RU2065151C1 - Laser-luminescent analyzer - Google Patents

Laser-luminescent analyzer Download PDF

Info

Publication number
RU2065151C1
RU2065151C1 RU93039172A RU93039172A RU2065151C1 RU 2065151 C1 RU2065151 C1 RU 2065151C1 RU 93039172 A RU93039172 A RU 93039172A RU 93039172 A RU93039172 A RU 93039172A RU 2065151 C1 RU2065151 C1 RU 2065151C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
laser
quartz plate
photomultiplier
output
Prior art date
Application number
RU93039172A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93039172A (en
Inventor
Г.И. Романовская
Н.А. Лебедева
Original Assignee
Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского filed Critical Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского
Priority to RU93039172A priority Critical patent/RU2065151C1/en
Publication of RU93039172A publication Critical patent/RU93039172A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2065151C1 publication Critical patent/RU2065151C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: analytical chemistry. SUBSTANCE: invention can find use in determination of polyaromatic hydrocarbons in natural, drinking water and sewage and makes it possible to determine quickly trace quantities of polyaromatic hydrocarbons at room temperature with high sensitivity and minimal time of preparation of samples under dynamic conditions. Laser-luminescent analyzer has laser with pulse generator, quartz plate placed along laser axis, primary light filter, working dish positioned uniaxially to it, secondary light filter and photomultiplier mounted in sequence by its side surface. The latter is connected to power supply source and signal registration unit. Analyzer is provided with second quartz plate put uniaxially to first quartz plate, primary light filter, cylindrical comparison dish placed uniaxially to it, secondary light filter and photomultiplier positioned in sequences by its side surface, pump connected with pipe-line to lower part of working dish, pipe-line connecting upper part of working dish to lower part of comparison dish and unit for analog processing of signals. Input of unit is connected to outputs of photomultipliers and its output is linked to input of signal registration unit. Output of power supply source is connected to input of second photomultiplier and output of pulse generator is connected to input of unit for analog processing of signals. Lengths l0,l1 of pipe-line connecting correspondingly pump with working dish and dishes are determined by formulas. EFFECT: reduced time of analysis, enhanced authenticity of it. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения полиароматических углеводородов (ПАУ) в природных, питьевых и сточных водах. The invention relates to analytical chemistry and can be used to determine polyaromatic hydrocarbons (PAHs) in natural, drinking and wastewater.

Известен лазерно-люминесцентный анализатор, включающий блок возбуждения люминесценции, блок размещения образца и блок регистрации сигнала [1] Блок возбуждения люминесценции состоит из лазера (например, ЛГИ-21) с блоком питания и зеркала, установленного по оси лазера. Блок размещения образца состоит из кожуха, имеющего в верхней части окно для лазерного луча и на боковой поверхности окно с линзой, сосуда Дюара, установленного в кожухе, и пробирки с образцом расположенной в сосуде коаксиально верхнему окну. Блок регистрации сигнала включает последовательно соединенные спектрометр (ДФС-12), имеющего фотоумножитель (ФЭУ-17А), усилитель фототока (У5-9) и самописец (КСП-4). A known laser-luminescent analyzer including a luminescence excitation unit, a sample placement unit and a signal registration unit [1] The luminescence excitation unit consists of a laser (eg, LGI-21) with a power supply and a mirror mounted along the laser axis. The sample placement unit consists of a casing having a window with a lens in the upper part and a window with a lens on the lateral surface, a Duar vessel installed in the casing, and test tubes with the sample located in the vessel coaxially to the upper window. The signal recording unit includes a series-connected spectrometer (DFS-12) having a photomultiplier (FEU-17A), a photocurrent amplifier (U5-9) and a recorder (KSP-4).

Недостатками известного анализатора является невозможность проведения измерения содержания ПАУ в потоке при комнатной температуре и без предварительной пробоподготовки. Кроме того, анализатор имеет большие габариты за счет наличия стандартного спектрометра (ДФС-12), что не позволяет его использовать в полевых условиях. The disadvantages of the known analyzer is the inability to measure the content of PAHs in the stream at room temperature and without preliminary sample preparation. In addition, the analyzer has large dimensions due to the presence of a standard spectrometer (DFS-12), which does not allow it to be used in the field.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является лазерно-люминесцентный анализатор, включающий лазер с генератором импульсов, расположенную по оси лазера кварцевую пластину, первичный светофильтр, размещенную ему соосно цилиндрическую рабочую кювету, установленные к ее боковой поверхности последовательно вторичный светофильтр и фотоумножитель, соединенный с источником питания для определения урана в водах. The closest technical solution to the proposed one is a laser-luminescent analyzer, including a laser with a pulse generator, a quartz plate located along the laser axis, a primary filter, a coaxial cylindrical working cell placed to it, a secondary filter and a photomultiplier connected to a power source mounted to its side surface for the determination of uranium in waters.

