Мышьяк в воде водоемов

15.09.2016
Предельно допустимая концентрация мышьяка в воде водоемов 0,05 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Определение с диэтилдитиокарбаматом серебра


Принцип метода. Метод основан на восстановлении всех форм мышьяка до летучего мышьяковистого водорода AsH3 (арсин) металлическим цинком в кислой среде в присутствии йодида калия, а в качестве катализатора — хлорида олова (II). Арсин взаимодействует с диэтилдитиокарбаматом серебра, растворенным в хлороформе с L-эфедрином, с образованием соединения красно-фиолетового цвета, интенсивность которого пропорциональна содержанию мышьяка в воде.

Предел обнаружения 0,01 мг/л при объеме пробы 100 мл. Диапазон измеряемых количеств мышьяка 1—10 мкг в пробе. Сурьма при концентрации до 0,1 мг/л определению не мешает. Мешающее влияние сульфидов и сероводорода, образующегося и выделяющегося одновременно с арсином, устраняется поглощением его ватой, пропитанной ацетатом свинца.
Мышьяк в воде водоемов

Аппаратура. 1. Прибор для определения мышьяка (рис. 2) состоит из реакционного сосуда (1) вместимостью 150 мл, в который с помощью резиновой пробки (2) вставляют трубку (3) диаметром широкой части 17 мм и высотой 110 мм для поглощения сероводорода и сульфидов. Трубку (3) соединяют с помощью резиновой пробки (4), стеклянной трубки (7) и полиэтиленового шланга (5) с поглотительной трубкой (6). Диаметр соединяемых частей тонких трубок должен быть одинаковым — 5 мм. Широкая часть трубки (6) имеет диаметр 10 мм, высоту HO мм и поднята на 30 мм над нижним коленом тонкой трубки. Длина нижнего колена 30 мм, вертикального левого 80 мм. Собранный прибор проверяют на герметичность, смачивая мыльной пеной места соединения частей прибора. 2. Стеклянные шарики диаметром 7 мм.

Реактивы. Все реактивы должны быть проверены на отсутствие мышьяка.

1. Йодид калия, 15 % раствор. Применяют свежеприготовленным.

2. Хлорид олова(II), 40% раствор в хлористоводородной кислоте. Растворяют при нагревании в 100 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3 40 г SnCl2*2H2О. Срок хранения до 1 года.

3. Хлористоводородная кислота пл. 1,19 г/см3.

4. Цинк гранулированный (без мышьяка).

5. Вата, пропитанная 10 % ацетатом свинца. Растворяют 10 г Pb(CH3COO)2*3Н2О в 100 мл дистиллированной воды. Этим раствором пропитывают вату, которую затем отжимают и высушивают на воздухе между листами фильтровальной бумаги. Хранят в плотно закрытой банке. Срок хранения 6 мес.

6. Диэтилдитиокарбамат (ДДК) серебра. а) Растворяют 1,7 г нитрата серебра в 100 мл дистиллированной воды. б) Растворяют 2,25 г диэтилдитиокарбамата (ДДК) натрия в 100 мл дистиллированной воды. Если раствор мутный, его фильтруют через фильтр «синяя лента». в) К раствору ДДК натрия приливают медленно в течение 10—15 мин при энергичном помешивании раствор нитрата серебра. Выделившийся при этом осадок ДДК серебра отфильтровывают через бумажный фильтр «белая лента», промывают 2—3 раза дистиллированной водой (для фильтрования можно использовать воронку Бюхнера с колбой Бунзена и водоструйным насосом) и высушивают на воздухе в темном месте до постоянной массы. Хранят в плотно закрытом сосуде в темноте.

7. Раствор для поглощения арсина. Готовят, применяя эфедрин-основание или эфедрин-гидрохлорид, а) Растворяют 0,165 г эфедрина-основания в 100 мл хлороформа, а затем 0,225 г ДДК серебра. Если раствор мутный, его фильтруют через бумажный фильтр, промытый хлороформом. Срок хранения 3 мес. б) Растворяют 0,5 г эфедрина-гидрохлорида в 10 мл дистиллированной воды. Можно использовать готовый медицинский 2—5 % эфедрин-гидрохлорид (10 мл 5 %, или 17 мл 3%, или 25 мл 2% раствора). В раствор добавляют 1 н. гидроксид натрия до pH 11, контролируя по универсальной индикаторной бумажке. Раствор переносят в делительную воронку и экстрагируют 100 мл хлороформа в течение 10 мин. После отстаивания отделяют хлороформный слой и растворяют в нем 0,225 г ДДК серебра. Если раствор мутный, его фильтруют через бумажный фильтр, промытый хлороформом. Срок хранения 3 мес.

