RU2466096C1 - Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions) - Google Patents
Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466096C1 RU2466096C1 RU2011113860/04A RU2011113860A RU2466096C1 RU 2466096 C1 RU2466096 C1 RU 2466096C1 RU 2011113860/04 A RU2011113860/04 A RU 2011113860/04A RU 2011113860 A RU2011113860 A RU 2011113860A RU 2466096 C1 RU2466096 C1 RU 2466096C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- vanadium
- air
- concentration
- filter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области аналитической химии и может найти применение в области экологии и охраны окружающей среды при контроле загрязнения атмосферы для определения разовых и среднесуточных концентраций ванадия в атмосферном воздухе.The invention relates to the field of analytical chemistry and may find application in the field of ecology and environmental protection in the control of atmospheric pollution to determine one-time and daily average concentrations of vanadium in atmospheric air.
В результате возрастающего антропогенного воздействия наблюдается загрязнение атмосферного воздуха тяжелыми металлами, в том числе ванадием. Ванадий является высокотоксичным элементом, относится к первому классу опасности. Физиологическая роль ванадия недостаточно изучена. Полагают, что ванадий участвует в регуляции углеводного обмена и сердечно-сосудистой деятельности, усиливает поглощение кислорода тканями печени и катализирует окисление ферментами. Интоксикация ванадием у людей почти всегда связана с техногенным фактором.As a result of increasing anthropogenic impact, atmospheric air pollution with heavy metals, including vanadium, is observed. Vanadium is a highly toxic element, belongs to the first hazard class. The physiological role of vanadium is not well understood. It is believed that vanadium is involved in the regulation of carbohydrate metabolism and cardiovascular activity, enhances the absorption of oxygen by liver tissues and catalyzes oxidation by enzymes. Vanadium intoxication in humans is almost always associated with anthropogenic factor.
Для расширения аналитических возможностей, для установления реальной концентрации ванадия в атмосферном воздухе при оценке рисков здоровью населения необходимо определять содержание ванадия в атмосферном воздухе на уровне референтной концентрации. В этой связи актуальной является разработка чувствительного и селективного метода с использованием современных физико-химических методов анализа.To expand analytical capabilities, to establish a real concentration of vanadium in the air when assessing public health risks, it is necessary to determine the content of vanadium in the air at the level of the reference concentration. In this regard, the development of a sensitive and selective method using modern physical and chemical methods of analysis is relevant.
Известны способы определения ванадия в атмосферном воздухе, а именно:Known methods for the determination of vanadium in atmospheric air, namely:
- Методика М-МВИ-151-2005, предназначенная для определения ряда металлов, в том числе ванадия, в атмосферном воздухе рентгенофлуоресцентным методом;- Method M-MVI-151-2005, designed to determine a number of metals, including vanadium, in atmospheric air by the X-ray fluorescence method;
- Методика 5.2.5.1 в РД 52.04 186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы», предназначенная для определения ванадия в атмосферном воздухе в диапазоне 0,001-0,01 мг/м3 фотометрическим методом. Метод основан на улавливании ванадия на фильтры АФА-ХП-18 и фотометрическом определении его массы по окрашенному в фиолетовый цвет комплексному соединению, образующемуся при взаимодействии ванадия с салицилгидроксамовой кислотой.- Methodology 5.2.5.1 in RD 52.04 186-89 “Guidelines for the Control of Atmospheric Pollution”, designed to determine vanadium in atmospheric air in the range of 0.001-0.01 mg / m 3 by the photometric method. The method is based on trapping vanadium on AFA-KhP-18 filters and photometric determination of its mass by the complexed compound colored in violet, which is formed during the interaction of vanadium with salicylic hydroxamic acid.
Недостатками указанных известных методов является недостаточная чувствительность и селективность.The disadvantages of these known methods is the lack of sensitivity and selectivity.
Техническая задача, решаемая предлагаемыми вариантами способа, заключается в обеспечении возможности определения ванадия в атмосферном воздухе на уровне референтной концентрации. А единый технический результат - повышение чувствительности и селективности способа при обеспечении расширения диапазона обнаружения ванадия от 0,000005 мг/м3 до 0,02 мг/м3, при одновременном уменьшении объема протянутого через фильтр воздуха до 1 м3 и упрощении операции пробоподготовки в способе.The technical problem solved by the proposed variants of the method is to enable the determination of vanadium in atmospheric air at the level of reference concentration. A single technical result is an increase in the sensitivity and selectivity of the method while providing an extension of the vanadium detection range from 0.000005 mg / m 3 to 0.02 mg / m 3 , while reducing the volume of air drawn through the filter to 1 m 3 and simplifying the sample preparation operation in way.