Анализатор предназначен для определения урана в водах. The analyzer is designed to determine uranium in waters.

Недостатком известного анализатора является невозможность экспрессного определения следовых количеств ПАУ из-за собственного свечения природных, питьевых и сточных вод. A disadvantage of the known analyzer is the impossibility of rapid determination of trace amounts of PAHs due to its own glow of natural, drinking and wastewater.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка лазерно-люминесцентного анализатора определения микроколичеств природных и питьевых вод, удовлетворяющего следующим требованиям: экспрессное определение следовых количеств ПАУ при комнатной температуре с высокой чувствительностью и минимальным временем пробоподготовки. The objective of the proposed technical solution is the development of a laser-luminescent analyzer for determining the micro quantities of natural and drinking water, which satisfies the following requirements: rapid determination of trace amounts of PAHs at room temperature with high sensitivity and minimal sample preparation time.

Указанная задача решается тем, что лазерно-люминесцентный анализатор, включающий лазер с генератором импульсов, расположенную по оси лазера кварцевую пластину, первичный светофильтр, размещенную ему соосно цилиндрическую рабочую кювету, установленные у ее боковой поверхности последовательно вторичный светофильтр и фотоумножитель, соединенный с источником питания и блоком регистрации сигнала, дополнительно снабжен кварцевой пластиной, расположенной соосно первой кварцевой пластине, первичным светофильтром, размещенной соосно ему цилиндрической кюветой сравнения, установленными у боковой ее поверхности последовательно вторичным светофильтром и фотоумножителем, перистальтическим насосом, соединенным трубопроводом с нижней частью рабочей кюветы, трубопроводом, соединяющим верхнюю часть рабочей кюветы, трубопроводом, соединяющим верхнюю часть рабочей кюветы с нижней частью кюветы сравнения, и блоком аналоговой обработки сигналов, вход которого соединен с выходами фотоумножителей и выход с входом блока регистрации сигналов, при этом выход источника питания соединен с входом второго фотоумножителя, а выход генератора импульсов соединен с входом блока аналоговой обработки сигналов, причем длина lo, l1 трубопроводов, соединяющих соответственно насос с рабочей кюветой и кюветы определяют по формулам

Figure 00000002
(1)
где τ1 время получения аналитического сигнала;
V скорость подачи потока пробы;
Vк объем кювет;
S площадь сечения трубопроводов
Figure 00000003
(2)
где τ время релаксации системы,
Figure 00000004
объем трубопровода, соединяющего насос с рабочей кюветой.This problem is solved by the fact that the laser-luminescent analyzer, which includes a laser with a pulse generator, a quartz plate located along the laser axis, a primary filter, a coaxial cylindrical working cell placed on it, a secondary filter and a photomultiplier connected to the power source and installed in series with it the signal registration unit is additionally equipped with a quartz plate located coaxially with the first quartz plate, a primary filter, placed coaxially with it an analog comparison cuvette, sequentially mounted on its side surface with a secondary filter and a photomultiplier, a peristaltic pump connected by a pipe to the lower part of the working cell, a pipe connecting the upper part of the working cell, a pipe connecting the upper part of the working cell to the lower part of the comparison cell, and an analog block signal processing, the input of which is connected to the outputs of the photomultipliers and the output with the input of the signal registration unit, while the output of the power source is connected inen with the input of the second photomultiplier, and the output of the pulse generator is connected to the input of the analog signal processing unit, the length l o , l 1 of the pipelines connecting the pump to the working cell and the cells, respectively, are determined by the formulas
Figure 00000002
(one)
where τ 1 the time of receipt of the analytical signal;
V flow rate of the sample stream;
V to the volume of the cell;
S cross-sectional area of pipelines
Figure 00000003
(2)
where τ is the relaxation time of the system,
Figure 00000004
the volume of the pipeline connecting the pump to the working cell.

