RU2437083C1 - Способ рентгенофлуоресцентного определения кислоторастворимых форм металлов в почве - Google Patents
Способ рентгенофлуоресцентного определения кислоторастворимых форм металлов в почве Download PDFInfo
- Publication number
- RU2437083C1 RU2437083C1 RU2010138276/28A RU2010138276A RU2437083C1 RU 2437083 C1 RU2437083 C1 RU 2437083C1 RU 2010138276/28 A RU2010138276/28 A RU 2010138276/28A RU 2010138276 A RU2010138276 A RU 2010138276A RU 2437083 C1 RU2437083 C1 RU 2437083C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- acid
- extract
- residue
- ray fluorescence
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Использование: для рентгенофлуоресцентного определения загрязнения почв тяжелыми металлами. Сущность: заключается в том, что получают почвенную вытяжку с использованием азотной кислоты или ее смесей с перекисью водорода или соляной кислоты в открытых или закрытых системах с последующим отделением вытяжки от почвенного остатка фильтрованием, отстаиванием или центрифугированием, последующим выпариванием и прокаливанием вытяжки и рентгеноспектральным анализом сухого остатка, при этом в вытяжку при выпаривании добавляют от 1 до 3 см3 насыщенного раствора щавелевой кислоты. Технический результат: исключение опасности для персонала, заключающейся в выделении ядовитого дыма на этапе удаления остатков серной кислоты. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области аналитических методов контроля загрязнения почв тяжелыми металлами.
Известно множество методов контроля загрязнения почв тяжелыми металлами (ТМ), причем подходы к контролю и оценке загрязненности почв в разных странах существенно различаются и меняются во времени. Классические подходы, основанные на определении валовых содержаний ТМ, как бы наиболее метрологически обоснованные, господствовали до второй половины XX века. В том числе это было связано и с массовым применением в области анализа микроэлементов и ТМ дугового эмиссионного анализа, определяющего именно валовое содержание. Однако, начиная с 70-х годов XX века, все более широкое распространение в области экологического контроля объектов биосферы стали получать более производительные и более «точные» (воспроизводимые) методы анализа, основанные на переводе проб в раствор, например атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) и несколько позже метод ICP ES. Методы извлечения валовых содержаний требовали полного разрушения силикатной матрицы с использованием сплавления или обработки плавиковой кислотой. Они оказались слишком трудоемкими и постепенно стали вытесняться методами определения «псевдоваловых» или кислоторастворимых форм с использованием неполного вскрытия путем кипячения проб почв с азотной кислотой и ее смесями с другими кислотами.
В 2001 году в странах ЕС сосуществовали методы определения валовых (HCl+HNO3/HF/HClO4) и псевдоваловых (50% HNO3, HCl+HNO3,табл.).
Страна | Метод вскрытия почвенных проб |
Дания | 50%HNO3 |
Франция | HCl+HNO3 / HF/HClO4 |
Германия | HCl+HNO3 HF/HClO4 |
Англия | HCl+HNO3 |
В итоге в ЕС стандартизованным методом определения ТМ по ISO 11466 [ISO 11466 Soil Quality - Extraction of trace elements soluble in aqua regia //http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/] является вскрытие проб почв «царской водкой» (HCl+HNO3) при кипячении с обратным холодильником с последующим атомно-абсорбционным или другим методом определения. Метод предполагает определение так называемых «псевдоваловых» форм ТМ. Здесь (и ниже) описано вскрытие почв в открытой системе.