Указанный технический результат достигается предлагаемым способом определения концентрации ванадия в атмосферном воздухе методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, согласно которому по первому варианту производят отбор пробы атмосферного воздуха путем протягивания исследуемого воздуха через аналитический аэрозольный фильтр со скоростью 50 л/мин в течение 20 минут и фиксируют температуру воздуха и атмосферное давление на момент отбора пробы, после отбора фильтр подвергают разложению методом микроволновой пробоподготовки, при которой фильтр помещают во фторопластовый стакан и последовательно добавляют в него раствор внутреннего стандарта эрбия или тербия в деионизованной воде с концентрацией 1 мг/дм3 и концентрированную азотную кислоту, пробу минерализуют по программе к микроволновой системе подготовки проб, переносят полученный минерализат в полипропиленовую пробирку, производят смывы фторопластового стакана из-под пробы 2-3 раза путем введения по 1 мл деионизованной воды, встряхивания и перенесения каждого смыва в указанную пробирку, доводят объем пробы деионизованной водой до 10 мл, содержимое перемешивают, затем производят разведение полученной пробы деионизованной водой в объемном соотношении 1:9 соответственно, помещают ее в пробирку пробоотборного устройства масс-спектрометра с индуктивно связанной аргоновой плазмой и проводят измерение, а концентрацию ванадия в воздухе определяют с использованием градуировочного графика с учетом приведения объема воздуха, отобранного для анализа, к нормальным условиям; а по второму варианту производят отбор пробы атмосферного воздуха путем протягивания исследуемого воздуха через аналитический аэрозольный фильтр со скоростью 50 л/мин в течение 20 минут и фиксируют температуру воздуха и атмосферное давление на момент отбора пробы, после отбора фильтр подвергают разложению методом подготовки проб в муфельной печи, при которой фильтр помещают в кварцевый стаканчик и добавляют раствор внутреннего стандарта эрбия или тербия в деионизованной воде с концентрацией 1 мг/дм3, стаканчик помещают в муфельную печь и выдерживают последовательно при температуре 100°С 40-60 минут, при температуре 250°С 40-60 минут, далее проводят озоление при температуре 450-500°С в течение 3,5 часов, образовавшуюся золу смачивают концентрированной азотной кислотой, нагревают на песчаной бане и упаривают до состояния влажных солей, после остывания растворяют в 1%-ном водном растворе азотной кислоты с получением минерализата, переносят полученный минерализат в мерную пробирку, производят смывы кварцевого стаканчика из-под пробы 2-3 раза путем введения по 1 мл 1%-ного водного раствора азотной кислоты, перенося смывы в пробирку с пробой, образовавшийся объем доводят до 10 мл 1%-ным водным раствором азотной кислоты, затем производят разведение полученной пробы 1%-ным водным раствором азотной кислоты в объемном соотношении 1:9 соответственно, помещают ее в пробирку пробоотборного устройства масс-спектрометра с индуктивно связанной аргоновой плазмой и проводят измерение, а концентрацию ванадия определяют с использованием градуировочного графика с учетом приведения объема воздуха, отобранного для анализа, к нормальным условиям.The specified technical result is achieved by the proposed method for determining the concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry, according to which, according to the first embodiment, atmospheric air is sampled by pulling the test air through an analytical aerosol filter at a speed of 50 l / min for 20 minutes and record the air temperature and atmospheric pressure at the time of sampling, after sampling the filter is subjected to decomposition by microwave sample preparation in which the filter is placed in a fluoroplastic glass and a solution of the internal standard of erbium or terbium in deionized water with a concentration of 1 mg / dm 3 and concentrated nitric acid is successively added to it, the sample is mineralized according to the program to the microwave sample preparation system, the resulting mineralizate is transferred to polypropylene test tube, flush the fluoroplastic beaker from the sample 2-3 times by introducing 1 ml of deionized water, shaking and transferring each wash to the specified test tube, bring about the sample is taken up with deionized water up to 10 ml, the contents are mixed, then the sample obtained is diluted with deionized water in a volume ratio of 1: 9, respectively, placed in a test tube of the sampling device of the mass spectrometer with inductively coupled argon plasma and measured, and the concentration of vanadium in the air is determined using a calibration graph taking into account the reduction of the air volume selected for analysis to normal conditions; and according to the second variant, atmospheric air is sampled by drawing the test air through an analytical aerosol filter at a speed of 50 l / min for 20 minutes and the air temperature and atmospheric pressure are recorded at the time of sampling; after sampling, the filter is decomposed by sample preparation in a muffle furnace in which the filter is placed in a quartz glass and a solution of the internal standard of erbium or terbium in deionized water with a concentration of 1 mg / dm 3 is added, the glass is placed in a muffle furnace and incubated sequentially at a temperature of 100 ° C for 40-60 minutes, at a temperature of 250 ° C for 40-60 minutes, then ashing is carried out at a temperature of 450-500 ° C for 3.5 hours, the resulting ash is moistened with concentrated nitric acid, heated on sand the bath and evaporate to the state of wet salts, after cooling, dissolve in a 1% aqueous solution of nitric acid to obtain a mineralizate, transfer the obtained mineralizate to a measuring tube, wash the quartz glass from the sample 2-3 times by introducing 1 ml of 1% aqueous solution and nitric acid, transferring the washings to the test tube with the sample, the resulting volume is adjusted to 10 ml with a 1% aqueous solution of nitric acid, then the resulting sample is diluted with a 1% aqueous solution of nitric acid in a volume ratio of 1: 9, respectively, placed in a test tube of a sampling device of a mass spectrometer with inductively coupled argon plasma and measure, and the concentration of vanadium is determined using a calibration graph taking into account the reduction of the volume of air selected for analysis to normal conditions fishing.
