RU2774152C1 - Способ определения полиорганосилоксанов методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с непрерывным источником спектра в режиме электротермической атомизации проб - Google Patents
Способ определения полиорганосилоксанов методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с непрерывным источником спектра в режиме электротермической атомизации проб Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774152C1 RU2774152C1 RU2021113733A RU2021113733A RU2774152C1 RU 2774152 C1 RU2774152 C1 RU 2774152C1 RU 2021113733 A RU2021113733 A RU 2021113733A RU 2021113733 A RU2021113733 A RU 2021113733A RU 2774152 C1 RU2774152 C1 RU 2774152C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- polyorganosiloxanes
- sample
- water
- concentration
- Prior art date
Links
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000003595 spectral Effects 0.000 title abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 89
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 89
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate group Chemical group [N+](=O)([O-])[O-] NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000008239 natural water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims abstract description 4
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N Magnesium nitrate Chemical group [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N Palladium(II) nitrate Chemical group [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 13
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N Tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000003019 stabilising Effects 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 56
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 18
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 241000722270 Regulus Species 0.000 description 6
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N Sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 6
- 238000004164 analytical calibration Methods 0.000 description 5
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012482 calibration solution Substances 0.000 description 4
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 4
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 3
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N Barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon(0) Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019768 CSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structures Anatomy 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SZQUEWJRBJDHSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(III) nitrate Inorganic materials [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002453 shampoo Substances 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001845 vibrational spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Использование: для определения массовой концентрации полиорганосилоксанов по кремнию. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют предварительную жидкость-жидкостную экстракцию полиорганосилоксанов растворителем из анализируемой пробы воды; проводят концентрирование экстрактов по технологии упаривания в вихревом потоке газа; создают защитное покрытие для графитовой печи из тугоплавкого карбида вольфрама в точке дозирования пробы для предотвращения взаимодействия кремния с углеродом печи и образования карбида кремния; термостабилизируют кремний в печи атомизатора в присутствии смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме с образованием двух зон «толстого» слоя пробы: зону химического взаимодействия с поверхностью атомизатора, представляющую собой нижнюю зону, в которой нитрат палладия образует индивидуальное соединение с элементарной формой аналита и сам находится в элементарной форме и зону, не контактирующую с ней, представляющую собой верхнюю зону, в которой нитрат магния образует индивидуальное соединение с оксидной формой определяемого элемента и сам присутствует в оксидной форме; устанавливают оптимальную температурно-временную программу атомизатора и инструментальные параметры определения коллоидных форм кремния с использованием воды природной; строят градуировочную зависимость А int = f(C Si (ПОС) ), где А int - значения интегральной абсорбции, C Si (ПОС) ) - концентрация полиорганосилоксанов по кремнию, проводят процесс измерения; рассчитывают концентрацию полиорганосилоксанов по кремнию по градуировочной зависимости А int = f(C Si (ПОС) ) в мг/дм3. Технический результат: обеспечение возможности идентификации и определения микропластиков, полиорганосилоксанов по кремнию в воде и водных растворах методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с непрерывным источником спектра и электротермической техникой атомизации проб с приемлемой погрешностью. 3 пр., 4 табл., 18 ил.
Description
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения коллоидных форм кремния, полиорганосилоксанов (по кремнию), предприятиями и учреждениями, осуществляющими контроль качества и исследование питьевых, природных и сточных вод, водных вытяжек из продукции, изготовленной на основе полимерных, укупорочных и прочих материалов.
Полиорганосилоксаны (ПОС) на сегодняшний день являются одними из наиболее востребованных материалов и используются практически во всех областях промышленности: в косметической - микрогранулы ПОС в скрабах, гелях, шампунях и др.; в текстильной - микроволокна ПОС Размеры кремнийорганических микрочастиц, очень малы и хорошо проходят через очистные сооружения для сточных вод, попадая в речную систему, а затем поступают в мировой океан. Частицы ПОС в настоящее время получили название «микропластик» и широко исследуются в мире, как загрязняющий компонент в окружающей среде.
Известен способ анализа микропластика в пробах морской воды (Masura J., Foster G., Arthur С.Laboratory methods for the analysis of microplastics in themarine environment: recommendations for quantifying synthetic particles in watersand sediments. NOAA Tech-nical Memorandum NOS-OR&R-48. 2015. 31 p.). Метод анализа заключается в выделении частиц микропластика из воды с использованием планктонной сети. Просеянный материал высушивают для определения взвешенных веществ в анализируемой пробе воды. Затем проводят мокрое озоление осадка в перекиси водорода в присутствии катализатора - Fe (II). Нерастворенные фрагменты органических полимеров подвергают плотностному разделению в 5М растворе NaCl с использованием флотационного сепаратора. После сепарации частицы собирают на фильтр с размером пор 0.3 мм, сушат, визуально отделяют с помощью микроскопа и проводят их гравиметрическое определение.
Недостатками метода являются использование пластиковых планктонных сетей, которые в свою очередь оказывают дополнительную погрешность на конечный результат анализа. Метод анализа имеет очень узкие назначение и область применения. Этот метод не позволяет проводить контроль качества питьевых и сточных вод. Единицы, в которых измеряется количество определяемых показателей, напрямую связаны с инструментами, использующимися для отбора проб и проведения исследований. Концентрацию аналита, органического полимерного материала, пересчитывают на вес пробы, который может составлять от нескольких сотен граммов до килограммов. Данный подход затрудняет интерпретацию результатов при реализации мониторинговых программ, т.к. сегодня на территории РФ, установленной единицей применительно к оценке содержания примесей в воде (например, значения ПДК) является мг/дм3. Кроме этого, требуется большая трудоемкость при реализации этих методов, особенно при обработке образцов. Методика позволяет анализировать частицы в узком размерном диапазоне от 0.3 мм до 5.0 мм с удельной плотностью не более 1.19 г/см3 (
).
