Способ определения гумусовых веществ в природных водах

 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определению гумусовых веществ в природных водах . С целью сокращения времени анализа , повышения точности и чувствительно сти способа вьщеление и концентрирование ведут обработкой анализируемой пробы диэтиламиноцеллюлозой, отфильтровЫванием целлюлозы и промы-.- ванием осадка 0,025 М раствора NaCl, затем щелочью. Осаждение гуминовых кислот ведут подкислением элюата до рН 4, нагреванием до 60°С. Последукяцее спектрофотометрирование ведут при длинах волн 330 и 360 нм. Время проведения анализа сокращается более чем в 20 раз при повьшении точности способа в 2-3 раза и чувствительности в 2-5 раз. 3 табл. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 11 4 С 01 N 21/78, 33/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ВСВ;()1р-.;--, -;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я.„" ц

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ БИБРН1) ;,;:,. (21) 4084026/23-04 (22) 19.05.86 (46) 30.03.88. Бюл. М 12 (71) Научно-исследбвательский гидрохимический институт (72) В.Н.Красюков и И.А.Лапин (53) 543.42.062 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 338848, .1972.

Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши/Под ред.

А.Д.Семенова. Л.: Гидрометеоиздат, 1977, с.468-474. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГУИУСОВЫХ

ВЕЩЕСТВ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ (57) Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определе„„SU„„1385041 A 1 нию гумусовых веществ в природных водах. С целью сокращения времени анализа, повышения точности и чувствительности способа выделение и концентрирование ведут обработкой анализируемой пробы диэтиламиноцеллюлозой, отфильтровыванием целлюлозы и промы-., ванием осадка 0,025 М раствора NaC1, затем щелочью. Осаждение гуминовых кислот ведут подкислением элюата до рН = 4, нагреванием до 60 С. Последующее спектрофотометрирование ведут при длинах волн 330 и 360 нм. Время проведения анализа сокращается более чем в 20 раз при повышении точности способа в 2-3 раза и чувствительности в 2-5 раз. 3 табл.

55

1 138

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения гумусовых веществ — гуминовых и фульвокислот в природных водах.

Целью изобретения является сокращение времени анализа и повышение точности и чувствительности способа.

Способ осуществляют следующим об-. разом.

Пробу воды объемом О, 1-1,0 л (объ-. ем пробы зависит от содержания гумусовых веществ) фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм или двойной бумажный фильтр "синяя лента", с применением вакуумного насоса при вакууме 20-40 мм рт.ст. После фильтрации пробу встряхивают 23 мин с 1-2 r подготовленной в виде суспензии анионообменной ДЭАЭ-целлюлозой, которую готовят следующим споcoboM. Диэтиламиноэтилцеллюлозу (ДЭАЭ целлюлозу) массой 100-150 г помещают в стакан на 1 л, который заполняют дистиллированной водой. Через 1 ч воду декантируют. Затем добавляют новую порцию дистиллированной воды и сорбент тщательно перемешивают.

После того, как основная масса анионита осядет, пиль и мелкие частицы сорбента удаляют вместе с водой. Очищенную от мелких частиц ДЭАЭ-целлюлозу помещают в воронку Бюхнера (бумажный фильтр "белая лента") и последовательно промывают следующими растворами: 250 мл 0,5 M раствора соляной кислоты; дистиллированной водой до нейтральной реакции (РН = 7,0); 250 мл

0,5 M раствора едкого натра; дистиллированной водой до нейтральной реакции (РН = 7,0). Эти операции повторяют дважды, после чего ДЭАЭ-целлюлозу промывают 50 мл этилового спирта.

Очищенный таким образом сорбент при-. водят в рабочее состояние (ОН-форма) пропусканием 200 мл и 0,5 И раствора едкого натра и дистиллированной воды до нейтральной реакции (РН = 7,0).

ДЭАЭ-целлюлозу считают готовой к работе. Хранить ее следует в виде суспензии в дистиллированной воде, помещенной в колбу с притертой пробкой, не более 3-х месяцев. Такое количество сорбента достаточно для выполнения

100-150 анализов.

Затем пробу с ДЭАЭ-целлюлозой фильтруют через бумажный фильтр "белая лента", Осадок на фильтре сообен5041 2 та промывают 15-25 мл 0,025 И раствора хлористОго натрия для удаления низкомолекулярных органических кислот и фенолов, высушивают и переносят в стеклянный бюкс. В таком виде, в случае необходимости, сорбент может храниться в течение года.

Повышение концентрации ваствопа хлористого натрия даже незначительное — до 0 03 M приводит к частичной десорбции фульвокислот (до 10 ).

Дальнейшее повышение концентрации раствора хлористого натрия может при15 вести к почти 50 десорбции фульвокислот °

ДЭАЭ-целлюлозу с сорбированными, гумусовыми веществами на фильтре промывают 5-10 мл 0,3 M раствора едкого

20 натра. Повышение концентрации едкого натра также приводит к частичной потере фульвокислот. Щелочной раствор гумусовых веществ из колбы Бунзена переносят в плоскодонную колбу на

25 50 мл с притертой пробкой и падкисляют концентрированной соляной кислотой до pH = 4,0. Подкисленный концентрат о подогревают на водяной бане при 60 С в течение 45 мин. Повышение темпера-..

30 туры приводит к деструкции анализируемых соединений.

Выпавшие в осадок гуминовые кислоты отделяют фильтрацией под вакуумом.

