2. Методы экоаналитического контроля

В этом разделе будет дана общая характеристика методов, используемых в экоаналитическом контроле. В курсе аналитической химии приводили следующую классификация методов определения:

1. Химические методы – основаны на химических и электрохимических реакциях определяемых компонентов с органическими и неорганическими реагентами. Сюда относят гравиметрические, титриметрические, электрохимические, фотометрические (и близкие к ним), кинетические, биохимические методы.

2. Физические методы – измеряют сигналы, возникающие вследствие физических процессов. Например, спектроскопические, масс-спектроскопические, радиоаналитические (ядерно-физические) методы.

3. Биологические методы.

На практике также широко применяют термин «инструментальные методы анализа». Инструментальными называют любые методы определения и обнаружения, в которых используют измерительные

приборы (кроме аналитических весов). Научного обоснования такое определение не имеет. Под приведенное выше определение попадают и чисто физические методы (например, ядерно-физические), и методы, основанные на химических реакциях, например, полярография, т.е. почти все методы кроме классических химических (гравиметрия и титриметрия), да еще биологических, основанных на применении индикаторных организмов.

4. Физико-химические методы. Это инструментальные методы, связанные с применением химических реакций.

Классификация эта достаточно условная, но традиционная и имеет смысл при характеристике аналитических возможностей методов экоаналитической химии (табл. 1).

Таблица 1. Общая характеристика методов анализа объектов окружающей среды

Показатель		Методы анализа
	химические	физико-химические	физические
Минимальная
Определяемая	0,1 – 1	0,005 – 0,05	0,001 – 0,01
концентрация (без
концентрирования),
мг/л
Точность, отн.%	0,01 - 0,5	1 - 10	2 - 20
Селективность	хорошая	высокая	очень высокая
Длительность анализа (без подготовки пробы), мин	30 – 200	15 – 60	10 – 30
Стоимость измери-тельной аппаратуры в относит. единицах	1	20 – 100	100 – 500
Возможность быстрого выполнения массовых анализов	низкая	средняя	высокая
Необходимость обслуживающего персонала	не требуется	желательна	обязательна
Возможность автоматизации	низкая	средняя	высокая

Приведенные данные очень условны. Возможности измерения аналитического сигнала у того или иного метода часто зависят от химического состава объекта анализа.

Видно, что наиболее точными и дешевыми являются химические методы анализа, но они длительны и малопродуктивны, не поддаются автоматизации. Наиболее чувствительными являются физические методы, но они требуют дорогой и сложной в эксплуатации аппаратуры. Наибольший удельный вес при экологическом контроле имеют физико-химические методы.

В ряде случаев (при анализе малодоступных и токсичных объектов, биологических проб) при классификации методов анализа важно учитывать массу вещества, которую необходимо взять для анализа. С этой точки зрения экоаналитические методы можно классифицировать следующим образом:

– макрометоды (для анализа требуется 0,1 г пробы и более); – молумикрометоды (0,01 – 0,1 г); – микрометоды (0,01 – 0,001 г); – ультрамикрометоды (10^–6 г); – субмикрометоды (10^–9 г).

Методы, в которых используют 10^–3 г вещества и менее, применяют в анализе биологических проб, препаратов с высокой радиоактивностью, высокой токсичностью. Работу обычно проводят с использованием специальных манипуляторов, под микроскопом, в особых боксах.

Для экоаналитических методов очень важной характеристикой является возможность определять токсичные микрокомпоненты. Эту возможность того или иного метода характеризует предел обнаружения метода. Если содержание компонента в анализируемом объекте менее 0,01%, то такой компонент называется следовым. При содержании 10^–10-10^–13 г говорят о микроследах; 10^–13-10^–16 – наноследы и 10^–16-10^–18 – пикоследы.

Содержание следовых компонентов в экоаналитике принято выражать в следующих единицах:

1 ppm – часть на миллион (млн^–1) = 1/10⁶ = 10^–4%

1ppb – часть на миллиард = 1/10⁹ = 10^–7%

1 ppt – часть на триллион = 1/10¹² = 10^–10%

Нижняя граница определяемых содержаний (характеристика

абсолютного предела обнаружения) разных методов представлена в табл.2.

Таблица 2. Нижняя граница определяемых содержаний (НГОС) экоаналитических методов

Метод анализа	НГОС, г
Радиофизические методы (радиоактива-ционный, метод изотопного разбавления, нейтронно-абсорбционный и др.	10-16
Масс-спектрометрия	10-14 – 10-15
Лазерная спектроскопия	10-14
Кинетические методы	10-13
Газовая хроматография	10-13
Электротермическая атомная абсорбция	10-13 – 10-14
Инверсионная вольтамперометрия	10-12
Атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой	10-11
Пламенная фотометрия	10-11
Спектрофотометрия	10-10 – 10-11
Полярография	10-10
Титриметрия	10-9 – 10-10
Рентгенофлуоресцентный метод	10–9
Гравиметрия	10–9