Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 8
1.1. Классификация и особенности химического состава (важнейшие неорганические компоненты) подземных питьевых вод 8
1.2 Геохимическая экология. Требования к качеству, безопасности и физиологической полноценности питьевых вод 13
1.3. Ионная хроматография в анализе природных вод различной минерализации. Возможности избирательного определения токсичных анионов и катионов 25
1.4. Методы определения селена и иода - биогенных микрокомпонентов природных вод. Ионный ассоциат сурьмы(У) в экстракционной редокс-фотометрии как селективный окислитель малых количеств веществ с различной электронодонорной способностью 33
2. Экспериментальная часть 39
2.1. Объекты анализа и определяемые компоненты 39
2.2. Используемая аппаратура и вспомогательное оборудование 47
2.3. Реагенты и методики эксперимента 54
2.3.1. Подготовка проб и градуировочных растворов в ионной хроматографии 54
2.3.2. Применение ионного ассоциата сурьмы (V) в экстракционной редокс- фотометрии селена и иода 58
2.4. Оценка погрешностей определений с использованием рекомендуемых методик анализа 60
3. Результаты эксперимента и их обсуждение 73
3.1. Изучение процессов сорбции и элюирования матричных и примесных анионов и катионов в различных хроматографических системах 73
3.2 Ионохроматографический анализ анионного и катионного состава природных питьевых вод 93
3.2.1. Концентрация основных и примесных анионов в природных питьевых водах различных месторождений Европейской части России и Кавказского региона 93
3.2.2. Роль природных факторов в формировании химического состава подземных вод 96
3.2.3. Контроль бромат-ионов в питьевых водах 101
3.2.4. Концентрация катионов щелочных и щелочноземельных элементов в питьевых водах 107
3.3. Двухфазные редокс-реакции ионного ассоциата сурьмы (V) с кислотообразующими формами селена и иода 115
3.4. Результаты экстракционно-редокс-фотометрического анализа различных питьевых вод на содержание селена и иода 129
3.4.1. Анализ вод на содержание селена(IV) и селена(VI) 129
3.4.2. Определение иодид-ионов в питьевых столовых, минеральных и очищенных водах 131
Выводы 137
Список литературы 138
- Геохимическая экология. Требования к качеству, безопасности и физиологической полноценности питьевых вод
- Подготовка проб и градуировочных растворов в ионной хроматографии
- Роль природных факторов в формировании химического состава подземных вод
- Определение иодид-ионов в питьевых столовых, минеральных и очищенных водах
Введение к работе
Важнейший экологический фактор - химический состав природных питьевых вод, поскольку последние оказывают прямое биохимическое воздействие на организм человека. Природные, в том числе подземные воды, содержат весьма большое число элементов, многие из которых являются токсичными или проявляют биогенные свойства.
Проблемы оценки качества питьевых подземных вод наряду с совершенствованием методов контроля заключаются в следующем.
Выявление региональной специфики химического состава вод. Установление особенностей естественного функционирования минеральных источников по характерным показателям.
Изучение влияния повышенных эксплуатационных характеристик и антропогенных загрязнений.
Создание банка данных макро- и микрокомпонентного состава природных вод, отражающего современные условия их формирования. Минеральные воды являются многокомпонентными системами, содержащими нормируемые катионы и анионы. Среди них: Li+, NFLt*, Na+, К+, Са"+, Mg2+, Sr2+, Ва2+, F, С1\ НСОз", I", Br-, ВЮ3", Se032" и Se042\ N02\ N03\ S042", PO4 ", представляющие собой основные и примесные ионы, находящиеся на разных полюсах токсичности или биологической активности.
В России используют более 300 наименований различных по составу и лечебным свойствам бутилированных минеральных вод. Однако их качество не всегда удовлетворяет требованиям соответствующих нормативных документов.
Для современного развития химико-аналитических исследований природных питьевых вод характерны следующие тенденции:
увеличение числа определяемых токсичных и биогенных микрокомпонентов;
уменьшение пределов обнаружения нормируемых веществ;
усовершенствование и создание новых селективных, высокоточных,
экспрессных инструментальных методов и доступных методик для контроля качества питьевых вод.