Благодаря наличию в анализаторе двухлучевой системы, позволяющей увеличить отношение сигнал-шум, а также выполнению трубопроводов определенной длины, заявляемое техническое решение приобретает новые свойства, получение которых не обеспечивает прототип и другие технические решения, а именно создается возможность определять микроколичества ПАУ на фоне собственного свечения природных и питьевых вод. Due to the presence of a two-beam system in the analyzer, which allows to increase the signal-to-noise ratio, as well as the implementation of pipelines of a certain length, the claimed technical solution acquires new properties, the receipt of which does not provide a prototype and other technical solutions, namely, it is possible to determine the microquantities of PAHs against the background of their own natural glow and drinking water.

Для обеспечения воспроизводимости и правильности результатов анализа в соответствии с приведенными выше формулами (1) и (2), параметры анализатора, а именно: объем измерительной кюветы и кюветы сравнения, длина трубопроводов lo и l1 и площадь сечения трубопровода S выбирают таким образом, чтобы при фиксированной скорости прокачивания исследуемого раствора (например, V 1 мл/с) время отклика прибора τ1 было равным 15-20 с, а время релаксации τ 120 с. Причем значение t сохраняется при достижении трубопровода l1 2 с. Указанные значения t1 и τ можно считать оптимальными, обеспечивающими экспрессность анализа на предлагаемом анализаторе.To ensure reproducibility and correctness of the analysis results in accordance with the above formulas (1) and (2), the parameters of the analyzer, namely: the volume of the measuring cuvette and the comparison cuvette, the length of the pipelines l o and l 1 and the cross-sectional area of the pipeline S is chosen in such a way so that at a fixed pumping rate of the test solution (for example, V 1 ml / s), the response time of the device τ 1 was equal to 15-20 s, and the relaxation time τ 120 s. Moreover, the value of t is maintained when the pipeline reaches l 1 2 s. The indicated values of t 1 and τ can be considered optimal, ensuring the expressness of the analysis on the proposed analyzer.

Значение h (указанное на чертеже) соответствует размеру окна ФЭУ для того, чтобы было максимальное заполнение световым потоком последнего. The value of h (indicated in the drawing) corresponds to the size of the PMT window in order to maximize the filling with the light flux of the latter.

При расчете lo и l1 исходят из целесообразности минимальное время отклика и минимальное время релаксации.In the calculation of l o and l 1 proceed from the feasibility of the minimum response time and minimum relaxation time.

Предложенный анализатор позволяет определять микроколичества ПАУ в реальных объектах (природные, питьевые воды) при комнатной температуре в проточном режиме с пределом обнаружения менее 10-9 г/мл.The proposed analyzer allows you to determine the micro quantities of PAHs in real objects (natural, drinking water) at room temperature in a flow mode with a detection limit of less than 10 -9 g / ml.

На чертеже представлен общий вид анализатора. The drawing shows a General view of the analyzer.

Лазерно-люминесцентный анализатор состоит из лазера 1, генератора импульсов 2, расположенной по оси лазера кварцевой пластины 3, первичного светофильтра 4, размещенной ему соосно цилиндрической рабочей кюветы 5, установленных у ее боковой поверхности последовательно вторичного светофильтра 6 и фотоумножителя 7, имеющего источник питания 8. Анализатор также имеет кварцевую пластину 9, расположенную соосно первой кварцевой пластине 3, первичный светофильтр 10, размещенную соосно ему цилиндрическую кювету сравнения 11, установленный к боковой ее поверхности последовательно вторичный светофильтр 12 и фотоумножитель 13, перистальтический насос 14, соединенный трубопроводом 15 с нижней частью рабочей кюветы 5, трубопровод 16, соединяющий верхнюю часть рабочей кюветы 5 с нижней частью кюветы сравнения 11, блок аналоговой обработки сигналов 17, вход которого соединен с выходами фотоумножителей 7 и 13 и выход с входом блока регистрации сигналов 18, выполненный в виде цифрового вольтметра или самописца. Выход генератора импульсов 2 соединен с входом в блок аналоговой обработки сигналов 17. The laser-luminescent analyzer consists of a laser 1, a pulse generator 2, located along the axis of the laser of the quartz plate 3, a primary filter 4, placed coaxially to the cylindrical working cell 5, installed at its side surface of a sequentially secondary filter 6 and a photomultiplier 7 having a power source 8 The analyzer also has a quartz plate 9 located coaxially with the first quartz plate 3, a primary filter 10, placed coaxially with the cylindrical comparison cuvette 11, mounted to the side e surfaces are sequentially a secondary filter 12 and a photomultiplier 13, a peristaltic pump 14 connected by a pipe 15 to the lower part of the working cell 5, a pipe 16 connecting the upper part of the working cell 5 to the lower part of the comparison cell 11, an analog signal processing unit 17, the input of which is connected to the outputs of the photomultipliers 7 and 13 and the output with the input of the signal recording unit 18, made in the form of a digital voltmeter or recorder. The output of the pulse generator 2 is connected to the input of the analog signal processing unit 17.