Аналогичный путь развития наблюдается и в нашей стране. В итоге в РФ в гигиенических нормативах [ГН 2.1.7.020-94 Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве //http://www.skonline.ru/doc/45473.html] декларируется определение «валовых» форм, хотя по способу оценки предполагается также определение «псевдоваловых» форм, извлекаемых 5 М раствором азотной кислоты при нагревании с почвой в соотношении 5:1 при температуре кипящей водяной бани в течение 3-х часов. При этом в РФ достаточно широко используются и другие методы вскрытия почв, например, смесью азотной кислоты с перекисью водорода в закрытых системах (автоклавах) [ОСТ 10-221-98. Почвы, грунты, удобрения, сельскохозяйственная и пищевая продукция. Минерализация проб в аналитическом автоклаве НПВФ «Анкон-АТ-2» для определения ртути, свинца, кадмия, мышьяка, меди, цинка, железа, олова, марганца, селена, теллура, таллия, никеля, хрома и бериллия. Минсельхозпрод России, М. 1998] или при использовании азотной кислоты 1:1 [Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. Утв. Минсельхозом РФ 10.03.1992]. Общая проблема заключается в том, что количество «псевдоваловых» форм зависит от вскрытия почвы и, таким образом, для контрольных измерений с правовыми последствиями требуется обязательная стандартизация метода извлечения, что и было выше показано на примере ЕС.
Формально следуя гигиеническому нормативу, следовало бы определять валовые содержания элементов. Одним из методов, который позволяет определять именно валовое содержание ТМ в почве является рентгенофлуоресцентный анализ (РФА). Авторами был разработан отраслевой стандарт прямого определения ТМ в почвах с использованием портативных рентгеновских спектрометров Спектроскан [ОСТ 10-259-2000. Стандарт отрасли. Почвы. Рентгенофлуоресцентное определение валового содержания тяжелых металлов. - М.: Агропрогресс, 2001.- 24 с.]. Известны и многие другие методики определения валового содержания ТМ в почвах с использованием этого метода. Тем не менее, в области экологического контроля загрязненности почв проблема применения результатов РФА (достаточно точных и хорошо согласующихся с данными других методов для загрязненных почв) связана с систематическим отклонением результатов определения валовых и «псевдоваловых» кислоторастворимых форм, причем для некоторых элементов (например, хрома) эти различия очень существенны (в разы). Таким образом, метод РФА, хотя и очень удобный и экономный, оказывается аутсайдером в области официальных методов контроля загрязнения почв ТМ. Авторская позиция, которая отражена в ряде публикаций [Пуховский А.В.; Пуховская Т.Ю. Рентгенофлуоресцентный метод в агрохимических исследованиях // V Международная конференция "Современное приборное обеспечение и методы анализа почв, кормов, растений и сельскохозяйственного сырья" / Всерос. науч.-исслед. ин-т агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, 2007. С.67-72. Пуховский А.В., Колокольцева И.В., Пуховская Т.Ю., Ерошина В.М. Рентгенофлуоресцентное определение тяжелых металлов в почвах с использованием портативных рентгеновских спектрометров СПЕКТРОСКАН// Научное обеспечение и совершенствование методологии агрохимического обслуживания земледелия России.: Матер. научно-практ. конф., март 1999.- М.: изд-во Моск. ун-та, 1999. С.271-280.
Пуховский А.В. Экспрессные методы и диагностические универсальные многоэлементные экстрагенты в почвенно-агрохимических исследованиях. Под ред. и с пред. академика РАСХН И.С.Шатилова и чл.-корр. РАСХН В.Г.Сычева. - М.:ЦИНАО, 2002. - 80 с.
Pukhovski A.V. X-ray fluorescence analysis in the Russian State Agrochemical Service: An overview // X-Ray Spectrometry. 2002. V. 31, №3, p. 225-234], заключается в том, что метод РФА должен решать две задачи в области контроля загрязнения почв ТМ:
1) оперативный контроль загрязнения почв ТМ (прямое определение);
2) официальный контроль загрязнения почв ТМ, согласующийся с другими стандартизованными методами определения «псевдоваловых» кислоторастворимых форм ТМ.
Вторая задача, очевидно, требует идентичного подхода к вскрытию почвы, но тогда объектом РФА становится не исходная почва, а вытяжка, полученная общепринятым стандартизованным методом. Но такой объект для рентгеноспектральной аппаратуры опасен и требует определенной подготовки. Наиболее простая - это выпаривание вытяжки [Rеthfeld Н. Einsatz der Rontgenfluorescenzanalyse in landwirtschaftlichen Untersuchungwesen // Frezenius Z., Anal. Chem. 1986. V.324. P.720-727].
