Руководство по методам полевых и лабораторных исследований снежного покрова для изучения Закономерностей длительного загрязнения местности в зоне действия антропогенных источников Методическое пособие
Скачать 1.1 Mb.
|
5.2.4. Определение ПАУ в пробах снеготалых вод Определение ПАУ основано на извлечении их из проб воды и определении содержания методом ГХ/МС. Данная методика позволяет определять следующие 19 приоритетных ПАУ: аценафтилен, аценафтен, нафталин, флуорен, фенантрен, антрацен, флуорантен, пирен, бенз(а)антрацен, хризен, бенз(b)флуорантен, бенз(k)флуорантен, бенз(j)флуорантен, бенз(е)пирен, бенз(а)пирен, перилен, дибенз(а,h)антрацен, индено(1,2,3-cd)пирен, 6енз(g,h,i)перилен. Пределы обнаружения этих соединений для воды составляют 0.02 нг/л, степень извлечения – 80-100%. Определению не мешает присутствие других соединений. Погрешность определения ПАУ составляет 40%. Относительная погрешность результатов параллельных измерений составляет не более 20%. Хромато-масс-спектрометрический анализ проводится в соответствии с методиками EPA – метод 8270C: Semivolative Organic Compounds by Gas Chromatography/Mass Specnrometry (GC/MS) и метод 8625 - Base/Neutrals and Acids. Хромато-масс-спектрометрический анализ выполняется на газовом хроматографе Hewlett-Packard 6890 с квадрупольным масс-спектрометрическим детектором Hewlett-Packard 5972 MSD. Управление прибором осуществлялось при помощи программного комплекса Hewlett-Packard G1701AA 3.02 MSD. Для проведения идентификации соединений используется библиотека масс-спектров NIST 2002. Анализ проводится на капиллярной кварцевой колонке длиной 30 м, диметром 0,25 мм, толщина пленки неподвижной жидкой фазы HP-5MS (сополимер 5% дифенил- и 95% диметилсилоксана) составляла 0,25 мкм. Температура инжектора и интерфейса масс-спектрометрического детектора - 280°С, температура источника ионов - 230°С, температура квадруполя 150С°. Через колонку пропускается поток гелия со скоростью 1 мл/мин. Ввод пробы объемом 1 мкл производится с помощью автосамплера Hewlett-Packard 7673, без деления потока на вводе (splitless) в течение 2 мин, а затем для продувки инжектора на сброс газа подается поток гелия 5 мл/мин. Начальная температура колонки составляет 50°С и поддерживается 2 мин, далее температура повышается со скоростью 10°С/мин до 280°С, при этой температуре колонка выдерживается в течении 20 минут. Задержка включения катода источника ионов для прохождения пика растворителя составляет 5 минут. Анализ ПАУ проводится по полному ионному току (режим СKAN) в режиме сканирования отн. масс от 50 до 550 для обзорного анализа органических соединений в пробе. Для высокочувствительного количественного анализа и идентификации ПАУ анализ проводится в режиме характеристичных (режим SIM) ионов (табл. 3), распределенных по 6 временным зонам (5-11, 11-14, 14-18, 18-22, 22-26, 26-40 мин) в соответствии с временами выхода компонентов. Таблица 6. Хромато-масс-спектрометрические характеристики ПАУ.
