3.6.1. Фотометрический метод анализа проб
Фотометрия или калориметрия метод, при котором поглощение света измеряют главным образом в видимой области спектра, реже - в ближних УФ и ИК-областях (т. е. в интервале длин волн от ~ 315 до ~ 980 нм), а также для выделения нужного участка спектра (шириной 10-100 нм) используют узкополосные светофильтры. [33]
Принцип фотометрии основан на пропускании света с определенной длинной волны через кювету с биологической пробой. Фотометрия измеряет световой поток отразившийся от биопробы. Длина волны подбирается таким образом, чтобы поглощение света для данной реакционной смеси было максимальным.
Каждое вещество поглощает излучение с определенными (характерные только для него) длинами волн, т.е. длина волны поглощаемого излучения индивидуальна для каждого вещества, и на этом основан качественный анализ по светопоглошению.[12] В данном случаи для измерения массовой концентрации оксидов азота использовался светофильтр с длинной волны 540 нм, для измерения концентрации гидроксида натрия светофильтр с длиной волны – 590 нм, для измерения растительного масла - 400 нм.
Основой количественного анализа является закон Бугера-Ламберта-Бера, который связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с концентрацией этого вещества и толщиной слоя:
(2),
и с другой стороны :
А = –lg (I / I0) = –lg T (3)
Где А – оптическая плотность вещества;
I0 и I – интенсивность потока света, направленного на поглощающий раствор и прошедшего через него соответственно;
с – концентрация вещества, моль/л;
l – толщина светопоглощающего слоя;
e - молярный коэффициент светопоглощения (экстенции);
T - коэффициент пропускания, который характеризует уменьшение интенсивности света, прошедшего через раствор.[3]
В соответствии с формулами (2) и (3) зависимость оптической плотности от концентрации раствора графически выражается выходящей из начала координат прямой линией, тангенс угла наклона которой равен коэффициенту поглощения. Также следует отметить, что данный закон справедлив только для монохроматического света.
Для определения концентрации анализируемого вещества существует несколько методов, такие как: молярного коэффициента светопоглощения; добавок; дифференциальной фотометрии; фотометрического титрования. Но самым широко используемым является метод построения калибровочного (градуировочного) графика. В процессе анализа отобранных проб загрязняющих веществ от источников гостиницы «Октябрьская» также использовался именно этот метод.
Калибровочный график строиться обязательно перед проведением каких-либо исследований. Предварительно были приготовлены 5 разведенных известной концентрации растворов искомого вещества и определены в кювету фотометра.
Фотометр – прибор, использующийся для определения искомого вещества в исследуемой среде и (или) вычисления его концентрации, либо активности, используя изменение окраски реакционной смеси (либо интенсивности окраски, т.е. ее оптической плотности). [2]
Далее полученные результаты оптической плотности заносились на калибровочный график. График строят, откладывая на оси абсцисс содержание вещества в мкг, а на оси ординат - оптическую плотность растворов. Таким образом, определив массу того или иного вещества в известном объеме пробы можно определить его концентрацию по формуле (4):
С= m/ Vн.у. (4),
Где С - концентрация искомого вещества , мг/м3;
m – значение массы, определенное с использованием калибровочного графика, мг;
V – объем пробы, (н.у.: t=0oC, P0=760 мм.рт.ст.) м3.
После того как концентрация была определена, ее значение фиксировалось лаборантом НППФ «Экосистема» в «Протокол измерения концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах в атмосферу».