ИССЛЕДОВАНИЕ АНИОННОГО СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ВОД МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА

Введение

Капиллярный электрофорез как метод исследования нашел широкое применение в определении как качественного, так и количественного составов различных объектов. Зачастую этот метод рассматривают как альтернативу высокоэффективной жидкостной хроматографии, поскольку он сочетает высокую эффективность, чувствительность, экспрессность анализа и обладает сравнительно небольшой стоимостью оборудования и материалов. При малых объемах пробы и при минимальном расходе реагентов капиллярный электрофорез демонстрирует себя как перспективный метод по отношению к длительным и трудоемким методам.

Метод капиллярного электрофореза его модификации получили широкое распространение в анализе водных растворов. В литературе можно встретить методики определения анионного и катионного составов природных и питьевых вод, определение чистоты фармацевтических препаратов и объектов пищевой промышленности, анализ наркотических и взрывчатых веществ.

Таким образом, метод капиллярного электрофореза является экспрессным высокоточным инструментальным методом и находит широкое применение в анализах веществ, для целей разделения и количественного определения компонентов сложных смесей.

Объект исследования – природные воды.

Предмет исследования – исследование анионного состава природных вод методом капиллярного электрофореза. 

Цель исследования – количественное определение анионного состава природных вод методом капиллярного электрофореза.

Метод исследования

Метод КЭ основан на разделении заряженных компонентов сложной смеси в кварцевом капилляре под действием приложенного электрического поля.

Определение неорганических анионов в воде

Метод основан на разделении анионов вследствие их различной подвижности в процессе миграции по кварцевому капилляру в электролите под действием электрического поля с последующей регистрацией разности оптического поглощения электролита и анионов в ультрафиолетовой (УФ) области спектра излучения [5].

Для того чтобы данным методом определять именно анионные компоненты проб, изменяют полярность прикладываемого напряжения. Однако в этом случае изменится не только направление миграции анионов, а также направление электроосмотического потока – он будет препятствовать перемещению в сторону детектора медленно мигрирующих анионов. Это достигается введением в рабочий буферный раствор катионного поверхностно-активного вещества, например, бромида цетилтриметиламмония (ЦТАБ).

Ход исследования

Для определения количественного содержания анионов в природной воде были взяты пробы с различных мест Оренбургского района, а именно: 1) речная вода (Урал), в черте города (автомобильный мост через Урал); 2) речная вода (Сакмара), в черте города (автомобильный мост через Сакмару); 3) речная вода (Каргалка), 10 км от города (автомобильный мост через Каргалку); 4) речная вода (Каргалка), 40 км от города (посёлок Егорьевка); 5) родниковая вода (Холодные ключи), 20 км от города (посёлок Холодные ключи).

Ориентируясь на градуировочный график,по времени выхода и площади пиков можем определить какой анион и в каком количестве (мг/л) содержится в пробе [9]. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Количественное содержание анионов в пробах (мг/л).

Исходя из таблицы 2 – Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования [2], можно сделать вывод, что  все образцы не превышают допустимых концентраций анионов.

Таблица 2.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03)

Заключение

Таким образом, в представленных образцах вод из  природных источников удалось экспериментально определить количественное содержание анионов. В ходе работы был изучен метод капиллярного электрофореза. Были определены количественные содержания анионов в: 1) речной воде (Урал), в черте города (автомобильный мост через Урал); 2) речной воде (Сакмара), в черте города (автомобильный мост через Сакмару); 3) речной воде (Каргалка), 10 км от города (автомобильный мост через Каргалку); 4) речной воде (Каргалка), 40 км от города (посёлок Егорьевка); 5) родниковой воде (Холодные ключи), 20 км от города (посёлок Холодные ключи).

Во всех образцах концентрация анионов не превышает предельно допустимых концентраций.

Список литературы:

1. Ануфриева, Р. М. Система капиллярного электрофореза / Р. М. Ануфриева, Т. Ю. Бессчетнова, Я. С. Каменцев Я.С. – Санкт-Петербург: «Петрополис», 2001. – С. 15, 40.
2. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. – Введ. 15.06.2003. – Москва: Минздрав России, 2003.
3. ГОСТ 17.1.1.02-01. Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов. – Введ. 01.07.2001. – Москва: Издательство стандартов, 2002. – С. 19.
4. ГОСТ 27065-86. Качество вод. Термины и определения. – Введ. 01.01.1987.– Москва: Изд-во стандартов, 1987. – С. 9.
5. ГОСТ 31867-2012. Вода питьевая. Определение содержания анионов методом хроматографии и капиллярного электрофореза 2014-01-01.
6. Дерпгольц, В. Ф. Вода во вселенной / В. Ф. Дерпгольц - Ленинград: "Недра", 1971. – С. 224
7. Комарова, Н.В. Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «КАПЕЛЬ» / Н.В. Комарова, Я.С. Каменцев. -  Санкт-Петербург: ООО «Веда», 2006. – С. 212.
8. ПНД Ф 14.1:2:4.157-99. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций хлорид-ионов, нитрит-ионов, сульфат-ионов, нитрат-ионов, фторид-ионов и фосфат-ионов в пробах природной, питьевой и сточной вод с применением системы капиллярного электрофореза «Капель». -  Санкт-Петербург: Люмэкс, 1999.
9. Приборное аналитическое оборудование. Интернет-источник: http:// www. lumex. ru.