Люминесцентный метод определения хлорсодержащих ароматических веществ

из "Методы оптической спектроскопии и люминесценции в анализе природных и сточных вод"

Спектры люминесценции кристаллофосфоров с рекомбинационным свечением (в особенности для оксидов и сульфидов) не отличаются специфичностью по отношению к природе активатора, они бывают совершенно одинаковы как для некоторых катионов, так и анионов [464, 469—471]. Вследствие этого невозможно сделать заключение о химической природе центра свечения, -что крайне необходимо для аналитических целей. Следовательно, данный тип свечения мало пригоден для аналитического определения элементов. Однако для такого типичного кристал-лофоЬфора с рекомбинационным механизмом свечения, как сульфит цинка, активированного различными элементами, различают серебряный, медный и марганцевый центры, которые обладают соответственно голубой, зеленой и оранжевой люминесценцией. Но неактивированный сульфит цинка обладает интенсивным голубым свечением из-за наличия в решетке кристаллофосфора атомов цинка. [c.218]
Кристаллофосфоры, характеризующиеся нерекомбинационным (внутрицентровым) механизмом люминесценции, представляют собой обширный класс кристаллических веществ, которые различают ио природе матрицы, и в первую очередь по ее симметрии, и свойствам излучающего центра — иона, квазимолекулы, молекулы, комплекса, спектр люминесценции которых может характеризоваться структурой. Именно структурность спектра люминесценции обеспечивает селективность определения ряда элементов, входящих в состав излучающего центра кристаллофосфора. Поэтому следует обратить особое внимание на условия возникновения структурного спектра, т. е. на механизм люминесценции кристаллофосфоров, за исключением кристаллофосфоров, активированных хромом и РЗЭ. Люминесцентные свойства иона хрома обусловлены, по-видимому, электронным состоянием (3 ), характерным для его изоморфного состояния в кристаллофосфоре. В этом случае ион хрома аналогичен редкоземельным элементам, для которых характерны электронные переходы внутри сильно экранированного 4/-уровня [470]. [c.218]
Следовательно, между ионами активатора и окружающими их ионами кристаллической решетки имеется сильное взаимодействие (за исключением ионов РЗЭ) с образованием квазимолекул или молекул, которые и являются люминесцентным центром кристаллофосфора. Это взаимодействие определяется в большей степени анионом кристаллической решетки, чем катионом [471, 472]. Аналогичное явление (но в меньшей степени) должно быть при введении молекулы или комплекса в кристаллическую матрицу, как это наблюдается при введении в кристаллофосфор уранильной группы и других молекул. В общем можно сказать, что необходимо решать задачу не только установления и интерпретации схем энергетических уровней излучающих центров, но и установления механизма появления структурных спектров люминесценции. Теоретические соображения данной проблемы для монокристаллов изложены в [473]. [c.219]
Разработанный на основе проведенных исследований метод дает возможность непосредственно определять уран в пресных водах с пределом обнаружения ЫО-8%, а в морской воде 5-10- % [478]. [c.219]
При решении проблемы использования сточных вод для различных хозяйственных нужд, а также при контроле процессов очистки их на очистных сооружениях очень часто определяют суммарное содержание органических примесей. Установлено, что помимо специфического вредного действия, которое оказывают различные индивидуальные вещества, вредное влияние может оказать и вся совокупность органических веществ, присутствующих в сточных водах. Наибольшее воздействие оказывают те органические загрязнения, которые подвергаются быстрому окислению микроорганизмами. Широко применяемые в настоящее время косвенные методы определения суммарного содержания органических веществ по химическому или биологическому потреблению кислорода (ХПК и БПК) не полностью обеспечивают необходимый контроль загрязнения сточных вод ввиду неполноты и неоднозначности окисления различных органических веществ. Кроме того, эти методы довольно трудоемки, субъективны, требуют большого расхода реактивов и не могут быть автоматизированы из-за многостадийности операций. [c.221]
