Способ обнаружения токсичных катионов металлов в воде Советский патент 1985 года по МПК A01K61/00 G01N33/18 

1 Изобретение относится к аналитической химии воды и может быть испо зовано для определения в воде токси ных катионов металлов в целях охран природных водоемов от загрязнения и сохранения их животньк и растительного мира. Цель изобретения - повышение специфичности определения токсичных катионов металлов. Сущность способа состоит в том, что предварительно определяют продолжительность выживания дафний в анализируемом растворе, для чего в химические стаканы наливают по 10 мл анализируемого раствора и вно сят в них по десять дафний в возрасте . не более 24 ч. Обеспечивают поддержание в стаканах 34-36С и ведут на людение за иммобилизацией дафний. Данные по иммобилизации по всем стаканам усредняют, отмечают время наступления иммобилизации половины всех дафний (продолжительность иммобилизации 50% дафний или медианное эффективное время иммобилизации величине ЕТ менее 1 ч проб разбавляют в 2-10 раз чистой речной или озерной водой, не содержащей токсических веществ, определяют ETg.g в разбавленных растворах и для анализа берут раствор, в котором составляет 1-4 ч. Анализируемую пробу делят на две части по 30-50 мл каждая. Первую половину пробы наливают по 10 мл в 3-5 химических стаканов 20-50 мл, в каждый стакан помещают 10-12 дафн в возрасте до 24 ч и обеспечивают постоянную температуру 19-36°С. Одновременно вторую половину пробы также наливают в 3-5 химических стаканов объемом 20-50 мл, приливают 0,5-2 мл на 10 мл анализи руемого раствора О,1%-ного раствора унитиола (2,3-димеркаптопропансульфонат натрия) и перемешивают. В стаканы с анализируемыми растворами вводят по 10-12 дафний в воз расте до 24 ч и обеспечивают в тече ние 6-24 ч температуру раствора 19-36 0. Определяют выжьшаемость дафний в течение этого времени. О наличие токсичных катионов металлов в анализируемом растворе суд по иммобилизации 100% дафний в раст воре без унитиола и по отсутствию 8 иммобилизации дафний в растворе с унитиолом в течение 6-10 ч при Зб-ЗОС или в течение 24 ч при 19-30 0. Способ позволяет оценить интегральное содержание всех токсинов катионов и определить принадлежность этой группы токсикантов именно к катионам металлов. Такой вьтод делается на основании сравнения иммобилизации тест-объектов - дафний в пробе, разделенной на две части, в одну из которых вводят детоксицирующий реагент (комплексообразователь) унитиол. Последний, химически связывая катионы металлов в нетоксичные длядафний меркаптиды, в одной части пробы предотвращает иммобилизацию дафний. В другой части пробы при наличии в ней токсичных катионов металлов дафнии иммобили- зуются, при отсутствии в анализируемой пробе токсичных катионов металлов, если в воде нет других токсикантов, дафнии остаются живыми в обеих частях пробы. Разбавление пробы чистой водой следует производить в том случае, если исследуемая вода содержит повышенные концентрации токсикантов. Такая вода вызывает быструю гибель тестобъектов, что затрудняет оценку количественного содержания токсикантов. Кроме того, при повышенном содержании .токсических веществ в исследуемой воде вводимого в нее. унитиола в количестве 0,5-2,0 мг на 10 мл может оказаться недостаточным для полного химического связывания катионов металлов в нетоксичные перконтиды. Увеличивать же количество унитиола выше указанной концентрации нельзя, поскольку это приведет к дополнительной токсической нагрузке на тест-объекты. Границы концентрации унитиола 0,5-2,0 мг на 10 мл анализируемой пробы определены экспериментально. Это количество вызывает детоксицирующий эффект по отношению к катионам Металлов и в то же время является безвредным для дафний. При введении унитиола менее 0,5мг детоксирующий эффект проявляется слабо, а при введении его в количестве более 2,0 мг создается дополнительная нагрузка на дафний.

31

Предварительный анализ следует проводить при ЗД-Зб С, так как это увеличивает чувствительность дафний к токсичным катионам в 2-4 раза. При температуре свыше дафнии погибают.

Дальнейший анализ после разделени пробы на две части ведут при 19-36 С

Выполнение анализа при оптимально для жизнедеятельности дафний темпера туре 19-22С позволяет определить присутствие токсичных катионов в вод в концентрации не ниже 1-10 мг/л за 24 ч, при повышении температуры до 30-36°С время получения аналогичной информации снижают до 6-10 ч.

В течение этого времени при 36°С унитиол не оказывает на дафний токсического действия.

Пример 1. На анализ берут воду из водоема, в которую периодически подают стоки металлургического предприятия, содержащие катионы тяжелых металлов. Наличие их необходимо определить.

Проводят предварительный анализ и определяют продолжительность иммоблизации 50% дафний в анализируемой пробе - ЕТ-д , что составляет 1,2 ч. Поэтому в дальнейшем пробу используют без разбавления ее чистой водой.

