ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ КАДМИЯ И СВИНЦА МЕТОДОМ ИНВЕРСИОННОЙ ХРОНОПОТЕНЦИОМЕТРИИ В ВОДАХ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ния воздуха формамидом не более 0,44 мг/м3 проскока во 2-й поглотитель не наблюдается. Однако с учетом того, что при скоростях 10—15 л/мин отмечается высокий процент потери раствора из поглотителя, следует рекомендовать отбор проб проводить со скоростью не более 5 л/мин в один поглотитель в течение 30 мин.

Разработанный метод может быть применен для контроля за содержанием форма ми да в воздухе населенных мест.

1979.

Литература

1. Методические указания на определение вредных веществ в воздухе.— М., 1979.— Вып. 13.

2. Муравьева С. И., Анваер Л. П. // Гиг. труда.— № 6.— С. 58.

3. Осипенко Н. И. // Гиг. и сан.— 1968.—№ 12.—С. 58.

4. Mraz M., Sedivec V. // Colin. Crech. Chem. Communs.— 1973.—Vol. 38.— P. 3426.

Поступила 25.09.89

КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990

УДК 614.77: [546.48 + 546.815/.819 J-074

Е. Ф. Горшкова, Ю. В. Новиков, А. И. Каменев, И. П. Ватер

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ КАДМИЯ И СВИНЦА МЕТОДОМ ИНВЕРСИОННОЙ ХРОНОПОТЕНЦИОМЕТРИИ В ВОДАХ

Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана; МГУ им. М. В. Ломоносова

В условиях интенсивного загрязнения водных объектов все более актуальной становится разработка экспресс-методов определения металлов в воде.

Для этой цели предпочтительно использование инверсионных электрохимических методов: инверсионной вольтамперо-метрии (ИВ) и инверсионной хронопотенциометрии (ИХП). Они основаны на предварительном электролитическом концентрировании элементов и последующем растворении полученного электрохимического концентрата постоянным током (ИХП) или при развертке напряжения (ИВ). Методы характеризуются быстротой выполнения, высокой чувствительностью, хорошей воспроизводимостью и точностью, возможностью одновременного определения нескольких элементов без предварительной подготовки пробы [1, 4, 5]. Метод ИХП по чувствительности сопоставим с методами атомной абсорбции и ИВ, однако по разрешающей способности имеет некоторые преимущества перед последним. Вместе с тем примеры использования ИХП в анализе немногочисленны: представлены результаты исследования искусственных смесей и сточных вод, содержащих свинец на уровне ПДК, на автоматизированной установке [2]; приведены данные измерений, проведенных на хронопотенциометре с ртутно-графитовым электродом на отдельных образцах речных вод, содержащих свинец и медь [3]; показана возможность определения ртути в модельном растворе методом бестоковой хронопотенциометрии [6].

Однако из-за отсутствия метрологических характеристик указанных способов и большой продолжительности они не нашли широкого применения при анализе вод.

Целью настоящей работы явилась разработка экспресс-метода хронопотенциометрического определения ионов свинца и кадмия в природных водах на уровне ПДК. без специальной водоподготовки.

V

Таблица 1

Результаты определения 5-Ю-8 М РЬ(И) и Сс1(П)

в искусственной смеси

• Найдено

_ • Параметр • Cd (II) Pb (II)

по формуле графически по формуле графически

с. 10"8, M

¿0,05'S -— >

л[п Sr

M

Примечание. р = 0,95.

Исследования и отработку методики проводили на первом промышленном отечественном хронопотенциометре МБХ с запоминающим осциллографом и трехэлектродной кварцевой ячейкой. Рабочим электродом служил вращающийся стекло-углеродный электрод (со 300 рад/с, S 0,04 см2), вспомогательным — платиновая проволока, электродом сравнения — хлор-серебряный электрод ЭВЛ-1М 4.

Торец стеклоуглеродного электрода сначала обрабатывали наждачной бумагой № 0, затем полировали фильтровальной бумагой, смоченной этиловым спиртом, промывали дистиллированной водой и закрепляли в держателе.