Известен способ оценки микроскопических пластиковых частиц в поверхностных водах с использованием ИК-Фурье - спектроскопии (FTIR) (Norén F. Small plastic particles in Coastal Swedish waters. KIMO report. 2007. 11 p.). Определение частиц микропластика из проб воды проводят по следующей схеме: пробы воды отбирают планктонными сетями. Сети удерживают на плаву с помощью специальных поплавков manta-trawel и буксируют на расстояние от 5 до 19 км. Образцы осадка из планктонных сетей отбирают с использованием шпателя и/или пробоотборника Экмана. Проводят плотностное разделение осадка в насыщенном растворе NaCl. Супернатант отфильтровывают и анализируют методом ИК-Фурье - спектроскопии (FTIR). Метод ИК спектроскопии, позволяющий получать колебательные спектры молекул, основан на взаимодействии вещества с полем электромагнитного излучения в инфракрасной области энергетического спектра, т.е. в области длин волн λ=2,5-25 мкм (4000-400 см-1) и сравнении ИК-спектра поглощения или пропускания анализируемого образца со спектрами известных полимерных материалов.
Недостатками способа являются использование дорогостоящего оборудования и материалов. Метод ИК-Фурье - спектроскопии (FTIR) трудоемкий и требует работы высококвалифицированных операторов. В связи с трудоемкостью спектрометрических определений, как правило, этим методом проводится определение не всего материала, полученного из пробы, а только некоторая его часть. Методика позволяет анализировать частицы с удельной плотностью не более 1.53 г/см3 (
). Метод анализа имеет очень узкие назначение и область применения. Этот метод не позволяет проводить контроль качества питьевых и сточных вод.
Известен способ оценки пластиковых частиц в поверхностных водах с использованием микроскопического метода (Noren F. Small plastic particles in Coastal Swedish waters. KIMO report. 2007. 11 p.). Процесс анализа включает в себя следующие стадии: известный объем поверхностной воды объемом 5 дм3 из мерного кувшина выливают в фитопланктонную нейстон-сеть (размер ячейки 80 мкм) со сборным контейнером из полипропилена. Пробы поверхностной воды отбирают с глубины 0-0.3 м. Концентрат фильтруют через поликарбонатный фильтр Osmonics с диаметром пор 2.0 мкм. Осадок на фильтре промывают 100 см3 водопроводной воды и оставляют сушиться не менее 24 часов. Затем проводят идентификацию полимерных частиц с использованием стереомикроскопа или с использованием флуоресцентного микроскопа. Одновременно с анализируемыми пробами воды проводят «холостой» опыт. Для этого концентрируют 20 дм3 водопроводной воды и проводят анализа аналогично рабочим пробам. Частицы издают отчетливый запах пластика после мягкого нагрева на предметном стекле микроскопа. При анализе частиц с размером 450 мкм и более используют сеть зоопланктона с соответствующим размером ячейки. Сеть удерживают на плаву с помощью катамарана и буксируют со скоростью 1-2 узла в течение 10 мин. Концентрат из сетки объемом 0.5 дм3 выливают в контейнер из ПВХ и доставляют для дальнейших исследований в лабораторию. В лаборатории проводят визуальную сортировку частиц с использованием пинцета под микроскопом, придерживаясь следующих правил: не допускается присутствие клеточных структур и других органических компонентов; волокна должны иметь равномерную окраску и толщину по всей длине; частицы должны быть чистыми и иметь равномерный цвет.
Недостатками способа идентификации полимерных органических частиц является ограничение в области применения данного метода. Частицы белой, прозрачной и черной окраски могут быть не учтены, поскольку они схожи с биологическим материалом. Следовательно, возможно занижение конечного результата. Единицы, в которых измеряется количество определяемых показателей, напрямую связаны с инструментами, использующимися для отбора проб и проведения исследований.
Наиболее близким аналогом является способ определения кремния в природной питьевой воде методом электрометрической атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с источником непрерывного спектра (Штин Т.Н., Неудачина Л.К., Штин С.А. Определение растворенных форм кремния в природной питьевой воде методом электрометрической атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с источником непрерывного спектра / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87 №3. С. 48-56). Способ определения кремния основан на измерении резонансного поглощения света свободными атомами определяемого элемента при прохождении света через атомный пар исследуемого образца в графитовой кювете поперечного нагрева атомно-абсорбционного спектрометра высокого разрешения с непрерывным источником спектра модели ContrAA® 700 с электротермической техникой атомизации проб производства «Analitik Jena AG», Германия. При выполнении измерений содержания кремния в пробах природной питьевой воды выполняют следующие процедуры: подготавливают лабораторную посуду; готовят реактивы, градуировочные растворы кремния, растворы модификаторов матрицы анализируемых проб; подготавливают спектрометр к работе; модифицируют графитовые кюветы поперечного нагрева перманентным модификатором (раствором вольфрамата натрия); строят градуировочную зависимость Aint = ƒ(CSi(IV)); проводят процесс измерения; рассчитывают концентрацию кремния по градуировочной зависимости Aint = ƒ(CSi(IV)).
Отбор проб для определения кремния производят в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05 и ГОСТ 31861. Объем отбираемой пробы должен быть не менее 250 см3. Определение кремния проводят в фильтрате. Не допускается консервирование анализируемых проб, т.к. соединения кремния могут выпасть в осадок.