Сложность анализа минеральных вод заключается в том, что достоверность результатов зависит от химического состава (влияние матрицы на селективность и чувствительность определения), концентрации и состояния (свободные или связанные формы) растворенных веществ.
Важным является установление общих закономерностей распределения микрокомпонентов в зависимости от содержания матричных ионов, а также динамики изменения концентраций токсичных соединений в подземных питьевых водах различных месторождений. Актуальность решения таких задач обусловлена, с одной стороны — экологическими проблемами водных ресурсов, с другой - вопросами соответствия торговых марок питьевых вод заявленному производителем образцу.
Таким образом, методы контроля содержания микроэлементов в водных средах, прогнозирование динамики миграции в ней отдельных физико-химических форм токсичных и биогенных компонентов имеют важное значение для исследований в области охраны окружающей среды.
Наиболее перспективны методы, сочетающие колоночную хроматографию с избирательным детектированием отдельных элементов. Снижение стоимости анализа возможно за счет применения комбинированных методов селективного окисления-восстановления, соосаждения, мембранной экстракции, диализа и некоторых других.
Для анализа ионного состава природных питьевых вод важным является избирательность определения низких концентраций токсичных ионов на фоне высоких содержаний матричных компонентов. Отсюда — основное требование к доступному варианту ионной хроматографии с универсальным кон-дуктометрическим детектированием — высокая прогнозируемая разрешающая способность.
В этой связи актуальность теоретических вопросов ионохроматографи-ческого анализа и решения прикладных задач экологии состоят в следующем.
1. Необходимо прогнозирование параметров удерживания сорбатов и по
вышение селективности разделения токсичных анионов и катионов в ус
ловиях сложного матричного состава минеральных вод.
Очевидно, имеется взаимосвязь количественных характеристик удерживания с энтальпией или энтропией гидратации ионов. Кроме того, в рамках ион - парной модели взаимодействий на сорбцию оказывают влияние поляризуемость ионов и обменная емкость сорбентов. Получение такой информации расширяет представления о механизмах удерживания сорбатов в ионной хроматографии, что позволяет оптимизировать условия разделения.
2. Своевременным является нахождение общих закономерностей распре
деления токсичных микрокомпонентов в водных экосистемах и решение
задач идентификации бутилированных питьевых вод. Экологический
мониторинг необходим, поскольку усиливаются антропогенные нагруз
ки и повышаются эксплуатационные характеристики известных место
рождений, что приводит к ухудшению качества природных питьевых
вод.
Уместно отметить, что практически невозможно решить задачу одновременного хроматографического определения 12 неорганических анионов, среди которых 9 микрокомпонентов (F", Вг", ВгОз", Г, NO3", N02", HPQf", Se04-", SeCV") и 3 матричных аниона (СГ, НС03", S04 '), концентрация которых в разных типах вод могут отличаться на 3 — 5 порядков. Вышесказанное в полной мере относится и к катионам (4 основных: Na+, К+, Mg2+, Са2+ и 4 примесных Li+, NH4+, Sr"+, Ва~+).
Относительно возможности классического варианта ионной хроматографии с сильноосновным анионообменником, карбонатным элюентом и кондуктометрическим детектированием разновалентных форм селена и ио-дид-ионов. В связи с близостью сорбционной активности селената и сульфата определение первого из них представляется весьма проблематичным. Кроме этого, время удерживания иодида в такой хроматографической систе-
ме слишком большое для надежного обнаружения микросодержаний этого компонента в природных питьевых водах.
Поэтому наряду с ионохроматографическим разделением и кондукто-метрическим детектированием анионов в "стандартной" смеси (гидрокарбонат проще определять методом проточно-инжекционного анализа), для количественной оценки содержания селена(1У, VI) и иодида целесообразно использовать другой инструментальный метод анализа, информативно дополняющий первый. В качестве такого метода возможно применение экстракци-онно-фотометрического редокс — способа ионных ассоциатов, успешно зарекомендовавшего себя при анализе разновалентных форм серы.
Особенности редокс реакций кислотообразующих элементов и сравнительная оценка эффективности действия ионного ассоциата сурьмы(У) по отношению к селену(ГУ) и иоду ранее не обсуждались. Вместе с тем, экстракционная редокс фотометрия как метод вещественного анализа позволяет получить информацию не только об интегральном содержании аналита, но и дифференцировать его различные состояния в растворах. Последнее представляет особый интерес по отношению к различным формам селена и иода.
