Способ определения ртути в природных водах

 

Изобретение относится к способам количественного определения различных форм ртути в природных водах методом холодного пара и позволяет раздельно определять неорганическую, фенильную и метильную формы и снизить предел обнаружения . Определение ртути проводят при концентрации серной кислоты 1,5 - 3,0 М в трех аликвотных частях раствора: в первой находят содержание неорганической формы ртути восстановлением хлоридом олова (II); во второй - сумму органической и фенильной форм восстановлением гидразинбораном при его концентрации

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 31/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682012/26 (22) 20.04.89 (46) 07.03.91. Бюл. hk 9 (71) Физико-химический институт им. А,B. Богатского (72) В.П. Антонович. Ю.В, Зелюкова, И,В, Безлуцкая и М,M. Новоселова (53) 543.062 (088.8) (56) Luca G., 0апес А.F„Radu C„Metoda de

determinare dIferentiata In apl poluate a

mercurulul din compusi anorganlcl sl organlcl. — Rev, Chem., (RSR), 1985, v. 36, Я 9, р. 856-861. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РТУТИ B

ПРИРОДНЫХ ВОДАХ (57) Изобретение относится к способам количественного определения различных форм ртути в природных водах методом "холодного пара" и позволяет раздельно опреИзобретение относится к способам кол.;чественного определения различных форм ртути в природных водах методом "холодного пара" (непламенным атомно — абсорбционным методом).

Цель изобретения — обеспечение воэможности раздельного определения неорганической, фенильной и метильной форм ртути и снижение предела определения.

В природных водах сосуществует несколько форм ртути, проявляющих различную токсичность, Содержание ртути в водных системах колеблется от нескольких нанограммов до микрограммов в литре, предельно допустимая концентрация (ПДК) в природных водах: неорганической ртути

0,5 мкг/дм; органической 0,1 мкг/дм .

„„. Ж„„1633357 Al делять неорганическую, фенильную и метильную формы и снизить предел обнаружения. Определение ртути проводят при концентрации серной кислоты 1,5 — 3,0 М в трех аликвотных частях раствора: в первой находят содержание неорганической формы ртути восстановлением хлоридом олова (II); во второй — сумму органической и фенильной форм восстановлением гидразинбораном при его концентрации (1,2-2,0) 10 М; по разности первого и второго анализов находят фенильную форму ртути; в третьей — определяют сумму всех форм ртути, используя в качестве восстановителя диметиламиноборан; по разности второго и третьего определений находят содержание метилртути. Предел обнаружения снижается до 0,01 мкг/л. 5 табл.

В результате биологического и небиологического метилирования до 20% метилртути обнаружено в пресных водах. Ртуть поступает в водные системы из антропогенных источников загрязнения преимущественно в виде элементной ртути, неорганических форм ртути и солей фенилртути. В связи с этим очень важно количественно определять в природных водах микроколичества не только неорганической ртути, но и ее метильные и фенильные формы.

Ранее неизвестно, что гидразинборан в присутствии серной кислоты концентрации

1,5 — 3,0 М селективно восстанавливает фенилртуть и не восстанавливает метилртуть в случае их совместного присутствия, при этом используется гидразинборан концент1633357

55 рации(1,2 — 2,0) 10 М. При концентрации в растворе гидразинборана менее 1,2 10 М ртуть из ее фенильных соединений восстанавливается неполностью, что приводит к получению заниженных результатов, при концентрации гидразинборана более

2,0 10 М наблюдается частичное восстановление ртути иэ ее метильных соединений, что препятствует получению достоверных данных о содержании фенильных форм ртути. При использовании концентрации серной кислоты менее 1,5 М поглощаемость паров ртути снижается, при использовании концентрации кислоты выше3,ОМ происходитсильный разогрев раствора, вызывающий повышение аналитического сигнала в результате неселективного поглощения, Определение всех форм ртути — неорганической (НР), фенильной(ФР) и метильной (MP) осуществляют, используя три аликвотные части анализируемого раствора. В первой аликвотной части раствора находят содержание неорганических форм ртути путем восстановления хлоридом олова (П) в кислой среде, во второй определяют сумму неорганических и фенильных форм ртути восстановлением гидраэинбораном в кислой среде и по разности содержаний второго и первого определений находят содержание фенилртути. В третьей части определяют сумму всех форм ртути, используя в качестве восстановителя диметиламиноборан, и по разности третьего и второго определений находят содержание метилртути.

Во всех случаях после восстановления соответствующих форм ртути образовавшуюся элементную ртуть определяют методом

"холодного пара". Предел обнаружения составляет 0,01 мкгlдм .

Для определения неорганических форм ртути 80 см пробы, содержащей HP, ФР и МР, помещают в рабочий сосуд вместимостью 120 смз, Добавляют 11,7 см концентрированной Н2$04 и 8,3 см 207 — ного раствора хлорида олова (Й) в соляной кислоте (1;1). Закрывают зажимом трубку, соединяющую реакционный сосуд с микрокомпрессором для подачи воздуха.

