Сущность метода инверсионной вольтамперометрии
Количественный
химический анализ проб воды, пищевых
продуктов и продовольственного сырья
на содержание ионов токсичных элементов
(
,
,
,
)
основан на инверсионно-вольтамперомерическом
(ИВ) методе определения массовых
концентраций элементов в растворе
подготовленной пробы.
Метод ИВ-измерений основан на способности элементов электрохимически осаждаться на индикаторном электроде из анализируемого раствора при задаваемом потенциале предельного диффузионного тока, а затем растворяться в процессе анодной поляризации при определенном потенциале, характерном для каждого элемента. Процесс электроосаждения элементов на индкаторном электроде проходит при заданном потенциале электролиза в течение заданного времени электролиза. Электрорастворение элементов с поверхности электрода проводят в режиме меняющегося потенциала (линейном или другом) при заданной чувствительности прибора.
Регистрируемая вольтамперограмма содержит аналитические сигналы (максимальные анодные токи) определяемых элементов. Аналитический сигнал элемента прямо пропорционально зависит от концентрации определяемого по методу добавок аттестованной смеси определяемых элементов.
Краткая характеристика тяжелых металлов (медь, свинец, кадмий)
Медь относительно широко распространена. Главные источники меди – сульфидные руды и медистые песчаники. Медь входит в состав более двухсот минералов. Медь находит широкое применение в различных отраслях электротехнической и холодильной промышленности, в тяжелой
индустрии, порошковой металлургии, связи, в производстве материалов для машино - и судостроения, в авиационной промышленности, приборостроении. Некоторые соединения меди применяются в качестве пестицидов, для изготовления минеральных красок, в пиротехнике, в производстве стекла и эмалей и др. Основным источником поступления соединений меди в природные воды следует считать сточные воды химических и металлургических производств, шахтные воды, а также сельскохозяйственные стоки (в особенности для районов с интенсивным развитием виноградарства). Характерной особенностью поведения меди в природных водах является ярко выраженная ее способность сорбироваться
взвешенными веществами путем адсорбции на поверхности гидроксидов М (Fe, Al, Mn), взаимодействие с гумусовыми и, возможно, с другими высокомолекулярными соединениями на поверхности взвешенных частиц.
Медь не является остротоксичной для человека, что обусловлено ее промежуточным положением между жесткими и мягкими кислотами по характеру образования связей. Медь редко связывается с серосодержащими протеинами. В некоторых случаях дефицит меди в организме человека имитирует хроническую его интоксикацию. Канцерогенные и мутагенные свойства меди не установлены.
Кадмий относится к числу редких, рассеянных элементов. По своим свойствам он близок к цинку и содержится как примесь в цинковых рудах. Основными источниками загрязнения пресноводных экосистем кадмием являются: промышленные сточные воды горнометаллических комбинатов и химических заводов по производству красителей, кадмий-никелевых аккумуляторов, минеральных удобрений, а также тепловые электростанции, автомобильный транспорт и промышленные свалки. Один из источников поступления – процессы выщелачивания из полиметаллических и медных руд, а также из почв.
Соединения кадмия, независимо от их агрегатного состояния, очень ядовиты. По своей токсичности кадмий аналогичен ртути и мышьяку. Менее растворимые его соединения действуют в первую очередь на дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт, а более растворимые – после всасывания в кровь – поражают центральную нервную систему (сильное отравление), вызывают дегенеративные изменения во внутренних органах (главным образом в печени и почках) и нарушают фосфорно-кальциевый обмен.
Кадмий способен замещать цинк во многих жизненно важных энзиматических реакциях, приводя к их разрыву или торможению.
Кадмий, как и цинк, интенсивно мигрирует в кислых водах (т.е. в гумидных ландшафтах), а в щелочных (в аридных) условиях он слабо подвижен.
Свинец принадлежит к числу малораспространенных элементов. Одними из серьезных источников загрязнения поверхностных вод соединениями свинца являются сжигание углей, применение тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, а также вынос в водоемы со сточными водами рудообогатительных фабрик, металлургических предприятий, химических производств и шахт.
Свинец является одним из сильных токсикантов для живых организмов. Установлено, что неорганические соединения ( ) нарушают обмен веществ и выступают ингибиторами ферментов. Свинец имеет сходство с кальцием в процессах отложения и ремобилизации его из скелетов организмов. Поступление свинца в организм человека происходит главным образом через дыхательные пути, что свидетельствует о высоком его содержании в атмосферных выпадениях.