Повна версія

Головна arrow Екологія arrow ЕКОЛОГІЧНИЙ МОНІТОРИНГ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ТЕСТОВІ МЕТОДИ

Однією з головних тенденцій розвитку контролю ОС є прагнення до здешевлення і спрощення процедури аналізу, в тому числі за рахунок розробки методів і засобів експрес-контролю, до числа яких можуть бути віднесені і тесг-методи.

Поява і застосування в якості інструменту хімічного аналізу тест-методів і сенсорів пов'язано з декількома причинами. Однією з основних причин є накопичення великої кількості техногенних речовин в ОС, яка викликала необхідність постійної оцінки рівня забрудненості великих територій. Відбір величезного числа проб і їх аналіз в стаціонарних лабораторіях зажадав би різкого збільшення чисельності аналітиків, кількості проведених аналізів і, відповідно, не завжди виправданих матеріальних витрат. Використовуючи тест методи і сенсори, оцінку змісту того чи іншого речовини в повітрі, воді, ґрунті, рослинах прямо на місці можуть проводити не тільки хімік- аналітик, але і геолог, еколог, біолог і т.д.

Інша область застосування тест-методів і сенсорів - контроль появи отруйних або отруйних та інших небезпечних речовин в повітрі робочої зони, населених пунктів, а також стану ОС в важкодоступних умовах, наприклад при виверженні вулканів або при медичних обстеженнях.

Тест-методи застосовують для якісного і кількісного експрес-аналізу природних і стічних вод, технологічних розчинів, біологічних рідин, повітря та інших газових середовищ при оцінці екологічної ситуації, санітарному і технологічному контролі і багато чого іншого. З їх допомогою визначають наявність іонів міді, нікелю, цинку, кобальту, ртуті в ступені окислення +2, заліза (II, III) з межами виявлення 0,001 - 0,1 мг / л, ацетону, формальдегіду, нітратів, нітритів, кислотність (pH ) середовища і т.д. Для визначення наявності газів і отруйних речовин частіше використовують індикаторні трубки.

Тест-система - просте в застосуванні технічний пристрій (матеріал, набір реагентів, біологічний об'єкт і т.п.), що дозволяє виявити в контрольованому середовищі певні компоненти або біохімічні (біологічні) агенти і зробити висновок про можливі межах їх змісту.

Таким чином, тест-системи - це інструмент, який не є окремо ні методикою аналізу, ні СІ, а поєднує ці призначення в невеликому компактному виробі, що дозволяє проводити експрес-визначення речовин. Тест-системи можуть бути використані для якісного виявлення компонентів, напівкількісного і кількісного їх визначення.

За принципом дії розрізняють фізичні, хімічні, біохімічні і біологічні тест-системи.

Фізичних тест-методів трохи, і вони не грають великої ролі в практиці хімічного аналізу.

У хімічних тест-методах використовують аналітичні реакції і реагенти, які забезпечують отримання візуально спостережуваного і легко вимірюваного ефекту, наприклад інтенсивність забарвлення паперу або довжину забарвленої частини трубки. Реагенти та різні добавки використовують у вигляді заздалегідь приготовлених розчинів або іммобілізованими на твердому носії - папері, силікагелі, пінополіуретані (ППУ) і т.д. Як тест-систем використовують індикаторну папір і смужки, трубки, таблетки та порошок, аерозольні упаковки, розчини в ампулах і крапельницях і ін.

Реагенти на носіях (матрицях) розрізняються природою носія (целюлоза, синтетичні полімери, силікагель і ін.) І способом закріплення на носіях (адсорбційні, ковалентні).

Тест-методи і відповідні пристрої не можуть замінити в екоана- литическом контролі МВВ, але дозволяють різко знизити витрати на регламентний екоаналітичний контроль (моніторинг) за рахунок відбраковування проб без явних перевищень нормативів вмісту екотоксікантов. Висока ефективність сорбційного концентрування різних з'єднань, що досягається при цьому інтенсивна забарвлення сорбенту, доступність і низька вартість сорбенту виявилися привабливими для використання ППУ в тест-методах аналізу, реалізованих у вигляді тест-засобів (табл. 9.1).

Тест-засоби на основі ППУ складаються з таблеток в комплекті з ампулами, що містять розчин реагенту, колірної шкали і інструкції по застосуванню. Про наявність визначається компонента судять по появі або зміні забарвлення таблетки. Зміст необхідного компонента визначають, порівнюючи інтенсивність забарвлення таблетки з колірною шкалою або вимірюючи світловідображення за допомогою портативних фотометров.

Індикаторний папір служить для визначення pH розчину зі зміни її кольору. Наприклад, лакмусовий синя папір змінює колір на червоний при зміні pH від 5,0 до 8,0, а фенолфталеїнової білий папір змінює свій колір на червоний при зміні pH від 8,3 до 10,0. Незмивний pH індикатор на пластиковій основі (рис. В.1) дозволяє фіксувати pH водних розчинів від 0 до 14.

Таблиця 9.1

Тест-засоби на основі ППУ ( V = 35 мл, ш ППУ ~ 0,05 г)

обумовлений компонент

Діапазон визначуваних концентрацій, мг / л

перехід кольору

кобальт

0,1-4

Б - "Г

Залізо III

0,02-9,6

Б -> До

Титан

0,03-0,5

Б - "Ж

хром VI

0,01-0,2

Б -> З

нікель

0,2-4

Б - "Р

Нітрит-іони

0,3-5,0

Б - "Ж

феноли

0,01-0,80

Б -> КЛ

нітрофеноли

0,005-0,05

Б -> Ж

1-Нафтол

0,02-0,4

Б -> З

КПАВ

0,4-10

Б> З

АПАВ

1-30

Б -> До

Вільний активний хлор

  • 0 to
  • 1
  • 00

про

Б -> Ж

Примітка : Б - білий; Г - блакитний; К - червоний; Ж - жовтий; С - синій; Р - рожевий; До Л - червоно-ліловий.

