5. Другие методы анализа
Гравиметрический метод, являясь классическим, тем не менее, все еще применяется в экологическом мониторинге, например, для определения содержания механических примесей как органического, так и неорганического происхождения. Этот метод основан на измерении изменения массы фильтра до и после отбора на него пробы воздуха. Деление массы механических примесей, находящихся на фильтре, на объем пробы воздуха позволяет определить массовое содержание примесей в единице объема исследуемого газа. Подробнее с этим методом можно ознакомиться в источниках [37], [38].
В числе более современных методов можно указать масс-спектрометрический анализ, который заключается в ионизации газообразной пробы электронной бомбардировкой, после чего образующиеся ионы подвергаются воздействию магнитного поля. В зависимости от массы и заряда ионы отклоняются с различной скоростью и соответствующим образом разделяются. С подробностями данного метода можно ознакомиться в [39], [40].
Одним из самых современный и высокоэффективный в экологическом мониторинге методов в силу его одновременной высочайшей чувствительности и селективности является хромато-масс-спектрометрический анализ, к сожалению являющийся и самым «дорогим» с точки зрения его аппаратурного обеспечения. Метод обеспечивает решение различных задач по анализу многокомпонентных смесей в различных средах, в том числе в пробах воды. Сегодня этим методом удается определять в объектах окружающей среды одни из самых высокотоксичных соединений – диоксины и дибензофураны [41]. Такие уникальные возможности данный метод имеет благодаря тому, что является «гибридным» и сочетает в себе селективность хроматографии и чувствительность масс-спектрометрии. Подробности метода описаны в ряде специальных публикаций [42], [43].
. На рис. 6 приведен общий вод отечественного хромато-масс-спектрометра МХМС «Навал»
Рис. 6 Хромато-масс-спектрометр «Навал»
Разработка относится к области высоких технологий и включает создание на базе экспериментальных исследований ряда оригинальных устройств: малогабаритного магнитного масс-анализатора с двойной фокусировкой, скоростного термодесорбционного устройства ввода пробы, многоканальной хроматографической системы скоростного разделения веществ, компактной вакуумной системы на базе российских насосов. Вакуумная система полностью размещена в аналитическом блоке прибора.
Для интерпретации масс-спектров используется база данных, содержащая стандартные отклики на более чем 100 тысяч веществ. Функции управления, сбора и обработки данных выполняет внешний персональный компьютер. Габариты прибора аналогичны примерно двум чемоданам средних размеров, масса — 90 кг, потребляемая мощность — около 300 Вт.
На приборе можно анализировать как газообразные пробы, например, воздух, так и жидкие, к примеру — экстракты почв, продуктов питания и т.п. Основные режимы работы хромато-масс-спектрометра «Навал»: автоматическое обнаружение заданных веществ в пробе; измерение концентрации вещества в пробе; установление вида неизвестного вещества в пробе с помощью базы данных масс-спектров.
Прибор «Навал» предназначен, в первую очередь, для передвижных химических лабораторий. Вместе с тем, его можно рекомендовать и для использования в стационарных условиях, в порядке импортозамещения, для научно-исследовательских институтов, производственных предприятий и экологических служб различных уровней.
Кроме вышеуказанных физико-химических и физических методов аналитической химии для целей мониторинга применяются, хотя и значительно реже другие методы, в т.ч.: лазерная спектроскопия [44], [45], спектрометрия с индуктивно связанной плазмой [46], рентгенофлуоресцентный [47], рентгеноспектральный флуоресцентный [48], ЯМР-спектроскопия [49] и другие ядерно-физические методы [50], активационный [51], радиоактивационный [52] и радиохимический анализ [53], проточно-инжекционный [54], иммуноферментный [55] и кинетический анализ [56], [57], [58], а также классический химический анализ [59].
Дополнительные сведения о вышеперечисленных методах можно найти в специальной литературе по аналитической и экоаналитической химии [60], [61], [62], [63], [64].
На базе рассмотренных методов созданы многочисленные анализаторы газов и жидкостей для контроля загрязняющих веществ в воздухе производственной зоны и водно-хозяйственного режима промышленных предприятий в системах экологического мониторинга.
Приложение 1
Приборы радиационной и химической разведки