По обоим вариантам в качестве аналитического аэрозольного фильтра используют фильтры АФА-ХА.In both cases, AFA-HA filters are used as an analytical aerosol filter.
Указанный технический результат достигается за счет следующего. В основе предлагаемого способа лежит использование аргоновой индуктивно связанной плазмы в качестве источника ионов и масс-спектрометра для их разделения и детектирования.The specified technical result is achieved due to the following. The basis of the proposed method is the use of argon inductively coupled plasma as a source of ions and a mass spectrometer for their separation and detection.
Обеспечение возможности определения ванадия в атмосферном воздухе на уровне референтной концентрации стало возможным благодаря тому, что использован высокочувствительный и селективный способ МС-ИСП, подобраны условия анализа на масс-спектрометре, приемы и условия подготовки проб, снижено значение холостого опыта за счет пробоподготовки с введением внутреннего стандарта, подбора условий использования высокочистых реактивов и материалов.The possibility of determining vanadium in atmospheric air at the reference concentration level was made possible due to the fact that a highly sensitive and selective MS-ICP method was used, analysis conditions were selected on a mass spectrometer, methods and conditions for sample preparation, the value of blank experiment was reduced due to sample preparation with the introduction of internal standard, selection of conditions for the use of high-purity reagents and materials.
Упрощение пробоподготовки по обоим вариантам достигается за счет того, что исключены этапы, которые характерны для известных способов:Simplification of sample preparation for both options is achieved due to the fact that the steps that are typical for known methods are excluded:
- предварительного синтеза салицилгидроксамовой кислоты,- pre-synthesis of salicylic hydroxamic acid,
- приготовления основного (исходного) раствора для градуировки из сухого аммония метаванадиевокислого, требующего, в свою очередь, предварительной перекристаллизации, промывки этанолом и высушивания,- preparation of a basic (initial) solution for calibration of dry ammonium metavanadate, requiring, in turn, preliminary recrystallization, washing with ethanol and drying,
- пробоподготовки дополнительных фильтров с нанесением рабочего градуировочного раствора для построения градуировочного графика,- sample preparation of additional filters with the application of a working calibration solution to build a calibration graph,
- нагревания на водяной бане,- heating in a water bath,
- фильтрования,- filtering,
- кроме этого, исключаются использование ледяной уксусной кислоты (является прекурсором) и необходимость соблюдения и контроля точного времени между окончанием пробоподготовки и проведением анализа на приборе.- in addition, the use of glacial acetic acid (is a precursor) and the need to observe and control the exact time between the end of the sample preparation and the analysis on the device are excluded.
Таким образом, заявляемый технический результат обеспечивается за счет совокупности определенных операций, их последовательности и режимов в заявляемом способе, а также за счет совокупности реагентов, используемых при пробоподготовке.Thus, the claimed technical result is achieved due to the totality of certain operations, their sequence and modes in the claimed method, as well as due to the totality of reagents used in sample preparation.
Предлагаемый способ был опробован в лабораторных условиях. Для его реализации были использованы следующие вещества и оборудование:The proposed method was tested in laboratory conditions. The following substances and equipment were used for its implementation:
- государственный стандартный образец раствора: ионов ванадия ГСО - 7266-96;- state standard sample of the solution: vanadium ions GSO - 7266-96;
- основной раствор внутреннего стандарта эрбия (Er) или тербия (Tb) концентрации 1 мг/дм3;- the main solution of the internal standard of erbium (Er) or terbium (Tb) concentration of 1 mg / DM 3 ;
- кислота азотная, ос.ч., ГОСТ 11125-84;- nitric acid, special part, GOST 11125-84;
- дистиллированная вода, ТУ 6-09-2502-77;- distilled water, TU 6-09-2502-77;
- деионизованная вода;- deionized water;
- аргон жидкий высокой чистоты (99,998%), ТУ-2114-005-00204760-99.- liquid argon of high purity (99.998%), TU-2114-005-00204760-99.
- азотная кислота (HNO3), 1%-ной концентрации;- nitric acid (HNO 3 ), 1% concentration;
- раствор внутреннего стандарта Er или Tb с массовой концентрацией 1 мкг/дм3 в деионизованной воде.- a solution of the internal standard Er or Tb with a mass concentration of 1 μg / DM 3 in deionized water.
- Масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой с октопольной ячейкой Agilent 7500сх.- Inductively coupled plasma mass spectrometer Agilent 7500 cx octopole cell.
