• 1
  • 2
  • 2
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
вернуться на главную

Эффективность сочетания масс-селективного и атомно-эмиссионного детектирования при хроматографическом анализе воды

В условиях обострения экологической обстановки, интенсивного загрязнения как поверхностных, так и подземных водоисточников техногенными продуктами хозяйственной деятельности человека, резкого увеличения химического разнообразия загрязняющих соединений необходимость постоянного контроля воды водоисточников и питьевой воды на всех стадиях водоподготовки с привлечением современных методов является актуальной.

Оценка содержания органических загрязнителей в питьевой воде по таким обобщенным показателям, как окисляемость, содержание общего органического углерода не отражают многообразие возможных загрязнителей питьевой воды и из-за низкой чувствительности не всегда реагируют на изменение степени загрязненности воды микропримесями, часто имеющими низкие значения предельно допустимых концентраций.

С другой стороны, требования санитарных органов по контролю содержания в питьевой воде токсичных примесей также не могут охватить весь спектр возможных соединений — такая работа требует использования специально разработанных и аттестованных методик и является трудоемкой. Поэтому многие соединения, присутствующие в воде какого-либо региона, могут оказаться вне контроля, в то время как их влияние на качество чистой воды может быть решающим. Все это обуславливает необходимость внедрения в аналитическую практику обзорных методов, сочетающих четкое разделение компонентов сложных смесей загрязняющих веществ и их селективное детектирование. К таким методам можно отнести капиллярную газовую хроматографию с атомно-эмиссионным и масс — селективным детектированием (КГХ/АЭД и КГХ/МСД).

Поскольку КГХ/АЭД позволяет установить элементный состав молекул компонентов, а КГХ/МСД их структуру, то эти методы являются взаимно подтверждающими и дополняющими, что необходимо при работе со сложными смесями органических соединений в экологических исследованиях. Кроме того, КГХ/АЭД позволяет проводить количественное определение компонентов при отсутствии вещества -стандарта, вести мониторинг по содержанию 16 элементов, входящих в состав компонентов загрязнителей, элюирующихся из хроматографической колонки, что особенно ценно при оценке эффективности водоочистки от соединений разной природы.

КГХ/МСД позволяет с определенной точностью по характеристическим ионам выделить из общей хроматограммы разные классы соединений, определить их фракционный состав и, следовательно, природу происхождения (биогенное или техногенное).

В данной работе продемонстрирована эффективность сочетания КГХ/АЭД и КГХ/МСД в исследованиях качества воды, проводимых на предприятии МУП «Уфаводоканал». Показана возможность определения фонового уровня содержания ограниченно-летучих органических соединений (ОЛОС) и проведения мониторинга за их содержанием в чистой питьевой воде.

С использованием методов КГХ/АЭД и КГХ/МСД проведено исследование компонентного состава ограниченно-летучих органических соединений (ОЛОС) в воде р. Уфа и инфильтрационных скважин, расположенных на берегу реки и в питьевой воде города Уфы. Идентифицировано 131 соединение, которые присутствуют и в речной воде и воде из скважин, что составляет более 75% от всех зафиксированных загрязняющих веществ. Суммарное содержание ОЛОС в воде водоисточников невелико — в среднем составляет 0,006-0,008 мг/дм3. Основными загрязнителями воды водоисточников являются алканы, алкилбензолы карбоновые кислоты и алкилфталаты. Распределения компонентов во фракциях этих соединений указывают на их техногенное происхождение. Ароматические соединения, в частности изомеры алкилбензолов и алкилнафталинов более широко представлены в речной природной воде. Во фракции карбоновых кислот в питьевой воде из скважин заметно влияние биогенных процессов, протекающих в фильтрующих пластах.

Сочетание методов КГХ/АЭД и КГХ/МСД оказалось эффективным при изучении влияния хлорирования на состав ОЛОС питьевой воды. В воде после хлорирования идентифицировано хлор-, бромпроизводные ОЛОС, отсутствующие в исходной питьевой воде, а использование таких обобщенных показателей, как суммарное содержание углерода, хлора, брома и кислорода в компонентах ОЛОС, определяемых методом КГХ/АЭД являются экспрессными и информативными при оптимизации процесса водоподготовки. Использование этих обобщенных показателей оказалось эффективным также при определении степени очистки питьевой воды от техногенных загрязнителей на инфильтрационных водозаборах. Исследования показали, что фильтрующие слои скважин очищают воду в основном от природных гумусовых соединений, но недостаточно эффективны для очистки от техногенных ОЛОС.

Сочетание указанных методов эффективно при изучении маршрутов попадания загрязнителей в питьевую воду и установлении их источников.

В настоящее время с использованием указанных методов проводится изучение характера распределения основных классов ОЛОС в природной воде реки Уфа и основных ее притоков в регионе водосбора.