Встряхивают содержимое сосуда в течение 20 с, затем открывают зажим и подают восстановленную ртуть потоком воздуха в кювету прибора. Определяют поглощаемость паров восстановленной ртути при длине волны 253,7 нм.

Содержание неорганической ртути определяют по предварительно построенному градуировочному графику, используя

50 исходный раствор ртути, приготовленный раэбавлением стандартного образца состава раствора соли ртути концентрации 1 мг/см, Для определения суммы неорганической и фенильной форм ртути 80 см пробы помещают в тот же сосуд, добавляют

11,7см концентрированной HzSO4и8,3см з раствора гидразинборана концентрации

0,1 мг/см . Используя ту же технику измереэ ния, что и для определения HP, находят сумму HP и ФР по градуировочному графику.

Градуировочный график строят по данным, полученным при восстановлении гидраэинбораном известных содержаний ФР в аналогичных условиях.

Стандартный раствор ФР концентрации 1 мг/см готовят растворением 0,168 г з фенилмеркурацетата в этаноле с раэбавлением до 100 см . Более разбавленные растворы готовят разбавлением этого раствора водой. По разнице второго и первого определений находят содержание фенильной формы ртути.

Для определения метилртути в растворе. содержащем неорганическую, фенильную и метильную формы ртути, 80 см пробы помещают в тот же сосуд, добавляют

11,7 см HzS04Kpgg, и 8,3 см раствора димез з тиламинборана концентрации 1 мг/см, который восстанавливает в этих условиях ртуть из всех ее форм. Из значения поглощаемости паров ртути из всех ее форм вычитают значение поглощаемости для суммы

HP и ФР и по градуировочному графику находят содержание метилртути. Градуировочный график строят при использовании стандартного раствора MP концентрации

1 мг/см (0,1370 г метилмеркурацетата расз творяют в этаноле в мерной колбе на

100 смэ) и диметиламинборана в качестве восстановителя.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность определения в течение 15 мин

HP, ФР и МР в интервале содеожаний каждой из них 0,013 — 0,625 мкгlдм . Для определения фенильных форм ртути с помощью гидраэинборана изучают модельные растворы (табл. 1) с содержанием ртути

0,030 мкг (примеры 1 — 10).

Пример 1. Готовят 1 дм раствора, содержащего 12,5 мкг ФР в пересчете на ртуть, 2,4 см этого раствора (0,030 мкг ФР) з помещают в сосуд вместимостью 15 см .

Добавляют 0,33 см Н Я04конц и 0 25 см раствора ГБ концентрации 1 мкlсм, Перекрывают зажимом доступ воздуха в реакционный сосуд и встряхивают его содержимое в течение 20 с, затем подают восстановленную ртуть потоком воздуха в кювету прибора. Определяют поглощаемость восста1о33357

Примеры 11-18 иллюстрируют возможность селективного определения 0,125 — 5

1,250 мкг ФР в присутствии 0,125-0,500 мкг

MP в 1 дм раствора. з

Данные табл. 3 показывают возможность последовательного определения из разных аликвот HP и ФР на фоне MP с 5 использованием хлорида олова (!!) для восстановления HP и гидразинборана для определения суммы HP и ФР. Содержание ФР находят по разности этих двух определений. новленной ртути и находят содержание ФР по градуировочному графику, Для построения градуировочного графика используют растворы сравнения ФР различной концентрации и производят измерения, как описано.

Пример ы 2 — 10. Выполняются аналогично примеру 1.

Режимы выполнения примеров и результаты определения ртути приведены в табл. 1.

Пример 1 иллюстрирует осуществление способа при предлагаемых режимах осуществления способа, примеры 2 и 3 — при предельных значениях предлагаемых режимов, примеры 4 — 10 — при выходе за интервалы режимов предлагаемого способа.

Ртуть неорганическая и дифенилртуть восстанавливаются гидразинбораном в аналогичных условиях (табл. 1), В табл. 2 приведены примеры определения 0,125 — 1,250 мкг/дм фенилртути с поз мощью гидраэинборана в среде серной кислоты в растворах, содержащих 0,125—

0,500 мкгlдм метилртути. Относительная з погрешность не превышает 57. Увеличение обьема пробы до 100 см позволяет, минуя з стадию концентрирования, определять концентрации форм ртути на уровне их реальных содержаний в природных водах.

Пример 11, В измерительный сосуд вместимостью 120 см помещают 80 см з пробы, содержащей 0,01 мкг ФР и 0,01 мкг

МР, что соответствует 0,125 мкгlдм (предельно допустимое количество ртутьорганических соединений в природных водах).

Добавляют 11,7 см концентрированной з

H2S04 и 8,3 см гидразинборана концентраз ции 0,1 мг/дм . Техника измерения такая з же, как в примере 1. Содержание ФР находят по предварительно построенному градуировочному графику.

Градуировочный график строят по данным, полученным при восстановлении гидразинбораном в этих же условиях растворов с известными добавками стандартного раствора ФР.