Люминесцентный метод позволяет в пробе сточной жидкости без какой-либо предварительной подготовки, без выделения индивидуальных органических соединений, в присутствии других компонентов определять суммарное количество органических веществ [485]. Сумму органических веществ определяют по интегральной люминесценции в области длин волн 390—560 нм или по пиковой интенсивности спектра люминесценции (490 нм) их окисленных форм на приборе типа СДЛ-1 (спектрометр дифракционный люминесцентный) или на флуориметрах любого типа с помощью калибровочного графика, представляющего зависимость интенсивности люминесценции от количества растворенных органических веществ в 1 л пробы. [c.221]
Наличию большого количества окисленных органических веществ в сточных водах способствует их биохимическая очистка и аэрирование. Время анализа одной пробы 15—20 мин. Предел обнаружения метода — 0,015 мг органических веществ в 1 л пробы (0,015 мкг/мл). [c.222]
Сравнение результатов определения суммы органических веществ люминесцентным методом с данными, полученными стандартным аналитическим методом (по ХПК и БПК), показало, что предлагаемый метод дает более полную достоверную информацию о количестве органического вещества в пробе. Применение этого метода на сооружениях биологической очистки животноводческих стоков позволяет осуществлять оперативный контроль качества очистки, не допуская загрязнения окружающей среды при испольвовании сточных вод для орошения и животноводства. Внедрение в практику предлагаемого метода позволит повысить производительность труда в 5 раз. [c.222]
Методика ускоренного определения суммарного содержания органических веществ в сточных водах животноводческих комплексов заключается в следующем [485, 486]. Пробы сточных вод отбирают в химически чистую стеклянную посуду вместимостью 0,5 л с хорошо притертыми стеклянными пробками. Посуда и пробки должны быть тщательно вымыты сначала теплой мыльной водой, а затем хромово-калиевой смесью и дистиллированной водой. Хромово-калиевую смесь наливают в очищаемую посуду до одной трети ее объема, затем медленно и осторожно обмывают внутренние стенки. После этого хромово-калиевую смесь выливают обратно в сосуд для хранения, а очищенную посуду тщательно отмывают от нее дистиллированной водой 3—5 мин. Перед отбором пробы посуду 2—3 раза ополаскивают отбираемой сточной водой. Пробы исследуют в течение 1 ч после отбора, а при невозможности быстрого исследования помещают в холодильник (4—5°С) и анализируют не позднее чем через 12 ч с момента отбора. [c.222]
Пипетки моют тем же способом, что и посуду для отбора проб сточной жидкости. Кюветы промывают техническим этанолом, а затем 2—3 раза бидистиллированной водой. После каждого анализа кювету промывают таким же образом. [c.222]
Для приготовления растворов сравнения требуется высушить такое количество исходной пробы сточной жидкости, чтобы получить 2 г сухого вещества. С целью увеличения поверхности испарения и скорости лиофильной сушки исследуемую жидкость разливают в чашки Петри по 5 мл, после чего помещают в предварительно охлажденную сушильную камеру лиофильной установки типа ОЕ-950 и подвергают самозамораживанию под вакуумом. Глубину вакуума регистрируют с помощью вакуумметра. [c.222]
Для приготовления исходного раствора сравнения в мерную колбу вместимостью 1000 мл вносят 2 г сухого вещества, полученного при лиофильной сушке, растворяют в бидистиллированной воде и доводят объем раствора до метки бидистиллированной водой. Для определения содержания минерального остатка 2 г сухого вещества, взвешенного на аналитических весах, помещают в кварцевую чашку и прокаливают в муфельной печи при 800 °С. Количество растворенных органических веществ в пробе находят по разности массы лиофильно высушенной и прокаленной пробы. В мерные колбы вместимостью 100 мл вносят 5, 15, 25, 35, 45, 50, 75 и 100 мл исходного раствора и разбавляют бидистиллированной водой до метки, получая серию растворов сравнения с заданными концентрациями сухого вещества 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,0 1,5 2,0 г сухого вещества в 1 л воды, соответствующими определенному количеству растворенных органических веществ в 1 л. [c.223]
Отобранную пробу (и аналогично растворы сравнения) вносят в кювету с толщиной слоя 10,0 мм, помещают в кюветное отделение люминесцентного спектрометра или флуориметра любого типа и определяют сумму органических веществ по интегральной люминесценции в области длин волн 390—560 нм или по пиковой интенсивности спектра люминесценции (Х = 490 нм) их окисленных форм с помощью калибровочного графика, выражающего зависимость интенсивности люминесценции от количества растворенных органических веществ. Предел обнаружения метода 0,015 мг/л. Относительная погрешность метода Sr= = 0,02. Время, затрачиваемое на одно определение, составляет 5 мин на приборе СДЛ и 15—20 с —на флуориметре. [c.223]