Известно, что большинство ПАУ поглощают в области 250-400 нм, а спектры люминесценции этих соединений расположены в области 350-550 нм. В качестве первичных светофильтров 4 и 10 были выбраны ультрафиолетовое стекло (УФС-2), пропускание которых в полосе 337 нм равно 80% Выбор светофильтра обусловлен спектральной характеристикой источника возбуждения, в качестве которого используют азотный лазер 1 ЛГИ-21 ( 337 нм). Для подавления сопутствующих сигналов рассеянного возбуждения излучения и спонтанного комбинационного рассеяния при определении ароматических органических соединений с сопряженными связями (например, полициклических, гетероциклический углеводородов) используют вторичные светофильтры желто-зеленое стекло (ЖЗС-6) и сине-зеленое стекло (СЗС-21), которые пропускают излучение всех исследуемых веществ и не пропускают полосу комбинационного рассеяния воды (380 нм). It is known that most PAHs absorb in the region of 250-400 nm, and the luminescence spectra of these compounds are located in the region of 350-550 nm. As the primary filters 4 and 10, ultraviolet glass (UFS-2) was selected, the transmission of which in the 337 nm band is 80%. The choice of the filter is due to the spectral characteristic of the excitation source, which is used as an LGI-21 nitrogen laser (337 nm). To suppress the accompanying signals of scattered radiation excitation and spontaneous Raman scattering when determining aromatic organic compounds with conjugated bonds (for example, polycyclic, heterocyclic hydrocarbons), secondary filters are yellow-green glass (ZhZS-6) and blue-green glass (SZS-21), which transmit radiation of all investigated substances and do not pass the Raman scattering band of water (380 nm).

Анализатор работает следующим образом. Люминесценцию анализируемых образцов возбуждают короткими (10-8 с) интенсивными импульсами, генерируемыми азотным лазером 1. Лазерное излучение кварцевыми пластинами 3 и 9 через светофильтры 4 и 10 направляют вертикально через кюветы 5, 11, одна из которых рабочая 5, другая кювета сравнения 11. Излучение через вторичные светофильтры 6 и 12 попадает на фотоумножители 7 и 13 (например, ФЭУ-39А). Постоянная времени регистрирующей системы составляет t 10 нс. Сигнал с фотоумножителей 7 и 13 поступает на блок аналоговой обработки 17, который измеряет разность выходных сигналов рабочего канала и канала сравнения в режиме стробирования с последующим накоплением периодических сигналов. Полученная информация поступает на блок регистрации сигналов (цифровой вольтметр) 18. При этом блок аналоговой обработки 17 выполняет еще и следующие функции:
управление работой лазера (запуск в соответствии с системой измерения);
установление времени задержки в интервале 1-128 мкс;
установление времени стробирования в интервале 0,1-100 мкс;
установление времени измерения в интервале 10-100 с.
The analyzer works as follows. The luminescence of the analyzed samples is excited by short (10 -8 s) intense pulses generated by a nitrogen laser 1. Laser radiation from quartz plates 3 and 9 through the filters 4 and 10 is directed vertically through cuvettes 5, 11, one of which is working 5, the other is a comparison cuvet 11. The radiation through the secondary filters 6 and 12 falls on the photomultipliers 7 and 13 (for example, PMT-39A). The time constant of the recording system is t 10 ns. The signal from the photomultipliers 7 and 13 is fed to the analog processing unit 17, which measures the difference between the output signals of the working channel and the comparison channel in the gating mode with the subsequent accumulation of periodic signals. The received information goes to the signal recording unit (digital voltmeter) 18. In this case, the analog processing unit 17 also performs the following functions:
laser operation control (start in accordance with the measurement system);
setting the delay time in the range of 1-128 μs;
setting the gating time in the range of 0.1-100 μs;
setting the measurement time in the range of 10-100 s.