С целью определения в питьевых водах бромат- ионов на уровне допустимых содержаний (0,01 мг/л) оптимальным вариантом является использование ионного хроматографа со спектрофотометрическим детектором и селективной колонкой.
Катионный состав природных питьевых вод рационально устанавливать с применением двух колонок, одна из которых предназначена для определения ионов щелочных металлов и аммония, а другая — щелочноземельных элементов.
Таким образом, перспективным направлением научных и прикладных исследований является повышение избирательности и снижение пределов обнаружения важнейших неорганических экотоксикантов и биогенных форм веществ в природных питьевых водах взаимодополняющими базу данных методами ионной хроматографии и экстракционной редокс-фотометрии.
Геохимическая экология. Требования к качеству, безопасности и физиологической полноценности питьевых вод
Особенности химического состава подземных вод являются важнейшим экологическим фактором риска, поскольку оказывают прямое биохимическое воздействие на организм человека. Подземные воды содержат большое число элементов, некоторые из которых токсичны или характеризуются повышенной биогенной активностью. При этом необходимо знать, что существенное значение имеет не только избыток какого-либо элемента, но и его недостаток. Геохимико-экологические исследования тесно связаны с охраной подземных вод, поскольку при этом должны реализоваться такие гидрогеологические мероприятия, которые необходимы для создания оптимальных экологических ситуаций. Гидрогеохимические исследования в комплексе таких водоохранных мероприятий являются ведущими и определяющими, поскольку позволяют сохранять оптимальный химический состав подземных вод. в Требования к качеству, безопасности и физиологической полноценности питьевых вод Требования к качеству питьевой воды различных типов устанавливаются различными нормативными документами.
В отношении питьевой воды централизованных систем водоснабжения установлены гигиенические нормативы для более тысячи химических веществ, обобщенных показателей качества (рН, сухой остаток, общая жесткость, перманганатная окисляемость и др.) и требования к органолептическим показателям (вкус, запах) [6]. К питьевой воде, расфасованной в емкости, по ряду показателей предъявляются более высокие требования, чем к питьевой воде централизованного водоснабжения. Для минеральных питьевых лечебных и лечебно-столовых вод приведены бальнеологические нормы (нижние уровни содержания) биологически активных микроэлементов и ПДК отдельных компонентов (селен, нитраты, нитриты, фтор и др.), а также классификация вод по минерализации [4]. Микрокомпоненты подземных питьевых вод разделены на две группы, различающиеся по концентрациям и биохимической значимости [3]. Первая группа включает элементы, ПДК которых намного больше их фоновых естественных концентраций в маломинерализованных подземных водах. К таким элементам относятся Си (1,0), Mo (0,25), РЬ (0,03), Zn (5,0 мг/л). Увеличение концентрации этих элементов до значений, превышающих ПДК, происходит только в районах загрязнения ими подземных вод. Вторую группу образуют элементы, ПДК которых близки к их фоновым концентрациям в маломинерализованных подземных водах, мг/л: Fe (0,3); F (1,2-1,5); Be (0,0002); Se (0,01); As (0,05); Sr (7,0); Mn (0,1). Такие концентрации перечисленных элементов соответствуют естественным условиям формирования химического состава подземных вод и вносят наибольшие трудности в решение проблемы хозяйственно-питьевого водоснабжения. Низкие величины ПДК этих элементов в подземных водах объясняются их органо лептическими (Fe, Мп) и санитарно - токсикологическими (Be, As, Se, Sr, F, Cr) свойствами. В соответствии с [7] контроль качества питьевой воды допускается проводить только по стандартизованным или аттестованным методикам. Прежде всего, это - ГОСТы. В настоящее время действует около 50 ГОСТов на определение различных показателей качества питьевой воды, в том числе на отбор проб воды [8, 9], разработку методик анализа воды [10] и нормы погрешности используемых методик [11]. Координацией мероприятий по разработке новых и пересмотру старых ГОСТов занимается
Технический комитет по стандартизации ТК 343 "Питьевая вода". Кроме ГОСТов для анализа питьевой воды разработано достаточно большое количество методик, действующих в ранге РД (руководящий документ), ПНД Ф (природоохранный нормативный документ; методики, допущенные для государственного экологического контроля и мониторинга) и МУК (методические указания). Для анализа питьевой, природной и очищенной сточной воды используются, в основном, методики, разработанные Гидрохимическим институтом Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (РД 52.24...), Госсанэпиднадзором, ООО "Люмэкс", ООО "Кортек", ГУП "ЦИКВ", ЗАО "РОСА", Центральной лабораторией МУП "Уфаводоканал" (МУК, ПНД Ф) [5, 12]. К сожалению, получить актуальную информацию о действующих документах, устанавливающих методики анализа, непросто. Так, к предыдущей версии санитарных норм и правил (СанПиН 559-96), нормирующих качество питьевой воды централизованного водоснабжения, были изданы МУ 2.1.4.682-97, которые включали перечень методик анализа воды, обеспечивающих необходимую величину предела определения. Сейчас подобные методические указания разработаны только для СанПиН 2.1.4.1116-02 (качество воды, расфасованной в емкости) [13].
