вод 67

1.2.13 Применение метода биотестирования в анализе токсичности природных и сточных вод общие проблемы и подходы к уровню загрязнения гидросферы з

1.3 Химический состав природных вод Республики Ирак 71

1.3.1 Влияние компонентов асфальта на качество воды 71

1.3.2 Использование воды из скважин в провинции Анбар в быту и для сельскохозяйственных целей 72

1.3.3 Изучение некоторых источников загрязнения воды реки Евфрат между районами Хит и Рамади 76

1.3.4 Оценка качества пластовой воды Эль-Хаббания дистанционным зондированием с использованием географических информационных систем 78

ГЛАВА II Теоретическая часть 79

2.1 Метрологическое обеспечение анализа водных сред на токсичные элементы с применением разработанной программы METROLOGY 79

2.2 Задачи метрологического обеспечения анализа 82

ГЛАВА III Экспериментальная часть 85

3.1 Получение азотной кислоты электролизом раствора KNO3 87

3.2 Методика выполнения измерений РФА ПВО 89

3.3 Методика подготовки образцов для проведения анализа на спектрометре S2 PICOFOX 92

3.4 Приготовление стандартных растворов при выполнении измерений методом AAС 96

ГЛАВА IV Обсуждение результатов 98

4.1 Экспрессный метод синтеза азотной кислоты для консервации проб при анализе воды на токсичные элементы 98

4.2 Сравнение чувствительности. экспрессности и экономичности методов РФА ПВО и ААС 103

4.3 Определение токсичных элементов методом РФА ПВО при контроле качества воды и в процессе ее очистки 122

Заключение 124

Список использованной литературы 125

Введение к работе

Актуальность работы. В настоящее время одним из перспективных методов экспрессного и экономичного анализа токсичных элементов в водных средах является РФА ПВО (рентгенофлуоресцентный анализ с полным внешним отражением), который не уступает по чувствительности классическому методу ААС (атомно-абсорбционная спектроскопия) и более информативен. Подготовка проб к анализу проста и имеется возможность проведения анализов в полевых условиях. Следует выделить следующие основные преимущества РФА: экспрессность; возможность реализации безэталонного анализа; нижний предел определяемых концентраций элементов без предварительного концентрирования составляет примерно 0.001 мг/л.

Для проведения массовых анализов токсичных элементов в водах необходимы экспрессные, экономичные, чувствительные методы с возможностью проведения анализов в полевых условиях с помощью переносных приборов. Также необходимо внедрение метрологического обеспечения анализа и создание баз данных.

Степень разработанности темы исследования. В России методики измерений (МИ) токсичных элементов в воде, пищевых продуктах, в крови и органах животных и человека разработаны с использованием методов ААС, ИСП. МИ для выполнения вышеуказанных задач с использованием РФА ПВО практически отсутствуют.

Цель работы и задачи работы:

Разработка экспрессной, экономичной методики определения концентрации токсичных элементов на примере определения свинца в питьевой, сточной, технологической водах без предварительного концентрирования проб с использованием метода РФА ПВО.

- Разработка методики определения концентрации свинца без предварительного
концентрирования с использованием метода РФА ПВО в диапазоне концентраций: 1
30 мг/л, 0.5 5.0 мг/л в сточных и технологических водах; в питьевых, природных
водах в диапазоне концентраций 0.01 0.05 мг/л; в питьевой бутилированной воде в
диапазоне концентраций 0.0030 0.02 мг/л.

Создание установки для синтеза азотной кислоты особой чистоты электролизом и оптимизация условий синтеза.

Создание программного продукта для метрологического обеспечения результатов анализа и метрологической проработки градуировочных функций.

Сравнение аналитических (рабочий диапазон, чувствительность, селективность, …) и технологических (массовость, экономичность, экспрессность,…) параметров определения концентрации свинца в водах методами ААС и РФА ПВО.

- Создание базы данных методик анализа, результатов эксперимента с
включением программного продукта для метрологической проработки данных.

Научная новизна работы:

- Предложена экспрессная и экономичная методика определения концентраций
свинца и других токсичных элементов в воде без предварительного
концентрирования в диапазоне концентраций 0.0030 30.0 мг/л с применением РФА
ПВО. В настоящее время данная методика регистрируется как
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ «ВОДА ПИТЬЕВАЯ. Методы определения
содержания свинца, кадмия, никеля…» в ФБУ «Государственный региональный
центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике Татарстан».

