Анализ воды на тяжёлые металлы

Нет токсичных веществ, а есть токсичные дозы.
Парацельс

 

Металлы из окружающей среды попадают в организм человека с пищей и водой. По воздействию на организм металлы делятся на полезные и вредные.
"Тяжёлые металлы" обладают токсичными свойствами, пагубно влияют на здоровье.

Отходы химической, металлургической отраслей, вредные выбросы автомобилей, производств, котельных загрязняют воду, почву, атмосферу, увеличивают содержание тяжёлых металлов.

Меры защиты от загрязнений окружающей среды призваны сохранить здоровье человека и окружающую природу. Методы анализа питьевой воды на содержание токсичных веществ и тяжёлых металлов актуальны как для экологов, так и в быту.

 

Полезные металлы

К полезным относятся, например, золото, серебро, платина, медь. Они используются при лечении болезней, могут оказывать успокаивающее и терапевтическое действие. О том, почему серебро полезно для почек и печени, читайте тут: https://www.fungomoscow.ru/main.php?f=49. 

Некоторые металлы участвуют в биологических функциях, служат строительным материалом для скелета и тканей человека (калий, кальций, натрий, магний). Важна роль некоторых тяжёлых металлов, как железо, цинк, медь, молибден. Потребляя продукты, содержащие эти металлы или соли, человек восполняет необходимый баланс микроэлементов.

 

Вредные металлы

Вредными считаются тяжёлые металлы с большой атомной массой. В Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева они стоят дальше других.

К вредным тяжёлым металлам, которые наиболее часто отравляют организм человека, относят:

свинец, ртуть, кадмий, мышьяк.

 

Также нельзя допускать превышение дозы других тяжелых металлов: железо, цинк, медь.

 

Анализ воды на тяжёлые металлы

Водопроводная вода в разных городах имеет различные свойства. Она может обладать запахом хлорки, проходя очистку и хлорирование, иметь желтоватый или ржавый оттенок. Чтобы узнать подробнее свойства воды и содержание вредных металлов, необходим анализ.

Научные исследования воды предлагают две основные группы методов определения тяжёлых металлов:

  • электрохимические методы,
  • спектрометрические методы.

 

Электрохимические методы анализа воды

Электрохимические методы проводят в лабораториях на специальном оборудовании. Источником информации для анализа являются измерения вольт-амперных характеристик.

В исследуемый раствор (воду) погружают электроды. Измеряя электропроводность, сопротивление раствора, потенциал на электроде, силу тока, можно определить содержание того или иного элемента в воде с точностью до 1 миллиардной доли моль на литр (10e-9 моль/л). Проводя электролиз (окислительно-восстановительную реакцию) исследователи получают информацию о количестве вещества в единице объёма воды.

Известны следующие электрохимические методы:

  1. вольтамперометрические методы (измерение силы тока, напряжения)
  2. полярография - один из вольтамперометрических методов
  3. кондуктометрия (измерение сопротивления или электропроводности раствора)
  4. потенциометрия (измерение потенциала на электроде)
  5. кулонометрия (измерение количества вещества, задействованного в окислительно-восстановительной реакции)
  6. электрогравиметрия (измерение прироста веса на электроде после реакции катализа)
  7. контактный обмен металлов (цементация)
  8. внутренний электролиз
  9. титрование (амперометрическое, кулонометрическое титрование)

Подробнее об электрохимических методах: 
http://eurolabinstrument.ru/elektrohimicheskie_metody_analiza
http://crus55.narod.ru/10.htm

 

Электрохимические методы используются для производства измерительных приборов, с помощью которых можно оценить качество воды. Электрохимические методы позволяют определять содержание тяжёлых металлов с высокой точностью и в ироком диапазоне концентраций. Однако они трудоёмкие и дорогие.

 

Спектрометрические методы

Спектрометрические методы проще и быстрее, чем электрохимические. Основным источником информации о содержании веществ в воде - окраска после проведения химической реакции или гамма излучения.

Виды спектрометрических методов:

  1. Атомно-абсорбционная спектроскопия (АА) представляет собой группу методов химического анализа,основанных на изучении спектра излучения свободных атомов и ионов в газовой фазе.
  2. Фотометрический анализ (ФА) основан на поглощении электромагнитного излучения (света) в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях молекулами определяемого компонента или его соединений с реагентом.
  3. Флуорометрический (люминесцентный) анализ основан на измерении излучения возбужденными молекулами анализируемого вещества.
  4.  

Другие материалы о спектрометрических методах:
Атомная спектроскопия http://www.ncm.unn.ru/files/2015/11/applecture211.pdf
Анализ питьевой воды на тяжелые металлы https://www.scienceforum.ru/2017/pdf/31045.pdf
Атомно-абсорбционная спектрометрия http://www.nsu.ru/xmlui/bitstream/handle/nsu/9110/AAS.pdf
Пламенный и электротермический атомно-абсорбционный анализ с использованием спектрометра http://study.urfu.ru/Aid/Publication/7360/1/Pupyshev.pdf i81Birelo9$

 

Резюме

Качество воды напрямую влияет на здоровье человека. В Интернете можно найти видео домашних способов очистки воды, а также предложения лабораторного анализа.

Стандарты на общий состав и свойства питьевой воды предлагают точные требования к составу. СанПиН 2.1.4.1116-02 — для вод, расфасованных в ёмкости и СанПиН 2.1.4.1074-01 — для централизованных систем водоснабжения.

 

 

 

http://www.alhimik.ru/kunst/man's_elem.html

http://www.academlab.ru/uslugi-laboratorii/analiz-vody/dopolnitelnye-iss...

http://www.o8ode.ru/article/answer/method/metody_obnarugenia_tagelyh_met...