К методикам анализа воды предъявляются достаточно жесткие общие требования [7]: нижний предел определения должен составлять не более 0,5 ПДК контролируемого вещества; методика должна содержать метрологические характеристики и соответствующие им нормативы контроля [14, 15]; погрешность измерений не должна превышать значений, установленных в [11]. Нормируемые в воде показатели можно разделить на несколько групп (табл. 2).
Подготовка проб и градуировочных растворов в ионной хроматографии
Основные характеристики используемых хроматографических систем на базе ионного хроматографа "Цвет-3006" приведены в табл. 18. С целью повышения точности анализа исходные растворы сравнения готовили из натриевых или калиевых солей квалификации ос.ч. или х.ч., используя деионированную воду с удельной электропроводностью менее 20 мкСм/м, в которой содержание аналитов меньше пределов обнаружения. Подготовка пробы к анализу с целью определения анионов заключалась в добавлении "концентрата" элюента, в котором содержание NaHC03 и Na2C03 на два порядка больше указанных (табл. 18), из расчета 0,25 мл на 25 мл анализируемого образца. Такой способ устраняет влияние системного "карбонатного пика" на формирование хроматографической зоны слабо-удерживаемого фторид-иона. Наиболее эффективным контролем точности результатов анализа является применение стандартных образцов (СО), близких по составу к анализируемым объектам. Однако создать СО на основе питьевых вод практически невозможно. Последнее объясняется низкой временной стабильностью большинства химических веществ в таких водных объектах. Решение указанной проблемы может заключаться в использовании материалов — имитаторов, растворы которых были бы близки по минеральному составу к соответствующим типам вод [126, 127]. Сертификаты качества природных столовых вод и минеральных источников представляют такую возможность и могут служить приближенной оценкой состава и концентрации главных (основных) компонентов.
Для определения ионов нами были приготовлены растворы сравнения (из натриевых или калиевых солей квалификации ос.ч.), состоящие из индивидуальных веществ или их смесей, содержащих восемь различных анионов: F, CI", Br\ N02", N03", НРОД S042\ НС03". С целью построения градуировочных зависимостей использовали 5 — 7 растворов (3- 5 измерений для каждого). Концентрацию (мг/л) ионов в пробе рассчитывали по площади хроматографических пиков, применяя программную обработку результатов (автоматизированная система САА-06), используя соответствующие градуировочные зависимости. Правильность рекомендуемой методики проверяли сравнением результатов, полученных методом абсолютной градуировки и способом добавок. Заданную добавку раствора искомого аналита вводили в анализируемую воду и выполняли с ней все аналитические операции, предусмотренные методикой. Систематическая погрешность была незначимой, поскольку разность результатов анализа пробы с добавкой и без неё входила в доверительный интервал этой разности. Известно, что с уменьшением концентрации растворенного вещества увеличивается возможность изменения его расчетной концентрации из-за взаимодействия вещества с материалом сосуда, в котором находится раствор. Используемые нами первичные стандарты хранили в полиэтиленовых емкостях в течение 2 — 3 дней, что соответствует нормативным документам [128]. Проверку градуировки осуществляли путем дозирования минимум 2-х градуировочных растворов, отвечающих нижней и верхней частей линейного диапазона после проведения 10-12 измерений [124]. Многократная проверка градуировочных зависимостей свидетельствовала об отсутствии систематических погрешностей, связанных с возможными потерями определяемых анионов за счет адсорбции на стенках посуды, дозирующих устройств, мембранном фильтре, а также на капиллярных линиях хроматографа.