В качестве примера для оценки возможностей предлагаемого лазерно-люминесцентного анализатора было проведено определение 3,4-бензпирена в различных типах вод. Выбор 3,4-бензпирена обусловлен тем, что он является обязательным компонентом всех типов нефтей. As an example, to assess the capabilities of the proposed laser-luminescent analyzer, the determination of 3,4-benzpyrene in various types of water was carried out. The choice of 3,4-benzpyrene is due to the fact that it is an essential component of all types of oils.

Для приготовления эталонного раствора 3,4-бензпирена в воде используют препарат фирмы Флука. Исходный раствор содержит 0,1 мг 3,4-бензпирена в 1 мл этилового спирта. Для приготовления растворов 3,4-бензпирена в воде 1 мл эталонного раствора помещают в мерную колбу на 100 мл и доводят объем до метки дистиллированной водой, получают раствор 3,4-бензпирена концентрацией 1 • 10-7 г/мл. Полученный раствор хранят при температуре 4 o С и разбавляют до нужной концентрации непосредственно перед проведением анализа.For the preparation of a standard solution of 3,4-benzpyrene in water, a drug from Fluka is used. The initial solution contains 0.1 mg of 3,4-benzpyrene in 1 ml of ethyl alcohol. To prepare solutions of 3,4-benzpyrene in water, 1 ml of the standard solution was placed in a 100 ml volumetric flask and the volume was adjusted to the mark with distilled water to obtain a solution of 3,4-benzpyrene with a concentration of 1 • 10 -7 g / ml. The resulting solution was stored at a temperature of 4 o C and diluted to the desired concentration immediately before analysis.

Для построения градуировочных графиков готовили растворы 3,4-бензпирена в питьевой и морских водах в интервале концентраций 5 • 10-10 1 • 10-7 г/мл.To build calibration graphs, solutions of 3,4-benzpyrene in drinking and sea waters were prepared in the concentration range of 5 • 10 -10 1 • 10 -7 g / ml.

В две цилиндрические кварцевые кюветы 5 и 11 наливают равные объемы анализируемой воды и помещают их в кюветное отделение анализатора. При помощи ручки "баланс" блока аналоговой обработки 17 уравнивают сигналы, поступающие с фотоумножителей 7 и 13, (блок регистрации сигналов (цифровой вольтметр) 18 показывает значения близкие к нулю) и производят накопление 3000 импульсов люминесценции дифференциального сигнала (в этих условиях наблюдается наилучшее соотношение с/ш). Затем в кювету 7 помещают растворы, содержащие соответствующие количества 3,4-бензпирена, и по показаниям блока 18 определяют относительную интенсивность люминесценции при времени задержки t 3 мкс от момента возбуждения и длительности строба t 4 мкс, которые выбирают с учетом того, что длительность истинного сигнала затягивают введением РС-цепочки для повышения чувствительность фотоумножителей 7 и 13. По полученным данным строят калибровочный график зависимости интенсивности люминесценции дифференциального сигнала от содержания 3,4-бензпирена в дистиллированной, питьевой и морской водах. Equal volumes of the analyzed water are poured into two cylindrical quartz cuvettes 5 and 11 and placed in the cuvette compartment of the analyzer. Using the “balance” knob of the analog processing unit 17, the signals coming from the photomultipliers 7 and 13 are equalized (the signal recording unit (digital voltmeter) 18 shows values close to zero) and 3,000 luminescence pulses of the differential signal are accumulated (under these conditions, the best ratio s / w). Then, solutions containing the corresponding amounts of 3,4-benzpyrene are placed in the cuvette 7, and the relative luminescence intensity is determined from the readings of block 18 at a delay time of t 3 μs from the time of excitation and the duration of the strobe t 4 μs, which is chosen taking into account that the true duration the signal is delayed by introducing a PC chain to increase the sensitivity of the photomultipliers 7 and 13. Based on the data obtained, a calibration graph is plotted for the dependence of the luminescence intensity of the differential signal on the content of 3,4-benzpyr Heena in distilled, drinking and sea waters.