В данном случае желательно применять мембранный фильтр (0,45 мкм). Фильтрат, содержащий раствор фульвокислот, помещают в мерный цилиндр на 25 мл, величину РН доводят до 8-9 единиц

0,5 И раствором едкого натра, объем

40 раствора фульвокислот тщательно измеряют. Гуминовые кислоты на фильтре растворяют 5-10 мл 0,01 M раствора едкого натра и переносят в мерный цилиндр на 25 мл и 0,5 M раствором

45 соляной кислоты доводят РН до значения 8-9. В подготовленных таким образом растворах гуминовых и фульвокислот измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при фиксированных длинах волн: 330 и 360 нм против дис тиллированной воды в кварцевых кюветах с толщиной слоя 1 см, Расчет концентраций гуминовых и фульвокислот в мг/л по Сорг. выполняют по следующим уравнениям: гк (Оь92+26 80Дззо + 7 50Дз,о

Ve V„

138504 1 где Д

0,92;

26,8, 7,5 и 7,0

Таблица 1

15,094 16 5

18,08

27,676 53, 1

8,681 14,1

9,04

14,586 61,3 Р" 26, 80 Д мо — 7д00 Д во

2

1 оптическая плотность раствора,при соответствующей .длине волны; объем раствора концентрата гуминовых или фульвокислот, мл; 1О объем пробы, взятой для анализа, мл:

15 — коэффициенты корреляционных уравнений, связывающие концентрацию образцов гуминовых и фульвокислот с значениями. оптических плотностей их 20 растворов при длинах волн

330 и 360 нм, при которых погрешности измерений концентраций гуминовых и фульвокислот минимальны.

Модельные растворы готовят на 3-х образцах гуминовых кислот с известным содержанием углерода и из 2-х образцов углерода с известным содержанием углерода. 30

Результаты определения содержания фульвокислот по предлагаемому и известному способам представлены в табл. 1.

Результаты определения содержания гуминовых кислот по предлагаемому и известному способам представлены в табл. 2.

Время анализа составляет 1ч 20 мин1 ч 30 мин. 40

Чувствительность предлагаемого способа определения гуминовых и фульвокислот составляет 0,01 мг С/л и

0,01 мг С/л соответственно. Однако в данный способ включены такие опера- 45 ции, которые позволяют при необходимости определять еще более низкие концентрации. Процедура встряхивания сорбента с пробой воды объемом 2 л практически не сказывается на времени эксперимента, который удлиняется

1 не более чем на 2 мин. Использование пробы 3-5 л занимает 10-12 мин дополнительно.

Ошибки составляют: для гуминовых кислот в диапазоне концентраций 0,0110,0 мгС/л — 10X при п = 60; для фульвокислот в диапазоне концентраций 0,01-30,0 мгС/л - 5X при и = 60.

Сравнительные характеристики предлагаемого и известного способов определения гумусовых кислот в природных водах приведены в табл. 3.

Время проведения анализа сокращается более чем в 20 раз при повьппении точности способа в 2-3 раза и чувствительности в 2-5 раз °

Формула изобретения

Способ определения гумусовых веществ в природных водах, включающий .их выделение и концентрирование, отделение гуминовых кислот от фульвокислот осаждением и спектрофотометрирование раствора, о т л и ч а ю .— шийся тем, что, с целью сокращения времени анализа, повьппения точности и чувствительности способа, выделение и концентрирование ведут обработкой анализируемой пробы диэтиламиноцеллюлозой,отфильтровыванием целлюлозы и промыванием осадка 0,025 M раствором хлористого натрия, затем щелочью, осаждение гуминовых кислот ведут подкислением элюата до рН = 4, нагреванием до 60 С и спектрофотометрирование ведут при длинах волн 330 и 360 нм.

1385041

4,52

7,623

4,268

68,7

2,26

14,8

88,8

5,33

0,2

Ф

107,2

2,665

1,333

1,6

5,522

3,4

1, 13 .

59,288

49,204

27,83

3,0

10,2

53,8

28,1

38,42

25,26

9,2

" 5,8

9,5

20,75

15,424

6,4

18,938

8,5

5,7

8,3

13,45

14,573

3,1 .

13,027

11,475

5,,7

7,9

3,3

23,6

8,0

10,37

9,6

7,2

3,2

3,8

5,2

7,356

7,566

7,8

7,75

5,7

6,335

5,947

3,3

5,795

5,597

5,992

5,674

4,8

2,4

4,461

1,924

5, 31?

2,707

1,378

1, 504

52,20

41,97

23,79

17,731

14,203 13,387

10,652 10,047

10,0875 9,858

7,9892 7,723

Продолжение табл.!

10,626 99,4

2,871 115,4

2,695 138,5

Таблица 2

10,880

11,869

8,564

7,963

8,7?7 21,9

138504.1 8

Продолжение табл. 2

7,7

19,2

0,9

4,7

0,7

19,3

7,4

3 5

0,03

3,04

3,49

1.4, 8

15,5

1,0 гуминовые кислоты

0,02

0,01 фульвокислоты

0,05

0,01 гуминовые кислоты фульвокислоты

Время анализа, ч: единичная проба

1,5 серия из

10 проб

2-3

5,4 5,81

4,494 4,448

4,256 4,68

4,05 3,749

3, 192 3,221

2,394 2,368

Характеристики способаПредел обнаружения, мгС/л

Относительное

° стандартное отклонение,Ж:

6,435

4,708

4,395

4,833

3,080

3,512

2,285

Таблица 3

Способ определения гумусовых веществ в природных водах

Предла- Известгаемый ный

10 (п=60) 20 (n20) 5 (п=60) 15 (п=20)