- •1.1. Мониторинг окружающей среды
- •1.2. Классификация видов мониторинга
- •1.3. Экологический мониторинг
- •Глава 2. Приоритетность измерений концентраций загрязняющих веществ
- •2.1. Приоритетность при организации мониторинга
- •2.2. Приоритетность мониторинга загрязнений
- •2.3. Классы опасности веществ в воздухе и воде
- •Глава 4. Пробоотбор и пробоподготовка
- •4.1. Особенности природных сред как объектов анализа
- •4.2 Отбор проб воздуха
- •4.3. Отбор проб поверхностной и сточной воды
- •4.4. Отбор проб атмосферных осадков, почвы, данных отложений и растительных материалов
- •4.5. Концентрирование микропримесей из пробы воды
- •Глава 5. Организация систем мониторинга
- •5.1. Уровни систем мониторинга
- •5.2. Государственный экологический мониторинг
- •5.2.1. Структура и задачи государственного экологического мониторинга
- •5.2.2. Регламентация государственных наблюдений в сети Росгидромета
- •5.3. Глобальная система мониторинга окружающей среды
- •Глава 6. Методы анализа объектов окружающей среды и оценки экологической ситуации
- •6.1. Химические методы анализа
- •6.2. Фотометрические методы анализа
- •6.2.1. Фотоколориметрический анализ
- •6.2.2. Спектрофотометрический анализ
- •6.2.3. Колориметрический анализ
- •6.2.4. Нефелометрия и турбодиметрия
- •6.3. Электрохимические методы анализа
- •6.3.1. Кулонометрический метод
- •6.3.2. Кондуктометрический метод
- •6.3.3. Потенциометрические методы анализа
- •6.3.4. Вольтамперметрия
- •6.4. Спектральные методы анализа
- •6.4.1. Атомно-эмиссионный спектральный анализ
- •6.4.2. Атомно-абсорбционный спектральный анализ
- •6.5. Хроматографические методы анализа
- •6.5.1. Газовая хроматография
- •6.5.2. Жидкостная хроматография
- •6.5.3. Ионная хроматография
- •6.5.4. Тонкослойная и бумажная хроматография
- •6.6. Масс-спектрометрия и хромато-масс-спектрометрия
- •6.7. Биологические методы оценки экологической ситуации
- •6.8. Дистанционные методы анализа
- •6.8.1. Спектрометрические методы изучения загрязнения атмосферы
- •6.8.2. Исследование атмосферных аэрозолей методом лазерного зондирования
- •6.8.3. Дистанционные методы обнаружения нефтяных загрязнений водных бассейнов
- •6.8.4. Дистанционные методы измерения радиоактивного загрязнения местности
- •Глава 7. Основные средства мониторинга воздушной, водной и других сред
- •7.1. Анализ вредных веществ в воздухе
- •7.1.1. Экспрессные методы анализа воздуха
- •7.1.2. Электрохимический анализ воздуха
- •7.1.3. Хроматографический анализ воздуха
- •7.1.4. Анализ пыли в воздухе
- •7.1.5. Передвижные и стационарные лабораторные комплексы для контроля воздушной среды
- •7.2. Анализ вредных веществ в воде
- •7.2.1. Основные характеристики воды и их определение
- •7.2.2. Суммарные показатели воды и их определение
- •7.2.3. Определение металлов в воде
- •7.2.4. Определение органических продуктов в воде
- •Литература
- •Глава 7. Основные средства мониторинга воздушной. Водной и других сред
Глава 6. Методы анализа объектов окружающей среды и оценки экологической ситуации
6.1. Химические методы анализа
Химические методы анализа основаны на проведении химической реакции. На определённый компонент пробы Х воздействуют реагентом R, в результате чего образуется продукт реакции Р:
Х + R = Р ( 6–1 )
Все химические методы анализа можно разделить на три группы:
1. В первой группе методов измеряют количество образовавшегося продукта реакции Р: устанавливают массу продукта реакции путём взвешивания (гравиметрический анализ) ; измеряют интенсивность поглощения света раствором Р, она при некоторых условиях пропорциональна массе этого вещества (фотометрический анализ). Например, для определения железа гравиметрическим методом ионы осаждаются раствором аммиака:
Fe3+ + 3 NH3 + 3H2O = Fе(OH)3 + 3 NH4+ ( 6-2 )
Гидроксид железа затем переводят в оксид железа, который взвешивают. Для определения железа фотометрическим методом его можно перевести в роданид железа, окрашенный в красный цвет:
Fe3+ + 3SCN - = Fe(SCN)3 ( 6-3 )
Затем измеряют интенсивность окраски роданида железа.
2. Вторая группа методов основана на измерении количества реагента, израсходованного на реакцию с определяемым веществом Х.. Обычно измеряют объём раствора реагента, концентрация которого точно известна. Раствор реагента прибавляют до тех пор, пока не будет достигнуто эквивалентное соотношение между реагирующими веществами. Эти методы относятся к титрометрическим методам анализа. Применение титрометрических методов анализа иллюстрируется примером определения железа (II) титрованием перманганатом:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (6-4)
Небольшой избыток перманганата окрашивает раствор в розовый цвет.
3. В третьей группе методов фиксируют изменения, происходящие с самим определяющим веществом Х в процессе взаимодействия с реагентом R. К этой группе относят в частности, некоторые методы газового анализа. Так, содержание СО2 в сложной газовой смеси можно определить, измерив его объём до и после пропускания через раствор гидроксида натрия. Последний поглощает СО2 и уменьшение объёма смеси пропорционально содержанию СО2 в ней:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O (6-5)
Другая классификация методов химического анализа основана на типе химической реакции. Различают кислотно-основные реакции, реакции образования комплексных соединений и реакции окисления-восстановления.
1. Кислотно-основные реакции используют главным образом для прямого количественного определения сильных и слабых кислот и оснований или их солей. На таких реакциях основан метод кислотно-основного титрования (метод нейтрализации). В этом методе применяют в качестве реагентов растворы сильных кислот или оснований. Например, определение соляной кислоты титрованием раствором едкого натра:
HCl + NaOH = NaCl + H2O (6 – 6)
2. Реакции образования комплексных соединений. Определяемые вещества действием реагентов переводят в комплексные ионы или соединения. Так, при действии аммиака на ионы меди образуется комплексный аммиакат меди синего цвета. На реакциях комплексообразования основаны следующие методы разделения и определения.
Разделение посредством осаждения. Многие комплексные соединения, в частности те, которые образуются при действии органических реагентов, нерастворимы в воде. Это даёт возможность использовать комплексные соединения для разделения ионов на определённые группы. Так, ионы калия осаждают в виде комплексного соединения К3[Со(NO2)6], отделяя их от ионов натрия, магния, бария, стронция и др.
Метод экстракции. Нерастворимые в воде комплексные соединения нередко хорошо растворяются в органических растворителях – хлороформе, бензоле, диэтиловом эфире и др. Железо экстрагируется диэтиловым эфиром в виде комплексного соединения Н[FСl4]. Комплексные соединения определяют фотометрическими, титриметрическими и гравиметрическими методами.
3. Реакции окисления – восстановления. На реакциях этого типа основаны многие методы определения различных элементов, к ним относятся титриметрические, электрохимические, полярографические и кулонометрические методы анализа.