Определение тяжелых металлов в почвах и грунтах

О вредном воздействии тяжелых металлов на человека, животных, растения известно давно. Прежде всего это ртуть, мышьяк, кадмий, хром, свинец, кобальт, марганец, никель и другие. Определение содержания тяжелых металлов в почвах и грунтах является обязательным при проведении санитарно-гигиенического мониторинга территорий населенных пунктов, промышленных зон, проведении инженерно-экологических изысканий для строительства.

В настоящее время определение содержания тяжелых металлов выполняется различными инструментальными методами:

• Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС);
• Фотометрия;
• Атомно-эмиссионная спектрометрия;
• Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой;
• Инверсионная вольтамперометрия;
• Полярография;
• Рентген-флюоресцентный анализ.

Все эти методы отличаются по основным характеристикам — чувствительности, воспроизводимости, селективности, производительности и экономичности. Наибольшее применение имеет метод атомно-абсорбционной спектрометрии, который является арбитражным методом при определении металлов в почвах и грунтах. Метод позволяет с большой точностью определять в растворах около восьмидесяти элементов в малых концентрациях, поэтому он широко применяется в геологии, почвоведении, экологии, а также в металлургии для исследований и контроля технологических процессов.

Подробная информация об услуге в разделе Анализ почвы

Атомно-абсорбционный спектральный анализ основан на измерении поглощения света в определенном диапазоне свободными атомами определяемого элемента при прохождении света через атомный пар исследуемой пробы. Мерой концентрации элемента служит оптическая плотность интенсивности излучения до и после прохождения через поглощающий слой атомного пара. Необходимую для поглощения резонансную линию получают от лампы с полым катодом, изготовленным из определяемого элемента.

Для получения атомного пара исследуемая проба, переведенная в раствор, подается в атомизатор прибора — атомно-абсорбционного спектрометра. В атомизаторе раствор нагревается и испаряется, а содержавшиеся в нем вещества разлагаются, образуя пар, состоящий из атомов элементов, содержавшихся в растворе.

По способу получения атомного пара атомно-абсорбционный анализ подразделяется на несколько видов: ААС с пламенной атомизацией; ААС с электротермической атомизацией; ААС с генерацией летучих гидридов; ААС с получением холодного пара.

Пламенная атомизация – для атомизации анализируемый раствор вводят в пламя в виде аэрозоля. Применяют пламя, для получения которого в качестве горючего используют ацетилен, пропан или водород, а в качестве окислителя — воздух, кислород или оксид азота. Выбранная газовая смесь определяет температуру пламени. Наиболее часто используют пламя смесей ацетилена с воздухом (макс. т-ра 2000°С) и ацетилена с закисью азота (2700°С).

Электротермическая атомизация — образование атомного пара происходит в трубчатой печи (графитовой кювете). В графитовую трубку вводят небольшой объем анализируемого раствора, после чего нагревают её до высокой температуры (макс. т-ра нагрева достигает 3000°С) При этом вещества, входящие в состав раствора, испаряются и разлагаются, образуя атомный пар. Для нагревания графитовой трубки используют электрический ток.

В приборах с генерацией летучих гидридов анализируемый раствор вводится в реакционный сосуд, в него добавляют необходимые реагенты. В результате химической реакции образуется газ, содержащий гидрид определяемого элемента. Этот газ направляется в кварцевую рубку, разогретую до высокой температуры, в ней он распадается, образуя атомный пар. Этот вид атомизации применяется для определения массовой концентрации мышьяка, селена и сурьмы.

Метод холодного пара похож на метод с получением летучих гидридов. Но в отличие от него, получаемый в процессе реакции газ, представляет собой атомный пар и не требует использования высокой температуры для его разложения. Метод применяется для определения содержания ртути.

определение тяжелых металлов

Для определения ртути применяются также спектрометры с пиролитической приставкой, что позволяет получать атомизированный пар непосредственно из твердой пробы почвы, грунта.
В лаборатории АНО «Испытательный Центр «Нортест» измерение массовой концентрации тяжелых металлов и токсичных элементов (мышьяка, селена, сурьмы) в почвах/грунтах проводится с применением атомно-абсорбционных спектрометров Agilent Technologies с пламенной и электротермической атомизацией, спектрометров «КВАНТ-АТ» с ртутно-гидридными приставками, а так же атомно-абсорбционного анализатора ртути «РА-915+».

Определение выполняется в соответствии с требованиями аттестованных методик:

• ПНД Ф 16.1:2.2:3.17-98;
• М-МВИ-80-2008;
• РД 52.18.266-91(водорастворимая форма);
• РД 52.18.289-90 (подвижная форма);
• РД 52.18.191-89 (кислоторастворимая форма);
• ПНД Ф 16.1:2.2:3.14-98