Количественный анализ проводится по площади пика основного иона соединения в соответствии калибровочными таблицами и коэффициентами, полученными при хроматографировании тестовых смесей соединений с концентрацией 10 нг/мкл. Для приготовления тестовых смесей используются стандартные образцы и чистые вещества. На рис. 5 представлена масс-хроматограмма полициклических ароматических соединений в режиме сканирования по полному ионному току (режим CKAN) – стандарт Hewlett-Packard No.8500-6035.  Рис. 5. Масс-хроматограмма ПАУ в режиме сканирования по полному ионному току. Для подтверждения достоверности анализа регистрировали дополнительные ионы 2-3 шт. (см. табл.1). Они снимались в процессе анализа пробы и должны были соответствовать интенсивностям присущим данному соединению (рис. 5). После проведения обсчета получаемых в процессе анализа хромато-масс-спектрограмм в автоматическом режиме проводили детальный анализ полученных результатов в ручном режиме для проверки достоверности получаемых результатов анализа по времени выхода соединений и интенсивностей дополнительных ионов. Пример сравнения пиков в калибровочных смесях и реальных образцов полученных из экстрактов, приведены для бенз(a)пирена на рис. 6.   б) Рис. 5. Масс-хроматограмма бенз(a)пирена (а) и масс-спектр бенз(а)пирена (б) в стандартой смеси в режиме сканирования по характеристичным ионам с m/z 252, 253 и 250 (режим SIM).  Рис. 6. Масс-хроматограммы бенз(a)пирена в пробе в режиме сканирования по характеристичным ионам с m/z 252, 253 и 250 (режим SIM). Для разных источников техногенного загрязнения существуют свойственные им характерные соотношения индивидуальных ПАУ, по которым можно выявить их вклад в загрязнение. Состав смеси углеводородов, выделяющихся с отработавшими газами автомобилей, зависит от таких факторов как тип двигателя, его техническое состояние, режим работы и состав топлива. Зная соответствующие характерные соотношения можно определить какой вид двигателей преобладает в автопарке города и транзитном транспорте или выявить влияние другого источника загрязнения. Наиболее показательные соотношения, позволяющие выявлять источники загрязнения, характеризующие влияние автотранспорта приведены в табл. 7. Сравнивая полученные данные с некоторыми известными из литературы характерными соотношениями для различных источников загрязнения, можно увидеть, что соблюдаются соотношения ПАУ, характерные для выбросов автотранспорта. Другие источники, которые могли бы присутствовать, оказывают незначительное влияние. Таким образом, основной вклад в загрязнение исследуемой территории вносят выбросы автотранспорта. Таблица 7. Характерные соотношения ПАУ
*0.1 ÷ 0.5 - сжигание нефтепродуктов, 0.5 ÷ 0.7 - сжигание угля Обозначения: Ant - антрацен, Phe - фенантрен, ВаА - бенз(а)антрацен, Chr - хризен, Flt - флуорантен, Руг - пирен, IPY - индено(1,2,3-сd)пирен, ВРЕ - бенз(g,h,i)перилен, ВаР - бенз(а)пирен, ВеР - бенз(е)пирен, П - пирен, БП - бенз(а)пирен, Ф - фенантрен, ХР - хризен, ФЛ - флуорантен, ПР - перилен.  Рис. 14. Диаграммы соотношений характерных ПАУ для выявления источников загрязнения. Обозначения: Ant - антрацен, Phe - фенантрен, ВаА - бенз(а)антрацен, Chr - хризен, Flt - флуорантен, Руг - пирен, IPY - индено(1,2,3-сd)пирен, ВРЕ - бенз(g,h,i)перилен. Сравнивая полученные данные с некоторыми известными из литературы характерными соотношениями для различных источников загрязнения, можно увидеть, что соблюдаются соотношения ПАУ, характерные для выбросов автотранспорта. Другие источники, которые могли бы присутствовать, оказывают незначительное влияние. Таким образом, основной вклад в загрязнение исследуемой территории вносят выбросы автотранспорта. 5.3. Элементный анализ проб снегового покрова 5.3.1. Определение макро- и микроэлементов в пробах снеготалых вод методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП АЭС) Метод атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС) является одним из наиболее перспективных в атомно-эмиссионном анализе объектов различной природы. Факел ИСП характеризуется высокой пространственно-временной стабильностью благодаря тороидальной структуре, обеспечивающей присутствие в горячей аргоновой плазме, где происходят процессы атомизации и возбуждения спектров, более холодного осевого канала, удобного для введения пробы в виде аэрозоля. Эти особенности структуры плазмы и механизма возбуждения спектров, а так же значительная изоляция разряда от окружающей воздушной среды обусловливают ряд уникальных аналитических достоинств этого источника: высокую воспроизводимость результатов анализа; низкий уровень фона; большой динамический диапазон определения концентраций, составляющий 5-6 порядков; низкие пределы обнаружения (для большинства элементов на уровне 0,1- 10 мкг/л); слабо выраженную зависимость результатов количественных определений от состава пробы. Наиболее эффективным методом учета матричных влияний в ИСП-АЭС является метод внутреннего стандарта, суть которого заключается во введении в анализируемую пробу элемента -внутреннего стандарта, концентрация которого точно известна. Для большинства природных объектов для этой цели применяют скандий, а учет матричных влияний производят по изменению