Примеры решения типовых задач
Пример 2.1. Провести сравнение методов определения нефтепродуктов в сточных водах ж.д.т., выбрать наиболее оптимальный метод анализа.
Решение
Для сравнения методов определения НП в сточных водах и выбора оптимального метода анализа необходимо исследовать имеющиеся методы по следующим параметрам:
1. Предел обнаружения - граница, при которой возможно обнаружить НП в сточных водах.
2. Избирательность метода - параметр, который позволяет при определении НП не иметь помех со стороны других компонентов, находящихся в сточных водах.
3. Точность определения - характеристика, включающая правильность анализа, относительно малую погрешность (ошибку).
4. Экспрессность - быстрота анализа, удобство, возможность проведения анализа в полевых условиях.
5. Стоимость метода – стоимость оборудования, для проведения анализа, реактивов, самой работы по проведению анализа.
6. Возможность автоматизации – необходимо для снижения трудозатрат, времени проведения анализа, а также в целях производственной безопасности.
Сравним 2 метода определения НП в сточных водах: УФ-спектрометрический и гравиметрический методы (см. Таблицу 2.1).
Таблица 2.1
Сравнительная характеристика методов определения НП в сточных водах
|
Характеристики Методов |
Методы |
|
|
Метод УФ-спектрометрии |
Гравиметрический метод |
|
|
Предел обнаружения |
0,1 мг/литр |
5 - 1000 мг/л |
|
Избирательность метода |
Не избирателен, происходит определение всех жиров и трудно идентифицировать именно НП |
Избирателен |
|
Точность определения |
Прост |
Сложен, трудоемок |
|
Экспрессность метода |
4 - 20 мин. |
Несколько часов |
|
Стоимость |
Стоимость УФ-спектрометра – 230 тыс. руб. |
Стоимость весов – 150 тыс. руб. |
|
Автоматизация |
Возможно автоматизировать, есть подключение к ПК и т.д. |
Не возможно автоматизировать |
Проанализировав таблицу 2.1, можно было бы сделать вывод, что наиболее подходящим будет метод УФ-спектрометрии, но данный метод не избирателен, что будет искажать конечный результат (завышать его), точность метода, по сравнению с гравиметрическим методом, также не высока. Следовательно, для определения НП в сточных водах ж.д.т. необходимо предпочесть гравиметрический метод анализа.
Приложение 5
Таблица П 5.1
Классификация и важнейшие характеристики методов
аналитических измерений, применяемых в мониторинге загрязнения
|
№ |
Аналитический метод |
Предел обнаружения, % |
Точность, % |
Определяемые компоненты (основные) |
Примечания |
|
1. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ |
|||||
|
1.1 |
Гравиметрия |
1–10 мкг |
0,1 |
Макрокомпоненты |
Точны и надежны, но длительны и низкочувствительны |
|
1.2 |
Титриметрия |
10-6 моль/л |
1,0 |
Макро- и полумикро компоненты |
|
|
2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ |
|||||
|
2.1 |
Полярография (вольтамперометрия) |
10-5–10-3 |
3 |
Следы металлов |
Специфичны, но средней чувствительности |
|
2.2 |
Физико-химическая (электро-, оптико- и т.д.) титриметрия |
10-6–10-4 |
0,3–1 |
Широкий круг соединений |
Традиционно широко распространены |
|
2.3 |
Молекулярнаяспектроскопия (фотометрия и спектрофотометрия в видимой и УФ области), хемилюминометрия |
10-7–10-3 |
5–10 |
Микрокомпоненты (следы металлов), органические соединения |
Просты и довольно широко применяемы |
|
2.4 |
Люминесцентные методы (спектро-флуориметрия и др.) |
10-8–10-3 |
1–10 |
Микрокомпоненты (металлыи органическиесоединения) |
Высокочувствительны |
|
2.5 |
Кинетические методы (хронометрия, каталиметрия) |
10-9–10-4 |
10–50 |
Ультрамикрокомпоненты (металлы и органические в–ва) |
Особо чувствительны, но не точны |
|
2.6 |
Радиометрия |
10-8–10-3 |
1–10 |
Следы элементов и органическихсоединений |
Требуют специальных условий работы и техники |
|
2.7 |
Рентгенофлуоресцентная спектрометрия |
10-3–10-2 |
1–2 |
Полумикрокомпоненты в почвах |
безопасности (ТБ) |
|
3. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ |
|||||
|
3.1. |
Инфракрасная спектроскопия |
10-3–10-2 |
5–10 |
Органические вещества, газы |
Высокоспецифичны |
|
3.2 |
Атомно-абсорбционная спектроскопия |
10-7–10-5 |
5–10 |
Переходные металлы |
Технически сложны, но высоко селективны |
|
3.3 |
Атомно-флуоресцентная спектроскопия |
10-9–10-6 |
5–10 |
Щелочные, щелочноземельные и переходные металлы |
Высокочувствительны |
|
3.4 |
Нейтронноактивационныйанализ |
до 10-7 |
2–10 |
Многие элементы и органические соединения |
Требуют специальных условий работы (ТБ) |
|
3.5 |
Ядерный и электронный магнитный резонанс |
10-3 |
1–5 |
Макрокомпоненты |
Специфичны, но низкочувствительны |
|
3.6 |
Масс-спектрометрия |
10-7–10-4 |
0,5–20 |
Следы элементов |
Точны и особенно высокочувствительны |
|
4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ |
|||||
|
4.1 |
Биологические, (биоиндикация, органолептические) |
высокочувствительны |
Качественное обнаружение |
Биологически активные вещества |
Специфичны и высокочувствительны, не количественны |
|
4.2 |
Ферментативные |
10-9–10-4 |
1–20 |
Ультрамикрокомпоненты (металлы и органика) |
Высокочувствительны, но длительны |
|
4.3 |
Иммуно-ферментные |
10-10–10-5 |
10–40 |
Ультрамикрокомпоненты |
Особо чувствительны и избирательны |
|
5. ГИБРИДНЫЕ (СМЕШАННЫЕ) МЕТОДЫ |
|||||
|
5.1 |
Экстракционные (всочетании с физико-химическими методами) |
10-9–10-6 |
10–30 |
Следы различных соединений на загрязненном фоне |
Высоко чувствительны, специфичны, но длительны |
|
5.2 |
Газовая хроматография |
10-3–10-2 |
5–10 |
Органические соединения |
Высокоспецифичны, очень широко применимы для анализа органических соединений и |
|
5.3 |
Жидкостная и газожидкостная хроматография |
10-7–10-4 |
2–20 |
Органические вещества |
смесей, но иногда очень длительны |
|
5.4 |
Хромато-масс-спектрометрия |
10-10–10-5 |
1–20 |
Следы элементов и органических соединений |
Особо высокочувствительны, точны и избирательны но самые дорого стоящие |
1Доверительная вероятность – вероятность, соответствующая доверительному интервалу.Доверительный интервал - интервал, в котором с определенной вероятностью находитсязначение случайной величины.