Изучено влияние матрицы минеральных вод на время удерживания, высоту и площадь пиков микрокомпонентов (F", Br", N02\ NO3", НРО42" Li+, NHj+, Sr"+, Ba +). В присутствии высоких концентраций хлорида и сульфата, или ионов кальция, магния, калия, натрия происходит перегрузка разделяющих колонок, что приводит к уширению пиков и их деформации. Кроме того, при больших концентрациях ионов в результате взаимного элюирования компонентов смеси наблюдается размывание хроматографических зон. Поэтому необходимо разбавление пробы. Минеральные воды с высокой минерализацией (0,5 - 10 г/л) разбавляли в 10-20 раз деионированной водой. Множитель шкалы прибора варьировали в пределах 8 — 128. С целью проведения мониторинга на протяжении 2006 - 2008 гг. с периодичностью 4 месяца анализировали не менее 3-х партий воды одного наименования и 3-х проб из каждой партии. В большинстве случаев проверка по F-критерию Фишера и t-критерию Стьюдента [129] не выявила различий в содержании аналитов, которые могли быть обусловлены материалом тары или различными партиями торговой продукции. Условия хроматографирования бромат-ионов Колонка: "Phenomenex Star-Ion А 300 НС" (6.1005.110). Элюент: раствор, содержащий 100 ммоль/л H2SO4. Для его приготовления 11 мл 18,3 М раствора H2SO4 (ос.ч.) приливали к 1500 мл деионированной воды, перемешивали и доводили до метки в мерной колбе на 2 л. Перед проведением эксперимента элюент дегазировали в течение 15 мин вакуумирова-нием или "продувкой" азотом. » Скорость подачи элюента: 0,7 мл/мин. Постколоночный реагент: 0,26 моль/л раствор KI и 0,045 ммоль/л (г\ГН4)бМо7024-Раствор реагента готовили следующим образом. (45 ±0,1 г) КІ (ос.ч.) и (0,056 ± 0,001 г) (ЫН4)бМо7024 4Н20 (х.ч.) помещали в мерную колбу на 1 л, растворяли навески в указанной последовательности и доводили до метки деионированной водой. Раствор "продували" азотом или вакуумировали (15 мин) перед началом работы. в Скорость потока раствора реагента: 0,25 мл/мин. « Длина волны детектирования: 352 нм. Объем петли-дозатора: 1000 мкл. Приготовление стандартных растворов бромата калия. Для получения необходимой точности 1 л первичного раствора сравнения, содержащего 1/60 моль/л (2,784 г) КВЮ3, готовили с использованием аттестованного эталонного образца. Внутренним стандартом был раствор, содержащий 100 мкг/л ВгОз" -ионов. Вторичные (градуировочные) растворы 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 10; 20 мкг/л получали последовательным разбавлением исходного деионированной водой, применяя соответствующие микродозаторы. В отличие от известных рекомендаций [130] молибдат аммония добав
Роль природных факторов в формировании химического состава подземных вод
Мониторинг природных столовых и питьевых минеральных вод: взаимо-связь содержания микро (К, NO)-u макро (НСОз, SO4 , Са , Mg ) компонентов Доминирующий тип воды позволяет оценить особенности изменения ненасыщенности подземных источников основными породообразующими минералами. Условия, способствующие формированию химического состава вод, распределены согласно широтной и вертикальной гидрохимической и гидродинамической зональности [3]. Такие процессы являются вероятностно-детерминированными, ограниченными определенным числом геохимических ситуаций, а, следовательно, они прогнозируемые. С использованием результатов ионохроматографического (концентра ции "свободных" анионов: F", N03\ SOf") и проточно-инжекционного анализа (НСОз") [151] с учетом измеренных величин рН и сведений [3] о константах устойчивости соответствующих природных комплексов рассчитана сум-марная закомплексованность [152] ионов Са и Mg — табл. 29. Указанные ионы щелочноземельных элементов определяют карбонатный или сульфатный "режим" подземных вод. Отношение содержаний "свободных" ионов НСОз" и S04 " отражает карбонатную буферную "емкость" вод и характеризует её устойчивость к антропогенному закисленню [21]. Из данных табл. 29 следует, что концентрации фторид- и нитрат - ионов изменяются симбатно как увеличению закомплексованности "главных" осад-кообразующих катионов, так и содержанию "свободных" сульфатов. Это свидетельствует об определяющем вкладе растворимости фторидных мине ралов на смещение равновесий: CaF2 (MgFV) - комплексные фториды - лабильные F" -ионы. Концентрация нитратов возрастает в связи с переходом системы из "Ca(Mg)-HC03" - типа к сульфатным водам и повышению их общей минерализации. Особенности анионного состава природных питьевых вод Фторид ионы. Важное отличие F" от других галогенид-ионов - малая растворимость CaF2 (ПР 4-Ю"1 ).