Автореферат диссертации оформлен в соответствии с ГОСТ 7.0.11 - 2011

Разработан программный продукт для метрологического обеспечения процесса разработки методики измерения и представления результатов анализов по требованиям стандарта, позволяющий рассчитывать рабочий диапазон измерений в зависимости от надежности, показателя сходимости, также оценивать результат анализа и градуировочную функцию, распознавать вид случайных процессов и рассчитывать неопределенность результата анализа.

Разработан способ получения особо чистой азотной кислоты электролизом в лабораторных условиях для консервации проб воды.

Теоретическая и практическая значимость работы. Предложена экспрессная и экономичная методика определения концентрации свинца без предварительного концентрирования с использованием метода РФА ПВО в диапазоне концентраций 0.0030 30.0 мг/л, соответствующая СанПиН 2.1.4.1116-02 для фасованной питьевой воды первой и высшей категорий, также в природных, технологических и сточных водах.

Для консервации проб воды разработана методика получения чистой азотной кислоты в лабораторных условиях, не содержащая примесей токсичных элементов.

Для обеспечения экспрессности, экономичности, метрологических

характеристик анализа использован разработанный при участии автора программный продукт.

Методика рассчитана на проведение анализов в лабораторных условиях.

Методология и методы исследования. При определении концентрации свинца и других токсичных элементов в воде использованы методы РФА ПВО и ААС. Спроектирована и собрана установка для получения чистой азотной кислоты для консервации проб воды и оптимизированы условия синтеза. При разработке методики измерений, представлении результатов анализа использован программный продукт, созданный при участии автора настоящей работы.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Методика получения чистой азотной кислоты в лабораторных условиях, не содержащей примесей токсичных элементов.

  2. Методика определения концентрации свинца в питьевой, сточной, технологической водах с использованием метода РФА ПВО в диапазоне концентраций 0.0030 30.0 мг/л.

  3. Результаты использования программного продукта для метрологического обеспечения результатов анализа и метрологической проработки градуировочных функций.

4. Результаты сравнения экспрессности и экономичности РФА ПВО и ААС.
Личный вклад автора. Автор принимал участие в постановке цели работы,

анализе литературных данных, подготовке публикаций по теме исследования. Самостоятельно выполнил все экспериментальные работы по анализу воды, сборку установки для синтеза азотной кислоты и синтез.

Степень достоверности результатов. Достоверность результатов обеспечена использованием современного оборудования с искусственным интеллектом и метрологическим обеспечением процедур анализа градуировочных функций и результатов анализа с применением программы, созданной с участием автора.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 печатных работ, 3 тезисов докладов в трудах Международных и Российской конференций.

Апробация работы проведена на кафедре АХСМК КНИТУ в НИР и в учебном процессе.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, трех глав с описанием проведенных экспериментов и полученных результатов, выводов, списка использованной литературы. Материал диссертации изложен на 146 страницах, содержит 25 рисунков и 43 таблицы и приложение (20 страниц, 19 рисунков и 23 таблицы). Список использованной литературы содержит 192 наименования.

Работа выполнена на кафедре аналитической химии, стандартизации и менеджмента качества ФГБОУ ВО «КНИТУ», является частью исследований центра коллективного пользования (ЦКП «КНИТУ» Спектральные методы анализа) по научному направлению и аккредитации лаборатории анализ воды методом РФА ПВО.

Атомно-абсорбционный анализ выполнялся в Центре химико-аналитических исследований ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН под руководством к.х.н. В.Т. Иванова.

Сравнение характеристик методов анализа

Рентгенофлуоресцентный метод анализа (РФА) играет большую роль в современной аналитической химии, благодаря возможности проведения многоэлементного анализа, высокой чувствительности и экспрессности, относительной простоте подготовки проб. В то же время, существует ряд ограничений, которые не позволяют вовлечь метод РФА ПВО в широкую аналитическую практику вследствие отсутствия аттестованных методик измерений. Рентгенофлуоресцентный микроанализ является одним из перспективных отраслей неразрушающего анализа, в том числе локального анализа малых объектов, микровключений, определения пространственного распределения как основных, так и следов микроэлементов в образце. Современное состояние определения токсичных элементов в водных средах с применением метода РФА ПВО рассмотрены в работах [1 - 4]. В работе [1] проанализированы достижения за последние 15 лет, в течение которых учитывались эффекты матрицы анализируемых объектов, наложения спектральных линий элементов.