При проведении процессов приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия:When carrying out the processes of preparing solutions and preparing samples for analysis, the following conditions are met:
- температура воздуха 18-25°С;- air temperature 18-25 ° C;
- атмосферное давление 630-800 мм рт.ст.;- atmospheric pressure 630-800 mm Hg;
- влажность воздуха не более 80% при температуре 25°С.- humidity not more than 80% at a temperature of 25 ° C.
Приготовление растворовSolution preparation
1. Раствор азотной кислоты 1%-ный.1. A solution of nitric acid 1%.
8 см3 концентрированной азотной кислоты плотностью 1,415 г/см3 смешивают с 512 см3 деионизованной воды. Хранят в полиэтиленовой посуде.8 cm 3 of concentrated nitric acid with a density of 1.415 g / cm 3 are mixed with 512 cm 3 of deionized water. Store in a plastic container.
2. Промежуточный раствор внутреннего стандарта с содержанием эрбия (или тербия) 100 мкг/дм3.2. An intermediate solution of an internal standard with an erbium (or terbium) content of 100 μg / dm 3 .
Готовят из основного раствора с содержанием 1 мг/дм3. В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 5 см3 основного раствора с содержанием 1 мг/дм3 и доводят объем в колбе до метки 1%-ным раствором азотной кислоты. Раствор хранят в полипропиленовой пробирке 2-3 дня.Prepared from a basic solution with a content of 1 mg / DM 3 . In a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3 make 5 cm 3 of the basic solution with a content of 1 mg / DM 3 and bring the volume in the flask to the mark with a 1% solution of nitric acid. The solution is stored in a polypropylene tube for 2-3 days.
3. Раствор внутреннего стандарта с массовой концентрацией 1 мкг/дм3 в деионизованной воде.3. A solution of the internal standard with a mass concentration of 1 μg / DM 3 in deionized water.
0,5 см3 промежуточного раствора внутреннего стандарта с содержанием, например, эрбия (или тербия) 100 мкг/дм3 вносят в мерную колбу вместимостью 50 см3 и доводят объем деионизованной водой до метки. Переливают в полипропиленовую пробирку.0.5 cm 3 of an intermediate solution of an internal standard with a content of, for example, erbium (or terbium) 100 μg / dm 3 is introduced into a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3 and the volume is adjusted to the mark with deionized water. Pour into a polypropylene tube.
4. Основной стандартный раствор с содержанием ванадия 100 мг/дм3.4. The basic standard solution with a vanadium content of 100 mg / DM 3 .
Раствор готовят из ГСО с массовой концентрацией ионов металла 1 г/дм3. В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 5 см3 ГСО состава раствора ионов металла и доводят объем в колбе до метки 1%-ным раствором азотной кислоты.The solution is prepared from GSO with a mass concentration of metal ions of 1 g / DM 3 . In a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3 contribute 5 cm 3 GSO composition of the solution of metal ions and bring the volume in the flask to the mark with a 1% solution of nitric acid.
5. Промежуточный раствор стандартного образца с массовой концентрацией ванадия 10 мг/дм3.5. An intermediate solution of a standard sample with a mass concentration of vanadium 10 mg / DM 3 .
Готовят из основного раствора стандартного образца с массовой концентрацией ванадия 100 мг/дм3. В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят 10 см3 основного стандартного раствора и доводят объем в колбе до метки 1%-ным раствором азотной кислоты. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде в течение 3 месяцев.Prepared from a stock solution of a standard sample with a mass concentration of vanadium 100 mg / DM 3 . In a volumetric flask with a capacity of 100 cm 3 contribute 10 cm 3 of the basic standard solution and bring the volume in the flask to the mark with a 1% solution of nitric acid. The solution is stored in a plastic container for 3 months.
6. Вспомогательный раствор №1 с массовой концентрацией ванадия 100 мкг/дм3.6. Auxiliary solution No. 1 with a mass concentration of vanadium of 100 μg / DM 3 .
Готовят из промежуточного раствора стандартного образца с массовой концентрацией ванадия 10 мг/дм3.Prepared from an intermediate solution of a standard sample with a mass concentration of vanadium 10 mg / DM 3 .
В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 0,5 см3 промежуточного раствора стандартного образца и доводят объем в колбе до метки 1%-ным раствором азотной кислоты.In a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3 make 0.5 cm 3 of an intermediate solution of a standard sample and bring the volume in the flask to the mark with a 1% solution of nitric acid.
7. Вспомогательный раствор №2 с массовой концентрацией ванадия 50 мкг/дм3.7. Auxiliary solution No. 2 with a mass concentration of vanadium 50 μg / DM 3 .
Готовят из промежуточного раствора стандартного образца с массовой концентрацией ванадия 10 мг/дм3.Prepared from an intermediate solution of a standard sample with a mass concentration of vanadium 10 mg / DM 3 .
В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят 0,5 см3 промежуточного раствора стандартного образца и доводят объем в колбе до метки 1%-ным раствором азотной кислоты.In a volumetric flask with a capacity of 100 cm 3 make 0.5 cm 3 of an intermediate solution of a standard sample and bring the volume in the flask to the mark with a 1% solution of nitric acid.