Пример 19. Готовят модельный водный раствор, содержащий по 0,063 мкг

HP, ФР и MP в 1 дм . Определение HP з проводят аналогично примеру 11, используя

5 для восстановления HP хлорид олова (II).

Содержание HP находят по градуировочному графику, построенному по растворам с известным содержанием HP, полученным при разбавлении стандартного

10 состава раствора соли ртути в аналогичных условиях, Во второй аликвотной части раствора проводят определение суммы HP и ФР с помощью гидраэинборана аналогично при15 меру 11. Суммарное содержание ртути находят по градуировочному графику. По разности двух определений суммы (HP, ФР) и HP находят содержание ФР, Примеры 20 — 27 иллюстрируют воэмож20 ность определения HP и ФР из растворов, содержащих 0,063 — 0,625 мкг HP, ФР и MP в 1 дм в различных сочетаниях (табл, 3). з

Результаты табл. 4 иллюстрируют возможность раздельного определения ФР и

25 MP. В первой аликвотной части раствора определяют ФР с помощью гидразинборана, во второй — сумму ФР и MP с помощью диметиламиноборана. По разности этих двух определений находят содержание MP.

30 Пример 28, Готовят модельный водный раствор, содеожащий 0,125 мкг ФР и

0,063 мкг MP в 1 дм раствора. Определение

ФР проводят аналогично примеру 11, используя для восстановления гидраэинбо35 ран. Определение суммы ФР и MP проводят во второй аликвотной части раствора аналогично примеру 11, используя в качестве восстановителя 8,3 см диметиламиноборан з концентрации 1 мгlсм . Содержание MP на40 ходят по разности двух определений.

Относительная погрешность определения не превышает 67;.

Примеры 28 — 36 иллюстрируют возможность определения фенильной и метильной

45 форм ртути из растворов, содержащих 0,013—

0,625 мкг/дм ФР и 0,063 — 0,625 мкг/дм MP в различных сочетаниях.

Примеры 37 — 42 (табл. 5) иллюстрируют осуществление предлагаемого способа при

0 анализе водопроводной воды и воды с водозабора соответственно. В воду вносят добавки HP, ФР и MP от уровня реальных содержаний этих форм в природных водах до содержаний, превышающих ПДК для

5 ртутьорганических соединений в 4 раза.

Пример 37. В 1 дм водопроводной з воды вносят по 0,2 мкг ФР и MP. Определение HP и ФР проводят аналогично примеру

19. Затем 80 см пробы помещают в сосуд з вместимостью 120 см, добавляют 11,7 см з

1633357

Таблица 1

Таблица 2 концентрированной HzSOq и 8,3 см диметиламиноборана концентрации 1 мг/см .

Процедура выполнения измерения такая же, как в примере 1. Содержание MP находят по разности между суммой содержаний трех форм ртути и суммой содержаний HP u

ФР.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет определять HP, ФР и MP в природных водах благодаря использованию селективного восстановителя гидразинборана, Кроме того, низкий предел обнаружения (до 0,01 мкг/дмз) позволяет определять формы ртути на уровне реальных содержаний в природных водах, Формула изобретения

Способ определения ртути в природных водах, включающий селективное восстановление в кислой среде неорганической формы ртути хлоридом олова (!!) в первой аликвоте анализируемого раствора. а суммы неорганической и органической форм ртути — борсодержащим соединением во второй аликвоте с последующей отгонкой

5 восстановленной ртути из раствора потоком газа-носителя и количественной регистрацией атомно-абсорбционным методом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения воэможности раздельного определе10 ния неорганической, фенильной и метильной форм ртути и снижения предела обнаружения, в качестве борсодержащего соединения во второй аликвоте используют диметиламиноборан, кроме того, в третьей

15 аликвоте восстанавливают сумму неорганической и фенильной форм ртути с помощью гидразинборана с концентрацией (1,2-2,0)х х10 М, и восстановление ртути во всех аликвотах проводят в 1,5-3,0 M растворе

20 серной кислоты.

1633357

Таблица 3

Най ено мкг/ м

Най ено, мкг/ м

Найдено

ФР, мкгlдм

Вве ено т ти, мкг/ м

Пример, HP+

Sr

ФР

HP

+ФР

Таблица 4

Таблица 5

Составитель Г,Цой

Техред М.Моргентал

Корректор Л.Пилипенко

P еда к тор Н. Я цол а

Заказ 615 Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

19

21

22

23

24

26

0,063

0.063

0,125

0,125

0,125

0,125

0,375

0,625

0,625

0,063

0,063

0,125

0,125

0,625

0,750

0,125

0,125

0,625

0,063

0,125

0,125

0,625

0,625

0,125

0,125

0,125

0.125

0,075

0.075

0,150

0,150

0,163

0,163

0,438

0,638

0,725

0,080

0,078

0,048

0,030

0,035

0,025

0,017

0,012

0,036

0,150

0,138

0.288

0,300

0,763

0,900

0,575

0,763

1,325

0,053

0,058

0,029

0,028

0,016

0,012

0,027

0,016

0.037

0,075

0,063

0,138

0,150

0,600

0,737

0,138

0,125

0.600