Vzorky vody pre laboratórny rozbor možno odoberať z otvorených nádrží, banských studní, studní, ako aj z vodovodnej siete. Vzorky sa odoberajú z otvorených zásobníkov pomocou kúpeľomeru (obr. 47) alebo fľaše so záťažou. Fľaša je priviazaná k dlhej tyči a ku korku je pripevnená šnúra, pomocou ktorej sa vytiahne v hĺbke plánovanej na nasávanie vody.
Ryža. 47
Na odber vzoriek z vodovodnej siete sa používajú sterilné (dekontaminované) fľaše s objemom 0,5 litra so zemnými zátkami. Najprv sa kohútik spáli plameňom horiaceho tampónu a voda sa vypustí 10-15 minút. Hrdlo a korok fľaše sú vypálené pred a po naplnení vodou. Na hrdlo fľaše sa nasadí sterilný papierový uzáver, previaže sa hrubou niťou, vzorka sa odošle do laboratória so sprievodným dokumentom, ktorý obsahuje: názov zdroja vody a jeho umiestnenie; dátum odberu vzoriek (rok, mesiac, deň a hodina); miesto a miesto odberu vzoriek (pre otvorené vodné útvary - vzdialenosť od pobrežia a hĺbka, z ktorej bola vzorka odobratá); meteorologické podmienky, priezvisko, meno, priezvisko a funkcia osoby, ktorá vykonala odber vzoriek, a jej podpis.
Analýza vzorky by sa mala vykonať najneskôr 2 hodiny po odbere vzoriek. Ak nie je možná včasná analýza, možno ju vykonať najneskôr do 6 hodín po odbere vzoriek, ale v tomto prípade sa musí skladovať pri teplote 1 až 5 °C.
Na vykonávanie fyzických chemický rozbor Potrebné sú 2 litre vody, na sanitárnu a mikrobiologickú analýzu - 0,5 litra.
Frekvenciu odberov vzoriek vody a ich počet určuje vedúci zdravotnej služby posádky v závislosti od spoľahlivosti vodného zdroja a konkrétnej epidemickej situácie. Pri využívaní povrchových (otvorených) vodných zdrojov sa výskum vykonáva: z vodárenského zdroja - najmenej trikrát do roka (jar, leto, jeseň); v distribučnej sieti - minimálne 1x mesačne (zisťujú coli index, celkový počet baktérií v 1 ml, priehľadnosť, zákal, farbu, vôňu a chuť vody).
Vyšetrenie vody na kontamináciu produktmi jadrového výbuchu a toxickými látkami
Prieskum vody sa vykonáva v prípadoch, keď nepriateľ používa zbrane hromadného ničenia. Zároveň sa vo vode môžu nachádzať produkty jadrového výbuchu (PYaV), toxické látky (OS) alebo bakteriálne činidlá. Vyšetrenie vykonávajú špecialisti zdravotnej služby, ako aj jednotky radiačnej a chemickej ochrany (RCBZ).
Meranie kontaminácie vody PYaV sa vykonáva pomocou dozimetrických prístrojov DP-5A, IMD-1, a 0V-prístrojov PKhR-MV, MPKhR. Prípustné úrovne rádioaktívnej kontaminácie vody sú uvedené v tabuľke. 2.
Odber vzoriek vody na určenie druhu a stupňa znečistenia vykonáva z rozhodnutia veliteľa jednotky (vedúci ústavu) špeciálne vyškolený personál (bežní a nepravidelní chemici-dozimetristi, laboranti a pod.). Vzorkovnica sa podrobí vonkajšej dezinfekcii, dekontaminácii alebo odplyneniu. Fľaša je označená nápisom plnené jednoduchou ceruzkou, s uvedením čísla vzorky, dátumu a miesta odberu (vojenský útvar, lokalita), kto vzorku odobral (vojenská hodnosť, priezvisko, iniciály). Každá vzorka je zapečatená.
tabuľka 2
Dávkový príkon, mr/h, zodpovedajúci znečisteniu vody produktmi jadrových výbuchov (PYaV) v množstvách, ktoré nevedú k radiačnému poškodeniu
- Na odber vzoriek si pripravte čistú plastovú fľašu na pitnú vodu: 1,5 – 2 litre. Nepoužívajte fľaše piva, Pepsi-Coly, kvasu a iných sladkých nápojov.
- Vzorku zo studne je potrebné odobrať po dlhom vypúšťaní vody. V priemere bude potrebné vypustiť 3 litre vody na každých 10 metrov hĺbky studne.
- Pred odberom vody je potrebné fľašu niekoľkokrát dôkladne opláchnuť analyzovanou vodou.
- Fľaša je naplnená až po hrdlo. Je veľmi dôležité, aby sa voda nerozvírila a neprišla do kontaktu s atmosférickým vzduchom. Na tento účel sa jeden koniec sifónovej hadice spustí na miesto odberu vzoriek a druhý koniec na dno fľaše. Počas plnenia nádoby nie je dovolené meniť tlak vody (zatvorením alebo otvorením kohútika). Fľaša sa naplní po vrch a potom cez ňu prechádza analyzovaná voda, kým sa voda vo fľaši niekoľkokrát nevymení. Potom fľašu ihneď zatvorte zátkou a vytlačte zvyšnú vzduchovú bublinu. Tento spôsob odberu vzoriek umožňuje znížiť nasýtenie vody kyslíkom zo vzduchu a v dôsledku toho zabraňuje vzniku chemických reakcií!
