11. Эмиссионный и атомно-абсорбционный спектральный анализ загрязнения почв.

Атомно-эмиссионным спектральным анализом называется метод определения химического состава, основанный на изуче­нии атомных спектров вещества, возбуждаемых в горячих ис­точниках света. Спектр — это излучение, разложенное по длинам волн, заключает в себе информацию о качественном и количе­ственном составах анализируемого объекта. Принципиальная схема эмиссионного спектрального анализа сводится к следую­щему: а) перевод вещества в парообразное состояние; б) воз­буждение атомов и ионов; в) разложение испускаемого ато­мами света в спектр; д) регистрация и расшифровка получен­ных спектров.

По характерным линиям в спектрах атомов можно иденти­фицировать элементы, содержащиеся в анализируемом образце (качественный спектральный анализ), а по относительным интенсивностям спектральных линий можно определять концен­трации элементов в исследуемом образце (количественный анализ).

Спектральный анализ был разработан в 1859 г. физиком Кирхгофом и химиком Бунзеном. С помощью сконструированного ими прибора, на­званного спектроскопом, они показали, что каждому виду атомов (элементу) присущ строго определенный, характерный спектр. Они же предложили ис­пользовать спектральный метод для качественного анализа проб. Когда уче­ные обнаружили в спектрах некоторых образцов спектральные линии, которые нельзя было отнести к каким-либо известным элементам, они объяснили наличие этих линий присутствием неизвестных элементов. Так, с помощью нового метода были открыты неизвестные в то время элементы рубидий и цезий. Позднее другие исследователи с помощью спектрального анализа открыли и другие элементы: таллии, индий, галлий, гелий.

Атомно-абсорбционный метод

является одним из важ­нейших методов определения малых содержаний элементов в различных объектах — ме­таллах, сплавах, рудах, шлаках, в объектах геохимии, сельского хозяйства, медицины, в особо чистых веществах, образцах воды, минералах и др. Широкое применение метода обусловлено тем, что с его помощью можно определять более 80 элементов, чув­ствительность атомно-абсорбционного метода часто превышает чувствительность атомно-эмиссионной спектроскопии, аппара­тура проста, методики экспрессны. Для атомно-абсорбционной спектроскопии характерна высокая избирательность, взаимные влияния элементов при определении не велики. Для проведения анализа вещество необходимо атомизировать или в ацетиленовом пламени, или в графитовой печи, или электроатомизацией т.е. превратить в пар.

Атомно-абсорбционный анализ (А А А) основан на способности сво­бодных атомов, образующихся при испарении исследуемых проб, селективно поглощать излучение определенной для каждого эле­мента длины волны. Атомы поглощают излучение тех длин волн, которые соответствуют переходу электронов атомов с ос­новного энергетического уровня Е на более высокие возбужден­ные состояния. Частота излучения, которое поглощается резо­нансно атомами, соответствует разнице в энергии между основ­ным состоянием и возбужденным. Необходимую для поглощения атомами определенного элемента (лампа) спектральную линию обычно получают от монохроматического источника излучения.

12. Газовая хроматография аэрозолей и промышленных выбросов.

Метод газовой (газоадсорбционной) хроматографии состоит в разделении адсорбционным способом газовой смеси при пропуска­нии ее совместно с потоком газа-носителя через слой пористого ад­сорбента и последующим поочередном измерении содержания каж­дого выделившегося компонента электрическим методом.Физико-химические свойства отдельных компонентов, входящих состав пробы, неодинаковы, поэтому существует различие в скоро­стях их передвижения через разделительную колонку. По мере про­движения пробы вдоль разделительной колонки происходит процесс разделения компонентов на ряд отдельных полос, представляющих собой бинарные смеси каждого из компонентов с газом-носителем, разделенные между собой зонами чистого газа-носителя. Физические свойства газового потока, выходящего из разделительной колонки, фиксируются детектором. Детектор позволяет получить быструю ин­формацию о составе движущихся бинарных смесей, а следователь­но, и о составе анализируемой смеси. Выход компонентов фиксиру­ется на хроматограмме в виде пиков, расположенных на основной (нулевой) линии, представляющей собой регистрацию сигнала детек­тора во время выхода из колонки чистого газа-носителя (рис 2). Хроматограмма является источником качественной и количественной информации об анализируемой смеси. Количественный анализ основан на измерении высот пиков. Зависимость высоты пика от концентрации измеряемого вещества, а также время.Недостатком при использовании газовой хроматографии для оп­ределения концентрации оксидов азота в продуктах сгорания являет­ся плохая воспроизводимость результатов и отсутствие подходящих детекторов для надежного количественного определения. В настоя­щее время, ввиду трудоемкости проведения измерений, хроматогра­фы очень редко используются для определения состава продукте сгорания на ТЭС. Чаще хроматографические методы применяются при приготовлении контрольных поверочных газовых смесей (ПГС), используемых для калибровки газоанализаторов пробоотборного типа, и определении содержания ПАУ в лабораторных условиях.

Хроматограф

прибор для разделения смеси веществ методом хроматографии (метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения физико-химических свойств веществ. Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной и подвижной (элюент) )Обычно хроматографы делят на две большие группы — газовые и жидкостные, по типу используемого элюента. В газовых хроматографах элюентом (газом-носителем) выступает газ (как правило, инертный, в основном используются водород, гелий, азот и аргон), в жидкостной хроматографии носителем является жидкость (как правило, органические растворители, вода и водные растворы используются в особых видах хроматографии, например, в гель-фильтрующей). Основным конструктивным элементом хроматографов являются колонки — трубки, заполненные неподвижной фазой, по которым во время выполнения анализа движется элюент, смешанный с исследуемым образцом. Именно в колонке происходит разделение компонентов исследуемой смеси.