Для устранения влияния сульфат-ионов в анализируемом образце, к фильтрату объемом 5.00 см3 прибавляют 0.50 см3 10%-го раствора нитрата бария. Образовавшийся осадок (взвесь) фильтруют через шприцевой фильтр Econofltr Nyln с диаметром пор 0.45 мкм. Одновременно аналогичным образом подготавливают холостую пробу, заменяя пробу анализируемой воды на такой же объем дистиллированной воды. Фильтрат анализируют на атомно-абсорбционном спектрометре ContrAA® 700, руководствуясь установленными инструментальными параметрами и температурно-временной программой атомизатора, которая включает следующие стадии: сушку (сушка 1: Т=80°С, τ=20 с; сушка 2: Т=90°С, τ=20 с; сушка 3: Т=110°С, τ=10 с); пиролиз (пиролиз 1: Т=350°С, τ=20 с; пиролиз 2: Т=1850°С, τ=10 с); оценку нуля Т=1850°С, τ=5 с (поток защитного газа внутри графитовой печи остановлен); атомизацию (атомизация: Т=2650°С, τ=3 с) и очистку атомизатора (очистка: Т=2800°С, τ=4 с). По результатам каждого ввода регистрируют значение интегральной абсорбции. Значения массовой концентрации кремния в пробе рассчитывают по градуировочной зависимости Aint=ƒ(CSi(IV)). Для построения градуировочной зависимости используют ГСО №8934-2008 с концентрацией кремния (1.00±0.02) г/дм3 производства ООО «Экросхим», г. Санкт-Петербург. Градуировочные растворы готовят в диапазоне концентраций от 0 до 35.60⋅10-6 моль/дм3 (или от 0 до 1,00 мг/дм3).
Для предотвращения взаимодействия кремния с углеродом печи проводят модифицирование поверхности графитовых кювет путем внесения на платформу печи 20 мкл раствора вольфрамата натрия с концентрацией 0.60 моль/дм и прокаливания печи с образованием карбидного покрытия.
Термическую стабилизацию кремния и устранение химических помех, вызванных матричными компонентами пробы, проводят в атомизаторе печи с использованием модификаторов: смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме и нитрата железа (III).
Диапазон измерений массовой концентрации кремния в питьевой, природной и сточной воде составляет от 0.1 до 100 мг/дм3. Значения среднеквадратичного отклонения повторяемости и внутрилабораторной прецизионности, показателя правильности и точности измерений при доверительной вероятности Р=0.95 составляют: σr - 12%, σRл - 12%, ±δсл - 6%; ±δл - 25% для диапазона измерений массовой концентрации кремния от 0.1 до 0.5 мг/дм3; σr - 8.3%, σRл - 8.3%, ±δсл - 7%, ±δл - 18% для диапазона измерений массовой концентрации кремния от 0.5 до 1.0 мг/дм; σr - 4.1%, σRл - 4.1%, ±δсл - 4.3%, ±δл - 9% для диапазона измерений массовой концентрации кремния от 1.0 до 100 мг/дм3.
Недостатком ближайшего аналога является очень узкое назначение методики. Определение кремния проводят в фильтрате, следовательно, коллоидные формы кремния, полиорганосилоксаны, остаются в осадке на фильтре. В методике не предусмотрена процедура перевода полимерных органических частиц в раствор. Температурно-временная программа атомизатора и инструментальные параметры установлены только для определения растворенных форм кремния в воде.
Задачей настоящего изобретения является разработка селективного и высокоточного метода определения массовой концентрации коллоидных форм кремния, полиорганосилоксанов (по кремнию), в воде централизованных и нецентрализованных систем водоснабжения, в воде, расфасованной в емкости, в минеральной воде, в поверхностной и подземной воде, в том числе источников питьевого водоснабжения, в грунтовых и талых водах, в атмосферных осадках (дождь, снег, град), в производственных, хозяйственно-бытовых и ливневых водах, очищенных сточных водах, в водных вытяжках из продукции, изготовленной на основе полимерных, укупорочных и прочих материалов с использованием атомно-абсорбционного спектрометра и применением кювет поперечного нагрева.
Технический результат - идентификация и определение микропластиков, полиорганосилоксанов (по кремнию), в воде и водных растворах методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с непрерывным источником спектра и электротермической техникой атомизации проб с приемлемой погрешностью в установленных на территории РФ единицах, в мг/дм3.
Указанный технический результат достигается тем, что заявляется способ определения массовой концентрации полиорганосилоксанов (по кремнию) методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с непрерывным источником спектра и электротермической техникой атомизации проб, отличающийся тем, что осуществляют предварительную жидкость-жидкостную экстракцию полиорганосилоксанов растворителем из анализируемой пробы воды; проводят концентрирование экстрактов по технологии упаривания в вихревом потоке газа; создают защитное покрытие для графитовой печи из тугоплавкого карбида вольфрама в точке дозирования пробы для предотвращения взаимодействия кремния с углеродом печи и образования карбида кремния; термостабилизируют кремний в печи атомизатора в присутствии смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме с образованием двух зон «толстого» слоя пробы: зону химического взаимодействия с поверхностью атомизатора (нижняя зона), в которой нитрат палладия образует индивидуальное соединение с элементарной формой аналита и сам находится в элементарной форме и зону, не контактирующую с ней (верхняя зона), в которой нитрат магния образует индивидуальное соединение с оксидной формой определяемого элемента и сам присутствует в оксидной форме; устанавливают оптимальную температурно-временную программу атомизатора и инструментальные параметры определения коллоидных форм кремния с использованием воды природной; строят градуировочную зависимость Aint=ƒ(CSi(ПОС)); проводят процесс измерения; рассчитывают концентрацию полиорганосилоксанов (по кремнию) по градуировочной зависимости Aint=ƒ(CSi(ПОС)) в мг/дм3.