- Odobratá vzorka je pripravená na chemický rozbor vody, ale pamätajte: čím rýchlejšie sa vzorka dostane do laboratória, tým presnejší bude výsledok.
Tento obrázok ukazuje, ako sa organoleptické vlastnosti vzorky vody zo studne menia počas krátkeho časového obdobia. Po štyroch a pol hodinách stráca rozbor vody tejto vzorky zmysel.
Pri vykonávaní monitorovania vôd rôzneho charakteru a na rôzne účely možno rozlíšiť tieto etapy:
1. odber vzoriek;
2. Príprava vzorky;
3. Detekcia a identifikácia očakávaných komponentov;
4. Meranie koncentrácie nájdených zložiek.
Vzorkovanie
Základné zásady, ktoré je potrebné dodržiavať pri odbere vzoriek:
1. Vzorka vody by mala odrážať podmienky a miesto jej výberu;
2. Odber vzoriek, skladovanie, preprava a manipulácia so vzorkou sa musí vykonávať tak, aby nedošlo k žiadnym zmenám v obsahu stanovovaných zložiek alebo vo vlastnostiach vody;
3. Objem vzorky musí byť dostatočný a musí byť v súlade s použitou metódou analýzy.
Miesto odberu vzoriek sa volí v súlade s cieľmi analýzy a so zreteľom na všetky okolnosti, ktoré by mohli ovplyvniť zloženie odobratej vzorky.
Pri odbere vzoriek povrchových a podzemných vôd je teda potrebné dôkladne preskúmať všetky zdroje prítoku vody do zdrže, identifikovať možné zdroje znečistenia zdrže. Miesto odberu odpadových vôd sa volí až po podrobnom oboznámení sa s technológiou výroby, umiestnením dielní, kanalizáciou, účelom a prevádzkou jednotlivých prvkov čistiarne a pod.
V súlade s cieľmi analýzy sa vykonáva jednorazový alebo sériový odber vzoriek. Pri jednorazovom odbere vzoriek sa vzorka odoberá raz určité miesto a zvážiť výsledky jednej analýzy. Táto metóda sa používa v zriedkavých prípadoch, keď výsledky jedinej analýzy postačujú na posúdenie kvality skúmanej vody (napríklad, keď je zloženie vody konštantné, ako sa pozoruje pri hlbokých podzemných vodách). Vo väčšine prípadov sa zloženie vody mení v závislosti od miesta a času odberu vzoriek, v týchto prípadoch sa vykonáva sériový odber vzoriek. Pri rozbore série odobratých vzoriek sa zisťuje zmena obsahu jednotlivých zložiek s prihliadnutím na miesto, čas odberu, prípadne oba tieto faktory. Získané výsledky sú spracované štatisticky.
Typickým príkladom sériového vzorkovania je zonálne vzorkovanie. Vzorky sa odoberajú z rôznych hĺbok pozdĺž vybraného úseku nádrže, jazera, rybníka atď. Ďalším bežným typom sériového vzorkovania je vzorkovanie v pravidelných intervaloch. Umožňuje sledovať zmenu kvality vody v čase alebo v závislosti od jej spotreby. V tomto prípade môžete získať informácie o sezónnych alebo denných zmenách kvality vody.
Existujú dva hlavné typy vzoriek: jednoduché a zmiešané. Jednoduchá vzorka sa získa jednoduchým odberom celého požadovaného množstva vody. Analýza jednoduchej vzorky poskytuje informácie o zložení vody v danom momente na danom mieste. Zmiešaná vzorka sa získa spojením jednoduchých vzoriek odobratých na rovnakom mieste v určitých intervaloch alebo odobratých súčasne na rôznych miestach skúmaného objektu. Tento test charakterizuje priemerné zloženie vody skúmaného objektu alebo priemerné zloženie za určité časové obdobie (za hodinu, smenu, deň atď.), alebo napokon priemerné zloženie s prihliadnutím na miesto aj čas. Zmiešaná vzorka sa nemôže odobrať počas obdobia dlhšieho ako jeden deň. V prípade potreby dlhšieho skladovania je možné vzorku uchovať. Zmiešanú vzorku nemožno použiť na určenie tých zložiek a charakteristík vody, ktoré sa v priebehu času ľahko menia (rozpustené plyny, pH atď.). Tieto stanovenia sa vykonávajú v každej zložke vzorky oddelene.
Množstvo odobratej vzorky závisí od počtu zložiek, ktoré sa majú stanoviť. Najčastejšie sú to 1-2 litre vody.
Ako vzorkovacie a skladovacie nádoby sa zvyčajne používajú chemicky odolné sklenené fľaše. Uzatvárajú sa gumenými alebo sklenenými zabrúsenými zátkami. V špeciálnych prípadoch sa používajú polyetylénové fľaše alebo termosky. Riad je potrebné dôkladne umyť, odmastiť a vysušiť.
Po odbere vzoriek sa vyhotoví záznam s uvedením druhu a pôvodu vody, presného miesta, dňa a hodiny odberu a spôsobu konzervácie.