Разработанный метод может быть применен для систематического контроля за состоянием органической загрязненности сточных вод животноводческих комплексов, а также природных вод в условиях возрастающего антропогенного пресса. [c.223]
Из литературных данных известно, что биоорганические вещества природных вод, в том числе и морской воды, излучают в той же области. По-видимому, они также являются окисленными органическими веществами, а излучающим центром также является С=0-группа (окисленный белок, окисленные аминокислоты и липиды). Свечение растворенных органических веществ естественного происхождения должно быть особенно ярко в водах предустьевых районов, у берегов и в зонах открытого океана с повышенной биологической продуктивностью, т. е. как раз там, где контроль загрязнений особенно необходим. Это совершенно естественно. Однако при исследовании некоторых прибрежно-водных экосистем с повышенной биологической продуктивностью следует иметь в виду, что наличие в природных водах растворенных органических веществ и пигментов естественного происхождения повышает начальную точку концентраций большинства загрязнителей, определяемых непосредственно в море. Следовательно, иногда бывает необходима корректировка с учетом физических характеристик загрязнителей и естественных примесей. Действительно, исследования подтвердили приведенные выводы. Так, при непрерывном анализе вод реки Москвы было установлено увеличение интенсивности флуоресценции в местах сброса сточных вод [487]. [c.224]
Одним из основных загрязнителей природных вод являются нефти и нефтепродукты. В нефтях установлено более 450 индивидуальных соединений [488]. Основными компонентами, составляющими 90—95% нефти, являются углеводороды, представленные главным образом соединениями трех классов парафинов (алканов) с формулой H2n+2, циклопарафинов (нафтенов) с формулой С Нг и ароматических углеводородов с формулой С Н . К нефтепродуктам обычно относят различные углеводородные фракции, получаемые из нефти бензины (С4—С12, температура кипения 40—200 °С), керосины (С12— ie, 200—300 С),, дизельные топлива (С —С25, 300—400°С), котельные топлива, масла разнообразного назначения — автомобильные, индустриальные, трансформаторные и др. [c.224]
Растворимость нефтепродуктов обусловлена прежде всего их химическим составом. Для нефтей она составляет 10— 50 мг/л, для бензинов — 9—505 мг/л, для керосинов 2—5 мг/л, для дизельного топлива 8—22 мг/л [488]. Наблюдается увеличение растворимости в ряду ароматические циклопарафиновые парафиновые. Данные о растворимости углеводородов представлены в табл. 5.2. Содержание моноароматических углеводородов составляет 71—99% (масс.), независимо от вида исходного нефтепродукта. Так, при содержании в бензине 5,187 ароматических и 94,82% неароматических углеводородов в насыщенном бензином водном растворе ароматические углеводороды составили 72,55% [488]. [c.224]
При исследовании загрязнения нефтью и нефтепродуктами источников питьевого водоснабжения аналитическая задача зачастую сводится к идентификации источника загрязнения и суммарного определения углеводородов с чувствительностью на уровне ПДК независимо от фазового состояния системы и вида нефтепродукта. Санитарные нормы различных стран допускают концентрации для отдельных нефтей и нефтепродуктов в интервале 0,3—0,01 мг/л. [c.227]
Разработанный метод вполне отвечает вышеуказанным требованиям. [c.227]
Значительно больше имеется информации о флуоресценции растворенных в морской воде органических веществ [490], спектр которой практически остается неизменным во всем Мировом океане. Причем было обнаружено, что интенсивность флуоресценции максимальна в прибрежной зоне и апвеллингах и минимальна в районах конвергенции. В зонах с высокопродуктивной биологической активностью отмечается максимальная интенсивность на поверхности, которая убывает с глубиной до некоторого значения, характерного для данного региона. Аналогичная картина наблюдается для флуоресценции органических загрязнений, среди которых наиболее распространенными и опасными веществами являются нефть и нефтепродукты, отходы промышленности и др. Однако для идентификации загрязнений необходимо знание интенсивности флуоресценции веществ естественного происхождения, так как спектры их свечения практически идентичны. [c.227]

Вернуться к основной статье

Справочник химика 21

Химия и химическая технология