Разная минерализация вод требует соответствующей подготовки проб. При минерализации менее 150 мг/л проба считается «тонким слоем». К таковым относятся снег, дождевая и речная вод, подземные воды [2]. Морская вода и подземные могут иметь концентрацию солей от 30 до 500 г/л. Данные воды требуют специальной подготовки.

При анализе вод с высокой минерализацией ( 150 мг/л) критерий «тонкого» слоя не соблюдается, что приводит к появлению матричных эффектов. Для элементов с порядковым номером более двадцати влияние поверхностной плотности менее значимо. Кроме того, при высокой минерализации воды на подложке происходит диффузия анализируемого элемента к границе сухого остатка находящегося на подложке. При этом внутренний стандарт и анализируемый элемент разделяются, что особенно проявляется для элементов с порядковым номером менее двадцати [2].

Классический метод РФА при анализе токсичных элементов в воде позволяет достигать концентраций около 30 мг/л [3]. Теоретические основы и аппаратурные особенности классического метода РФА рассмотрен в работах [2, 4]. В методе РФА градуировочные и реперные образцы являются обязательным элементом методического обеспечения РФА [5, 6]. Согласно работе [7] при приготовлении эталонных растворов необходимо выполнять следующие условия: матрицы эталонных растворов должны незначимо различаться от анализируемых растворов; размах концентраций анализируемого элемента в эталонных растворах должен покрывать заявленный рабочий диапазон, причем число эталонных растворов должно быть не менее 5 – 7 шт [7].

Одной из проблем практического применения РФА при контроле состава водных сред является отсутствие номенклатуры ГСО, адекватно отражающих вариации химического состава при минимальном числе образцов. Данная номенклатура ГСО, в основном, предназначена для ААС.

В настоящее время разработан комплект ГСО для градуировки рентгеновских спектрометров [8], но не каждая лаборатория может себе их позволить из-за дороговизны ГСО. При невозможности приобретения стандартных образцов возможно изготовление в лаборатории искусственных смесей (эталонных растворов) [6] либо используется программное обеспечение прибора позволяющее проводить оценку концентрации анализируемогом элемента безэталонным методом способ фундаментальных параметров [9]. Конструктивные особенности современных спектрометров дают возможность проводить анализ не только в лабораториях, но и непосредственно в технологическом процессе, что исключает многие проблемы, связанные с отбором, подготовкой и хранением проб анализируемого материала. Для каждого типа СО при их аттестации устанавливается срок действия (не более 10 лет) и определяются метрологические характеристики, которые нормируются в документации на их разработку и выпуск. Идеальная проба должна быть соответствующим образом подготовлена [10]: 1. Должна воспроизводить состав материала; 2. Быть однородной; 3. Иметь толщину, достаточную для того, чтобы удовлетворять требованиям пробы с «бесконечной толщины» для выхода характеристического излучения; 4. Иметь ровную поверхность. В РФА ПВО часто необходимо нормировать сигнал определяемого элемента. Наиболее простым является способ стандарта-фона. При этом учитывается, что интенсивность рассеянного пробой излучения регистрируется совместно с аналитической линией. Величина вводимой поправки для учета этого эффекта пропорциональна интенсивности сигнала-фона. Возможны варианты способа, учитывающие влияние некоторых мешающих элементов [11]. Предложен способ стандарта-фона с использованием модифицированного универсального уравнения [12], что позволяет избавиться от необходимости использовать многочисленные уравнения связи.

Задачи метрологического обеспечения анализа

Основные группы веществ. загрязняющих водоемы и их влияние на водные экосистемы. В настоящее время состав природных вод водоемов в значительной степени формируется под влиянием антропогенной нагрузки [149].

На дне аккумулируется большое количество загрязняющих веществ разной природы: токсичных элементов. органических веществ. нефтепродуктов. Происходит накопление наносов донных отложений в местах стоков промышленных предприятий [150, 151].