К сожалению, такой сухой остаток (он состоит преимущественно из солей кальция, магния, железа и алюминия) гигроскопичен, т.е. расплывается во влажной атмосфере, а остатки кислот, если они не удалены, создают угрозу коррозии измерительной камеры прибора.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в химической модификации сухого остатка с целью снижения его гигроскопичности и многократного снижения его коррозионной опасности.
Прототипом изобретения является способ [Пуховский А.В. Рентгенофлуоресцентное определение тяжелых металлов и мышьяка в стандартных почвенных образцах.// Агрохимия. - 1997. - №11. - С.71-77], когда для удаления придающих гигроскопические свойства хлоридов и нитратов используется добавка серной кислоты с последующим выпариванием и прокаливанием сухого остатка. К недостаткам способа, прежде всего, следует отнести повышенную опасность для персонала выделения ядовитого дыма на этапе удаления остатков серной кислоты.
Преодоление указанного недостатка достигается путем введения в выпариваемую вытяжку щавелевой кислоты. Для удобства дозирования предлагается вводить ее в виде водного насыщенного раствора реактива марки ХЧ. При этом щавелевая кислота способствует удалению остатков летучих кислот (соляной и азотной) за счет взаимодействия с солями кальция, магния, железа и алюминия и реакции с нитратами при прокаливании остатка. Количество вносимых с щавелевой кислотой примесей невелико и может быть легко учтено «холостой» пробой, приготовленной из карбоната кальция квалификации Ос.ч.
Пример реализации.
Проба почвы массой 2.00 г вскрывается 10 см3 азотной кислоты (5 моль/дм3) при нагревании на кипящей водяной бане в течение 3-х часов при периодическом перемешивании. В смесь добавляют 2000 мкг кобальта в виде раствора (внутренний стандарт). После охлаждения смесь переносят на фильтр, фильтруют, фильтрат целиком или частично (зависит от вместимости кюветы и содержания солей кальция в почве) переносят в фарфоровую или кварцевую чашку, добавляют от 1 до 3 см3 насыщенного раствора щавелевой кислоты и выпаривают на песчаной бане. После выпаривания сухой остаток прокаливают при температуре от 200 до 300°С. Остаток соскабливают со стенок чашки шпателем из титана, измельчают до порошкообразного состояния пестиком, переносят в кювету и проводят измерение содержаний ТМ рентгеноспектральным способом. В качестве эталонов для градуировки прибора используют градуировочные смеси, полученные из стандартных растворов ТМ, железа и раствора нитрата кальция в качестве основы.
Аналогичным образом проводят подготовку проб вытяжек, полученных с использованием смесей азотной кислоты с соляной кислотой или перекисью водорода или в закрытых системах. Для отделения почвенного остатка от вытяжки допускается использовать отстаивание или центрифугирование.
