Атомно-абсорбционный анализ

Атомно-абсорбционные элементные анализаторы относятся к современным селективным, высокопроизводительным и точным приборам, которые позволяют анализировать до 70 элементов в пробе с чувствительностью в интервале 10-4-10-9 % масс. Недостатками этого вида анализа являются необходимость использования горючих газов, невозможность одновременного определения в пробе нескольких элементов.

В настоящее время известно несколько модификаций средств измерений, основанных на принципе атомной абсорбции, выпускаемых отечественными фирмами: – «Спектр – 5М»: ширина спектрального диапазона прибора – от 190 до 800 нм, время одного измерения – 1 мин, «КВАНТ – АФА», «КВАНТ – Z. ЭТА», «МГА – 915».

В настоящее время метод атомной абсорбции считается одним из самых селективных, производительных, экспрессных, точных и одновременно сравнительно дешевых (7 – 15 тыс. $).

Вариантом атомной спектроскопии является атомно-эмиссионная спектроскопия, отличающаяся от атомно-абсорбционной обратным способом регистрации - по оптическому спектру испускания возбужденных атомов.

В этом варианте атомизатор и источник возбуждения совпадают, что несколько упрощает конструкцию. Наиболее перспективным считается вариант с индуктивно связанной плазмой (ИСП), не уступающей по чувствительности атомно-абсорбционным атомизаторам, но имеющий в 10 – 100 раз более широкий диапазон определяемых содержаний. При этом атомно-эмиссионные анализаторы позволяют одновременно определять в пробе несколько элементов, но к сожалению, уступают атомно-абсорбционным спектрометрам по воспроизводимости и по селективности.

Среди имеющихся на рынке наиболее известны приборы серии «ЭРИДАН-500». Будучи основанными на ИСП, эти эмиссионные спектрометры позволяют проводить элементный анализ практически любых веществ, в том числе чистых металлов и примесей в них, сплавов и сталей, порошковых (в том числе почв) и жидких проб (в том числе после поглощения из воздуха), продуктов питания, медицинских проб с высокой точностью (1 – 20 %). Пределы обнаружения Cr, Al, Hg, As, Ni, Pb составляют 1 – 20 мкг/л. Стоимость данной модификации составляет 22 000 $.

Атомно-абсорбционный анализ (ААА) является одним из наиболее распространенных методов аналитической химии. Предварительная подготовка анализируемой пробы аналогична этой операции в пламенной фотометрии: перевод пробы в раствор, распыление и подача аэрозолей в пламя. Растворитель испаряется, соли разлагаются, а металлы переходят в парообразное состояние, при котором они способны поглощать излучение той длины волны, которую могли бы сами излучать при более высоких температурах. Луч света от лампы полого катода, излучающий дуговой спектр определяемого элемента, направляется через пламя на щель спектрометра, с помощью которого выделяется аналитическая спектральная линия и измеряется степень поглощения ее интенсивности парами определяемого элемента.

AAnalyst 200, 400

Атомно-абсорбционные спектрометры AAnalyst 200 и 400 устанавливают новые стандарты в области анализа элементного состава материалов. Это первые серийные приборы с реальной двухлучевой Эшеле – оптической системой. AAnalyst 200, имеющий встроенную систему управления с графическим интерфейсом и сенсорным экраном, кардинальным образом меняет представления о методе атомной абсорбции с пламенной атомизацией. Никогда ранее этот метод не был столь прост и не обладал такими возможностями! AAnalyst 400 – атомно-абсорбционный спектрометр, дающий полную автоматизацию пламенного и печного вариантов АА при безупречных параметрах по доступной цене.

 

Спектрометр «МГА-915»

 

Атомно-абсорбционный спектрометр с электротермической атомизацией и Зеемановской коррекцией неселективного поглощения «МГА-915» предназначен для измерения содержания элементов (Ag, Al, As, Au, Ba, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pd, Pt, Rh, Ru, Se, Sn, Sb, Sr, Ti, V, Zn и др.) в широком круге объектов: различных типах вод (питьевые, природные, сточные, морские), атмосферном воздухе, почвах, донных отложениях и осадках сточных вод, пищевых продуктах и сырье (в том числе в напитках), биологических тканях и жидкостях (кровь, моча), продуктах нефтехимического производства, а также металлах и сплавах и иных объектах. Наибольшей эффективностью данный прибор обладает при анализе проб со сложным матричным составом: морские воды, кровь, моча.

Спектрометр может комплектоваться автосемплером, ртутно-гидридой приставкой. В качестве источников света используются лампы с полым катодом, а также высокоинтенсивные безэлектродные разрядные лампы собственного производства.

Спектрометр «МГА-915» обладает следующими характеристиками:

Универсальность и селективность. Высокая селективность связана с использованием высокоэффективного варианта селективного атомно-абсорбционного анализа – Зеемановской модуляционной поляризационной спектрометрии. Анализатор «МГА-915», благодаря своей высокой селективности, позволяет определять содержание широкого круга элементов в пробах самого разного состава – без или с минимальной пробоподготовкой. ААС с ЭТА и зеемановским корректором неселективного поглощения во всем мире признан в качестве «референтного метода» при определении малых содержаний элементах в пробах сложного состава.