Градуировочные графики линейны в большом интервале концентраций (1•10-7 5•10-10 г/мл). Следует отметить, что зависимость интенсивности люминесценции от концентрации 3,4-бензпирена выражается уравнением I bC. Однако при анализе образцов воды, обладающих интенсивным собственным свечением, не всегда удается получить нулевое значение показаний вольтметра при уравнивании сигналов, поступающих с фотоумножителей, поэтому уравнение линейной зависимости имеет вид I a + bC, т.е. коэффициент a характеризует степень интенсивности свечения фона.Calibration plots are linear in a wide range of concentrations (1 • 10 -7 5 • 10 -10 g / ml). It should be noted that the dependence of the luminescence intensity on the concentration of 3,4-benzpyrene is expressed by the equation I bC. However, when analyzing water samples with intense intrinsic luminescence, it is not always possible to obtain a zero value of the voltmeter reading when equalizing the signals coming from the photomultipliers, therefore, the linear dependence equation has the form I a + bC, i.e. coefficient a characterizes the degree of intensity of the background glow.

При определении следовых количеств органических веществ адекватные методы анализа отсутствуют, особенно при анализе объектов природного происхождения, поэтому для проверки правильности полученных результатов использовали метод внутреннего стандарта ("введено-найдено"), а также сравнение с результатами анализа, полученными на спектрофлуориметре IY-3 CS с использованием метода синхронной спектрофлуориметрии. В таблице представлены результаты определения 3,4-бензпирена в водах ( P 0,95). When determining trace amounts of organic substances, there are no adequate analysis methods, especially when analyzing objects of natural origin, therefore, to verify the correctness of the results obtained, the internal standard method ("entered-found") was used, as well as a comparison with the analysis results obtained on the IY-3 CS spectrofluorimeter using the method of synchronous spectrofluorimetry. The table shows the results of the determination of 3,4-benzpyrene in water (P 0.95).

Из таблицы следует, что при анализе 3,4-бензпирена в водопроводной и морских водах результаты определения характеризуются худшей воспроизводимостью и правильностью, чем при анализе аналогичных соединений 3,4-бензпирена в дистиллированной воде. Это эффект можно объяснить наличием интенсивного собственного свечения анализируемых вод, причем чем интенсивнее свечение, тем хуже результат анализа (например, результаты анализа в водопроводной и морской воде). Водопроводная вода обладает более интенсивным свечением, чем морская, и в водопроводной воде труднее уравнивать сигналы, поступающие с фотоумножителей. It follows from the table that when analyzing 3,4-benzpyrene in tap and sea waters, the results of the determination are characterized by worse reproducibility and correctness than when analyzing similar compounds of 3,4-benzpyrene in distilled water. This effect can be explained by the presence of intense intrinsic luminescence of the analyzed waters, and the more intense the luminescence, the worse the analysis result (for example, the results of analysis in tap and sea water). Tap water has a more intense glow than sea water, and in tap water it is more difficult to equalize the signals coming from the photomultipliers.

Из таблицы также видно, что разбавление улучшает результаты анализа. The table also shows that dilution improves the results of the analysis.

С одной стороны, разбавление уменьшает интенсивность собственного свечения анализируемых образцов, позволяя уравнять интенсивность сигналов, поступающих с фотоумножителей (в таблице результаты определения 3,4-бензпирена с морской воде и в морской воде, разбавленной в 10 раз), с другой - разбавление резко уменьшает количество тушащих примесей (в таблице результаты определения различных содержаний 3,4-бензпирена в водопроводной воде и в водопроводной воде, разбавленной в 10 раз). On the one hand, dilution reduces the intensity of the intrinsic luminescence of the analyzed samples, making it possible to equalize the intensity of the signals coming from photomultipliers (in the table, the results of the determination of 3,4-benzpyrene with sea water and in sea water diluted 10 times), and on the other, the dilution sharply reduces the amount of quenching impurities (in the table the results of determination of various contents of 3,4-benzpyrene in tap water and tap water diluted 10 times).

Кроме того, из таблицы видно, что на предлагаемом анализаторе результаты анализа имеют лучшую правильность, чем результаты, полученные при использовании метода синхронной спектрофлуориметрии. Определения воспроизводимости методом синхронной спектрофлуорметрии не были проведены, однако согласно литературным данным, при использовании метода синхронной спектрофлуориметрии не достигает величины менее 0,30, а в нашем случае (см. табл.) Sr бывает значительно меньше, например, при определении содержания 3,4-бензпирена в области концентраций 10-8 10-9 г/мл.In addition, the table shows that on the proposed analyzer, the analysis results have better accuracy than the results obtained using the synchronous spectrofluorimetry method. The reproducibility was not determined by the method of synchronous spectrofluorometry, however, according to the literature, when using the method of synchronous spectrofluorimetry, it does not reach a value of less than 0.30, and in our case (see table), Sr is much less, for example, when determining the content of 3.4 -benzpyrene in the concentration range 10 -8 10 -9 g / ml.