В отличие от органических загрязняющих веществ, металлы практически вечны, так как они не разрушаются при воздействии природных факторов, они включаются в той или иной степени в биологический круговорот и при определенных биогеохимических условиях и концентрациях токсичные элементы начинают оказывать токсическое действие на живые организмы [150].

Донные отложения водоемов являются активными накопителями металлов [151]. В определенных условиях не исключены процессы десорбции металлов и их переход в растворенном состоянии в толщу воды, т.е. донные отложения превращаются в источники вторичного загрязнения водных объектов [152].

Медь по биологическим функциям в живых организмах является типичным микроэлементом. Интенсивная сорбция меди обуславливает ее высокие концентрации в донных отложениях. Повышенное содержание меди ( 1000 мг/кг сухой массы) в донных отложениях часто связано с влиянием сточных вод; незагрязненные осадки содержат меди не более 20 мг/кг. Цинк относится к числу широкораспространенных металлов. Концентрация цинка в донных отложениях пресноводных систем в районах добычи металлов превышает 1000 мг/кг сухой массы. Более низкие уровни содержания характерны для рек. протекающих через городские районы. В незагрязненных зонах его концентрация не превышает 50 мг/кг.

Накопление мутагенов создает опасность увеличения темпов мутации у гидробионтов и у человека. что приводит к генетической патологии у потомства и к увеличению частоты развития рака у ныне живущего поколения [153].

Гидрофобная нефть образует тонкую пленку на поверхности воды, которая становится непригодной для использования при попадании 1 л нефти на 106 л воды. На открытых водных поверхностях с течением времени образуется эмульсионный слой «нефть – вода», который частично препятствует газообмену между водой и воздухом. Этот эффект приводит к тому, что все живые организмы, находящиеся под этой пленкой, постепенно задыхаются [154]. При этом прежде всего при дыхании в клетках накапливается СО2. что ведет к ацидозу, т.е. под кислению клеточной жидкости [155]. Так, в лабораторных условиях при толщине нефтяной пленки в 4.1 мм количество растворенного кислорода понижается в течение 20–25 суток до 40% [156]. Циклические углеводороды представлены в нефти нафтеновыми и ароматическими углеводородами. Нафтеновые углеводороды составляют от 35 до 60%. О токсичности нафтенов сведений почти нет. Вместе с тем имеются данные о нафтенах как о стимулирующих веществах при действии на живой организм (лечебная нефть Нафталанского месторождения в Азербайджане). Биологически активными факторами этой нефти служат полициклические нафтеновые структуры [157, 158].

В работе [159] изучено выщелачивание Ca+2, K+, Mg+2, NH4+, Na+, SO4-2, PO4-3, S-2, Cl-, F- из асфальта в воду (в трех минеральных источниках города Хит). Свойства воды родников были также изучены (рН, электропроводность, количество взвешенных частиц, сухой остаток – TDS, мутность, общая жесткость). Определено, что концентрация многих ионов выше стандартных значений. Сделано заключение, что данные воды нельзя использовать в качестве питьевой воды. но можно использовать для целей сельского хозяйства после определенной очистки. Преимуществом (Особенностью) города Хит, который находится в западной части Ирака, является изобилие серных источников и минеральных родников контактирующих с месторождениями асфальта. В данных водах отсутствует воздействие вулканической деятельности. Качество воды и количество минеральных солей зависит от физического и химического состава пород. через которые прошли эти воды. В работе [159] для изучения влияния компонентов асфальта на качество воды взято 150 г асфальта и добавлено 750 мл дистиллированной воды. Смесь нагревали до 50 градусов по Цельсию. а затем раствор оставляли в течение двух дней и после фильтрации измеряли электропроводность, взвешенные вещества, растворенные вещества, мутность, рН и концентрацию Na+, Ca+2, K+, Mg+2, NH4+, Na+, HCO3-, CO3-2, SO4-2, PO4-3, S-2, Cl–, F–. Эти данные сравнены со значениями. полученными из анализа источников воды в предыдущем исследовании [160] с целью изучения выхода элементов из асфальта в дистиллированную воду. Полученные данные сравнены со значениями анализов родников Tar. В таблицах 1.23 и 1.24 представлены значения параметров вод источников, которые сравнены с параметрами дистиллированной воды контактирующей с асфальтом в тесение трех дней. Как видно из таблицы некоторые элементы перешли из асфальта в воду

Методика подготовки образцов для проведения анализа на спектрометре S2 PICOFOX

В настоящее время актуальной задачей является осуществление массового, экспрессного контроля токсичных элдементов в водных средах. Существующая система контроля имеет недостатки из-за плохой экспрессности, трудоемкости, отсутствия процесса автоматизации процесса обработки данных и их оценки. Это приводит к несвоевременным управленческим решениям, снижающим действия по предупреждению негативных эффектов, особенно при аварийных ситуациях.