8. Вспомогательный раствор №3 с массовой концентрацией ванадия 10 мкг/дм3.8. Auxiliary solution No. 3 with a mass concentration of vanadium 10 μg / DM 3 .
Готовят из вспомогательного раствора №1 с массовой концентрацией ванадия 100 мкг/дм3.Prepared from auxiliary solution No. 1 with a mass concentration of vanadium of 100 μg / DM 3 .
В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 5 см3 вспомогательного раствора №1 и доводят объем в колбе до метки 1%-ным раствором азотной кислоты.In a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3 make 5 cm 3 auxiliary solution No. 1 and bring the volume in the flask to the mark with a 1% solution of nitric acid.
Построение градуировочного графика производят с использованием растворов, приведенных в таблице 1.The construction of the calibration schedule is performed using the solutions shown in table 1.
Градуировочный график устанавливают на вышеуказанных градуировочных растворах. Определение градуировочной зависимости, обработка и хранение результатов градуировки выполняются программным обеспечением масс-спектрометра.The calibration schedule is set on the above calibration solutions. Determination of the calibration dependence, processing and storage of calibration results are performed by the mass spectrometer software.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:The proposed method is as follows:
- по обоим вариантам вначале производят отбор пробы атмосферного воздуха в объеме 1 м3 путем протягивания исследуемого воздуха через аналитический аэрозольный фильтр, например, марки АФА-ХА со скоростью 50 л/мин в течение 20 минут;- for both options, at first they take a sample of atmospheric air in a volume of 1 m 3 by pulling the test air through an analytical aerosol filter, for example, AFA-XA grade at a speed of 50 l / min for 20 minutes;
- при этом фиксируют температуру воздуха и атмосферное давление на момент отбора пробы, учитывая, что в дальнейшем, при установлении концентрации ванадия, производят приведение объема воздуха, отобранного для анализа, к нормальным условиям;- at the same time, air temperature and atmospheric pressure are recorded at the time of sampling, taking into account that in the future, when establishing the concentration of vanadium, the volume of air taken for analysis is brought to normal conditions;
- после отбора фильтр сворачивают вчетверо экспонированной поверхностью внутрь, помещают в пакет из кальки и полиэтиленовый пакет;- after selection, the filter is folded four times the exposed surface inside, placed in a bag of tracing paper and a plastic bag;
- после отбора пробы указанный фильтр подвергают по первому варианту разложению методом микроволновой пробоподготовки, при которой:- after sampling, the specified filter is subjected, according to the first embodiment, to decomposition by microwave sample preparation, in which:
- экспонированный фильтр помещают во фторопластовый стакан,- the exposed filter is placed in a fluoroplastic glass,
- добавляют 0,1 мл раствора эрбия (или тербия) в деионизованной воде с массовой концентрацией 1 мг/дм3 и добавляют 5 мл концентрированной азотной кислоты плотностью 1,415 г/см3,- add 0.1 ml of a solution of erbium (or terbium) in deionized water with a mass concentration of 1 mg / DM 3 and add 5 ml of concentrated nitric acid with a density of 1.415 g / cm 3 ,
- пробу минерализуют по программе к микроволновой системе пробоподготовки (в качестве микроволновой системы использовали печь марки МС-6 производства Объединение «Вольта» г.Санкт-Петербург, к которой приложен ряд Методик, в частности Методика минерализации фильтров),- the sample is mineralized according to the program for the microwave sample preparation system (the MC-6 furnace manufactured by Volta Association, St. Petersburg, to which a number of Methods, in particular the Filter Mineralization Method) was applied, was used as the microwave system;
- далее минерализованную пробу переносят в мерную полипропиленовую пробирку вместимостью 15 мл, затем производят смывы остатка пробы 2-3 раза путем внесения в стакан по 1 мл деионизованной воды, встряхивают и переносят каждый смыв в пробирку с минерализатом, доводят объем пробы до 10 мл деионизованной водой,- then the mineralized sample is transferred to a 15 ml polypropylene volumetric tube, then the remainder of the sample is washed 2-3 times by adding 1 ml of deionized water to a glass, shake and transfer each wash to a mineralized tube, bring the sample volume to 10 ml with deionized water ,
- закрывают пробирку лабораторной герметизирующей пленкой, перемешивают пробу. На этом закончен цикл микроволновой пробоподготовки.- close the tube with a laboratory sealing film, mix the sample. This completes the microwave sample preparation cycle.