Ak sa rozbor vody nevykoná na mieste odberu alebo nie v ten istý deň v laboratóriu, vzorka je uchovaná. Potreba konzervácie je daná tým, že niektoré vlastnosti vody sa počas skladovania menia (teplota, pH, obsah rôznych plynov; niektoré látky sa môžu vyzrážať, iné naopak rozpúšťať atď.). V nekonzervovanej vzorke môže dochádzať aj k rôznym biochemickým procesom, spôsobeným činnosťou mikroorganizmov alebo planktónu. Univerzálny konzervant neexistuje. Pre úplný rozbor vody treba odobrať vzorku do niekoľkých fliaš, do ktorých sa pridávajú rôzne konzervačné látky. Vzorky na stanovenie všetkých druhov viazaného dusíka, oxidovateľnosti, pyridínu sa konzervujú pridaním kyseliny sírovej, pri stanovení suspendovaných častíc a sušiny sa do vzoriek pridáva chloroform, na stanovenie fenolov sa vzorky alkalizujú atď. . Zakonzervovať odpadovú vodu je pomerne náročné, najmä ak sú vo vzorke nerozpustné látky, pretože konzervačná látka môže mať rušivý účinok. Konzervácia odpadových vôd chemickými činidlami sa vykonáva len v prípadoch, keď konzervačné činidlo neinterferuje so stanovením zložiek analyzovanej vody a ak nie je možné vykonať stanovenie bezprostredne po odbere vzoriek.
príprava vzorky
Príprava vzorky je zvyčajne základným krokom pri analýze vody. Len vo výnimočných prípadoch je možné sa tomu vyhnúť a použiť priamy odber vzoriek (napríklad pri stanovení trihalometánov v pitnej vode kapilárnou plynovou chromatografiou s detektorom elektrónového záchytu alebo viacjadrových aromatických uhľovodíkov vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou s fluorescenčnou detekciou).
Vzorky, ktoré sú príliš zriedené alebo majú komplexné zloženie, sa musia podrobiť množstvu špecifických postupov, aby ich bolo možné študovať na dostupnom analytickom zariadení a dosiahnuť účinnú separáciu a detekciu. Príprava vzorky môže byť obmedzená len na koncentráciu pôvodnej vzorky a môže zahŕňať aj frakcionáciu zložiek obsiahnutých vo vzorke. Odparovanie, destilácia, destilácia, mrazenie, zrážanie a koprecipitácia, extrakcia, sorpcia, chromatografia a iné metódy sa môžu použiť na zahustenie vzorky a jej rozdelenie na frakcie.
Odparovanie vody je najjednoduchší a cenovo dostupný spôsob koncentrácie. Koncentrácia rozpustených látok môže byť v tomto prípade zvýšená 10-1000 krát. Metóda však nie je bez pomerne významných nedostatkov:
1. Pri odparovaní sa koncentrujú nielen mikrozložky stanovené vo vode, ale aj makrozložky, ktoré pri vysokých koncentráciách zvyčajne rušia stanovenie;
2. Pri významnej koncentrácii odparovaním často dochádza k zrážaniu, ktorého oddelenie filtráciou môže viesť k strate analyzovaných zložiek vzoriek;
3. Ak sú látky, ktoré sa majú stanoviť, prchavé, potom počas odparovania môžu byť čiastočne alebo dokonca úplne odstránené zo vzorky;
4. Odparovanie môže kontaminovať vzorku látkami extrahovanými z materiálu misky.
Odparenie po extrakcii (odparenie extrakčného činidla) sa dá využiť oveľa efektívnejšie. Zvýšenie koncentrácie analytu sa v tomto prípade bude rovnať súčinu výsledkov oboch procesov - extrakcie a odparovania. Okrem toho sa oddelia všetky neextrahovateľné nečistoty.
Spôsob destilácie mikrokomponentov (at atmosferický tlak alebo vo vákuu) koncentrovať prchavé látky (amoniak, prchavé fenoly, prchavé kyseliny a pod.), ako aj nedetekovateľné zložky, ktoré sa môžu premeniť na prchavé látky (napríklad fluór vo forme SiF 4, kyanidy vo forme HCN ). Pri destilácii treba vždy brať do úvahy možnosť rozkladu separovanej zlúčeniny a neúplnosť jej destilácie.
Koncentrácia nečistôt zmrazovaním vychádza z toho, že pri zmrazovaní časti vodný roztok rozpustené zložky zostávajú v kvapalnej fáze. Táto metóda sa používa na zahusťovanie látok, ktoré majú dostatočnú rozpustnosť vo vode pri nízkych teplotách a najmä hydrofilných látok, ktoré sa z vody ťažko extrahujú inými metódami. Medzi výhody metódy patrí:
1. Nevýznamná strata prchavých zlúčenín;
2. Neprítomnosť znečistenia použitými činidlami;
3. Výrazne menšie riziko zmeny zloženie komponentov skúmanej vody v dôsledku výskytu akýchkoľvek premien analytov.
Hlavnými faktormi určujúcimi účinnosť procesu mrazenia sú rýchlosť rastu ľadu, možnosť odstraňovania látok zo zóny roztoku susediacej s mraziacim ľadom a štruktúra výsledného ľadu.
