Способ оперативного определения тяжелых металлов в воде



Способ оперативного определения тяжелых металлов в воде
Способ оперативного определения тяжелых металлов в воде
Способ оперативного определения тяжелых металлов в воде

 


Владельцы патента RU 2420735:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области экологии применительно к анализу водных сред. В способе оперативного определения тяжелых металлов в воде биосубстрат смешивают с раствором, содержащим тяжелые металлы, причем в качестве растворителя применяют этиловый спирт и воду в соотношении 6:1, и определяют индекс структуры кристаллограмм, полученных в присутствии солей тяжелых металлов Cu2+ Fe2+, Zn2+. Достигается упрощение и ускорение анализа. 3 ил.

 

Изобретение относится к области экологии, в частности к определению содержания тяжелых металлов в воде.

Известен способ определения тяжелых металлов в воде (заявка РФ № 93019316, G01N 30/06, 20.09.1995), основанный на анализе пробы, в которой устанавливают рН 4-6, обрабатывают комплексоном, полученную суспензию комплексов пропускают через стеклянный фильтр, концентрат растворяют в ацетонитриле и разделяют полученные хелаты металлов в хроматографической колонке, заполненной обращенно-фазным сорбентом, с последующим детектированием в УФ-области (двухволновая детекция).

Недостатком данного способа является значительная трудоемкость подготовки пробы и анализа в хроматографической колонке, а также необходимость наличия дорогостоящей аппаратуры.

Существует способ определения тяжелых металлов в воде (патент РФ № 2071050, G01N 23/223, 27.12.1996) при контроле качества питьевых вод и мониторинге водного бассейна, основанный на введении в анализируемую пробу органического реагента-комплексообразователя 1-(2-тиазолилазо)-нафтол-2 и выделение комплексов тяжелых металлов на мембранных фильтрах.

Недостатком данного способа является необходимость использования дорогостоящей аппаратуры и значительное время определения тяжелых металлов.

Известен способ (патент РФ № 2126151, G01N 33/48, 10.02.1999), сущность которого состоит в том, что при работе с биосубстратом в диагностических целях его смешивают с раствором хлорной меди, при этом в качестве растворителя используют ацетон.

Недостатком данного способа является ограниченное функциональное применение - применение только для диагностики заболеваний.

Наиболее близким к предложенному способу является изобретение (патент РФ № 2184961, G01N 33/18, 10.07.2002), сущность которого состоит в том, что при определении наличия тяжелых металлов в жидкостях в исследуемый раствор добавляют водный раствор белка известной молекулярной массы, затем среду, содержащую раствор белка и исследуемую жидкость, облучают лазерным светом, после этого определяют эффективную массу рассеивающих частиц смеси методом рэлеевского рассеяния света и по изменению этой массы по сравнению с молекулярной массой белка исходного раствора определяют наличие тяжелого металла в исследуемом водном растворе.

Недостатком данного способа является неопределенность практической применимости при различных концентрациях тяжелых металлов в водных растворах, а также значительная трудоемкость.

Задачей изобретения является повышение оперативности определения тяжелых металлов в воде и расширение функциональных возможностей применения.

Поставленная задача решается способом оперативного определения тяжелых металлов в воде, по которому биосубстрат смешивают с раствором, содержащим тяжелые металлы. В отличие от прототипа в качестве растворителя применяют этиловый спирт и воду в соотношении 6:1 и определяют индекс структуры кристаллограмм, полученных в присутствии солей тяжелых металлов: Cu2+, или Fe2+, или Zn2+.

Способ пояснен на фиг.1 - изменение индекса структуры кристаллограммы в зависимости от концентрации Cu2+, фиг.2 - изменение индекса структуры кристаллограммы в зависимости от концентрации Fe2+, фиг.3 - изменение индекса структуры кристаллограммы в зависимости от концентрации Zn2+.

В системах, моделирующих ливневый сток, содержатся тяжелые металлы: Cu2+, или Fe2+, или Zn2+. Кристаллограмма раствора, содержащего Cu2+, характеризуется дендритной структурой кристаллов и наличием ромбической сингонии. Кристаллы имеют характерный зеленоватый оттенок оксида меди. Получены кристаллограммы для раствора, содержащего Cu2+ при различных концентрациях: 0,5…1,0 мас.%.

Изменение индекса структуры кристаллограммы в зависимости от концентрации Cu2+ приведено на фиг 1. Особенностью изменения индекса структуры в зависимости от концентрации Cu2+ является снижение индекса структуры при повышении концентрации Cu2+.

Согласно фиг.1 изменение концентрации Cu2+ (x) в зависимости от индекса структуры кристаллограмм (y) имеет вид:

, мас.%

Кристаллограмма раствора, содержащего Fe2+, характеризуется слоистой структурой кристаллов и наличием тетрагональной сингонии. Кристаллы имеют характерный цвет оксида железа. Получены кристаллограммы для раствора, содержащего Fe2+ при различных концентрациях: 0,5…1,5 мас.%.