8. Стандартные растворы мышьяка, а) Основной раствор. В мерной колбе в 25 мл 1 н. раствора гидроксида натрия растворяют 0,132 г оксида мышьяка (III) As2O3 (яд! Работа требует осторожности) и доводят дистиллированной водой до 1 л. В 1 мл содержится 0,1 мг мышьяка, б) Рабочий раствор готовят разбавлением 1 мл основного дистиллированной водой до 100 мл в мерной колбе. Один мл содержит 1 мкг мышьяка. Применяют свежеприготовленным.

Ход определения. В реакционный сосуд (1) помещают 100 мл исследуемой воды, приливают 15 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3, 6 мл 15 % йодида калия, 0,5 мл 40 % хлорида олова, перемешивают и оставляют на 15 мин для восстановления всего мышьяка до трехвалентного состояния. В трубку (3) помещают вату, пропитанную ацетатом свинца (вата должна быть рыхлой и заполнять всю трубку). В поглотительную трубку (6) вносят 6—7 стеклянных шариков и наливают 1 мл поглотительного раствора. Соединяют все части прибора. В реакционный сосуд добавляют приблизительно 5 г гранулированного цинка, перемешивают и сразу же герметично закрывают все части прибора. Затем добавляют в поглотительную трубку еще по 1 мл поглотительного раствора. Реакция выделения и поглощения арсина происходит 90—120 мин. Затем поглотительную трубку отсоединяют и переносят раствор через маленькую стеклянную воронку, задерживающую шарики, в градуированную пробирку вместимостью 3—5 мл с меткой 2 мл. Трубку (6), стеклянные шарики и воронку обмывают несколькими порциями хлороформа (примерно по 0,1 мл), доводят объем в пробирке до 2 мл. Затем фотометрируют при зеленом светофильтре (А, 540 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 0,3—0,5 см по отношению к поглотительному раствору — дистиллированной воды, проведенной через весь ход определения. Для двухлучевого фотоколориметра следует ставить 2 контрольные пробы, чтобы ее объема хватило на 2 кюветы. Содержание мышьяка (мкг) находят по калибровочному графику.

Калибровочный график. В реакционные сосуды вносят 0—1—3—5—7—10 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию мышьяка 0—1—3—5—7—10 мкг, приливают дистиллированную воду до объема 100 мл и далее обрабатывают, как пробы. Фотометрируют и строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание мышьяка (мкг). Калибровочный график следует проверять по 2—3 концентрациям с каждой порцией исследуемой воды.

Концентрацию мышьяка (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А/V,


где А — количество мышьяка, найденное по калибровочному графику или визуально по шкале стандартных растворов, мкг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.

Определение по образованию мышьяково-молибденовой сини


Принцип метода. Метод основан на восстановлении всех форм мышьяка до летучего мышьяковистого водорода (арсин) металлическим цинком в кислой среде в присутствии йодида калия и в качестве катализатора хлорида олова(II). Арсин взаимодействует с раствором йода, затем с молибдатом аммония в присутствии в качестве восстановителя аскорбиновой кислоты. Интенсивность окраски образующейся мышьяковомолибденовой сини пропорциональна содержанию мышьяка.

Предел обнаружения мышьяка 0,01 мг/л. Диапазон измеряемых количеств без разбавления пробы 1—10 мкг. Мешающее влияние сероводорода, образующегося и выделяющегося одновременно с арсином, устраняется поглощением его ватой, пропитанной ацетатом свинца.
Мышьяк в воде водоемов

Аппаратура. Прибор для определения мышьяка (рис. 3) состоит из реакционного сосуда (1), в который с помощью мягкой резиновой пробки (2) вставляют трубку для поглощения сероводорода (3). Трубку (3) соединяют резиновой пробкой (4) со стеклянной трубкой (5), имеющей диаметр 5 мм и длину колен 70, 50 и 250 мм. Длинный конец трубки имеет отверстие диаметром 0,5—0,7 мм, Арсин поглощается в пробирке (6) диаметром 10 мм и длиной 190 мм с меткой на 10 мл, в которую до дна вставляется трубка (5). Собранный прибор проверяют на герметичность, смачивая мыльной ценой места соединения частей прибора.

