- •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
6.3.4. Вольтамперметрия
Вольтамперметрия – различные электрохимические методы анализа растворов, основанные на измерении и построении кривых зависимости силы проходящего через растворы тока от напряжения между индикаторным электродом и неполяризующимся электродом сравнения. Различают вольтамперметрию при контролируемом напряжении (полярография) или при контролируемой силе тока (амперометрическое титрование).
По методу полярографии измеряют ток, поддерживая постоянным или непрерывно изменяя напряжение, накладываемое на электрическую ячейку. Если определяемое вещество способно к реакции на электроде, то на кривой сила тока - напряжение (точнее сила тока – потенциал электрода), на так называемой полярограмме, наблюдается диффузионная волна окисления или восстановления. Высота волны при прочих равных условиях, пропорциональна концентрации вещества. При наличии нескольких ионов в растворе можно получить последовательно ряд волн (так называемый полярографический спектр). Измерение обычно проводят на ртутном капельном электроде или на платиновом микроэлектроде. Этим методом можно определить практически все катионы металлов, многие анионы, органические и неорганические вещества, способные к электрохимическому окислению или восстановлению.
6.4. Спектральные методы анализа
Спектральный анализ основан на исследовании спектра атомов (ионов) и молекул. Различают атомно-эмиссионный и атомно-абсорбционный спектральные анализы.
6.4.1. Атомно-эмиссионный спектральный анализ
Атомно-эмиссионный спектральный анализ представляет собой метод определения качественного и количественного состава вещества по спектрам излучения атомов и ионов. Спектры излучения наблюдают на специальных оптических приборах, сжигая исследуемые пробы при высоких температурах в таких источниках энергии, как газовое пламя, электрическая дуга постоянного и переменного тока, высоковольтная дуга и т. п. При сжигании проб происходит испарение и диссоциация исследуемых веществ на атомы и ионы, которые находясь в возбуждённом состоянии, дают спектры излучения. Каждый элемент обладает специфическим спектром излучения, с характерными линиями определённой длины волны. Установление этих линий в спектре проб позволяет определить их качественный состав, то есть провести качественный спектральный анализ. Сравнивая интенсивность спектральных линий элементов в пробе с интенсивностью тех же линий в спектре эталонов (стандартов) с известной концентрацией определяемых элементов, производят количественные измерения состава проб. Метод возбуждения спектров с помощью пламени имеет особое значение для определения микроколичеств щелочных, щелочноземельных металлов (предел обнаружения 0,001-1 мкг/л).
6.4.2. Атомно-абсорбционный спектральный анализ
Атомно-абсорбционный спектральный анализ является одним из основных методов определения тяжелых металлов в пробах окружающей среды. Метод основан на резонансном поглощении света свободными атомами, возникающими при пропускании пучка света через слой атомного пара. Из методов атомизации наибольшее распространение получил пламенный способ. В качестве окислителей используют воздух, кислород и закись азота, а в качестве топлива – пропан, ацетилен и водород. Наибольшее распространение получило воздушно – ацетиленовое пламя (2200-2400єС), которое позволяет определить многие высокотоксичные металлы (Pb; Cd; Zn; Cu; Cr и др.). Для определения элементов с более высокой температурой парообразования (Al; Be; Mo и др.). Широкое признание получила смесь закись азота – ацетилен (3100-3200єС).
Более дешевыми, безопасными и эффективными оказались электротермические атомизаторы (графитовая печь, графитовая кювета). Этот метод обеспечивает низкие пределы обнаружения по многим элементам (до 10-12 - 10-14 г/см3). Примеры: экстракционное атомно – абсорбционное определение микроэлементов в морской воде, определение паров ртути в воздухе.