Предложенный лазерно-люминесцентный анализатор для определения полиароматических углеводородов на фоне собственного свечения природных, питьевых и сточных вод основан на использовании дифференциального аналитического сигнала. Применение периодического импульсного возбуждения совместно с накоплением сигналов позволило проводить определение ПАУ в интервале концентраций 5 • 10-10 1 • 10-7 г/мл с пределом обнаружения 5 • 10-10г/мл. Определение можно проводить как в статическом, так и в динамическом режимах.The proposed laser-luminescent analyzer for determining polyaromatic hydrocarbons against the background of its own luminescence of natural, drinking and wastewater is based on the use of a differential analytical signal. The use of periodic pulsed excitation together with the accumulation of signals allowed the determination of PAHs in the concentration range of 5 • 10 -10 1 • 10 -7 g / ml with a detection limit of 5 • 10 -10 g / ml. The determination can be carried out both in static and in dynamic modes.

Кроме того, при экспрессном контроле за содержанием ароматических соединений с сопряженными связями в сложных природных объектах (природные и сточные воды) на уровне ПДК анализатор работает по методологии скрининга, которая допускает неправильные положительные результаты, но полностью исключает неправильные отрицательные результаты. Для получения точного результата содержания той или иной примеси все пробы, давшие "положительную" реакцию, могут быть проанализированы любым специфичным методом. In addition, when expressly controlling the content of aromatic compounds with conjugated bonds in complex natural objects (natural and waste water) at the MPC level, the analyzer works according to the screening methodology, which allows incorrect positive results, but completely eliminates incorrect negative results. To obtain an accurate result of the content of one or another impurity, all samples that give a “positive” reaction can be analyzed by any specific method.

Claims (1)

Лазерно-люминесцентный анализатор, включающий лазер с генератором импульсов, первую кварцевую пластину, первый первичный светофильтр, оптически связанный с лазером посредством первой кварцевой пластины, цилиндрическую рабочую кювету, размещенную соосно с первым первичным светофильтром, первый вторичный светофильтр и первый фотоумножитель, установленные последовательно у боковой поверхности рабочей кюветы, источник питания и блок регистрации, при этом выход источника питания соединен с входом первого фотоумножителя, отличающийся тем, что анализатор дополнительно снабжен второй кварцевой пластиной, дополнительным первичным светофильтром, цилиндрической кюветой сравнения, дополнительным вторичным светофильтром, вторым фотоумножителем, перестальтическим насосом, первым трубопроводом, вторым трубопроводом и блоком аналоговой обработки сигналов, при этом вторая кварцевая пластина расположена соосно с первой кварцевой пластиной, дополнительный первичный светофильтр размещен соосно с кюветой сравнения, дополнительный вторичный светофильтр и дополнительный фотоумножитель последовательно установлены у боковой поверхности кюветы сравнения, перистальтический насос соединен посредством первого трубопровода с нижней частью рабочей кюветы, а верхняя часть рабочей кюветы посредством второго трубопровода соединена с нижней частью кюветы сравнения, вход блока аналоговой обработки сигналов соединен с выходами первого и второго фотоумножителей, а выход блока аналоговой обработки сигналов соединен с входом блока регистрации сигналов, выход источника питания соединен с входом второго фотоумножителя, выход генератора импульсов соединен с входом блока аналоговой обработки сигналов, причем длина первого трубопровода l0 и длина второго трубопровода l1 соответственно определены по формулам
Figure 00000005

где τ1 время получения аналитического сигнала, с;
v скорость подачи потока пробы, м3/с;
Vk объем кювет, м3;
S площадь сечения трубопроводов, м2;
Figure 00000006