Использование жидкость-жидкостной экстракции
полиорганосилоксанов растворителем из анализируемой пробы позволяет селективно их определять в различных типах вод. Концентрирование экстрактов по технологии упаривания в вихревом потоке газа повышает чувствительность этого способа определения. Использование химической модификации при оптимальной температурно-временной программе атомизатора и инструментальных параметрах снижает потери определяемого аналита.
Изобретение поясняется иллюстрациями.
На фиг. 1 представлена картографическая проекция места отбора пробы воды.
На фиг. 2-5 представлены фотографии с места отбора проб воды.
На фиг. 3 представлена фотография с места отбора проб воды. Вид окрестностей возле водоема.
На фиг. 4 - фотография с места отбора проб воды. Водоем.
На фиг. 5 - фотография с места отбора проб воды. Точка отбора проб, мельница.
На фиг. 6 и 7 - фотография с изображением анализируемой воды. Сканирующий электронный микроскоп HITACHI Regulus SU8220, производства «Hitachi», Япония
На фиг. 8 показана экстракция полиорганосилоксанов из воды бензолом: воронка ВД-3 с анализируемой пробой воды (слева), воронка ВД-3 с холостой пробой (справа).
На фиг 9 - фотография с изображением карбидного покрытия на графитовой поверхности печи после термической обработки вольфраматом натрия. Сканирующий электронный микроскоп HITACHI Regulus SU8220, производства «Hitachi», Япония.
На фиг. 10 - температурно-временная программа атомизатора и инструментальные параметры нанесения перманентного модификатора на платформу печи. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг. 11 - фотография с изображением карбидного покрытия на графитовой поверхности печи после 322 циклов измерений. Сканирующий электронный микроскоп HITACHI Regulus SU8220, производства «Hitachi», Япония.
На фиг. 12 представлена последовательность ввода пробы и смешанного палладиево-магниевого модификатора в графитовую кювету.
На фиг. 13 представлена кривая пиролиза в диапазоне температур от 400 до 2400°С для воды природной поверхностной с коллоидной матрицей полимерных кремнийорганических соединений в присутствии перманентного модификатора и смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг. 14 - кривая пиролиза в диапазоне температур от 1300 до 2200°С для воды природной поверхностной с коллоидной матрицей полимерных кремнийорганических соединений в присутствии перманентного модификатора и смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг. 15 - фотография с изображением температурно-временной программы атомизатора для определения полиорганосилоксанов (по кремнию) в присутствии перманентного модификатора и смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме. Объект исследований - вода природная поверхностная. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг 16 - фотография с графическим изображением температурно-временной программы атомизатора для определения полиорганосилоксанов (по кремнию) в присутствии перманентного модификатора и смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг. 17 - фотография с изображением градуировочной зависимости Aint=f(CSi(ПОС)) определения полиорганосилоксанов (по кремнию) в воде. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг. 18 представлен спектр атомного поглощения полиорганосилоксанов (по кремнию) в воде природной поверхностной из реки Бобровка, Свердловская область (фотография с изображением зависимости сигнала атомного поглощения полиорганосилоксанов (по кремнию) от времени в воде природной поверхностной из реки Бобровка, Свердловская область). Использован атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
Изобретение поясняется также таблицами.
В таблице 1 представлены режимы приготовления перманентного модификатора в графитовой печи.
В таблице 2 представлена температурно-временная программа определения полиорганосилоксанов (по кремнию) в воде.
В таблице 3 показаны инструментальные параметры определения полиорганосилоксанов (по кремнию) методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с непрерывным источником спектра в режиме электротермической атомизации проб.
Осуществление способа.
Предлагаемый способ определения полиорганосилоксанов (по кремнию) осуществляют по следующей методике.
Отбирают не менее 5 дм3 воды.
Объем анализируемой пробы воды составляет от 100.00 до 1000.00 см3, в зависимости от ожидаемой массовой концентрации определяемого аналита.
Полиорганосилоксаны из воды и водных растворов экстрагируют бензолом в делительной воронке ВД-3. После полного разделения слоев водный слой экстракта отбрасывают. Число циклов экстракции зависит от объема анализируемой пробы воды. Объем бензола составляет 25 см3.
Экстракт полиорганосилоксанов в бензоле сливают в химический стакан вместимостью 50 см3 и упаривают в вихревом потоке газа в условиях микроклимата в помещении лаборатории.
Воронку ВД-3 ополаскивают два-три раза раствором азотной кислоты с массовой долей 5%, каждый раз объединяя порции в мерной колбе вместимостью 100.00 см3. Осадок после упаривания вихревом потоке газа количественно переносят в эту же колбу. Доводят объем раствора в колбе до метки раствором азотной кислоты, тщательно перемешивают и диспергируют с использованием ультразвуковой ванны УЗВ-Х/У-МП-РЭЛТЕК в течение 15 мин.
Одновременно аналогичным образом подготавливают холостую пробу, заменяя пробу анализируемой воды на такой же объем дистиллированной воды.
Атомизацию кремния проводят в графитовой кювете поперечного нагрева на атомно-абсорбционном спектрометре высокого разрешения с непрерывным источником спектра модели ContrAA® 700 с электротермической техникой атомизации проб; ксеноновой лампой сплошного спектра излучения в спектральном диапазоне от 190 до 900 нм; двойным Эшелле-монохроматором; прибором с зарядовой связью (ПЗС или англ. CCD) и автодозатором МРЕ 60 (все фирмы «Analitik Jena AG», Германия). Для работы в режиме ЭТА используют защитный газ - аргон высокой чистоты.