Existujú rôzne možnosti na vykonanie procesu, z ktorých sa najčastejšie používajú tieto:
1. V najjednoduchšom prípade sa analyzovaná voda umiestni do kužeľovej nádoby, ktorá sa rozširuje smerom nahor. Prevažná časť vody sa zmrazí v mrazničke pri teplote -12 0 C alebo v kúpeli s chladiacou zmesou. Metóda je veľmi jednoduchá, ale prakticky neexistuje možnosť ovplyvniť parametre, ktoré určujú účinnosť procesu;
2. Podľa Bakera sa testovacia voda umiestni do banky s guľatým dnom, ktorej objem by mal byť 4-5 násobok objemu vzorky. Banka so vzorkou sa ponorí pod uhlom 60 0 do chladiacej zmesi s teplotou -12 0 C a otáča sa frekvenciou 80 ot./min. V prípade potreby je možné meniť teplotu tuhnutia a frekvenciu rotácie, čím sa ovplyvní rýchlosť tuhnutia ľadu a rýchlosť oddeľovania vrstvy vody, ktorá je koncentrovanejšia ako zvyšok roztoku, od povrchu ľadu. Baker zmrazovanie sa vykonáva dovtedy, kým nezamrzne približne 9/10 roztoku. Chladivom môže byť soľný roztok, fenoly, kvapalný amoniak atď.;
3. Pôvodná verzia zmrazovania je takzvaná metóda smerovej kryštalizácie. Vykonáva sa na špeciálnej inštalácii, ktorá zabezpečuje postupné ponorenie skúmaviek s testovacou vodou do chladiacej zmesi za stáleho a dostatočne intenzívneho miešania kvapalnej fázy v blízkosti hranice ľadu a vody. Rast ľadového kryštálu tu prebieha zdola nahor. Metóda umožňuje v maximálnej možnej miere meniť experimentálne podmienky a tým ovplyvniť efektivitu procesu.
Významným obmedzením metódy zmrazovania je prudký pokles účinnosti pri analýze systémov s vysokým obsahom soli. V tomto prípade sa dosiahne iba 10-12-násobné obohatenie. Zníženie účinnosti koncentrácie je v tomto prípade pozorované v jasnej miere pre všetky zložky roztoku. Je spojená s porušením štruktúry ľadu a zachytením už koncentrovanej fázy zamrznutím kryštálov.
Koprecipitácia je jednou z najviac efektívne metódy koncentrácie pri stanovení anorganických látok. Týmto spôsobom sa často izolujú veľmi malé (stopové) množstvá kovu, ktorý sa má stanoviť, z veľkého objemu odpadovej vody. Ak to chcete urobiť, zadajte dosť soľ iného kovu (makrokomponent, nosič, zberač) a vyzrážajte tento kov vhodným činidlom. Výsledná zrazenina nesie so sebou mikrokomponenty – stanovovaný kov. Výsledná zrazenina sa rozpustí v najmenšom možnom objeme požadovaného rozpúšťadla a výsledný koncentrát sa analyzuje. Metóda koprecipitácie môže zvýšiť koncentráciu desaťtisíckrát.
Jednou z najdôležitejších metód používaných na koncentráciu anorganických a organických látok je extrakcia. Najbežnejšie používaná extrakcia kvapalina-kvapalina pri analýze vody sa môže uskutočniť pretrepaním analyzovanej vzorky s organickým roztokom v oddeľovacom lieviku alebo automaticky pomocou kontinuálneho extraktora. V závislosti od podmienok procesu môžu extrakty obsahovať nízkoprchavé znečisťujúce látky strednej a nízkej polarity (univerzálna extrakcia málo prchavých látok), kyseliny alebo zásady (selektívna extrakcia pri vhodných hodnotách pH).
Nevýhody metódy extrakcie kvapalina-kvapalina zahŕňajú:
1. Proces extrakcie môže byť časovo náročný;
2. Často sa používajú toxické rozpúšťadlá;
3. Oddelenie organickej a vodnej fázy je často sťažené tvorbou stabilnej emulzie (najmä pri ručnej extrakcii).
Zvyčajne je objem získaného extraktu pomerne veľký, takže v niektorých prípadoch (napríklad pri použití chromatografických metód na analýzu vody) je potrebná ďalšia operácia - odparovanie a zahusťovanie.
Na extrakčné činidlá používané pri extrakčnej metóde sa vzťahujú tieto požiadavky:
1. Extrakčné činidlo musí mať dobrú schopnosť extrahovať jeden analyt alebo skupinu látok;
2. Mal by mať nízku rozpustnosť vo vode;
3. Je žiaduce, aby extraktant mal dostatok vysoká teplota varenie (nie menej ako 50 ° C);
4. Hustota extrakčného činidla by sa mala čo najviac líšiť od hustoty analyzovaného roztoku;
5. Extrakčné činidlo by nemalo interagovať so zložkami analyzovaného roztoku;
6. Musí byť čistý a ľahko regenerovateľný v laboratóriu.
Pri výbere najvhodnejšieho extrakčného činidla sa používajú referenčné údaje o distribučných koeficientoch, o rozpustnosti zlúčenín vo vode a v rôznych organických rozpúšťadlách. Môžete sa tiež zamerať na chemickú afinitu extrahovanej látky a extrakčného činidla.
V poslednej dobe je tiež široko používaná extrakcia tuhou fázou založená na separácii a koncentrácii ako výsledok sorpčných alebo iónovo-výmenných procesov. Táto metóda je vhodná na extrakciu zlúčenín nízkej, strednej a vysokej polarity z vody (v závislosti od vlastností použitého sorbentu). Veľkoobjemové vzorky môžu byť spracované s použitím dostatočne malých množstiev pevných látok, čo zase vyžaduje malý objem rozpúšťadla na následnú desorpciu koncentrovaných zlúčenín. Tým sa eliminuje potreba dodatočného odparovania a výrazne sa znižuje riziko kontaminácie vzorky. Metóda je oveľa rýchlejšia ako klasické metódy izolácie a koncentrácie.