При помощи ручек установки потенциалов потенциометров задавали необходимые условия работы: потенциал регенерации электрода U\(£рег=-}-0,5 В), потенциал накопления U2 (Ен=—1,2 В), потенциал успокоения раствора £/з(£уСП= = —1,2 В), потенциал защиты (Езаш=0,0 В). Величину тока растворения устанавливали при помощи ручки £/4: например, при значении U.»+0,3 В и диапазоне тока 10 мкА/В заданному току отвечает величина тока I, равная 3 мкА. Соответственно выставляли значения других токов с учетом их знака. Время каждой стадии задавали в виде мкс: I ста-

дия— регенерация электрода, / =30 с (3-10' мкс), II стадия— накопление (электролиз), /э=100 с (МО8 мкс), III стадия — успокоение раствора, /усп=8 с (8-10° мкс). Стадии регенерации стеклоуглеродного' электрода и накопления осуществляли При перемешивании (режим устанавливали при помощи тумблеров, находящихся на задней панели прибора), скорость вращения электрода задавали регулятором скорости вращения (рекомендована величина 300 рад/с). При нажатии кнопок «цикл» и «авт» прибор автоматически отрабатывал указанные стадии, а после прохождения IV стадии (растворение в гальваностатическом режиме) возвращался к' I стадии. При наличии исследуемого раствора в ячейке и нажатии кнопки «ячейка» цифры на табло прибора показывали значение переходного времени в миллисекундах, если регуляторы «метка времени» находились в положении 3. После каждой

Таблица 2

Результаты определения токсичных металлов в воде

Исследуемая вода

4,6 4,4 6,8 7,5

1,5 1,5 5,6 6,7 Природная

Сточная

0,14 0,14 0,32 0,37 Питьевая

Условия определения: п = 3, /а = :-1 мкА,

5,

мг/л

5,

Cd (II Pb(II Cd (II Pb ( 11 Cd (II Pb (II

0,001

0,002

0,031

0,038

0,001

0,002

0,00003 0,00006 0,0006 0,001

Примечание.

0,00008 Условия определения

0,00004 0,00007 0,0007 0,001

0,00009

n = 5, p

0,03 0,03 0,02 0,03

0,04

:0,95.

съемки проводили регенерацию рабочего электрода при потенциале -|-0,5 В в течение 20—30 с.

Кадмий (100—150 мг) растворяли в соляной кислоте (1:1) при нагревании, свинец (200 мг) и ртуть (200 мг) — в азотной кислоте (1:1) при нагревании. Растворы вносили в мерные колбы вместимостью 50 мл, доводили до меток би-дистиллированной< водой. Рабочие стандартные растворы кон-

2-Ю-5 М кадмия и свинца соответ--3 М ртути готовили разбавлением

центрации 2-10~4 и ственно, а также 1-10 растворов.

В качестве исследуемых растворов использовали искусственные смеси, содержащие различные количества свинца и кадмия, водопроводную, речную и сточную воду. При этом анализировали пробы, только что отобранные и законсервированные в соответствии с ГОСТом 2874—82 «Вода питьевая» азотной кислотой (3 мл на 1 л воды).

В мерную колбу вместимостью 25 мл вводили 2 мл 1 М HCl, 0,15—0,2 мл 1-10 3 М раствора нитрата ртути и доводили до метки исследуемым раствором. Подготовленную таким образом пробу помещали в электролизную ячейку и приступали к определению. Изменением времени накопления (20—200 с) И тока растворения (от 3,9 до —1,0 мкА) добивались оптимальной величины переходного времени (т 150—1000 мс) при потенциале накопления — 1,2 В. Потенциал окисления кадмия равен — 0,65 В, свинца — 0,47 В.

Зависимость величины и формы аналитических сигналов свинца и кадмия от концентрации ртути в растворе, интенсивности и направленности тока, количественных соотношений в растворе Pb(II) и Cd(II), очередности введения этих компонентов в качестве добавки исследована авторами в работе [4].

Определение проводили методом добавок, определяя сначала свинец, а затем кадмий. Расчет проводили графически и по формуле:

Ti

А

+ тз—ti

д

где с — концентрация ионов металлов в ячейке, М; и объем добавки, мл; сд — концентрация стандартного раст вора, М; аяч — объем раствора в ячейке, мл;

А

Т) • ¿2—Т2 • t

и-и

- свободный член в уравнении т=А —Вс, мс;

где ti

— переходное время 2/|, тз — при t^—t|.

(в мс) при t=t I, Т2 — при

¿2 — * 11

В фоновом электролите при проведении холостого опыта (£э= —1,2 В, /э=200 с; 1=0) аналитических сигналов свинца и кадмия не наблюдалось.