Поэтому концентрация фторид-ионов в подземных водах лимитируется, прежде всего, содержанием катионов Са . Количественно это выражается в подчиненности концентрации фторидов в маломинерализованных подземных водах произведению растворимости CaF2- рис. 17. Вместе с тем, для большинства вод, приведенных на этом рисунке, наблюдается лишь приближение концентрации F" - ионов к состоянию химического равновесия по отношению к CaF2. Рис. 17. Взаимосвязь концентраций фторид-ионов и катионов кальция для природньгх питьевых вод различных геохимических типов по отношению к расчетной зависимости. Геохимический тип вод: вотерская целебная", "Славяновская", "Нагутская 26", "Ессентуки № 2", "Ессентуки № 4", "Ессентуки № 17"; "Ледяная жемчужина", "Архыз". Относительно содержания фторидов в различных геохимических типах вод можно отметить следующее. Гидрокарбонатные натриевые воды (в основном Кавказского региона) характеризуются сравнительно высоким содержанием фторид-ионов — от 1,0 до 2,4 мг/л. Среди вод указанной группы отличается "Нарзан": 0,9±0,1 мг/л фторидов. Существенных различий в содержании этого микрокомпонента для других вод — объектов анализа, включая гидрокарбонатные магниево-калыдиевые воды (0,2 - 0,4 мг/л F" - ионов), нами не выявлено. Нитрат-ионы. Как отмечалось ранее, ионный состав подземных вод зависит, прежде всего, от условий их формирования. Одним из главных обобщенных показателей качества вод является минерализация, характеризующая интегральную растворимость солей. Поскольку нитраты основных катионов природных вод не образуют осадков, наблюдается симбатность изменения концентрации нитрат-ионов с увеличением общего содержания растворимых солей для вод с минерализацией больше 2 г/л. Последнее может быть связано с тем обстоятельством, что лишь при достаточно высоком концентрировании подземных вод (т.е. существенном повышении их минерализации и своеобразным "высаливающем" действии), содержание нитратов достигает высоких величин. Вместе с тем, для некоторых источников минеральных вод ("Нагутская 26", "Ессентуки № 4", "Ессентуки № 17") имеют место особенности нитратного фактора. Они заключаются в том, что даже при сравнительно высокой минерализации (4-8 г/л) уровень концентраций нитратов невысок и составляет (1,0±0,3) мг/л. В тоже время, в маломинерализованных природных питьевых водах "Сарова", "Дивеевская", "Святой источник" содержание нитрат-ионов меньше предела обнаружения. Очевидно, что кроме минерализации вод концентрация нитратов определяется и другими причинами. Среди них заметное место отводится процессам денитрофикации и нитратредукции (NO3 2 NO2 7- NH4+), изменяющих миграционные формы и концентрации азота. Таким образом, диапазон изменения концентраций нитрат-ионов для большинства исследованных природных питьевых вод составляет 1-4 мг/л.