V závislosti od objemu vzorky vody a povahy analytu je možné proces uskutočniť buď na kartuši (patróna naplnená sorbentom) alebo na membránových diskoch. Často to umožňuje použitie vysokovýkonných kaziet úplný výber veľké množstvo znečisťujúcich látok. Proces sa dá ľahko automatizovať.
Obzvlášť úspešné je použitie metódy extrakcie tuhou fázou na izoláciu a koncentráciu polárnych látok. Kontaminanty sa zachytávajú a vopred koncentrujú na veľkosítových poréznych syntetických sorbentoch nazývaných živice (napríklad Amberlite-HAD), ktoré sa potom vysušia, premyjú dichlórmetánom a výsledný eluát sa použije na analýzu (v prípade potreby sa zahustí ). Elúcia rozpúšťadla je niekedy nahradená tepelnou desorpciou, ktorá poskytuje najvyššie obohatenie vzorky. Obmedzenie metódy je spôsobené nedostatočne vysokou tepelnou stabilitou polymérnych sorbentov, čo výrazne zužuje rozsah jej aplikácie.
Ďalším spôsobom izolácie a súčasnej koncentrácie je čistenie, po ktorom nasleduje zachytávanie. Táto metóda sa používa najmä na analýzu nepolárnych prchavých organických zlúčenín pred ich chromatografickým stanovením. Inertný plyn vháňaný cez vzorku vody zachytáva prchavé organické zlúčeniny, ktoré sa potom zachytávajú na adsorbentoch ako tenax alebo aktívne uhlie a (alebo) kondenzujú v kryogénnej pasci. Adsorpčný lapač je zvyčajne zabudovaný do desorpčnej komory vybavenej výkonným vykurovacím zariadením, ktoré desorbuje koncentrované látky. Táto technika má významné výhody, pretože vám umožňuje izolovať „čistú“ vzorku od špinavej vody. Stripovacie zariadenie je možné jednoducho namontovať na plynový chromatograf s detektormi zapojenými do série: elektrónový záchyt, plameňová ionizácia, fotoionizácia s desorpciou cez uzavretú slučku alebo s hmotnostnou spektrometrickou detekciou. Pomocou tejto techniky je možné analyzovať kontaminanty v pitnej vode vo veľmi nízkych koncentráciách – na úrovni µg/l alebo dokonca ng/l.
Pri určovaní prchavých látok možno na koncentračné účely použiť aj headspace analýzu. Používa sa v dvoch verziách: statickej a dynamickej. V statickej verzii je vzorka vody umiestnená v špeciálnej nádobe, tesne uzavretej a termostatovanej, aby sa prchavé zložky preniesli do plynnej fázy. Analýza výslednej plynnej fázy sa vykonáva metódou chromatografie s použitím plnených alebo kapilárnych kolón. Vzorka sa odoberie po dosiahnutí rovnováhy medzi plynnou a kvapalnou fázou.
Na zvýšenie citlivosti sa používa dynamická verzia headspace analýzy. V tomto prípade je fázová rovnováha neustále narušená v dôsledku preplachovania nádoby so vzorkou inertným plynom. Vyfúknuté zložky sa zhromažďujú na adsorbente (napríklad tenax) alebo sa zachytávajú v kryogénnom zachytávači a po desorpcii sa zavádzajú do plynového chromatografu. Statická verzia headspace analýzy umožňuje stanoviť prchavé nečistoty na úrovni µg/ml, dynamická verzia - na úrovni µg/l. Predúprava vzorky (vysolenie nečistôt síranom sodným alebo zmena pH vzorky) často zvyšuje citlivosť a reprodukovateľnosť výsledkov analýzy.
Analytické metódy
Kontaminanty sú zvyčajne prítomné vo vode v stopových hladinách v rozmedzí od 1 ug/l do 1 ng/l. Hranice detekcie väčšiny metód sú blízke hodnotám maximálnych prípustných koncentrácií, preto je na stanovenie nečistôt potrebná najvyššia citlivosť analytických prístrojov. Problém výberu optimálnej analytickej techniky a nástroja pri monitorovaní sa rieši s prihliadnutím na typ látok, ktoré sa majú stanoviť, a požadované detekčné limity.
Metódy analýzy používané v moderných environmentálnych laboratóriách zahŕňajú:
1. Rôzne možnosti metód optickej analýzy (napríklad spektrofotometria vo viditeľnej UV a IR oblasti, atómová absorpčná a emisná spektrometria);
2. Chromatografické metódy (plynová, kvapalinová, superkritická);
3. Elektroanalytické metódy (voltametria, ionometria a iné).
Ani jeden z uvedené metódy nie je univerzálny, niektoré z nich sú vhodné na stanovenie iba organických látok, iné - anorganické.
Optické metódy, najmä klasické fotometrické a spektrofotometrické metódy založené na vytváraní farebných zlúčenín s rôznymi činidlami stanovenými zložkami, sú už dlho široko používané na účely monitorovania životného prostredia. V posledných desaťročiach sa atómová absorpčná a emisná (fluorescenčná) spektrometria, metódy, ktoré umožňujú určiť veľké množstvo chemické prvky v anorganických matriciach s extrémne nízkymi detekčnými limitmi (s absolútnymi obsahmi približne 10 -14 ng). Zvýšenie citlivosti stanovení týmito metódami je uľahčené najjednoduchšou prípravou alebo koncentráciou vzoriek (extrakcia, odparovanie vzoriek vody atď.).