Предварительное модифицирование поверхности графитовых кювет проводят путем внесения автодозатором на платформу печи 20 мкл раствора вольфрамата натрия с массовой концентрацией 0.60 моль/дм3 (или 111.0 г/дм3) по вольфраму и прокалки печи с образованием карбидного покрытия при пятикратной обработке. Образование карбидного покрытия из более тугоплавкого карбида вольфрама в точке дозирования пробы устраняет химические помехи, предотвращая взаимодействие кремния с углеродом печи.
Термическую стабилизацию кремния проводят в атомизаторе печи с использованием смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме.
Температурно-временная программа атомизатора включает следующие стадии: сушку, пиролиз, оценку нуля, атомизацию, очистку атомизатора.
Концентрацию полиорганосилоксанов (по кремнию), полученную по значениям интегральной абсорбции, рассчитывают по градуировочной зависимости Aint=ƒ(CSi(ПОС)). Для построения градуировочной зависимости используют ГСО №8934-2008 с концентрацией кремния (1.00±0.02) г/дм производства ООО «Экросхим», г. Санкт-Петербург. Градуировочные растворы ионов кремния (IV) готовят в диапазоне концентраций от 0 до 35.60⋅10-6 моль/дм3 (или от 0 до 1,00 мг/дм3).
Если измеренное значение концентрации полиорганосилоксанов (по кремнию) в анализируемой пробе превышает верхнюю границу диапазона градуировочной зависимости, то обработанную пробу воды разбавляют раствором азотной кислоты с массовой долей 5%, но не более чем в 100 раз, тщательно перемешивают и диспергируют с использованием ультразвуковой ванны УЗВ-Х/Т-МП-РЭЗГГЕК в течение 15 мин, а затем проводят измерения.
Массовую концентрацию полиорганосилоксанов (по кремнию) (X, мг/дм3) в единичной пробе рассчитывают по формуле (1):
где CSi(ПОС) - массовая концентрация полиорганосилоксанов (по кремнию) в анализируемой пробе воды, установленная по градуировочной зависимости, мг/дм3; Схол. - массовая концентрация полиорганосилоксанов (по кремнию) в холостой пробе установленная по градуировочной зависимости, мг/дм3; Vo6p. - объем обработанной анализируемой пробы - 100 см3, см3; V - анализируемый объем пробы воды, от 100,00 до 1000,00 см3, см3; η - кратность разбавления.
Ниже приведены примеры реализации изобретения
Примеры осуществления способа.
Пример 1
В соответствии заявленным способом был проведен анализ воды природной подземной из скважины, Республика Башкортостан.
Содержание полиорганосилоксанов (по кремнию) в пробе определяли прямым методом. Массовая концентрация полиорганосилоксанов (по кремнию) в исходной пробе составила 0.031±0.006 мг/дм3.
Пример 2
Анализировали воду природную поверхностную из реки Бобровка, Свердловская область.
Содержание полиорганосилоксанов (по кремнию) в пробе определяли прямым методом. Массовая концентрация полиорганосилоксанов (по кремнию) в исходной пробе составила 0.493±0.074 мг/дм3.
Пример 3
Анализировали ливневую сточную воду (дождевую), г. Екатеринбург.
Содержание полиорганосилоксанов (по кремнию) в пробе определяли методом разбавления. Массовая концентрация кремния в исходной пробе составила 18.56±1.86 мг/дм3.
Правильность анализа оценивали сопоставлением полученных результатов с результатами контрольных процедур: метод добавок, метод добавок совместно с методом разбавления проб. Результаты определения кремния в воде представлены в таблице 4.
Сравнение результатов, полученных прямым методом с результатами контрольных процедур, показывает, что найденные величины концентраций хорошо согласуются между собой в пределах погрешности до 0.79%. При реализации методики точность измерений не превышает установленных норм в ГОСТ 27384.
Таким образом, экспериментально показано, что заявленное изобретение позволяет идентифицировать и определять полиорганосилоксаны (по кремнию) в воде с приемлемой погрешностью в установленных на территории РФ единицах, в мг/дм3 и улучшить точность определения микропластиков в воде.
Диапазон измерений массовой концентрации полиорганосилоксанов (по кремнию) в питьевой, природной и сточной воде составляет от 0.1 до 100 мг/дм3. Значения среднеквадратичного отклонения повторяемости и внутрилабораторной прецизионности, показателя правильности и точности измерений при доверительной вероятности Р=0.95 составляют: σr - 7%, σRл - 8%, ±δсл - 13%; ±δл - 20% для диапазона измерений массовой концентрации полиорганосилоксанов (по кремнию) от 0.01 до 0.1 мг/дм3; σr - 5%, σRл - 6%, ±δсл - 10%, ±δл - 15% для диапазона измерений массовой концентрации полиорганосилоксанов (по кремнию) от 0.1 до 1.0 мг/дм3; σr - 4%, σRл - 5%, ±δсл - 4%, ±δл - 10% для диапазона измерений массовой концентрации полиорганосилоксанов (по кремнию) от 1.0 до 100 мг/дм3.
Детальное описание примера осуществления изобретения
Заявленный технический результат достигнут следующим образом.
Для анализа была выбрана вода природная поверхностная из реки Бобровка, Свердловская область, село Косулино (56.73861 с.ш. 60.968251 в.д.). На фиг. 1 представлена картографическая проекция места отбора пробы воды.
На фиг. 2-5 представлены фотографии с места отбора проб воды.