Интенсивность использования водных ресурсов привело к тому, что на территории Европейской части России наблюдаются процессы накопления токсичнх элементов в водоемах. Решение проблем, позволяющих обеспечить ответственное водопользование, является приоритетной задачей (Закон РФ «Об охране окружающей среды», 2002; Водный кодекс РФ, 2006).

Необходимо отметить, что в будущем является перспективной осуществление массововго контроля токсичнх элементов в воде в полевых условиях [181].

В настоящей работе предложена экспрессная и экономичная методика получения азотной кислоты в лабораторных условиях, не содержащая примесей токсичных элементов. Кислота предназначена для консервации проб воды и анализа широкого набора токсичных элементов методом РФА ПВО.

Анализ воды на токсичные элементы регламентируется высокими требованиями к отбору проб воды и чистоте азотной кислоты, используемой на этапе консервации пробы [61, 182, 63, 183, 184, 70, 59]. Это связано с достаточно низкими значениями ПДК токсичных элементов в воде [63, 183]. В таблице 4.1 представлены регламентируемые концентрации некоторых примесей в азотной кислоте. Наличие этих примесей приводит к значимому фоновому аналитическому сигналу при анализе консервированных проб спектрометрами, характеризующимися чувствительностью до ppb и ниже. Таковыми, например, являются спектрометры для РФА ПВО или АЭС-ИСП. В результате применение кислоты даже марки «ОСЧ» может вносить существенный вклад в итоговую погрешность анализа. Поэтому для таких анализов предполагается применение специальных более чистых кислот от зарубежных производителей, которые зачастую наряду с другими вспомогательными реактивами поставляются вместе со спектрометрами. При многосерийных анализах они расходуются достаточно быстро, а поставки новых партий кислоты требуют длительного времени. Вдобавок к этому есть вероятность того, что вновь приобретенная партия реактивов может существенно отличаться по содержанию токсичных элементов, что может привести к остановке деятельности лаборатории. Поэтому в подобных случаях для обеспечения непрерывной деятельности лаборатории желательно иметь в наличии установку для получения азотной кислоты требуемой чистоты.

Рентгеновский спектрометр S2 PICOFOX. Фиксированные параметры измерения: анод трубки-Mo; напряжение катода трубки-50 кВ; ток трубки-600 мкА; среда измерения-воздух; материал прободержателя (подложки)-кварц. Варьируемый параметр - время измерения. его заданное значение-500 с.

Определение нижних пределов обнаружения токсичных элементов спектрометром S2 PICOFOX

Значения нижних пределов обнаружения (LLD) вычислялись программным пакетом спектрометра S2 PICOFOX согласно прилагаемому к нему Руководству. Для этого измерены спектры эталонов (см. в табл. 4.2 ) TXRF. Kraft XIII. и 10 ppm. входящие в комплект поставки спектрометра.

Схема установки для получения азотной кислоты представлена на рисунке 3.2. Установка состоит из источника постоянного тока RFT 3217. электродов из платиновой сетки массой 14 г помещенных в емкости из пластика с мембраной площадью 16 см2. Мембрана готовится растворением навески KNO3 в воде HPW с последующим добавлением навески агар-агaра при постоянном перемешивании и температуре 80о С. Параметры рецептур представлены в таблице 3.1. Основное количество азотной кислоты получается за счет KN03. который содержится в мембране. На спектрометре S2 PICOFOX регистрируются спектры «холостых» подложек. Затем на эти подложки автоматической пипеткой наносится 10.0 мкл раствора HNO3. Далее проводится высушивание в течение 5 минут под лампой (60 Ватт, на расстоянии 5 см). после чего вновь регистрируются спектры.