Застосування тестової паперу (рис. В.2., Табл. 9.2) дозволяє проводити якісний аналіз на такі речовини, як алюміній, амоній, сурма, миш'як, вільні галогени і багато іншого. За допомогою двох-і трехзонной паперу отримують більш чітке колірна відмінність і можливість оцінити проміжні значення. Наприклад, тестова жовта папір на алюміній покривається яскравими червоними крапками в присутності іонів алюмінію А1 3_ , межа чутливості - 10 мг / л А1 3_ . Такі елементи, як Fe, Zn, Сі і Мп, перешкоджають визначенню алюмінію. При відповідних умовах цей папір може бути використана для визначення цирконію.

Світло-блакитна тестова папір стає темно-синьою в присутності вуглеводнів, особливо бензину, мазуту, мастила та ін. Для визначення нафтових забруднень у воді необхідно опустити тестову папір в воду, а в землі - щільно притиснути папір до грунту і промити її чистою водою .

Таблиця 9.2

Обумовлені тестової папером нафтопродукти і їх концентрація

речовина

Колірна реакція

Нижня межа, мг / л води

Чітке визначення, мг / л води

нафтовий ефір

250

400

бензин високооктановий

10

25

мазут

5

10

мастило

1

5

11а рис. В.З показаний циліндричний тестер для нолуколічественного аналізу більш ніж 40 речовин. Наприклад, тестер на хлориди змінює свій колір від коричневого до жовтого і при цьому має наступну градацію: 0-500-1000-1500-2000 -> 3000 мг / л СН

Іідікаторіая трубка - ІП, що представляє собою трубку з оптично прозорого матеріалу, заповнену сорбентом (індикаторним порошком), що змінює оптичні властивості під дією проникаючих всередину трубки речовин (ГОСТ Р 51712-2001).

Індикаторні трубки (ІТ) використовують для виявлення небезпечних речовин в робочій зоні або в ОС, вони просто влаштовані, робота з ними не вимагає спеціальних навичок, завдяки тривалому терміну зберігання ІТ прекрасно підходять для нерегулярних вимірювань.

Розрізняють такі види ІТ: колористична, колориметрична і експозиційна.

Колористична - ІТ, що дозволяє вимірювати вміст речовини в аналізованої газової середовищі, просасивается через неї, але довжині змінив первісну забарвлення шару індикаторного порошку (рис. 9.1).

Колориметрична - ІТ, що дозволяє судити про зміст визначається речовини в аналізованої газової середовищі, просасивается через неї, шляхом порівняння змінилася забарвлення індикаторного порошку з доданою кольоровою шкалою (або кольоровим зразком).

індикаторна трубка

Мал. 9.1. індикаторна трубка

Експозиційна - ІТ, яка забезпечує вимірювання середньозваженого за час експозиції змісту речовини в аналізованої газової середовищі по довжині змінив первісну забарвлення шару індикаторного порошку без примусового просасиванія внаслідок природних процесів перенесення.

Тесг-методи в багатьох випадках використовують для попередньої оцінки наявності та вмісту компонентів. В цьому випадку доречна методологія скринінгу (див. Параграф 2.3). Дуже зручні тест-системи для оцінки узагальнених показників досліджуваного об'єкта, наприклад хімічного споживання кисню (ХПК) або суми важких металів у воді. У міру їх вдосконалення тест-методи служать (і все більшою мірою будуть служити) єдиним і остаточним засобом аналізу.

За допомогою набору малоселектівних хімічних сенсорів можна формувати узагальнений образ об'єкта, зокрема для виявлення джерела забруднення.

Порівняльні дані про нижніх межах визначених змістів іонів у воді тест-засобами наведені в табл. 9.3.

Метрологічні характеристики тест-методик визначення компонентів із застосуванням портативних фотометров не відрізняються від сорбційно-фотометричні по межах виявлення і відтворюваності результатів, але мають більш вузькі діапазони визначаються концентрацій. Відтворюваність результатів візуального детектування за допомогою кольорової шкали варіюється в межах від 0,1 до 0,5.

Таблиця 93

ГДК і нижні межі визначених змістів іонів за допомогою

тест-засобів

Критичний

компонент

ГДК, мг / л

Нижня межа визначених змістів, мг / л

Нітрат-іон

45

5, реактивний порошок

Нітрит-іон

3

3, індикаторна трубка 0,2, таблетки з ППУ

Хлорид-іон

350

5, реактивний порошок

вільний хлор

0,3 - 0,5

0,05, реактивний порошок 0,5, індикаторна трубка 0,5, таблетки з ППУ

Критичний

компонент

ГДК, мг / л

Нижня межа визначених змістів, мг / л

кадмій

0,001

0,001, реактивний порошок

Марганець

од

0,05, реактивний порошок

мідь

1,0

0,1, індикаторна трубка

Залізо

0,3

0,05, індикаторна трубка

нікель

од

0,1, таблетки з ППУ

ртуть

0,0005

0,000001, таблетки з ППУ

свинець

0,03

0,00001, таблетки з ПІ У

фенол

0,25

0,01, таблетки з ППУ

 
<<   ЗМІСТ   >>