Chromatografické metódy sú často nevyhnutné na identifikáciu a kvantifikácia organické zlúčeniny s podobnou štruktúrou. Najpoužívanejšie na rutinnú analýzu látok znečisťujúcich životné prostredie sú plynová a vysokoúčinná kvapalinová chromatografia. Plynovochromatografická analýza organických polutantov v pitných a odpadových vodách bola spočiatku založená na použití náplňových kolón, neskôr sa rozšírili aj kremenné kapilárne kolóny. Vnútorný priemer kapilárnych kolón je zvyčajne 0,20-0,75 mm, dĺžka - 30-105 m Optimálne výsledky pri analýze kontaminantov vo vode sa najčastejšie dosahujú pri použití kapilárnych kolón s rôznou hrúbkou filmu z metylfenyl silikónov s obsahom fenyl skupiny 5 a 50 %. Systém vstrekovania vzoriek sa často stáva zraniteľným miestom v chromatografických technikách využívajúcich kapilárne kolóny. Systémy vstrekovania vzoriek možno rozdeliť do dvoch skupín: univerzálne a selektívne. Medzi univerzálne patria vstrekovacie systémy s a bez rozdelenia prúdu, „studené“ vstrekovanie do kolóny a odparovanie s programovaním teploty. Selektívne vstrekovanie využíva čistenie s prechodným zachytávaním, analýzou headspace atď. Použitím univerzálne systémy celá vzorka vstupuje do kolóny, pri selektívnom vstrekovaní sa zavádza len určitá frakcia. Výsledky získané selektívnym vstrekovaním sú výrazne presnejšie, pretože frakcia, ktorá vstúpila do kolóny, obsahuje iba prchavé látky a techniku je možné plne automatizovať.
Plynové chromatografické detektory používané pri monitorovaní znečisťujúcich látok sa často delia na univerzálne detektory, ktoré reagujú na každú zložku v mobilnej fáze, a selektívne detektory, ktoré reagujú na prítomnosť určitej skupiny látok v mobilnej fáze s podobným chemické vlastnosti. Medzi univerzálne patrí plameňová ionizácia, atómová emisia, hmotnostné spektrometrické detektory a infračervená spektrometria. Selektívne detektory používané pri analýze vody sú elektrón-záchytné (selektívne pre látky obsahujúce atómy halogénu), termionické (selektívne pre zlúčeniny obsahujúce dusík a fosfor), fotoionizačné (selektívne pre aromatické uhľovodíky), detektor elektrolytickej vodivosti (selektívny pre zlúčeniny, obsahujúce halogén atómy síry a dusíka). Minimálne zistiteľné množstvá látok sa pohybujú od nanogramov po pikogramy za sekundu.
Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC) je ideálnou metódou na stanovenie veľkého množstva tepelne nestabilných zlúčenín, ktoré nie je možné analyzovať pomocou plynovej chromatografie. V súčasnosti sa moderné agrochemikálie, vrátane metylkarbonátov a organofosforových insekticídov a iných neprchavých látok, často stávajú predmetom analýzy kvapalinovou chromatografiou. Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC) si získava na popularite medzi inými metódami používanými pri monitorovaní životného prostredia aj preto, že má dobré vyhliadky v oblasti automatizácie prípravy vzoriek.
HPLC kolóny, ktoré sa najčastejšie používajú pri analýze látok znečisťujúcich životné prostredie, sú 25 cm dlhé a 4,6 mm vnútorný priemer a sú naplnené 5-10 µm sférickými časticami silikagélu naočkovanými oktadecylovými skupinami. AT posledné roky sa objavili kolóny s menším vnútorným priemerom, naplnené menšími časticami. Použitie takýchto kolón znižuje spotrebu rozpúšťadiel a dobu trvania analýzy, zvyšuje citlivosť a účinnosť separácie a tiež uľahčuje problém pripojenia kolón k spektrálnym detektorom. Kolóny s vnútorným priemerom 3,1 mm sú vybavené bezpečnostnou patrónou (predkolónou) pre zvýšenie životnosti a zlepšenie reprodukovateľnosti analýz.
Ako detektory v moderných HPLC prístrojoch sa zvyčajne používa UV detektor na diódovom poli, fluorescenčné a elektrochemické detektory.
Elektroanalytické metódy, ktoré sa zvyčajne používajú pri analýze vody na stanovenie anorganických zložiek, sú často menej citlivé ako metódy plynovej a kvapalinovej chromatografie, atómovej absorpčnej spektrometrie. Tu sa však používa lacnejšie vybavenie, niekedy aj v teréne. Hlavné elektroanalytické metódy používané pri analýze vody sú voltametria, potenciometria a konduktometria. Najúčinnejšími voltametrickými metódami sú diferenciálna pulzná polarografia (DIP) a inverzná elektrochemická analýza (IEA). Kombinácia týchto dvoch metód umožňuje stanovenie s veľmi vysokou citlivosťou - približne 10 -9 mol/l, pričom prístrojové vybavenie je jednoduché, čo umožňuje vykonávať analýzy v teréne. Plne automatizované monitorovacie stanice fungujú na princípe použitia metódy IEA alebo kombinácie IEA s DIP. Metódy DIP a IEA v priamej verzii, ako aj vo vzájomnej kombinácii, sa používajú na analýzu znečistenia vôd iónmi ťažkých kovov a rôznymi organickými látkami. V tomto prípade sú metódy prípravy vzoriek často oveľa jednoduchšie ako pri spektrometrii alebo plynovej chromatografii. Výhodou metódy IEA je (na rozdiel od iných metód, napr. atómovej absorpčnej spektrometrie) aj schopnosť „rozlíšiť“ voľné ióny od ich viazaných chemických foriem, čo je dôležité tak pre posúdenie fyzikálno-chemických vlastností analyzovaných látok, ako aj z hľadiska tzv. z hľadiska biologickej kontroly (napríklad pri hodnotení toxicity vôd). Čas analýzy sa niekedy skráti na niekoľko sekúnd zvýšením rýchlosti rozmietania polarizačného napätia.