При обработке учитывались сигналы «холостой» подложки. Расчет концентраций примесей токсичных элементов в HN03 и их неопределенностей проводился с помощью программного пакета спектрометра S2 PICOFOX в режимах «внешнего» и «внутреннего» стандарта. Для первого режима выбраны спектры эталонов TXRF, Kraft XIII. и 10 ррт (табл. 4.2) а для второго -аналитические сигналы Ni, Rb, Си, Zn и Fe в зависимости от присутствия этих примесей в образце. Разница между результатами применения двух режимов незначима, поэтому представленные в таблице 4.3 значения концентраций - это средние от двух режимов.

Сравнение чувствительности. экспрессности и экономичности методов РФА ПВО и ААС

Предложен экспрессный метод определения концентрации токсичных элементов методом РФА ПВО в воде с низкой минерализацией. Измерения проведены на приборе BRUKER PICOFOX S2. Проведено определение концентрации элементов в водах Ирака, а также во фракциях водопроводной воды в процессе очистки вымораживанием. В последние годы метод РФА ПВО в зарубежной практике стал часто применяться при элементном анализе жидких объектов. Для таких объектов он оптимален с точки зрения простоты пробоподготовки и высокой экспрессности анализа. При этом чувствительность метода при определении токсичных элементов в среднем составляет 0.001 мг/л [188].

Одним из определяющих факторов при анализе жидких объектов методом РФА ПВО является соблюдение «критерия тонкого слоя». при соответствии которому отсутствуют матричные эффекты. Соответствие этому критерию возможно при минерализации менее 150 мг/л. в противном случае пробоподготовка несколько усложняется [188-192]. Рядом авторов предлагается вариант с применением специальной фильтровальной бумаги, на которой располагаются специальные кольцевые участки, окруженные парафинированными канавками. не дающими содержимому микрокапли диффундировать за пределы указанного кольца в ходе испарения. Использование такой бумаги и соответствующей методики позволяет достигнуть весьма низких погрешностей [48].

В качестве примеров применения разработанных методик измерения проведено определение концентрации элементов в водах Ирака и г.Казань, а также во фракциях водопроводной воды в процессе очистки вымораживанием. В таблице 5 представлены место отбора 17 проб воды. Во всех объектах ртуть не обнаружена.

Помимо результатов, представленных в таблице 5, обнаружены также: никель концентрации 0.002 мг/л в водопроводной воде г.Рамади; мышьяк в речной воде 0.02 мг/л и 0.0003 мг/л г.Фалудже и г.Рамади соответственно; золото в речной воде 0.02 мг/л и 0.003 мг/л в г.Фалудже и г.Алькаем соответственно. Также во всех образцах обнаружен бром, с концентрацией в 20 раз меньшей, чем концентрация хлора.

Таким образом, в работе предложена методика определения концентрации свинца без концентрирования проб методом РФА ПВО в питьевой и природной воде Сраб = 0.0030 4- 0.020 мг/л, в природной воде Сраб = 1.0 ч-30 мг/л, сточных и технологических водах Сраб = 0.010 4- 0.050 мг/л, Сраб = 1.0 4 30 мг/л, Сраб = 0.5 4 5.0 мг/л, заключающаяся в нанесении 5 -е- 10 мкл проб воды на подложку, сушке под лампой, а в случае доставки проб воды в лабораторию консервации проб азотной кислотой особой чистоты. Не допускается сушка нанесенной на подложку воды феном из-за загрязнения воды железом, никелем и хромом.

В ходе определения концентрации свинца аналогично определяются концентрации Cd, Ni, Cr, As, Zn, Cu, Fe в области ПДК этих элементов.

Создан программный продукт используемый при метрологической проработке результата анализа и представления по ГОСТ Р 8.736-2011 результата анализа химического состава пресной воды, включающий базу данных спектров, условий анализа и градуировочные функции.

Разработана методика синтеза азотной кислоты особой чистоты в лабораторных условиях для консервации проб воды и исключения систематической погрешности заключающаяся в применении электролиза особо чистого раствора нитрата калия в особо чистой дистиллированной воде, причем основная масса нитрата калия далее образующая азотную кислоту должна находиться в мембране из геля.

Показано, что разработанная методика определения токсичных элементов в пресной, питьевой, сточных водах методом РФА ПВО перспективна с точки зрения экономичности и экспрессности при проведении массовых анализов