На фиг. 3 - фотография с места отбора проб воды. Вид окрестностей возле
водоема.
На фиг. 4 - фотография с места отбора проб воды. Водоем.
На фиг. 5 - фотография с места отбора проб воды. Точка отбора проб, мельница.
Отбор проб воды проводили в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05 и ГОСТ 31861. Объем отобранной пробы составлял 5 дм3. Пробу анализируемой воды доставляли в испытательную лабораторию (центр) для проведения исследований. В лаборатории пробу воды хранили в холодильнике при температуре от 2°С до 5°С. Пробу воды не консервировали.
На фиг. 6 и 7 приведены электронно-микроскопические исследования анализируемой пробы воды. В воде обнаружены частицы полимерных органических материалов. Электронно-микроскопические исследования воды выполняли на сканирующем электронном микроскопе HITACHI Regulus SU8220, производства «Hitachi», Япония.
Методом ПК-спектроскопии проба воды была проанализирована на содержание органического углерода по ГОСТ 31958-2012. Массовая концентрация органического углерода в пробе составляла 4.3±1.2 мг/дм3, при Р=0.95. Органический углерод в воде определяли на анализаторе общего углерода ТОС - L, модели ТОС - LCPN, производства фирмы «Shimadzu Corporation», Япония.
Таким образом, было принято решение: для оптимизации температурно-временной программы атомизатора использовать воду природную поверхностную из реки Бобровка, Свердловская область.
Полиорганосилоксаны из воды экстрагировали бензолом в делительной воронке ВД-3 (фиг. 8): воронка ВД-3 с анализируемой пробой воды (слева), воронка ВД-3 с холостой пробой (справа)
После полного разделения слоев водный слой экстракта отбрасывали. Объем экстрагента, бензола, составлял 25 см3. Экстракт полиорганосилоксанов в бензоле сливали в химический стакан вместимостью 50 см3 и упаривали в вихревом потоке газа в условиях микроклимата в помещении лаборатории. Воронку ВД-3 ополаскивали три раза раствором азотной кислоты с массовой долей 5%, каждый раз объединяя порции в мерной колбе вместимостью 100.00 см3. Осадок после упаривания вихревом потоке газа количественно переносили в эту же колбу. Доводили объем раствора в колбе до метки раствором азотной кислоты, тщательно перемешивали и диспергировали с использованием ультразвуковой ванны УЗВ-Х/У-МП-РЭЛТЕК в течение 15 мин. Мерную колбу с содержимым использовали в дальнейшем ходе анализа.
Одновременно аналогичным образом подготавливают холостую пробу, заменяя пробу анализируемой воды на такой же объем дистиллированной воды.
Атомизацию полиорганосилоксанов (по кремнию) проводили на атомно-абсорбционном спектрометре высокого разрешения с непрерывным источником спектра модели ContrAA® 700 с электротермической техникой атомизации проб; ксеноновой лампой сплошного спектра излучения в спектральном диапазоне от 190 до 900 нм; двойным Эшелле-монохроматором; прибором с зарядовой связью (ПЗС или англ. CCD) и автодозатором МРЕ 60 (все фирмы «Analitik Jena AG», Германия). Для работы в режиме ЭТА использовали защитный газ - аргон высокой чистоты.
Предварительное модифицирование поверхности графитовых кювет проводили путем внесения автодозатором на платформу печи 20 мкл раствора вольфрамата натрия с массовой концентрацией 0.60 моль/дм3 (или 111.0 г/дм3) по вольфраму и прокалки печи с образованием карбидного покрытия при пятикратной обработке. Образование карбидного покрытия из более тугоплавкого карбида вольфрама в точке дозирования пробы устраняло химические помехи, предотвращая взаимодействие кремния с углеродом печи (фиг. 9). На фиг 9 - фотография с изображением карбидного покрытия на графитовой поверхности печи после термической обработки вольфраматом натрия. Сканирующий электронный микроскоп HITACHI Regulus SU8220, производства «Hitachi», Япония.
Температурно-временная программа атомизатора для нанесения перманентного модифкатора на платформу печи включала следующие стадии: сушку (сушка 1: Т=90°С, τ=40 с; сушка 2: Т=110°С, τ=40 с; сушка 3: Т=130°С, τ=40 с); пиролиз (пиролиз 1: Т=350°С, τ=20 с; пиролиз 2: Т=1900°С, τ=10 с); оценку нуля Т=1900°С, τ=5 с (поток защитного газа внутри графитовой печи остановлен); атомизацию (атомизация: Т=2700°С, τ=3 с) и очистку атомизатора (очистка: Т=2800°С, τ=4 с).
Температурно-временная программа атомизатора и инструментальные параметры нанесения перманентного модификатора на платформу печи показаны на фиг.10. Использован атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
При температуре очистки печи 2800°С свойства перманентного модификатора сохранялись свыше 300 циклов измерений. На фиг. 11 - фотография с изображением карбидного покрытия на графитовой поверхности печи после 322 циклов измерений. Сканирующий электронный микроскоп HITACHI Regulus SU8220, производства «Hitachi», Япония.
Термическую стабилизацию кремния проводили в атомизаторе печи с использованием смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме.
Последовательность ввода пробы и смешанного палладиево-магниевого модификатора в графитовую кювету представлена на фиг. 12.
Оптимизацию температурно-временной программы атомизатора с использованием воды природной поверхностной проводили в несколько этапов.
Во избежание разбрызгивания раствора пробы по поверхности графитовой печи применяли пошаговый режим высушивания пробы. Первоначальную температуру данной стадии задавали на 20°С ниже, чем температура кипения растворителя (Ткип. (5% HNO3) ≈ 100,0°С. Конечную температуру стадии высушивания задавали на 10°С выше, чем температура кипения растворителя.