По второму варианту производят пробоподготовку в муфельной печи, при которой:In the second embodiment, sample preparation is performed in a muffle furnace, in which:
- экспонированные фильтры помещают в кварцевые стаканчики, вносят 0,1 мл внутреннего стандарта с массовой концентрацией Er (или Tb) 1 мг/дм3. Стаканчики устанавливают в муфельную печь. Выдерживают при температуре 100°С 40-60 мин, далее при температуре 250°С 40-60 мин, озоляют при температуре 450-500°С 3,5 часа. Образовавшуюся золу смачивают 0,3 мл концентрированной HNO3 плотностью 1,415 г/см3, нагревают на песчаной бане, упаривая до состояния влажных солей. После остывания растворяют в 5 мл 1%-ного водного раствора HNO3, переносят в мерную полипропиленовую пробирку вместимостью 15 мл, 2-3 раза споласкивают кварцевый стаканчик 1 мл 1%-ного раствора HNO3, перенося каждый смыв в пробирку, объем доводят до 10 мл 1%-ной HNO3, закрывают пробирку лабораторной герметизирующей пленкой, перемешивают пробу. На этом закончен цикл пробоподготовки в муфельной печи.- exposed filters are placed in quartz glasses, add 0.1 ml of an internal standard with a mass concentration of Er (or Tb) of 1 mg / dm 3 . Cups are installed in a muffle furnace. It is kept at a temperature of 100 ° C for 40-60 minutes, then at a temperature of 250 ° C for 40-60 minutes, it is ashed at a temperature of 450-500 ° C for 3.5 hours. The resulting ash is moistened with 0.3 ml of concentrated HNO 3 with a density of 1.415 g / cm 3 , heated in a sand bath, evaporated to the state of wet salts. After cooling, dissolve in 5 ml of a 1% aqueous solution of HNO 3 , transfer to a measured polypropylene tube with a capacity of 15 ml, rinse a quartz glass 2-3 ml of 1 ml of a 1% aqueous solution of HNO 3 , transferring each wash to a test tube, the volume is adjusted to 10 ml of 1% HNO 3 , close the tube with a laboratory sealing film, mix the sample. This completes the sample preparation cycle in the muffle furnace.
Одновременно с анализируемыми пробами готовят 2-3 холостые пробы, состоящие из неэкспонированных фильтров из той же партии, что и экспонированные фильтры.Simultaneously with the analyzed samples, 2-3 blank samples are prepared, consisting of unexposed filters from the same batch as the exposed filters.
Пробы после растворения подготавливают к измерению, проводя их разбавление. Для этого в пробирку автоматического пробоотборника масс-спектрометра (или другую пробирку, из которой распыляют пробу при измерении) вносят 0,5 мл пробы и 4,5 мл деионизованной воды (для проб с пробоподготовкой в микроволновой системе) или 4,5 мл 1%-ного раствора азотной кислоты (HNO3) (для проб из муфельной печи). Закрывают пробирку герметизирующей пленкой, перемешивают. Направляют на измерение на масс-спектрометре Agilent 7500сх при следующих условиях:Samples after dissolution are prepared for measurement by diluting them. To do this, 0.5 ml of sample and 4.5 ml of deionized water (for samples with sample preparation in the microwave system) or 4.5 ml of 1% are added to a test tube of an automatic sampler of a mass spectrometer (or another tube from which a sample is sprayed during measurement) solution of nitric acid (HNO 3 ) (for samples from a muffle furnace). Close the tube with a sealing film, mix. They are sent for measurement on an Agilent 7500 cx mass spectrometer under the following conditions:
В растворах холостых и исследуемых проб, в градуировочных растворах должна быть одинаковая концентрация внутреннего стандарта (1 мкг/дм3).In solutions of single and test samples, in calibration solutions should be the same concentration of the internal standard (1 μg / DM 3 ).
Концентрацию ванадия определяют с использованием градуировочного графика с учетом приведения объема воздуха, отобранного для анализа, к нормальным условиям.The concentration of vanadium is determined using a calibration curve taking into account the reduction of the volume of air selected for analysis to normal conditions.
Результат определения ванадия в атмосферном воздухе представляется как среднее из нескольких параллельных измерений анализируемого раствора.The result of determining vanadium in atmospheric air is presented as the average of several parallel measurements of the analyzed solution.
Массовую концентрацию ванадия в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:The mass concentration of vanadium in atmospheric air (mg / m 3 ) is calculated by the formula:
где Х - массовая концентрация ванадия в атмосферном воздухе, мг/м3 (мкг/дм3);where X is the mass concentration of vanadium in atmospheric air, mg / m 3 (μg / dm 3 );
а - массовая концентрация ванадия в растворе подготовленной пробы, определена по градуировочному графику, мкг/дм3;a - mass concentration of vanadium in the solution of the prepared sample, determined according to the calibration graph, µg / DM 3 ;
õï - массовая концентрация ванадия в растворе холостой пробы, определена по градуировочному графику, мкг/дм3;õï - mass concentration of vanadium in a blank sample solution, determined according to the calibration schedule, µg / dm 3 ;
V1 - объем раствора пробы с учетом разбавления, дм3;V 1 - the volume of the sample solution, taking into account dilution, dm 3 ;
V0 - объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к нормальным условиям, дм3.V 0 - the volume of air selected for analysis and reduced to normal conditions, dm 3 .
