Naslov (srp)

Развој и примена потенциометријске стрипинг анализе за одређивање садржаја тешких метала у екосистему

Autor

Бабинцев М. Љиљана, Бабинцев М. Љиљана

Doprinosi

Будимир, В. Милана

Opis (srp)

Екосистем (вода,земљиште,ваздух,биљке) је све више загађен бројним загађујућим материјама. Неки делови екосистема се у многоме разликују од природног облика,многи су постали депоније индустријског отпада,продуката сагоревања,многобројних испирања,синтетичких и других елемената и једињења. Важан процес који се данас одвија у екосистему је загађење које углавном настаје гдеградацијом отпадних супстанци. Најчешћи вид загађења екосистема су хемијске супстанце (неорганског и органског порекла)међу којима посебно место заузима тешки метали. Загађење подразумева присуство хемијских,физичких и биолошких агенаса изнад органичених вредности у облику мање или више потојаних система Загађење екосистема тешким металима наметнуло је потребу за праћењем и одређивањем садржаја олова,кадмијума и цинка у води,земљишту,ваздуху и биљкама. Са аналитичке тачке гледишта,избор методе свео се на потенциометријску стрипинг анализу као врло осетљиву и за рад једноставно и јефтину технику. Основни циљ овог рада била су истраживања у правцу дефинисања: услова истовременог одређивања олова,кадмијума и цинка применом потенциометријске стрипинг анализе; потенцијала издвајања за различите вредности Ph; методологије узроковања и припреме узорака,до форме јединственог погодног за истовремену потенциометријску стрипинг анализу без обзира на порекло и агрегатно стање испитиваног материјала; начина примене потенциометријске стрипинг анализе за одређивање олова,кадмијума и цинка до граница детекције у узорцима из различитих делова екосистема. Прелиминарним испитивањима утврђени су оптимални услови за истовремено одређивање олова,кадмијума и цинка.Закључено је да поред обраде узорака на одређивања највећи утицај има: потенцијал издвајања, pH, време издвајања елемената из раствора,брзина мешања раствора и дебљина слоја живе на радној електроди. Појединачна одређивања метала, у модел растворима,остварена су за садржаје од 2-2500 ug dm -3 опсегу грешке од 2-8 %.За истовремена одређивања сва три метала ,за садржаје од 20-50 ug dm-3,,грешка одређивања је била у опсегу од 2-5 %. Код истовременог одређивања олова,кадмијума и цинка у узорцима различитих вода (површинских и подземних) резултати су у оквирима грешке:4-6 % за олово и 6-7 % за кадмијум.За садржај цинка од 150-200 ug dm-3 грешка одређивања је била ±2 %.Резултати истовременог одређивања метала у узорцима земљишта су показали репродуктивност за олово,кадмијум и цинк око 8 %, док је за садржаје кадмијума мање од 5 ug dm-3репродуктивност била већа од 13 %.Нађени саржај олова, кадмијума и цинка у седиментима ваздуха, одређивани појединачно и истовремено применом потенциометријске стрипинг анализе, су биле у границама тачности од ±2 %. Репродуктивност резултата истовременог одређивања олова,кадмијума и цинка у узорцима биљака је:10-13 % за олово,10-14 % за кадмијум и 8-9 % за цинк у зависности од садржаја испитиваних елемената,када се ради о биомаси природних травњака. Приказани су и резултати испитивања способности биљака (биљке акумулатори) да накупљају тешке метале током периода раста као и примена истих у смањењу загађења вода и земљишта.Одабране су две врсте биљака:Armeria maritime и бела врба. Успешност примене ових биљака утврђена је мерењем садржаја олова,кадмијума и цинка, пре и након процеса сорпције,у сувој материји биљака.Резултати овог истраживања су показали да Armeria maritime може да накупи и до 1,8 % олова из земљишта када су садржаји мањи од 20 ug/kg. Бела врба,из вода,може да уклони и до : 30,3 % oлова,53,4 % кадмијума и 3,9 % цинка. Резултати ове дисертације омогућују да се у аналитичкој и еколошкој пракси,у условима загађености посебно тешким металима,једноставно,јефтино и брзо утврди њихово присуство и садржај, а дефинисан је и јединствен начин елиминације тешких метала применом биљака акумулатора.