Температуру стадии пиролиза определяли в диапазоне температур от 400 до 2400°С, температура стадии атомизации при этом составляла 2700°С. Кривая пиролиза в диапазоне температур от 400 до 2400°С для воды природной поверхностной с коллоидной матрицей полимерных кремнийорганических соединений в присутствии перманентного модификатора и смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме представлена на фиг.13. Использован атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг. 14 видно, что в диапазоне температур от 1300 до 1950°С наблюдалось сильное неселективное поглощение (синяя кривая). Это было связано с тем, что большее количество матричных компонентов пробы не успевало удаляться из пространства печи. Следовательно, требовалось увеличение времени пиролиза. Поэтому в программу атомизатора был введен еще один шаг данной стадии.
Кривая пиролиза следующего шага температурно-временной программы представлена на фиг. 14. Кривая пиролиза в диапазоне температур от 1300 до 2200°С для воды природной поверхностной с коллоидной матрицей полимерных кремнийорганических соединений в присутствии перманентного модификатора и смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг. 13 видно, что сигнал атомного поглощения кремния (синяя кривая) стал постоянен (Тпиролиза=2050°С включ.). Температура, при которой наблюдалось снижение аналитического сигнала, соответствующая обнаруживаемому уровню потерь аналита (или несколько меньшая температура - до 100°С), была принята за необходимую температуру стадии пиролиза. Для получения максимального сигнала атомного поглощения определяемого элемента на стадии атомизации (длительного времени пребывания атомных паров аналита в аналитической зоне), в температурно-временную программу нагрева, в конце стадии пиролиза, был вставлен короткий шаг остановки газа длительностью 5 с.
Температура стадии пиролиза 350°С была рекомендована производителем атомно-абсорбционного спектрометра ContrAA® 700.
Температура стадии атомизации в температурно-временной программе атомизатора составляла 2650°С. Очистку печи проводили при температуре 2750°С.
Температурно-временная программа атомизатора представлена на фиг. 15-16. На фиг. 15 - фотография с изображением температурно-временной программы атомизатора для определения полиорганосилоксанов (по кремнию) в присутствии перманентного модификатора и смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме. Объект исследований - вода природная поверхностная. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг 16 - фотография с графическим изображением температурно-временной программы атомизатора для определения полиорганосилоксанов (по кремнию) в присутствии перманентного модификатора и смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
Концентрацию полиорганосилоксанов (по кремнию), полученную по значениям интегральной абсорбции, рассчитывали по градуировочной зависимости Aint=ƒ(CSi(ПОС)) (фиг. 17). Для построения градуировочной зависимости использовали ГСО №8934-2008 с концентрацией кремния (1.00±0.02) г/дм3 производства ООО «Экросхим», г. Санкт-Петербург. Градуировочные растворы ионов кремния (IV) готовили в диапазоне концентраций от 0 до 35.60⋅10-6 моль/дм3 (или от 0 до 1,00 мг/дм3). На фиг. 17 - фотография с изображением градуировочной зависимости Aint=ƒ(CSi(ПОС)) определения полиорганосилоксанов (по кремнию) в воде. Атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena AG», Йена, Германия.
На фиг. 18 представлен спектр атомного поглощения полиорганосилоксанов (по кремнию) в воде природной поверхностной из реки Бобровка, Свердловская область (фотография с изображением зависимо ста сигнала атомного поглощения полиорганосилоксанов (по кремнию) от времени в воде природной поверхностной из реки Бобровка, Свердловская область). Использован атомно-абсорбционный спектрометр модели ContrAA® 700, «Analitik Jena АО», Йена, Гер мания.
Массовую концентрацию полиорганосилоксанов (по кремнию) (X, мг/дм3) в единичной пробе рассчитывают по формуле (1):
где CSi(ПОС) - массовая концентрация полиорганосилоксанов (по кремнию) в анализируемой пробе воды, установленная по градуировочной зависимости, мг/дм3; Схол. - массовая концентрация полиорганосилоксанов (по кремнию) в холостой пробе установленная по градуировочной зависимости, мг/дм3; Vобр - объем обработанной анализируемой пробы - 100 см3, см3; V - анализируемый объем пробы воды, от 100,00 до 1000,00 см3, см3; η - кратность разбавления.
Таким образом, массовая концентрация полиорганосилоксанов (по кремнию) в воде природной поверхностной из реки Бобровка, Свердловская область, составила 0.493±0.074 мг/дм3. Массовая концентрация полиорганосилоксанов (по кремнию) в холостой пробе была не обнаружена. Определение массовой концентрации полиорганосилоксанов (по кремнию) в анализируемой пробе воды проводили в восьми параллелях.
Сравнение результатов, полученных прямым методом с результатами контрольной процедуры, метода добавок, показали, что найденные величины концентраций хорошо согласуются между собой в пределах погрешности до 0.79%. При реализации методики точность измерений не превышает установленных норм в ГОСТ 27384.
Значения среднеквадратичного отклонения повторяемости и внутрилабораторной прецизионности, показателя правильности и точности измерений при доверительной вероятности Р=0.95 составили: σr - 5%, σRл - 6%, ±δсп - 10%, ±δл - 15% для диапазона измерений массовой концентрации полиорганосилоксанов (по кремнию) от 0.1 до 1.0 мг/дм3.