V0 вычисляют по формуле:V 0 calculated by the formula:
где V - объем протянутого воздуха, дм3;where V is the volume of stretched air, dm 3 ;
Р - атмосферное давление при отборе пробы воздуха, мм рт.ст.;P - atmospheric pressure when sampling air, mm Hg;
t - температура воздуха в момент отбора, °С.t is the air temperature at the time of selection, ° C.
Полученные результаты измерений ванадия предлагаемым способом приведены в таблице 2 (по этим результатам определений рассчитывают показатели повторяемости и воспроизводимости результатов). Одновременно по результатам определений (Xn), приведенным в данной таблице 2, можно судить о чувствительности метода.The obtained measurement results of vanadium by the proposed method are shown in table 2 (according to these determination results, indicators of repeatability and reproducibility of the results are calculated). At the same time, according to the results of the determinations (X n ) given in this table 2, one can judge the sensitivity of the method.
Из таблицы 3 видно влияние внутреннего стандарта на определение ванадия предлагаемым способом, особенно важно введение внутреннего стандарта для более точного определения низких концентраций ванадия (0,05; 0,1 мкг/дм3).Table 3 shows the influence of the internal standard on the determination of vanadium by the proposed method, it is especially important to introduce an internal standard to more accurately determine low concentrations of vanadium (0.05; 0.1 μg / dm 3 ).
Для определения относительной погрешности способа использовали способ «введено - найдено».To determine the relative error of the method used the method of "entered - found."
Проводят анализ проб с добавлением в них определенного количества анализируемого компонента ванадия (добавка составляет 50-150% от концентрации в рабочей пробе), в данном случае ванадия, для выяснения правильности и точности анализа (относительная погрешность). Полученные результаты измерений ванадия в подготовленной пробе с его добавкой приведены в таблице 4. В данном примере величина добавки ванадия С=0,1 мкг/дм3, среднее обнаруженное значение внесенной добавки составило 0,095±0,009 мкг/дм3.The samples are analyzed with the addition of a certain amount of the analyzed component of vanadium (the additive is 50-150% of the concentration in the working sample), in this case, vanadium, to determine the correctness and accuracy of the analysis (relative error). The obtained measurement results of vanadium in the prepared sample with its additive are shown in Table 4. In this example, the value of the vanadium additive is C = 0.1 μg / dm 3 , the average detected value of the added additive was 0.095 ± 0.009 μg / dm 3 .
В ходе лабораторных испытаний предлагаемого способа были установлены следующие данные: диапазон измерений ванадия в атмосферном воздухе, значения показателей точности, повторяемости, внутрилабораторной прецизионности, воспроизводимости предлагаемого способа. Данные приведены в таблице 5.During laboratory tests of the proposed method, the following data were established: the range of measurements of vanadium in atmospheric air, the values of accuracy, repeatability, intralaboratory precision, reproducibility of the proposed method. The data are shown in table 5.
Приведенные в таблице 5 данные показывают, что предлагаемый способ позволяет с высокой степенью точности и достоверности определять в атмосферном воздухе ванадий в диапазоне концентраций 0,000005-0,02 мг/м3. Чувствительность способа позволяет обнаружить низкие концентрации ванадия в атмосферном воздухе, в том числе на уровне референтных значений (0,00007 мг/м3). Например, на основании результатов определений (таблица 2), после проведения расчетов (с использованием градуировочного графика и формул) с учетом значений холостого опыта и условий, указанных в предлагаемом способе (1 м3, отобранного воздуха, разбавление минерализата в 100 раз), содержание ванадия в атмосферном воздухе составит 0,000006 мг/м3, что даже ниже референтной концентрации.The data presented in table 5 show that the proposed method allows with a high degree of accuracy and reliability to determine vanadium in the air in the concentration range of 0.000005-0.02 mg / m 3 . The sensitivity of the method allows to detect low concentrations of vanadium in atmospheric air, including at the level of reference values (0.00007 mg / m 3 ). For example, based on the results of the determinations (table 2), after calculations (using the calibration graph and formulas), taking into account the values of blank experience and the conditions specified in the proposed method (1 m 3 , selected air, dilution of the mineralizate 100 times), the content vanadium in atmospheric air will be 0.000006 mg / m 3 , which is even lower than the reference concentration.
Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает высокую точность измерений 21% и характеризуется высокой селективностью (таблица 6).In addition, the proposed method provides high measurement accuracy of 21% and is characterized by high selectivity (table 6).