Высокая чувствительность. Пределы обнаружения элементов на уровне лучших атомно-абсорбционных спектрометров, предлагаемых на рынке аналитического оборудования.

Автоматизация измерений. «МГА-915» является полным автоматом с автоматической сменой источников излучения и установкой соответствующих резонансных линий, присутствует турель на 6 ламп (компьютерная перестройка с одного элемента на другой без необходимости ручной регулировки.

Применяется в экологии, геологоразведке, контроле технологических процессов, производственной санитарии, научных исследованиях.

Экологический контроль:

– измерение содержания различных элементов в воде, почве, донных отложениях, атмосферном воздухе, а также тканях растительного и животного происхождения.

Технологический контроль:

– экспресс-анализ и непрерывный контроль состава веществ в технологических процессах;

– входной контроль, контроль готовой продукции

Медицина:

– анализ тканей и жидкостей биологического происхождения (кровь, моча, волосы и др.)

Криминалистика:

– идентификация примесей и следовых количеств элементов.

Ветеринарные лаборатории:

– корма, кровь, продукты животноводства.

Контролирующие и сертифицирующие лаборатории: анализ пищевых продуктов и кормов, анализ сточных, природных, питьевых вод.

Атомно-абсорбционный спектрофотометр «Спираль-17».

Спектрофотометр СПИРАЛЬ-17 предназначен для определения концентрации токсичных металлов в питьевой, природных и сточных водах, пищевых продуктах, почве, воздухе, растениях и других объектах.

Новая модель спектрофотометра с вольфрамовым спиральным атомизатором отличается от первого серийного прибора СПИРАЛЬ-14, нашедшего применение в более чем 80 лабораториях Госсанэпиднадзора, водоканалов, охраны окружающей среды, промышленных предприятий и институтов, улучшенными аналитическими и эксплуатационными характеристиками, повышенной надежностью в работе.

 

ВЫВОДЫ

 

С каждым годом растет техногенная нагрузка на окружающую среду. Одним из факторов такой нагрузки является рост количества бытовых и промышленных выбросов, которые требуют своей утилизации и захоронения. Проблема утилизации и захоронения промышленных и бытовых выбросов уже давно стала чрезвычайно важной. Для решения ее строят фабрики по переработке бытового мусора, и очистные сооружения. Промышленные выбросы, если сравнить их с бытовыми будут более токсичны и оказывать более негативное влияние на окружающую среду. Ведь до промышленных выбросов относятся выбросы тепловых электростанций, различных промышленных предприятий. Особенно опасны по воздействию на экологическую систему водоемов тяжелые металлы. Их можно найти в сточных водах металлургических и металлообрабатывающих предприятий, гальванических цехов, автопредприятий. В зависимости от вида предприятия будет меняться картина выбросов, в выбросах автопредприятий преобладают выбросы соединений свинца, гальванические цеха сбрасывают в сточные воды соединения цинка, кобальта, кадмия.

Какой бы совершенной не была очистка сточных вод, но значительное количество тяжелых металлов попадает в природную среду. Ведь иногда предприятию выгоднее заплатить штрафы чем построить или модернизировать очистные сооружения.

История современного спектрального анализа – это, собственно говоря, история непрерывных поисков безеталонне методов анализа, свободных от влияния соединения проб на результаты анализа. Несмотря на сравнительно долгий и тернистый путь, прошедшей в этом направлении атомная спектрометрия, общее решение проблемы безеталонного спектрального анализа остается найдена. И хотя попытки отыскать такой метод в рамках существующей техники спектрального анализа продолжаются до сих пор, надежд на их успех остается все меньше. Поэтому необходимость использования в качестве эталонов образцов из соединением, как можно более близким к обусловленному, воспринимается большинством аналитиков как само собой разумеющееся, неотъемлемое условие проведения анализа.

В заключение можно сказать, что роль атомно-абсорбционной спектрометрии в современной науке измерения параметров среды является достаточно весомой и сравнительно не слишком сложной.

В атомно-абсорбционном анализе есть и много недостатков, но метод с успехом применяется для анализа многих биологических объектов, на содержание тяжелых металлов, которые обычно невозможно определить другими методами.

 

список использованной литературы

 

1. Кулик А.Н., Захарец М.И., Дедик А.Н. Исследование аналитических характеристик атомно-абсорбционного спектрофотометра С-600 // Заводская лаборатория. – 1999. – № 6. – С. 17.
2. Львов Б. В., Атомно-абсорбционный спектральный анализ, М, 1966.
3. Прайс В., Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия, пер. с англ., М., 1976.
4. Николаев Г. И., Немец А. М., Атомно-абсорбционная спектроскопия в исследовании испарения металлов, М., 1982.
5. Хавезов И., Цалев Д., Атомно-абсорбционный анализ, пер. с болг., Л., 1983.
6. Харламов И.П., Еремина Г. В., Атомно-абсорбционный анализ в черной металлургии, М., 1982.