Результаты определения свинца и кадмия представлены в табл. 1 и 2.

Таким образом, разработана методика хронопотенциомет-рического определения ионов Сс1 (II) и РЬ (II) в водах, основанная на электролитическом концентрировании указанных элементов на стеклоуглеродном электроде (СУ-2000) в присутствии 7-10 6 М Н^(П) на фоне 0,1 М НС1 и последующем растворении электрохимического концентрата под действием постоянного тока.

Минимальная определяемая концентрация РЬ (II) 1 • 10~8 М Сс1(П) 2-Ю-8 М, т. е. ниже ПДК этих ионов в природных водах, при времени электролиза (накопления) /н 100 с и токе растворения —1 мкА. Предел обнаружения соответственно

равен 5-Ю""9 и 1 • 10 0 М. Метрологическая оценка суммарной погрешности измерений составляет 4,2-Ю-9 М.

Определению не мешают Fe (III), Bi(II), Си (11), Zn (II),

нитрат, хлорид; мешают Т1(1) и большие количества Sn (II).

Литература

1. Агасян П. ККаменев А. И., Лунев М. И. // Журн. аналит. химии.— 1976.— Т. 31.— С. 121 — 142.

2. Ашкинази В. Е. и др. // Завод, лаб.— 1982.— Т. 48. № 9.— С. 18—21.

3. Галинкер Э. В., Маковецкйй А. Л. // Химия и технология воды.— 1985.— Т. 7, № 5.— С. 25—29.

4. Каменев А. И., Витер И. П., Новиков Ю. В. и др. // Гиг. и сан.— 1989.— № 1.— С. 35—36.

5. Современные физико-химические методы исследования в гигиене / Под ред. А. П. Шицковой.— М., 1988.— С. 50—54.

6. Jagner D., Graneli А. // Analyt. chim. Acta.— 1976.— Vol. 83.— P. 19—26.

Поступила 26.06.89

8

I

H. Г1. ЗИНОВЬЕВА, Л. С. КАНУННИКОВА, 1990

УДК 614.71:615.917.015.2:615.212.71.074

Я. Я. Зиновьева, Л. С. Канунникова

I

ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТИЛАЛЯ

В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ

НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва

Одним из загрязнителей атмосферы современных городов является метилаль (СзНвОг) — бесцветная жидкость Со слабым запахом, хорошо растворимая в спиртах, эфире, воде, оказывающая раздражающее и наркотическое действие.

Для проведения исследований по нормированию допустимых концентраций метилаля в воздухе необходим надежный и эффективный метод. В литературе отсутствуют сведения о методиках определения метилаля в атмосферном воздухе.

Учитывая физико-химические свойства метилаля, мы считали возможным для создания такого метода использовать газоадсорбционную хроматографию [1]. Нами была разработана газохроматографическая методика определения микропримесей метилаля в атмосферном воздухе, основанная на его концентрировании на твердый сорбент, экстракции водой и последующем анализе на приборе с пламенно-ионизационным детектором.

В качестве неподвижной фазы для разделительной колонки мы применили отечественный активный полимерный адсорбент полисорб-1 зернением 0,25—0,5 мм. С учетом выбранного адсорбента установлены оптимальные условия газо-

хроматографического анализа: температура термостата колонок 100 °С, испарителя 150 °С, скорость потока газа-носителя (азота) 40 л/мин, водорода 40 л/мин, потока воз/^уха 400 л/мин, чувствительность шкалы электрометра 10-10 1 ^ А, скорость движения диаграммной ленты 0,3 см/мин. Для хрома-тографического разделения использована стеклянная колонка длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм. Время удерживания метилаля при этих условиях составляет 9 мин 40 с.

Количественную оценку метилаля в пробе проводили методом абсолютной градуировки детектора с использованием стандартных растворов и паровоздушных смесей. В первом случае в испаритель прибора вводили 1 мкл стандартных растворов с содержанием 0,005, 0,01, 0,03, 0,05, 0,08 и 0,2 мкг метилаля в дистиллированной воде. За расчетный параметр принята площадь пика. Градуировочный график зависимости площади пика (в мм2) от количества вещества (в мкг) строили по результатам 3—5 измерений.

Для концентрирования метилаля из атмосферного воздуха нами рекомендовано использование сорбционных трубок из молибденового стекла длиной 7 см и внутренним диаметром

#