ℓ=1, LL, result number
ℓ = 1, L
n=1, NN, number of parallel definitions
n = 1, N
N=2 , arithmetic mean of parallel definitions
N = 2
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011113860/04A RU2466096C1 (en) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011113860/04A RU2466096C1 (en) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2466096C1 true RU2466096C1 (en) | 2012-11-10 |
Family
ID=47322244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011113860/04A RU2466096C1 (en) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2466096C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103454262B (en) * | 2013-08-19 | 2015-07-29 | 燕山大学 | A kind of method measuring solid solution vanadium and non-solid solution content of vanadium in micro alloyed steel |
RU2600766C1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-10-27 | Федерального бюджетного учреждения науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) | Method for spectrophotometric measurement of concentration of mineral oils in air |
RU2627854C1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-08-14 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения") | Method of quantitative determination of aluminium, vanadium, tungsten, iron, cadmium, cobalt, magnesium, manganese, copper, nickel, lead, strontium, titanium, chrome, zinc in atmospheric air by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
RU2649136C1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method for gold and cobalt alloying additives determination in semiconductor materials based on tin dioxide |
RU2730954C1 (en) * | 2019-11-21 | 2020-08-26 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью | Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
RU2748671C1 (en) * | 2020-08-03 | 2021-05-28 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Method for determining mass concentrations of impurities in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU899479A1 (en) * | 1980-06-10 | 1982-01-23 | Восточный научно-исследовательский углехимический институт | Method for detecting vanadium (iii) |
SU1386878A1 (en) * | 1986-05-21 | 1988-04-07 | Предприятие П/Я В-2223 | Method of preparing sample for determining vanadium in carbonic materials |
-
2011
- 2011-04-08 RU RU2011113860/04A patent/RU2466096C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU899479A1 (en) * | 1980-06-10 | 1982-01-23 | Восточный научно-исследовательский углехимический институт | Method for detecting vanadium (iii) |
SU1386878A1 (en) * | 1986-05-21 | 1988-04-07 | Предприятие П/Я В-2223 | Method of preparing sample for determining vanadium in carbonic materials |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103454262B (en) * | 2013-08-19 | 2015-07-29 | 燕山大学 | A kind of method measuring solid solution vanadium and non-solid solution content of vanadium in micro alloyed steel |
RU2600766C1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-10-27 | Федерального бюджетного учреждения науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) | Method for spectrophotometric measurement of concentration of mineral oils in air |
RU2627854C1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-08-14 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения") | Method of quantitative determination of aluminium, vanadium, tungsten, iron, cadmium, cobalt, magnesium, manganese, copper, nickel, lead, strontium, titanium, chrome, zinc in atmospheric air by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
RU2649136C1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method for gold and cobalt alloying additives determination in semiconductor materials based on tin dioxide |
RU2730954C1 (en) * | 2019-11-21 | 2020-08-26 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью | Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
RU2748671C1 (en) * | 2020-08-03 | 2021-05-28 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Method for determining mass concentrations of impurities in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2466096C1 (en) | Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions) | |
AU2009354555B2 (en) | Method for analyzing and detecting calcium element in ore | |
RU2627854C1 (en) | Method of quantitative determination of aluminium, vanadium, tungsten, iron, cadmium, cobalt, magnesium, manganese, copper, nickel, lead, strontium, titanium, chrome, zinc in atmospheric air by mass spectrometry with inductively coupled plasma | |
CN102207463A (en) | Method for determining content of phosphor and copper in ferrotitanium | |
CN101929959B (en) | Method for analyzing and detecting lead impurity element in beryllium-aluminum alloy | |
CN102980968A (en) | Liquid chromatogram tandem mass spectrum measuring method for creatinine in urine | |
RU2585369C1 (en) | Method of determining content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma | |
CN111812046A (en) | Method for measuring content of total flavonoids in tobacco | |
El Shiekh et al. | Spectrophotometric estimation of vardenafil HCl and tadalafil in pure forms and tablets using cerium (IV) ammonium sulphate | |
CN102914513A (en) | Analysis detection method of iron element in vanadium carbide | |
CN105424853A (en) | LC-MS/MS kit for detecting nicotine and its metabolites in saliva | |
CN104713976A (en) | Method for determining nitrite in food by employing headspace-gas chromatography/mass spectrography | |
Ghaedi et al. | Cloud point extraction and flame atomic absorption spectrometric determination of lead, cadmium and palladium in some food and biological samples | |
CN113687016A (en) | Method for detecting chloride ion content in cyclobenzaprine hydrochloride | |
CN104655610B (en) | The analysis method and assay method of vanadyl oxalate oxalate ion concentration | |
CN109632783B (en) | New application of indole chloride | |
CN102323232B (en) | Method for testing content of potassium | |
CN217688707U (en) | Dry method inductively coupled plasma mass spectrometry combined analyzer | |
CN103823009B (en) | Application of liquid chromatography tandem mass spectrogram method in biological monitoring of 3-alkylation adenine in mass smokers | |
RU2730954C1 (en) | Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma | |
Wah Fong et al. | Multi-elements (aluminium, copper, magnesium, manganese, selenium and zinc) determination in serum by dynamic reaction cell-inductively coupled plasma-mass spectrometry | |
Fulton et al. | Photometric determination of copper in aluminum and lead-tin solder with neocuproine | |
RU2760002C2 (en) | Method for determining mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by x-ray fluorescence method | |
CN103822991B (en) | Application of liquid chromatography tandem mass spectrometry method in biological monitoring on 3-ethyl adenines among samples of large-scale smokers | |
CN112557314A (en) | Method for measuring lead ion content |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130409 |