Potenciometria využívajúca rôzne iónovo selektívne elektródy sa používa pri analýze vody na stanovenie veľkého počtu anorganických katiónov a aniónov. Koncentrácie, ktoré možno týmto spôsobom stanoviť, sú 10 0 -10 -7 mol/l. Riadenie pomocou iónovo selektívnych elektród sa vyznačuje jednoduchosťou, rýchlosťou a možnosťou kontinuálneho merania. V súčasnosti boli vytvorené iónovo selektívne elektródy, ktoré sú citlivé na určité organické látky (napríklad alkaloidy), povrchovo aktívne látky a detergenty. Pri analýze vody sa používajú kompaktné analyzátory typu sondy s použitím moderných iónovo selektívnych elektród. Súčasne je v rukoväti sondy namontovaný obvod spracovávajúci odozvu a displej.
Konduktometria sa využíva pri prevádzke analyzátorov detergentov v odpadových vodách, pri určovaní koncentrácií syntetických hnojív v závlahových systémoch a pri hodnotení kvality pitnej vody. Okrem priamej konduktometrie možno na stanovenie určitých druhov škodlivín použiť aj nepriame metódy, pri ktorých stanovované látky interagujú pred meraním so špeciálne vybranými činidlami a zaznamenaná zmena elektrickej vodivosti je spôsobená len prítomnosťou zodpovedajúcich reakčných produktov. . Okrem klasických verzií konduktometrie sa používa aj jej vysokofrekvenčná verzia (oscilometria), v ktorej je systém indikačných elektród implementovaný v kontinuálnych konduktometrických analyzátoroch.
Domnievam sa teda, že v našom prípade je potrebné vykonať jednorazový odber, kedy sa vzorka odoberá z podzemnej vody rieky a sériový odber. Vzorky sa odoberajú jednoduché aj zmiešané, aj keď sa domnievam, že jednoduchá vzorka poskytuje presnejšie informácie o kontaminácii. Ale dáva informáciu o zložení vôd v danom čase na danom mieste a potrebujeme aj informáciu o priemernom zložení vody v rieke. Myslím si, že je lepšie odobrať zmiešanú vzorku, opakovane na jednom mieste v určitých intervaloch, pretože to povedie k menšej chybe merania ako pri odbere vzoriek z rôznych častí rieky súčasne. Jednoduchá vzorka sa odoberie z rôznych hĺbok pozdĺž zvoleného vedenia rieky (cieľových horizontov). Množstvo vzorky 1 - 2 l. Ak nie je možná rýchla analýza, vzorka sa zakonzervuje pridaním konzervačnej látky. Neexistuje univerzálny konzervačný prostriedok pre všetky kontaminanty. Každý kontaminant má svoj vlastný konzervačný prostriedok. Príprava vzorky v našom prípade spočíva v koncentrácii. Metódy koncentrácie, ktoré považujem za najvhodnejšie, sú odparovanie, destilácia a koprecipitácia, hoci možno použiť aj iné metódy v závislosti od účelu analýzy a zložiek, ktoré sa stanovujú. Analytické metódy: optické, chromatografické metódy a konduktometria.
Všeobecné požiadavky na výber, prepravu a prípravu na skladovanie vzoriek vody určených na stanovenie ukazovateľov jej zloženia a vlastností definuje GOST R 5198-2000: Voda. Všeobecné požiadavky na odber vzoriek.
Odber vzoriek sa vykonáva pre: 1) štúdie kvality na vykonanie nápravných opatrení, keď sa zistia krátkodobé zmeny; 2) kvalitné štúdie na vytvorenie výskumného programu alebo zistenie zmien dlhodobého charakteru; 3) stanovenie zloženia a vlastností vody podľa ukazovateľov upravených v regulačných dokumentoch; 4) identifikácia zdrojov znečistenia vodného útvaru.
Miesto odberu vzoriek a frekvencia odberu vzoriek sú stanovené v súlade s výskumným programom v závislosti od vodného útvaru. Vzorky vody odobraté na rozbor by mali byť dostatočne reprezentatívne a reprezentatívne, t.j. má charakterizovať stav vody vo vodnom útvare alebo jeho časti za určité časové obdobie; v procese odberu vzoriek, predúpravy, skladovania a prepravy vzorky by nemalo dochádzať k výrazným zmenám v chemickom zložení a vlastnostiach vody. Odber vzoriek by sa mal vykonávať s prihliadnutím na špecifiká vody (morfológia, hydrológia atď.) a špecifiká kontrolovaných látok (rozpustené, suspendované, koloidné, filmové, „živé“).
Rozlišovať bodové a kombinované(spriemerované) vzorky. Bod získaný jediným výberom množstva vody potrebného na analýzu. Tieto vzorky charakterizujú kvalitu vody v danom mieste vodného útvaru v čase odberu vzoriek. Združené vzorky sú sériou prírastkových vzoriek kombinovaných podľa jedného alebo druhého princípu. Tieto vzorky charakterizujú priemerné zloženie vody za určité časové obdobie.
