Способ обнаружения токсичных катионов металлов в воде

 

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ, заключающийся в помещении в анализируемую пробу в качестве тест-объектов дафний (Daphnia magna) и учете продолжения их выживаемости, отличающийс я тем, что, с целью повьшения специфичности определения токсичных катионов металлов, предварительно определяют в исследуемой.рде при 34-36 0 медианное эффективное время иммобилизации (ЕТ), для анализа берут пробу, в которой ETg-g составляет 1-4 ч, пробу делят на две части, в одну из которых вводят детоксицирующий реагент-унитиол

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИО АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф (21) 3661289/28-13 (22) 05. 11. 83 (46) 23 ° 07. 85. Бюл. № 27 (72) И.Е.Постнов, Н.И,Осипова, А.Б.Зимин и А.А.Туманов (71) Научно-исследовательский инсти» тут химии при Горьковском ордена

Трудового Красного Знамени государственном университете им.Н.И.Лобачевского (53) 639.3.05(088.8) (56) Метлев В.В., Кондев А.И. и Дзасохова Н.Г. Водная токсикология. И., "Колос", 1971, с. 197.

Брагинский Л.П. и Щербань Э.П.

Острая токсичность тяжелых металлов для водных безпозвоночных при различных температурах. -Гидробиологический журнал, 1978, т. 14, № 6, с. 86-92. (54)(57) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ

КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ, заключающийся в помещении в анализируемую

„„SU„„1168168 А. (у) А 01 К 61/00; С 01 Н 33/18 пробу в качестве тест-объектов дафний (Daphnia magna) и учете продолжения их выживаемости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения специфичности определения токсичных катионов металлов, предварительно определяют в исследуемой воде при

34-36 С медианное эффективное время иммобилизации (ЕТ ), для анализа берут пробу, в которой ЕТ 0 составляет 1-4 ч, пробу делят на две части, в одну из которых вводят детоксицирующий реагент-унитиол (2,3-димеркаптопропансульфонат натрия) в количестве 0,5-2,0 мг на 10 мл полизируемой пробы иммобилизации дафний при

19-36 С в течение 6-24 ч, а о присутствии токсичных катионов металлов судят по иммобилизации дафний в части пробы без унитиола и отсутствию иммобилизации в части пробы с добавлением унитиола.

1168168

Изобретение относится к аналитической химии воды и может быть использовано для определения в воде токсичных катионов металлов в целях охраны природных водоемов от загрязнения и сохранения их животных и растительного мира.

Цель изобретения — повышение специфичности определения токсичных катионов металлов.

Сущность способа состоит в том, что предварительно определяют продолжительность выживания дафний в анализируемом растворе, для чего в химические стаканы наливают по

10 мл анализируемого раствора и вносят в них по десять дафний в возрасте не более 24 ч. Обеспечивают поддержание в стаканах 34-36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний.

Данные по иммобилизации по всем стаканам усредняют, отмечают время наступления иммобилизации половины всех дафний (продолжительность иммобилизации 507 дафний или медианное эффективное время иммобилизации о )

При величине ЕТ О менее 1 ч пробу разбавляют в 2-10 раз чистой речнсй или озерной водой, не содержащей . 30 токсических веществ, определяют

ЕТ в разбавленных растворах и для анализа берут раствор, в котором

ЕТ О составляет 1-4 ч.

Анализируемую пробу делят на две части по 30-50 мл каждая. Первую половину пробы наливают по 10 мл в 3-5 химических стаканов 20-50 мл, в каждый стакан помещают 10-12 дафний в возрасте до 24 ч и обеспечивают 40 постоянную температуру 19-36 С.

Одновременно вторую половину пробы также наливают в 3-5 химических стаканов объемом 20-50 мл, приливают 0,5-2 мл на 10 мл анализи- 45 руемого раствора О, 17-ного раствора унитиола (2,3-димеркаптопропансульфонат натрия) и перемешивают.