Определение иодид-ионов в питьевых столовых, минеральных и очищенных водах
В табл. 46 приведены результаты экстракционно-редокс-фотомет-рического определения иодид-ионов в некоторых питьевых столовых, минеральных и очищенных водах. Для анализа использовали воды, находящейся в стандартной стеклянной или пластиковой упаковке завода-изготовителя. Несмотря на существенное различие солевого состава, природные столовые воды Нижегородской области: "Сарова", "Дивеевская", "Ветлужская" содержат иодид-ионы на уровне "фоновых" значений, характерных для подземных вод данного геологического региона. Последнее еще раз подтверждает характеристику нашей области как иододефицитной. Концентрация иодидов в Кавказских минеральных водах зависит от особенностей геохимических условий формирования состава подземных вод данного месторождения. Например, для Пятигорских источников: скв. № 19 (минеральная вода "Машук—19")- 0,37±0,03; Железноводское месторождение ("Славяновская")- 0,23 -0,26; скв. № 26-Н ("Нагутская 26")- 0,38±0,02 мг 17л. Существенное различие в содержании иодидов наблюдается для источников "Боржоми": скв. № 38 (источник Даба, "Боржоми легкий") - 0,27±0,02 и скв. № 59, 41 ("Боржоми") - (1,6 - 1,7)-10-3 мг Г/л. Правильность экстракционно-редокс-фотометрического определения иодид-ионов была проверена методом добавок (табл. 47) и методом «варьирования навески» (табл. 48).
Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии значимой по сравнению со случайной систематической погрешности. Кроме этого, правильность методики проверяли сравнением результатов анализов методом экстракционной редокс фотометрии (ЭФМ) с использованием реакций разрушения (17, с. 126) ионного ассоциата сурьмы(У) и образования (21, с. 126) экстрагируемого окрашенного продукта [КФ13] —табл.49. Отмечено хорошее совпадение с данными ионохроматографического анализа [90]. Для источников Кавказских минеральных вод, расположенных в нефтегазоносных геологических структурах, содержание иодид-ионов изменяется от 0,1 до 1 мг/л, что существенно выше уровня "фоновых" -значений (п-10"4 мг/л), характеризующих природные воды других регионов России. Принимая во внимание средние значения результатов анализа и погрешности определения иодидов в различных партиях одинаковой торговой марки бутилированных минеральных вод, представляется возможным отметить некоторые из природных вод. К их числу относятся: "Кисловодская целебная" (0,09±0,01); "Нарзан" (0,17±0,01); "Нагутская 26" (0,38±0,02) и "Ессентуки № 17" (1,04±0,05) мг/л. Среди столовых вод по этому показателю отличается вода "Ветлужская" - (1,0±0,2)-10"4 мг/л иодид-ионов. Преимущества рекомендуемых способов ионной хроматографии и экстракционной редокс- фотометрии представлены в табл. 50. Таким образом, основным итогом выполненной работы является повышение избирательности методов ионной хроматографии и экстракционной фотометрии, что позволило доступными средствами выполнить экологический мониторинг природных питьевых вод различного солевого состава, содержащих нормируемые токсичные и биогенные ионы. 1. В рамках модели ион-парных взаимодействий впервые установлена роль специфических эффектов гидратации анионов (катионов), влияющих на избирательность их сорбции, и осуществлено прогнозирование фактора удерживания с целью выбора оптимального ионообменника для решения конкретных прикладных задач. 2.
Разработанные методики ионохроматографического анализа отличаются улучшенными характеристиками избирательности и точности. Достигнутые пределы обнаружения высокотоксичных ионов F", Br03\ Li+, NH4+ лучше известных для высокоминерализованных вод без предварительной пробоподготовки. 3. Впервые изучены условия формирования аналитического сигнала в экстракционной редокс- фотометрии селена и иода. Обоснована избирательность селена(ГУ) и иодид- ионов в присутствии матричных компонентов. 4. Рекомендуемые позволили осуществить экологический мониторинг (2006-2008 гг.) 25 источников бутилированных природных питьевых вод. Искомыми микро- и макрокомпонентами являлись 20 неорганических анионов и катионов, большинство которых относятся к нормируемым токсикантам или биогенам. Установлено, что содержание некоторых ионов является специфическим для источников природной питьевой воды.