Изменение индекса структуры кристаллограммы в зависимости от концентрации Fe2+ приведено на фиг.2.

Согласно фиг.2 изменение концентрации Fe2+ (x) в зависимости от индекса структуры кристаллограмм (y) имеет вид:

, мас.%

Кристаллограмма раствора, содержащего Zn2+, характеризуется слоистой структурой кристаллов и наличием ромбической сингонии. Кристаллы бесцветны. Получены кристаллограммы для раствора, содержащего Zn2+ при различных концентрациях: 0,5…1,0 мас.%.

Изменение индекса структуры кристаллограммы в зависимости от концентрации Zn2+ приведено на фиг.3.

Особенностью изменения индекса структуры в зависимости от концентрации Zn2+ является увеличение индекса структуры при повышении концентрации Zn2+.

Согласно фиг.3 изменение концентрации Zn2+ (x) в зависимости от индекса структуры кристаллограмм (y) имеет вид:

, мас.%

Предложенный способ оперативного определения тяжелых металлов в воде на основе определения индекса структуры кристаллорамм, полученных в присутствии тяжелых металлов: Cu2+, или Fe2+, или Zn2+, являющихся характерными загрязнителями, поступающими в ливневый сток урбанизированной территории, а также биогенных веществ (содержащих NH и СО группы), содержащихся в ливневом стоке с территории города, позволяет в короткие сроки получить информацию о концентрации металлов и при этом не требует сложной аппаратуры и достаточно прост. Величина относительной погрешности индекса структуры составляет 5%.

Способ оперативного определения тяжелых металлов в воде, по которому биосубстрат смешивают с раствором, содержащим тяжелые металлы, отличающийся тем, что в качестве растворителя применяют этиловый спирт и воду в соотношении 6:1, определяют индекс структуры кристаллограмм, полученных в присутствии солей тяжелых металлов Cu2+, Fe2+, Zn2+, и рассчитывают концентрации металлов CCu, CFe, CZn из соотношений
, мас.%,
, мас.%,
, мас.%,
где ICu, IFe, IZn - индексы структуры кристаллограмм, полученные в присутствии солеи Cu2+, Fe2+, Zn2+.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине и может использоваться в лечебно-профилактической медицине. .

Изобретение относится к области использования методов физико-химического анализа для исследования растворимости в многокомпонентных водно-солевых системах при постоянной температуре.

Изобретение относится к инженерной экологии речной сети и может быть использовано при гидрологических исследованиях реки и ее притоков по водосборным бассейнам, экологическом мониторинге загрязнения речной системы и качества речной воды, а также при обосновании мероприятий ландшафтного природоохранного обустройства территорий водосборных бассейнов речной системы по отдельным притокам.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к химии органических соединений, и может быть использовано при разработке процессов выделения и определения витаминов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды применительно к оценке влияния опасных производственных объектов на экологическую обстановку. .

Изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для биотестирования проб воды. .

Изобретение относится к химии, в частности к количественному определению загрязнений в пробах воды, взятых на входе в котлоагрегат и выходе из него. .
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений применительно к аналитическому контролю сточных вод, поступающих на биологическую очистку. .

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности применительно к получению, извлечению и определению витаминов. .

Изобретение относится к инженерной экологии речной сети и может быть использовано при гидрологических и эпидемиологических исследованиях реки на прибрежной территории города или другого населенного пункта, экологическом мониторинге загрязнения речной воды, а также при обосновании мероприятий природоохранного обустройства прибрежных территорий крупных рек в черте городов.

Изобретение относится к способу определения составов нонвариантных равновесных фаз многокомпонентных водно-солевых систем

Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии

Изобретение относится к способам определения кристаллизации и образования льда тяжелых изотопных видов воды в природной, при ее равномерном охлаждении, и применяется в датчиках кристаллизации установок разделения легкой и тяжелых вод
Изобретение относится к химической технологии и предназначено для очистки сточных вод, содержащих ароматические амины

Изобретение относится к аналитической химии, а точнее к способам получения материалов для сорбционного концентрирования из водных растворов тяжелых металлов с целью их последующего аналитического определения

Изобретение относится к области биологии (океанологии, гидробиологии), экологии и охране окружающей среды и предназначено для непрерывного биологического мониторинга и биологической оценки (индикации) качества как морских, так и пресных вод, включая питьевую и сточные воды в естественных или искусственных условиях в режиме реального времени
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и касается способа концентрирования салициловой кислоты из водного раствора, включающего экстракцию раствором триоктиламиноксида в гексане, нанесенного на таблетки пенополиуретана в количестве 75-80% к массе пенополиуретана

Изобретение относится к области контрольно-измерительных экологических систем и может быть использовано при конструировании систем аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона
Изобретение относится к области медицины, а именно к вирусологии, и может быть использовано для выявления кишечных вирусов из воды

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и водной токсикологии
Наверх