относительной интенсивности его аналитического сигнала по формуле:  где Ix – интенсивность аналитического сигнала определяемого элемента, Iox – интенсивность фона, а ISc , I0Sc – то же для скандия. К элементу-внутреннему стандарту предъявляются следующие требования: бедный спектр, аналогичная реакция аналитических линий определяемых элементов и линий внутреннего стандарта на изменение параметров плазмы, что не всегда достижимо, поскольку влияния, связанные с процессами возбуждения и их изменением при введении значительного количества молекулярных и атомных радикалов индивидуальны для каждого из определяемых элементов. Так, например, влияние изменения концентрации минеральных кислот в разной степени проявляется для разных элементов. Поэтому при использовании метода внутреннего стандарта следует уделить особое внимание выбору аналитических линий элементов, либо, по возможности, максимально приблизить по составу растворы проб и растворы сравнения. Важными параметрами в этом случае являются не только диапазон концентраций элементов в растворах, используемых для построения градуировочного графика, но и концентрация в них минеральных кислот. При оптимизации условий анализа методом ИСП-АЭС принимают во внимание мощность источника излучения, скорость распылительного и вспомогательного потоков газа. Для одновременного определения широкого круга элементов целесообразно выбирать промежуточное значение мощности источника в диапазоне от 750 до 1350 Вт. Скорость вспомогательного потока аргона выбирают такой, чтобы обеспечить нормальную работу распылителя, т.е. для пресных вод – минимальную, для минерализованных - высокую. Зависимость отношения сигнал/фон от скорости транспортирующего потока газа имеет максимум в районе 0,5 – 0,6 л/мин для линий элементов, с энергией возбуждения Ei ≥ 7 эВ; а для с Ei ≤ 5 эВ - в интервале 0,5 – 0,8 мл наблюдается возрастающая зависимость, поэтому оптимально-компромиссные условия, обеспечивающие достаточную чувствительность для обоих типов линий, соответствуют 0,5 л/мин. Скорость охлаждающего потока, как правило, выбирают максимально возможную (12 л/мин). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Учебно-методическое пособие Рекомендовано для студентов специальности: 03030165 «Психология» Профессиональная ориентация – сложная комплексная проблема. По своим методам и содержанию она психолого-педагогическая и медико-физиологическая,... | | Учебно-методическое пособие по фармакологии для студентов III курса... Методическое пособие предназначено для студентов лечебного, педиатрического и медико-профилактического факультетов для использования... |
| Исследование токсичности снежного покрова зон рекреации октябрьского... М. З. Биболетова, Н. Н. Трубанева. Программа детализирует и раскрывает содержание стандарта, определяет общую стратегию обучения,... |  | Р. Кочюнас основы психологического консультирования Методическое пособие предназначено для студентов лечебного, педиатрического и медико-профилактического факультетов для использования... |
| Рабочая программа профессионального модуля ПМ. 07. Проведение высокотехнологичных лабораторных исследований и управление качеством лабораторных исследований | | Учебно-методическое пособие для проведения лабораторных работ по курсу «Общая гидрология» Учебно-методическое пособие разработано на кафедре океанологии профессором, доктором географических наук Л. А. Беспаловой и старшим... |
| Рабочая учебная программа курсов повышения квалификации по дисциплине... «Инженерно-геологические изыскания и определение физико-механических свойств грунтов в полевых и лабораторных условиях» | | Введение задачи Накопленные в виде снега атмосферные осадки питают поверхностные и грунтовые воды, режим которых в значительной мере зависит от распределения... |
| Министерство здравоохранения и социального развития российской федерации... Методическое пособие предназначено для студентов лечебного, педиатрического и медико-профилактического факультетов для использования... | | Л. А. Николаева гигиеническая оценка микробного загрязнения воздуха помещений Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплину «гигиена» |
| Разработка радиометрических систем и методов полевых и дистанционных... | | Техника лабораторных исследований Примерная программа учебной дисциплины «Аналитическая химия и техника лабораторных исследований» разработана на основе Федерального... |
| Методическое пособие для очного и заочного отделений в 2 частях Методика экономических исследований: методическое пособие для самостоятельной работы студентов факультета экономики, финансов и коммерции.... | | Методическое пособие по дисциплине «Статистика» для специальности... Данное методическое пособие предназначены для студентов и преподавателей колледжей, реализующих Государственный образовательный стандарт... |
| Методическое пособие по курсу персональная электроника жидкокристаллические... Методическое пособие предназначено для изучения курса «Персональная электроника» студентами специальности 200800, а также может быть... | | История россии Учебно-методическое пособие предназначено для иностранных студентов первого курса всех факультетов. Составлено с учетом знаний и... |