Claims (1)
- Способ определения массовой концентрации полиорганосилоксанов по кремнию методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с непрерывным источником спектра и электротермической техникой атомизации проб, отличающийся тем, что осуществляют предварительную жидкость-жидкостную экстракцию полиорганосилоксанов растворителем из анализируемой пробы воды; проводят концентрирование экстрактов по технологии упаривания в вихревом потоке газа; создают защитное покрытие для графитовой печи из тугоплавкого карбида вольфрама в точке дозирования пробы для предотвращения взаимодействия кремния с углеродом печи и образования карбида кремния; термостабилизируют кремний в печи атомизатора в присутствии смешанного палладиево-магниевого модификатора в нитратной форме с образованием двух зон «толстого» слоя пробы: зону химического взаимодействия с поверхностью атомизатора, представляющую собой нижнюю зону, в которой нитрат палладия образует индивидуальное соединение с элементарной формой аналита и сам находится в элементарной форме и зону, не контактирующую с ней, представляющую собой верхнюю зону, в которой нитрат магния образует индивидуальное соединение с оксидной формой определяемого элемента и сам присутствует в оксидной форме; устанавливают оптимальную температурно-временную программу атомизатора и инструментальные параметры определения коллоидных форм кремния с использованием воды природной; строят градуировочную зависимость А int = f(C Si (ПОС) ), где А int - значения интегральной абсорбции, C Si (ПОС) ) - концентрация полиорганосилоксанов по кремнию, проводят процесс измерения; рассчитывают концентрацию полиорганосилоксанов по кремнию по градуировочной зависимости А int = f(C Si (ПОС) ) в мг/дм3.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2774152C1 true RU2774152C1 (ru) | 2022-06-15 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09318525A (ja) * | 1996-05-29 | 1997-12-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | クロロシラン中のシラノールを定量するための赤外吸収スペクトル測定用セル及びそのセルを用いたクロロシラン中のシラノールの定量方法 |
| RU2425363C1 (ru) * | 2010-05-17 | 2011-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского (ФГУП "ВСЕГЕИ") | Способ определения количественного содержания благородных металлов в горных породах и отвалах горнорудного производства |
| RU2464546C1 (ru) * | 2011-08-03 | 2012-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Способ определения золота в отходах производства элементов электронной техники |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09318525A (ja) * | 1996-05-29 | 1997-12-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | クロロシラン中のシラノールを定量するための赤外吸収スペクトル測定用セル及びそのセルを用いたクロロシラン中のシラノールの定量方法 |
| RU2425363C1 (ru) * | 2010-05-17 | 2011-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского (ФГУП "ВСЕГЕИ") | Способ определения количественного содержания благородных металлов в горных породах и отвалах горнорудного производства |
| RU2464546C1 (ru) * | 2011-08-03 | 2012-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Способ определения золота в отходах производства элементов электронной техники |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Штин Т.Н., Неудачина Л.К., Штин С.А., Определение растворенных форм кремния в природной питьевой воде методом электрометрической атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с источником непрерывного спектра, Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2021, т. 87, N 3, с. 48-56. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bulska et al. | Quantitative aspects of inductively coupled plasma mass spectrometry | |
| Moo et al. | New development of optical fibre sensor for determination of nitrate and nitrite in water | |
| Enamorado-Báez et al. | Determination of 25 Trace Element Concentrations in Biological Reference Materials by ICP‐MS following Different Microwave‐Assisted Acid Digestion Methods Based on Scaling Masses of Digested Samples | |
| CN106905538B (zh) | 一种含锌金属有机框架材料及其制备方法和应用 | |
| TWI576586B (zh) | 用來監測和控制廢水程序流的方法 | |
| CN103808695B (zh) | 一种基于激光诱导击穿光谱技术检测铁矿石全铁的方法 | |
| CN106062552A (zh) | 用于油中低含水量的非侵入式测量的方法 | |
| Bidari et al. | Development and evaluation of a dispersive liquid-liquid microextraction based test method for quantitation of total anionic surfactants: advantages against reference methods | |
| Rathod et al. | Multi-element detection in sea water using preconcentration procedure and EDXRF technique | |
| Wenzel et al. | Efficient and sustainable microplastics analysis for environmental samples using flotation for sample pre-treatment | |
| CN102768191B (zh) | 一种水中痕量铊的简便测定方法 | |
| Verma et al. | Direct and rapid determination of sulphate in environmental samples with diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy using KBr substrate | |
| DE69803209T2 (de) | Ein verfahren zur probencharakterisierung durch bestimmung einer funktion mindestens einer spezifischen eigenschaft der probe | |
| RU2774152C1 (ru) | Способ определения полиорганосилоксанов методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с непрерывным источником спектра в режиме электротермической атомизации проб | |
| CN106290276A (zh) | 一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法 | |
| US11366044B2 (en) | Method for operating an automatic analysis apparatus | |
| Achilli et al. | Determination of cerium, yttrium and thorium in environmental samples | |
| Jamali et al. | Determination of nickel using cold-induced aggregation microextraction based on ionic liquid followed by flame atomic absorption spectrometry | |
| CN103185686B (zh) | 变压器油中颗粒物成分测定方法 | |
| CN104155287B (zh) | 一种环境水体样本中镉离子含量的定量分析方法 | |
| Lemos et al. | Spectrophotometric determination of mercury in water samples after preconcentration using dispersive liquid–liquid microextraction | |
| TWI665439B (zh) | 水中化學需氧量檢測方法 | |
| DE102018131061A1 (de) | Verfahren zum Verdünnen einer Probenflüssigkeit und Verdünnungseinheit für eine nachfolgende Analyse | |
| Tabacniks et al. | PIXE analysis of atmospheric particulate matter in glass fibre filters | |
| JP4602070B2 (ja) | 化学形態別砒素分析のための試料前処理方法 |