Claims (1)
- Способ рентгенофлуоресцентного определения кислоторастворимых форм металлов в почвах, включающий получение почвенной вытяжки с использованием азотной кислоты или ее смесей с перекисью водорода или соляной кислотой в открытых или закрытых системах с последующим отделением вытяжки от почвенного остатка фильтрованием, отстаиванием или центрифугированием, последующим выпариванием и прокаливанием вытяжки и рентгеноспектральным анализом сухого остатка, отличающийся тем, что в вытяжку при выпаривании добавляют от 1 до 3 см3 насыщенного раствора щавелевой кислоты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010138276/28A RU2437083C1 (ru) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Способ рентгенофлуоресцентного определения кислоторастворимых форм металлов в почве |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010138276/28A RU2437083C1 (ru) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Способ рентгенофлуоресцентного определения кислоторастворимых форм металлов в почве |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2437083C1 true RU2437083C1 (ru) | 2011-12-20 |
Family
ID=45404434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010138276/28A RU2437083C1 (ru) | 2010-09-16 | 2010-09-16 | Способ рентгенофлуоресцентного определения кислоторастворимых форм металлов в почве |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2437083C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523757C1 (ru) * | 2013-02-26 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена" | Способ изготовления эталонов для рентгенофлуоресцентного анализа состава тонких пленок малокомпонентных твердых растворов и сплавов |
RU2623194C1 (ru) * | 2016-06-28 | 2017-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ рентгенофлуоресцентного определения микроэлементов с концентрированием методом соосаждения |
CN110736727A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-31 | 中徽绿管家科技(北京)有限公司 | 一种土壤污染检测方法 |
-
2010
- 2010-09-16 RU RU2010138276/28A patent/RU2437083C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Пуховский А.В. Рентгенофлуоресцентное определение тяжелых металлов и мышьяка в стандартных почвенных образцах. - Агрохимия, 1997, №11, с.71-77. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523757C1 (ru) * | 2013-02-26 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена" | Способ изготовления эталонов для рентгенофлуоресцентного анализа состава тонких пленок малокомпонентных твердых растворов и сплавов |
RU2623194C1 (ru) * | 2016-06-28 | 2017-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ рентгенофлуоресцентного определения микроэлементов с концентрированием методом соосаждения |
CN110736727A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-31 | 中徽绿管家科技(北京)有限公司 | 一种土壤污染检测方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Marguí et al. | Multielemental fast analysis of vegetation samples by wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry: Possibilities and drawbacks | |
Enamorado-Báez et al. | Determination of 25 trace element concentrations in biological reference materials by ICP-MS following different microwave-assisted acid digestion methods based on scaling masses of digested samples | |
Pohl | Determination of metal content in honey by atomic absorption and emission spectrometries | |
Barin et al. | Determination of toxic elements in tricyclic active pharmaceutical ingredients by ICP-MS: a critical study of digestion methods | |
O'Hara et al. | Decomposition of diverse solid inorganic matrices with molten ammonium bifluoride salt for constituent elemental analysis | |
Baumbach et al. | Quantitative determination of sulfur by high-resolution graphite furnace molecular absorption spectrometry | |
Lemos et al. | Ultrasound-assisted temperature-controlled ionic liquid microextraction for the preconcentration and determination of cadmium content in mussel samples | |
Sharma | ICP-OES: An advance tool in biological research | |
RU2437083C1 (ru) | Способ рентгенофлуоресцентного определения кислоторастворимых форм металлов в почве | |
Morona et al. | Quick analysis of organic matter in soil by energy-dispersive X-ray fluorescence and multivariate analysis | |
Senila et al. | Mercury determination in natural zeolites by thermal decomposition atomic absorption spectrometry: Method validation in compliance with requirements for use as dietary supplements | |
WO2012137314A1 (ja) | 食品中のカドミウム測定方法及び測定装置 | |
Ibourki et al. | Elemental analysis in food: An overview | |
RU2756458C1 (ru) | Способ определения массовых концентраций тяжелых металлов в почве методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой | |
Guo et al. | Heat-assisted slurry sampling GFAAS method for determination of lead in food standard reference materials | |
Natali et al. | Thermal separation coupled with elemental and isotopic analysis: A method for soil carbon characterisation | |
Retka et al. | Determination of Cu, Ni, Zn, Pb, Cd by ICP-MS and Hg by AAS in plant samples | |
Rao et al. | Determination of heavy metals in toothpastes containing tin as an active ingredient | |
Luke et al. | Photometric determination of magnesium in electronic nickel | |
Koroleva et al. | Experimental study of Pd hydrolysis in aqueous solutions at 25–70° C | |
DE2605560C3 (de) | Aufschlußverfahren für Biomaterialien | |
Castilho et al. | Determination of aluminum in moisturizing body lotions using graphite furnace atomic absorption spectrometry | |
Shalvi et al. | Integrated device for colorimetric detection of arsenite using polyethylene glycol capped gold nanoparticles—Lab-on-chip | |
Sulthoniyah et al. | Method validation of flame atomic absorption spectrophotometry (FAAS) for determination of iron (FE) in multivitamin mineral capsule dosage form | |
DE102017105266A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung oxidierbarer Stoffe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120917 |