100 мл анализируемой пробы разделяют на две части. Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, приливают 1 мл 0,1%-ного водного раствора унитиола (1 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят в каждый стакан по 10 дафний в возрасте 24 ч. Температуру растворов поддерживают науровне и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч,

Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, помещают в них по 10 дафний в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру раствора и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.

В результате анализа установлено что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составляет 2ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без

684

признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, анализируемьш раствор содержит токсичные катионы металлов.

Пример 2. Анализ проводят аналогично примеру 1, но с количеством унитиола в анализируемой пробе в 2 раза больше.

Первую часть раствора (50 мл) разливают по 8 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, приливают 2 мл 0,1%-ного водного раствора унитиола (2 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят в стакан по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.

Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, помещают в них по 10 дафний в каждьй в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру раствора 36°С и ведут наблюдение за иммоб.илизацией дафкий в течение 6 ч.

В результате анализа устанойлено, что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составляет 2 ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, в анализируемой пробе содержатся токсичные катионы металлов.

П р и м е р 3. Анализ проводят аналогично примеру 1, но с количеством унитиола в анализируемой пробе в 2 раза меньше.

Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9,5 мл в пять химически стаканов объемом 50 мл, приливают 0,5 мл 0,1%-ного водного раствора унитиола (0,5 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят в стаканы по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.

Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в пять химических стаканов объемом по 50 мл помещают в них по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч. В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составляет 2 ч, а в анализируемой пробе с добав лением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, в анализируемой пробе воды содержатся токсичные катионы металлов. Пример 4, В отличие от примера 1 анализ проводят при 9°C, Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл, приливают 1 мл водного раствора унитиола (1 мл в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят в стаканы по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов 19 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 24 ч Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в пять химических стаканов объемом 50 мл помещают в них по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 24 ч. В результате анализа установлено что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составляет 10ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации в течение 24ч. Следовательно} в анализируемо пробе воды содержатся токсичные кати оны металлов. Пример 5. Предварительным анализом установлено, что в анализируемой воде продолжительность иммобилизации 50% дафний составляет 25мин. Поэтому анализируемую воду разбавляют десять раз чистой природ ной водой, не содержащей токсичных веществ, и в разбавленных растворах определяют при продолжительность иммобилизации 50% дафний. На анализ берут воду, разбавленную в 5 раз, в которой ETjQ составляет 1,5 ч и выполняют анализ как в примере 1 . В результате анализа установлено XITO в анализируемой пробе без добав ления унитиола продолжительность им билизации 100% дафний составляет 3 ч (ETji, - 1,5 ч), в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, в анализируемой воде содержатся токсичные катионы металлов. Пример 6. На анализ берут пробу из водоема, загрязненного сточными водами химического предприятия, содержащими катионы тяжелых металлов, и расположенного рядом с сельскохозяйственными угодьями, обработка которых проводилась фосфорорганическими пестицидами. Необходимо определить, связана ли гибель рыб в водоеме с попаданием в водоем фосфорорганических пестицидов или обусловлена только токсичными катионами металлов. Анализ выполняют как в примере 1. В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составляет 2,5 ч, в растворе с добавлением унитиола иммобилизация дафний наблюдается через 4ч. Следовательно в анализируемой пробе воды присутствуют токсичные катионы металлов и токсиканты иной химической природы, предположительно фосфорорганические пестициды. Гибель рыб в водоеме обусловлена совместным действием этих токсикантов. Пример 7, Предварительным анализом установлено, что в анализируемой воде, продолжительность иммобилизации 50% дафний ( ) составляет 1 ч. Анализ выполняют как в примере 1 без разбавления анализируемой воды, В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе без добавления унитиола продожительность иммобилизации 100% дафний составляет 1,8 ч, в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, анализируемьй раствор содержит токсичные катионы металлов. Пример 8. Предварительньм анализом установлено, что в анализируемой воде продолжительность иммобилизации 50% дафний (ETjo.) составляет 4 ч. Анализ выполняют аналогично примеру 1j но проводят его при 30 С.

7 11681688

В результате анализа установлено,вательно, анализируемая вода содержит

что в анализируемой пробе без до.бав-токсичные катионы металлов,

ления унитиола продолжительность им-Предлагаемый способ позволяет

мобилизации 100% дафнии составляетз выполнить специфичные обнаружения

8,2 ч, в анализируемой пробе с добав-токсичных катионов металлов в воде

лением унитиола дафнии живут безна фоне токсичных веществ иной химипризнаков иммобилизации 10 ч. Следо -.ческой природы и наряду с ними.

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ, заключающийся в помещении в анализируемую пробу в качестве тест-объектов дафний (Daphnia magna) и учете продолжения их выживаемости, отличающийс я тем, что, с целью повьшения специфичности определения токсичных катионов металлов, предварительно определяют в исследуемой.рде при 34-36 0 медианное эффективное время иммобилизации (ЕТ), для анализа берут пробу, в которой ETg-g составляет 1-4 ч, пробу делят на две части, в одну из которых вводят детоксицирующий реагент-унитиол