Реактивы. Все реактивы должны быть проверены на отсутствие мышьяка/ 1. Йодид калия, 15,% раствор. Применяют свежеприготовленным.

2. Хлорид олова(П), 40% раствор.

3. Хлористоводородная кислота пл. 1,19 г/см3.

4. Цинк гранулированный (без мышьяка).

5. Вата, пропитанная 10 % ацетатом свинца.

6. Йод, 0,1 н. раствор. Готовят из фиксанала или элементарного йода. Для этого 12,7 г йода растирают в ступке с 20 г йодида калия и 15 мл дистиллированной воды до пастообразного состояния. Затем пасту количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 л, растворяя и смывая дистиллированной водой, и доводят объем раствора этой водой до метки. Раствор устойчив в течение 3 мес.

7. Йод, 0,001 н. раствор (поглотительный). Готовят непосредственно перед анализом разбавлением в 100 раз 0,1 н. раствора йода дистиллированной водой.

8. Серная кислота, 10 н. раствор.

9. Молибдат аммония, 2,5 % раствор в серной кислоте. В 100 мл 10 н. серной кислоты растворяют 2,5 г (NH4)6Mo7O24X 1Х4Н2O.

10. Аскорбиновая кислота, 2 % раствор. Применяют свежеприготовленный.

11. Стандартные растворы мышьяка.

Ход определения. В реакционный сосуд (1) помещают 100 мл исследуемой воды, добавляют 15 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3, 6 мл 15 % йодида калия, 0,5 мл 40% хлорида олова (II), перемешивают и оставляют стоять в течение 15 мин для восстановления всего мышьяка до трехвалентного состояния. В трубку (3) помещают вату, пропитанную ацетатом свинца (вата должна быть рыхлой и заполнять всю трубку). В пробирку (6) наливают 4 мл 0,001 н, йода. В реакционный сосуд вносят около 5 г гранулированного цинка, быстро соединяют все части прибора и погружают трубку (5) в пробирку (6) до дна. Реакция выделения и поглощение арсина продолжается 2 ч, затем пробирку с поглотительным раствором отсоединяют. Обмывают трубку (5) небольшими порциями дистиллированной воды, сливая ее в ту же пробирку, общий объем раствора не должен быть более 7 мл.

В пробирку приливают 1 мл 2,5 % молибдата аммония, перемешивают, добавляют 1 мл 2 % аскорбиновой кислоты, снова перемешивают, помещают пробирку в кипящую водяную баню на 2 мин. Затем охлаждают под струей воды, доводят объем до метки дистиллированной водой, переносят в кювету с толщиной оптического слоя 2 см и фотометрируют с красным светофильтром (А, 750 нм) по отношению к поглотительному раствору, полученному при проведении дистиллированной воды через весь ход определения. Содержание мышьяка (мкг) находят по калибровочному графику.

Определение с хлоридом ртути


Принцип метода. Метод основан на восстановлении всех форм мышьяка до летучего мышьяковистого водорода AsH3 (арсин) металлическим цинком в кислой среде в присутствии хлорида олова(II). Арсин поглощается сулемовой бумагой. Нa бумаге появляется желтое пятно ртутно-мышьяковистого комплекса. Интенсивность окраски увеличивается при обработке реактивной бумаги раствором йодида калия, в результате чего образуется йодно-ртутно-мышьяковистое комплексное соединение желто-коричневого цвета.

Метод высокочувствительный, но дает приближенную количественную оценку. Предел обнаружения 0,002 мг/л. Диапазон измеряемых количеств мышьяка в пробе 0,2—0,8 мкг.

Определению мешают сероводород в количестве более 2,5 мг, сурьма — более 5 мкг, фосфорная кислота — более 6 мг в пробе.