где τ время релаксации системы, с;
Vтр.о объем трубопровода, соединяющего насос с рабочей кюветой, м3.
A laser-luminescent analyzer including a laser with a pulse generator, a first quartz plate, a first primary filter optically coupled to the laser via a first quartz plate, a cylindrical working cell coaxially aligned with the first primary filter, a first secondary filter and a first photomultiplier installed in series at the side the surface of the working cell, the power source and the registration unit, while the output of the power source is connected to the input of the first photomultiplier, different t m, that the analyzer is additionally equipped with a second quartz plate, an additional primary filter, a cylindrical comparison cuvette, an additional secondary filter, a second photomultiplier, a peristaltic pump, a first pipe, a second pipe and an analog signal processing unit, while the second quartz plate is aligned with the first quartz plate , an additional primary filter is placed coaxially with the comparison cell, an additional secondary filter and an additional photo the multiplier is sequentially installed at the lateral surface of the comparison cell, the peristaltic pump is connected through the first pipeline to the lower part of the working cell, and the upper part of the working cell is connected to the lower part of the comparison cell through the second pipeline, the input of the analog signal processing unit is connected to the outputs of the first and second photomultipliers, and the output of the analog signal processing unit is connected to the input of the signal registration unit, the output of the power source is connected to the input of the second photomultiplier The pulse generator output is connected to the input of the analog signal processing unit, wherein the length l 0 of the first conduit and the second conduit length l 1 are respectively defined by the formulas
Figure 00000005

where τ 1 is the time of receipt of the analytical signal, s;
v the flow rate of the sample stream, m 3 / s;
V k the volume of the cell, m 3 ;
S cross-sectional area of pipelines, m 2 ;
Figure 00000006

where τ is the relaxation time of the system, s;
V tr.o the volume of the pipeline connecting the pump to the working cell, m 3 .
RU93039172A 1993-07-29 1993-07-29 Laser-luminescent analyzer RU2065151C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93039172A RU2065151C1 (en) 1993-07-29 1993-07-29 Laser-luminescent analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93039172A RU2065151C1 (en) 1993-07-29 1993-07-29 Laser-luminescent analyzer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93039172A RU93039172A (en) 1996-03-20
RU2065151C1 true RU2065151C1 (en) 1996-08-10

Family

ID=20145959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93039172A RU2065151C1 (en) 1993-07-29 1993-07-29 Laser-luminescent analyzer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2065151C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Вершинин В.И. и др. Использование лазерного возбуждения квазилинейчатых спектров низкотемпературной люминесценции при определении полиаренов.- ЖАХ, 1981, т. 36, вып.5, с. 981 - 987. Романовская Г.И. и др. Лазерно-люминесцентный анализатор урана (VI) с автоматической системой регистрации.- Заводская лаборатория, т. 58, N 8, 1992, с. 26 - 27. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5304492A (en) Spectrophotometer for chemical analyses of fluids
US5621522A (en) Fiber optic probe for determination of trace levels of organic pollutants using Raman spectroscopy
Thompson et al. Fiber optic pH sensor based on phase fluorescence lifetimes
US8018596B2 (en) Interactive variable pathlength device
US3990851A (en) Process and device for measuring antigen-antibody reactions
Finch et al. A low power ultra violet spectrophotometer for measurement of nitrate in seawater: introduction, calibration and initial sea trials
Moore et al. Preliminary results from an in-situ spectral absorption meter
US9863881B2 (en) Methods for measuring concentrations of analytes in turbid solutions by applying turbidity corrections to raman observations
US5424840A (en) In situ chlorophyl absorption meter
Schnegg et al. An inexpensive flow-through field fluorometer
EP0155891A2 (en) Method for determining uranium traces in solutions by time-resolved spectrofluorometry
RU2065151C1 (en) Laser-luminescent analyzer
Axner et al. Direct Determination of Thalliilm in Natural Waters by Laser Induced Fluorescence in a Graphite Furnace
JP2000356635A (en) Concentration measuring method of chlorophyll a and device therefor
Rushworth et al. Sensitive analysis of trace water analytes using colourimetric cavity ringdown spectroscopy
Chen et al. A laser-based fluorometry system for investigations of seawater and porewater fluorescence
Clayson Sensing of nitrate concentration by UV absorption spectrophotometry
RU196306U1 (en) TWO CHANNEL FLUORIMETER
CN104458615B (en) Preparation method of photonic crystal total-reflection layer and total-reflection layer-based fast detector for total number of bacteria
EP0756168A3 (en) Method of measuring amadori compound by light scattering
McKee et al. An integrated submersible fluorometer/nephelometer/transmissometer: design and testing at sea
RU2207564C2 (en) Procedure determining concentration of alcohol and facility for its implementation
Romanovskaya et al. New laser luminescent analyzers for analytical control of the environment
RU2112977C1 (en) Method of determining toxicity of chemical substances in aqueous media
Das et al. Smartphone-Based Photometric Detection of Nitrite Level in Water