V závislosti od účelu výskumu odber vzoriek môže byť jednorazový, sériový alebo pravidelný. Jednorazový odber vzoriek sa používa pomerne zriedkavo na pravidelné zisťovanie možných zmien v zložení vody v dobre preštudovanom vodnom útvare, ak stanovované zložky nepodliehajú veľkým zmenám v čase, hĺbke a vodnej ploche vodného útvaru. . Pravidelný a sériový výber poskytuje presnejšie a spoľahlivejšie informácie o stave vodného útvaru a kvalite jeho vody. Pri analýze sériových vzoriek sa obsah sledovaných zložiek stanovuje s prihliadnutím na miesto a čas odberu vzoriek.
Na odber bodových vzoriek v danej hĺbke sa používajú batomery - špeciálne upravené nádoby, zvyčajne valcového tvaru, s ventilmi alebo kohútikmi na uzavretie pod vodou v danej hĺbke. Hlavným účelom každého kúpeľomeru je odobrať vzorku v danom horizonte a ďalej ju chrániť pred zmiešaním s vodou z iných horizontov, keď je zariadenie zdvihnuté na povrch. Odber vzoriek z fľaše je povolený. Všetky postupy odberu vzoriek musia byť prísne zdokumentované. Záznamy musia byť čitateľné, vyhotovené spoľahlivým spôsobom, umožňujúcim bez problémov identifikáciu vzorky v laboratóriu.
Pri odbere vzoriek vody z povrchovej nádrže alebo banského vrtu sa jej teplota meria pomocou špeciálneho teplomeru (obr. 16.1.) alebo klasického chemického teplomeru, ktorého nádrž je obalená niekoľkými vrstvami gázového obväzu. Teplota sa zisťuje priamo vo vodnom zdroji. Teplomer sa spustí do vody na 5-8 minút, potom sa rýchlo vytiahne a odčíta sa teplota vody.
Ryža. 16.1. Teplomer na meranie teploty vody v nádržiach, studniach (a), kúpeľomery na odber vzoriek vody na rozbor (b).
Odbery vody z povrchových nádrží a studní sa vykonávajú pomocou fliaš rôznych prevedení, ktoré sú opatrené dvojitým povrazom: na spustenie zariadenia do danej hĺbky a na otvorenie uzáveru nádoby v tejto hĺbke (obr. 16.1-b).
Pre odber vzoriek vody z tečúcich nádrží (rieka, potok) bol navrhnutý kúpeľomer so stabilizátorom, ktorý smeruje hrdlo nádoby proti prúdu.
Vzorka vody sa odoberie z vodovodného kohútika alebo vybaveného zachytávača:
Na bakteriologickú analýzu, po predbežnom spálení výtoku z kohútika alebo zachytení liehovým horákom, vypúšťanie vody z kohútika po dobu najmenej 10 minút do sterilnej fľaše s objemom 0,5 litra, so zátkou z bavlnenej gázy, obalenej na vrch s papierovým uzáverom. Aby sa bavlnená gázová zátka nenamočila, fľaša sa naplní približne do troch štvrtín tak, aby pod zátkou zostalo 5-6 cm vzduchu. Misky so zátkou z bavlnenej gázy sa vopred sterilizujú jednu hodinu v peci pri 160 °C;
Pre krátku sanitárno-chemickú analýzu (organoleptické ukazovatele, hlavné ukazovatele chemické zloženie a indikátory znečistenia vody) odobrať do jedného litra do chemicky čistého riadu, po jeho opláchnutí vybranou vodou (na kompletný sanitárno-chemický rozbor sa odoberie 3-5 litrov vody).
Pri odbere vzoriek sa vyhotovuje sprievodný list, v ktorom poznačia: druh, názov, polohu, adresu vodného zdroja (povrchová nádrž, artézsky vrt, šachtový vrt, záchyt, vodovodný kohútik, vodný stĺpec); jeho stručný popis; stav počasia v čase odberu vzoriek a počas predchádzajúcich 10 dní; dôvod a účel odberu vzoriek (plánovaný prieskum, nepriaznivá epidemická situácia, sťažnosti obyvateľstva na zhoršenie organoleptických vlastností vody); laboratórium, kam sa vzorka posiela; zaznamená sa potrebné množstvo výskumu (krátka, kompletná sanitárno-chemická analýza, bakteriologická analýza, stanovenie patogénnych mikroorganizmov); dátum a čas odberu vzoriek; výsledky štúdií vykonaných počas odberu vzoriek (teplota); kto odobral vzorku (priezvisko, funkcia, inštitúcia); podpis úradníka, ktorý vzorku odobral.
Vzorky sa dodávajú do laboratória čo najrýchlejšie. Bakteriologické štúdie by sa mali začať do 2 hodín po odbere vzoriek alebo ak sa uchovávajú v chladničke pri teplote 1 – 8 °C – najneskôr do 6 hodín. Fyzikálny a chemický rozbor sa vykonáva do 4 hodín po odbere vzoriek alebo pri skladovaní v chladničke pri teplote 1-8°C - najneskôr do 48 hodín. Ak nie je možné uskutočniť výskum v stanovených lehotách, vzorky by sa mali uchovať (okrem vzoriek na fyzikálne, organoleptické a bakteriologické štúdie, ako aj na stanovenie BSK, ktoré sa musí vykonať v rámci vyššie uvedených lehôt). Vzorky sa konzervujú 25 % roztokom H 2 SO 4 v množstve 2 ml na 1 liter vody alebo iným spôsobom v závislosti od určovaných ukazovateľov.
Načítava...