В стаканы с анализируемыми растворами вводят по 10-12 дафний в воз- gp расте до 24 ч и обеспечивают в течение 6-24 ч температуру раствора

19-36 С. Определяют выжываемость дафний в течение этого времени.

О наличие токсичных катионов металлов в анализируемом растворе судят по иммобилизации 1007 дафний в растворе без унитиола и по отсутствию иммобилизации дафний в растворе с унитиолом в течение 6-10 ч при

36-30 0 или в течение 24 ч при

19-30ОС, Способ позволяет оценить интегральное содержание всех токсинов катионов и определить принадлежность этой группы токсикантов именно к катионам металлов.

Такой вывод делается на основании сравнения иммобилизации тест-объектов — дафний в пробе, разделенной на две части, в одну из которых вводят детоксицирующий еагент (комплексообразователь} унитиол. Последний, химически связывая катионы металлов в нетоксичные для дафний меркаптиды, в одной части пробы предотвращает иммобилизацию дафний. В другой части пробы при наличии в ней токсичных катионов металлов дафнии иммобилизуются, при отсутствии в анализируемой пробе токсичных катионов металлов, если в воде нет других токсикантов, дафнии остаются живыми в обеих частях пробы.

Разбавление пробы чистой водой следует производить в том случае, если исследуемая вода содержит повышенные концентрации токсикантов. Такая вода вызывает быструю гибель тестобъектов, что затрудняет оценку количественного содержания токсикантов. Кроме того, при повышенном содержании токсических веществ в исследуемой воде вводимого в нее унитиола в количестве 0 5-2,0 мг на 10 мл может оказаться недостаточным для полного химического связывания катионов металлов в нетоксичные перкон« тиды. Увеличивать же количество унитиола выше указанной концентрации нельзя, поскольку это приведет к дополнительной токсической нагрузке на тест-объекты.

Границы концентрации унитиола

0,5-2,0 мг на 10 мл анализируемой пробы определены экспериментально.

Это количество вызывает детоксицирующий эффект по отношению к катионам металлов и в то же время является безвредным для дафний.

При введении унитиола менее 0 5 мг детоксирующий эффект проявляется слабо, а при введении его в количестве более 2,0 мг создается дополнительная нагрузка на дафний.

1168168

Предварительный анализ следует проводить при 34-36 С, так как это увеличивает чувствительность дафний к токсичным катионам в 2-4 раза. При о температуре свыше 36 С дафнии поги- 5 бают.

Дальнейший анализ после разделения пробы на две части ведут при 19-36 С.

Выполнение анализа при оптимальной для жизнедеятельности дафний темпера- 10 туре 19-22 С позволяет определить присутствие токсичных катионов в воде в концентрации не ниже 1 — 10 мг/л за

24 ч,.при повышении температуры до

30-36 С время получения аналогичной 15 информации снижают до 6-10 ч.

В течение этого времени при 36 С унитиол не оказывает на дафний токсического действия.

Пример 1. На анализ берут 20 воду из водоема, в которую периодически подают стоки металлургического предприятия, содержащие катионы тяжелых металлов. Наличие их необходимо определить. 25

Проводят предварительный анализ и определяют продолжительность иммобилизации 50 . дафний в анализируемой пробе — ЕТ, что составляет 1,2 ч, Поэтому в .дальнейшем пробу исноль- gp зуют без разбавления ее чистой водой.

100 мл анализируемой пробы разделяют на две части. Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9 мл в пять химических стаканов объемом

50 мл, приливают 1 мл О, 1%-ного водного раствора унитиола (1 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят в каждый стакан по

10 дафний в возрасте 24 ч. Температуру растворов поддерживают на уровне 36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч, Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 1О мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, помещают в них по 10 дафний.в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру раствора 36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.

В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100Х дафний составляет

2 ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, анализируемьп раствор содержит токсичные катионы металлов.

Пример 2. Анализ проводят аналогично примеру 1, но с количеством унитиола в анализируемой пробе в 2 раза больше.

Первую часть раствора (50 мл) разливают по 8 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, приливают

2 мл 0,1%-ного водного раствора унитиола (2 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят в стакан по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов 36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.

Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, помещают в них по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживаюттемпературу раствора 36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.

В результате анализа устанойлено, что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100 дафний составляет

2 ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч, Следовательно, в анализируемой пробе содержатся токсичные катионы. металлов.

Пример 3. Анализ проводят аналогично примеру 1, но с количеством унитиола в анализируемой пробе в

2 раза меньше.

Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9,5 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, приливают

0,5 мл 0,1 -ного водного раствора унитиола (0,5 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят в стаканы по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов 36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.

Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в пять химических стаканов объемом по 50 мл, помещают в них по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов 36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.

1168168

В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе беэ добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100 . дафний составляет

2 ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, в анализируемой пробе воды содержатся токсичные катионы металлов.

Пример 4. В отличие от примера 1 анализ проводят при 19 С.

Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, приливают

1 мл водного раствора унитиола (1 мл в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят в стаканы по

10 дафний в каждый в возрасте до

24 ч. Поддерживают температуру растO воров 19 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 24 ч, Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, помещают в них по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов 19ОС и ведут наблюдение за иммобилиэацией дафний в течение 24 ч, В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе беэ добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100 . дафний составляет

10 ч, а в анализируемой пробе с до35 бавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации в течение

24 ч. Следовательно, в анализируемой пробе воды содержатся токсичные кати40 оны металлов.

Пример 5. Предварительным анализом установлено, что в анализируемой воде продолжительность иммобилизации 50 дафний составляет

25 мин. Поэтому анализируемую воду разбавляют десять раз чистой природной водой, не содержащей токсичных веществ, и в разбавленных растворах определяют при 35 С продолжительность иммобилизации 50 дафний. На

50 анализ берут воду, разбавленную в

5 раэ, в которой ЕТОГО составляет

1,5 ч и выполняют анализ как в примере 1.

В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100 дафний составляет

3 ч (ЕТ „ — 1,5 ч), в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации

6 ч. Следовательно, в анализируемой воде содержатся токсичные катионы металлов.

H p и м е р 6. На анализ берут пробу из водоема, загрязненного сточными водами химического предприятия, содержащими катионы тяжелых металлов, и расположенного рядом с сельскохозяйственными угодьями, обработка которых проводилась фосфорорганическими пестицидами. Необходимо определить, связана ли гибель рыб в водоеме с попаданием в водоем фосфорорганических пестицидов или обусловлена только токсичными катионами металлов.

Анализ выполняют как в примере 1, В результате анализа установлено, чтс в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100 . дафний составляет 2,5 ч, в растворе с добавлением унитиола иммобилизация дафний наблюдается через 4 ч. !

Следовательно в анализируемой пробе воды присутствуют токсичные катионы металлов и токсиканты иной химической природы, предположительно фосфорорганические пестициды. Гибель рыб в водоеме обусловлена совместным действием этих токсикантов, Пример 7. Предварительным анализом установлено, что в анализируемой воде. продолжительность иммобилизации 50 . дафний (ЕТ „ ) составляет 1 ч. Анализ выполняют как в примере 1 без разбавления анализируемой воды, В результате анализа установлено, что в анализируемои пробе без добавления унитиола продожительность иммобилизации 100 . дафний составляет

1,8 ч, в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, анализируемый раствор содержит токсичные катионы металлов, Пример 8. Предварительным анализом установлено, что в анализируемой воде продолжительность иммобилизации 50 дафний (ЕТОГО,) составляет 4 ч. Анализ выполняют аналогично примеру 1, но проводят его при 30 С, 1168168

Составитель С. Филиппова

Редактор Н. Бобкова Техред С.Мигунова Корректор В. Синицкая

Заказ 4529/4

Тираж 743

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

В результате анализа установлено ° что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100Х дафний составляет

8,2 ч, в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 10 ч. Следо вательно, анализируемая вода содержит токсичные катионы металлов.

Предлагаемый способ позволяет выполнить специфичные обнаружения токсичных катионов металлов в воде на фоне токсичных веществ иной химической природы и наряду с ними.