Opis (eng)

Ecosystem ( water, soil, air, plants) is increasingly polluted by numerous pollutants. Some parts of the ecosystem are very much different from the natural form, many have become landfills industrial waste, products of the burning, many flushing, synthetic and other elements and compounds. Important procces witch takes place in the ecosystem is pollution which is most likely results of degradation of waste substances. The most common form of pollution of the ecosystem are chemical substances ( inorganic and organic ) including heavy metals, which take a special place. Contamination implies the presence of chemical, physical and biological agents which exceed limited values in the form of more or less stable system. Ecosystem contamination with heavy metals imposed the necessity to determine and monitor the content of lead, cadmium and zinc in water, air and plants. From analytical point of view, the method selection was reduced to potentiometric stripping analysis as very sensitive, simple to perform and cost-effective technique. Basic objective of this paper was to research the direction of development and to define the conditions of cadmium and zinc determination by simultaneous potentiometric stripping analysis particularly the impact of separation potential for different values of solution pH, determination of sampling methodology and preparation of the samples up to the form of uniquely suitable for simultaneous potentiometric stripping analysis, regardless of the origin and aggregate state of the tested material, achieving the application of potentiometric stripping analysis for determination of lead, cadmium and zinc in different matrices up to the detection limit. Preliminary researches determined the optimum conditions for simultaneous determination of metal ions. It was concluded that ion determination in the sample, apart from sample processing, is mostly affected by pH value of working solution, time for separation of elements from solution, speed of solution mixing and thickness of mercury layer on working electrode. Metal determination individually in standard solution is achieved with precision in the range of error 2-8 % for concentrations of 2-2500 ug dm-3. High accuracy is achieved also for the simultaneous determinations of all three metal ions, for concetrations of 20-50 ug dm-3, the error of determination was within range of 2-5 %. During simultaneous determinations of lead, cadmium and zinc in different water samples ( surface and underground ), the results were within range of error: 4-6 % in lead and 6-7 % in cadmium. Determined zinc content was within limits of 150-200 ug dm-3, and determination error was ±2%. Results of simultaneous metal ion determination in soil samples were reproducible. Reproducibility of the results of simultaneous determination of lead, cadmium and zinc content in the soil samples was around 8 %, except for cadmium results less than 5 ug dm-3, where reproducibility was higher than 13 %. Found lead, cadmium and zinc content in air sediments, determined by individual and simultaneous potentiometric stripping analisys, was within accuracy limits of ±2 %. Reproducibility of results of simultaneous determination of lead, cadmium and zinc in plant samples was 10-13 % for lead, 10-14 % for cadmium and 8-9 % for zinc, depending on the content of the tested elements, when it comes to the natural lawns. The results of testing the ability of plants ( accumulating plants ) to accumulate heavy metals during growth period are shown here, therefore it is possible to use them for the purpose of water and soil pollution reduction. Two species of plants were selected and effectiveness of heavy metals removal was determined by simultaneous measuring of lead, cadmium and zinc concentration before and after the sorption process by Armeria maritima (soil ) and white willow ( from water ), by application of potentiometric stripping analisys. Results of this research indicated that Armeria maritima may absorb up to 1.8% of lead for contents less than 20 ug dm and white willow 30.3 % of lead, 53.4 % of cadmium and 3.9 % of zinc. Results of this dissertation enable, in analytical and ecological practice, in conditions of contamination particularly with heavy metals, to determine their presence and in simple, quickly and in cost-effective manner, and unique way of heavy metal elimination is defined with using accumulating plants.

Jezik

srpski

Datum

2012

Licenca

Creative Commons licenca
Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 2.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 2.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/at/legalcode