Аппаратура. Прибор для определения мышьяка (рис. 4) состоит из конической колбы (1) вместимостью 50 мл, насадки с поглотительной колонкой, соединенной с колбой пришлифованной пробкой. Насадка представляет собой трубку (2) диаметром 12—15 мм, длиной 100 мм. В этой трубке на высоте 50 мм от пробки впаяна другая насадка (трубка 3) диаметром 5 мм, длиной 20 мм. Верхний конец внутренней трубки отшлифован. Отверстие трубки (3) покрывают кружком реактивной бумаги и плотно прижимают к ней трубкой (4), диаметр которой должен быть таким же, как и трубки (3). Трубка (4), нижний конец которой отшлифован, плотно вставляется при помощи отрезка резиновой трубки.

Реактивы. Все реактивы должны быть свободны от мышьяка.

1. Йодид калия. He должен выделять йода при подкислении раствора.

2. Йодид калия, 10 % раствор. Применяют свежеприготовленным.

3. Серная кислота, разбавленный (2:1) и 0,1 н. растворы.

4. Хлорид ртути (II) сулема, 5 % раствор. Растворяют при нагревании в 50 мл дистиллированной воды 2,5 г HgCl2 (яд1).

5. Сулемовая реактивная бумага. Беззольный фильтр «синяя лента» погружают на 1 ч в 5 % сулему, затем сушат на воздухе в темном месте на стекле. Нарезают кружки диаметром 5—6 мм, которые хранят в темном месте в склянке из темного стекла (срок хранения 1 мес). Можно пользоваться бромно-ртутной бумагой, полученной пропитыванием фильтровальной бумаги 5 % спиртовым раствором бромида ртути (II), менее ядовитого, чем хлорид ртути (II).

6. Вата, пропитанная 10 % ацетатом свинца.

7. Хлорид олова(II), SnCl2*H2O.

8. Цинк гранулированный, не содержащий мышьяка.

9. Стандартные растворы мышьяка.

Ход определения. Подготовка прибора к анализу (см. рис. 4). В трубку 2 закладывают кусочек ваты, пропитанный ацетатом свинца (вата должна быть рыхлой и заполнять всю трубку). Трубку 3 покрывают кружком из реактивной бумаги, который плотно прижимается к ней трубкой 4. В трубку 2 поступает сероводород. Выделяющийся мышьяковистый водород задерживается кружком реактивной бумаги и образует на ней желтое пятно. Содержимое трубки 2 необходимо менять после каждого определения.
Мышьяк в воде водоемов

Проведение анализа. Перед отбором воды для анализа пробу необходимо взболтать. Для определения берут 100 мл исследуемой воды или меньший объем, содержащий не более 0,8 мкг мышьяка. Помещают в предварительно подготовленный прибор, подкисляют 10 мл серной кислоты (2:1), вносят несколько кристалликов хлорида олова (II) и 2—3 г металлического цинка. Прибор быстро закрывают пробкой с поглотительной колонкой, а содержимое колбы перемешивают.

Необходимо следить за герметичностью прибора во избежание потерь мышьяковистого водорода.

Прибор ставят в затемненное место на 2—2,5 ч. Затем вынимают реактивную бумагу, погружают на несколько секунд в 10 % йодид калия, промывают дистиллированной водой и высушивают между листами фильтровальной бумаги. Окраску пятен на бумаге сравнивают с окраской пятен стандартной шкалы, которую готовят одновременно с исследуемой пробой. Можно пользоваться имитирующей шкалой, срисованной со свежеприготовленной шкалы.

Шкала стандартных растворов. В колбы 5 приборов вносят 0—0,2—0,4—0,6—0,8 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию мышьяка 0—0,2—0,4—0,6— 0,8 мкг. Приливают по 10 мл серной кислоты (2:1) и, обмывая стенки, добавляют дистиллированную воду в таком количестве, чтобы общий объем составил 100 мл. Далее все операции проводят, как при анализе пробы, начиная с прибавления хлорида олова(II). Шкала устойчива в течение 2 ч.

Концентрацию мышьяка (мг/л) рассчитывают по формуле:

X = А/V,


где А — количество мышьяка, найденное по шкале стандартных растворов, мкг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.