Ртуть в воде водоемов

17.09.2016
Предельно допустимая концентрация ртути в воде водоемов 0,0005 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Определение с дитизоном


Принцип метода. Метод основан на образовании желтооранжевого соединения ртути с дитизоном и извлечении дитизоната ртути при pH 1,5—2 тетрахлоридом углерода.

Предел обнаружения 0,0005 мг/л при анализе 1 л воды. Диапазон измеряемых количеств ртути в пробе 0,5—5 мкг. Для определения ртути на уровне ПДК необходимо сконцентрировать пробу упариванием, при этом для предупреждения потерь ртути воду подщелачивают и добавляют сульфид натрия, в результате образуются устойчивые ионы (HgS2)2-.

Проведению анализа ртути дитизоновым методом мешают ионы многих металлов, образующих дитизонаты в условиях определения ртути. Для устранения их мешающего влияния медь, цинк, свинец, никель связывают в комплекс с трилоном Б, серебро с роданидом калия. Содержание золота, платины, палладия в воде столь незначительно, что эти ионы практически не мешают определению ртути. При большом содержании висмута и других металлов избирательное определение ртути из дитизонатов проводят бромидом калия.

При наличии в воде прочных комплексов и нерастворимых соединений ртути (с цианид-, роданид-, хлорид-, иодид-, сульфид-, тиосульфат-ионами) их разрушают окислением перманганатом калия в сернокислой среде, в результате все ионы ртути переходят в двухвалентную форму. Окислители, присутствующие в воде и окисляющие дитизон, восстанавливают гидроксиламином. Ртуть в воде следует определять как можно скорее после отбора пробы воды, так как даже в подкисленных растворах при ее малом содержании она может адсорбироваться стеклом посуды.

Посуда. Вся посуда должна быть очищена, как указано ранее.

Реактивы. 1. Бидистиллированная вода, не содержащая металлов. Очищают, как указано ранее. Применяют для приготовления всех реактивов.

2. Серная кислота, разбавленный 1:1 раствор. Готовят разведением в 2 раза серной кислоты пл. 1,84 г/см3. Менее концентрированная кислота не годится для определения ртути дитизоновым методом, так как часто в ней содержатся вещества, восстанавливающие ртуть (II) до ртути (I).

3. Кислота уксусная, 6 н. раствор. В колбу вместимостью 1 л помещают 340 мл ледяной уксусной кислоты и доводят бидистиллированной водой до метки.

4. Перманганат калия, 3% раствор.

5. Гидроксид натрия, 30% раствор.

6. Сульфид натрия Na2S*9H2O, насыщенный раствор.

7. Роданид калия, 10% раствор. В 90 мл бидистиллированной воды растворяют 10 г роданида калия. В случае загрязнения роданида калия следами ртути его очищают следующим образом. Помещают 200 мл 10% роданида калия в делительную воронку, приливают 4 мл 0,0007% дитизона в тетрахлориде углерода и встряхивают 1—2 мин. Экстракт сливают и операцию повторяют с новыми порциями дитизона до тех пор, пока окраска дитизона не перестанет изменяться. После этого остатки дитизона удаляют, встряхивая содержимое воронки с 5—7 мл тетрахлорида углерода. Очищенный раствор роданида калия сливают в склянку из темного стекла, в которой реактив и хранится.

8. Хлорид гидроксиламина, 20% раствор.

9. Дитизон, 0,0007% раствор. Вначале готовят раствор дитизона 0,01%. Для этого 0,01 г очищенного дитизона помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяют в небольшом количестве очищенного тетрахлорида углерода и после растворения доводят объем до метки тем же тетрахлоридом углерода. Рабочий 0,0007% раствор дитизона готовят непосредственно перед употреблением, разбавляя 7 мл 0,01% очищенного тетрахлорида углерода в мерной колбе вместимостью 100 мл.

10. Этилендиаминтетраацетат натрия (трилон Б, комплексов III, Nа2ЭДТА), 0,2 н. раствор. В 1 л бидистиллированной воды растворяют 36 г трилона Б.

11. Бромид калия, 40% раствор.

12. Хлористоводородная кислота, 0,25 н. раствор. Готовят из фиксанала или очищенной кислоты.

13. Буферная смесь. Помещают 150 г гидроортофосфата натрия Na2HPO4*12Н2O и 38 г карбоната калия K2CO3 в мерную колбу вместимостью 1 л, растворяют в очищенной бидистиллированной воде и доводят объем до метки этой же водой.

14. Стандартные растворы ртути. а) Основной раствор, содержащий 100 мкг/мл ртути(II), получают растворением 0,166 г нитрата ртути(II) Hg(NO3)2*0,5H2O в небольшом количестве дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 1000 мл, подкисляют 2—3 каплями концентрированной азотной кислоты и объем доводят водой до метки, б) Рабочий раствор, содержащий 1 мкг/мл ртути(II), готовят, разбавляя основной в 100 раз бидистиллированной водой, подкисленной азотной кислотой (5—10 капель концентрированной азотной кислоты на 1 л бидистиллированной воды). Готовят перед анализом.

Ход определения. К 1 л исследуемой воды (или меньшему объему при содержании ртути более 2 мкг) прибавляют 30% гидроксид натрия по каплям до pH 13, контролируя по универсальной индикаторной бумаге, и 1—2 капли насыщенного сульфида натрия. Упаривают пробу до объема 100—200 мл, охлаждают и наливают серную кислоту (1:1) до pH 4—5, контролируя по универсальной индикаторной бумаге. Количественно переносят раствор в колбу с пришлифованным обратным холодильником и вносят 10 мл серной кислоты (1:1) и 2 мл 3% перманганата калия. Кипятят 20 мин, следя, чтобы кипение не было бурным (при бурном кипении может улетучиться ртуть). Прекращают нагрев и через 2—3 мин удаляют избыток окислителя, добавляя в горячий раствор 10 капель 20% хлорида гидроксиламина. При этом раствор в колбе должен обесцветиться. После охлаждения до комнатной температуры окисленную пробу помещают в делительную воронку вместимостью 250—300 мл, приливают 20 мл 6 н. уксусной кислоты, 10 мл 0,2 н. трилона Б и 1 мл 10% роданида калия.

Затем дважды экстрагируют по 1 мл 0,0007% дитизона, энергично встряхивая раствор в течение 2 мин. Окраска дитизона в присутствии ртути изменяется от зеленой до оранжевожелтой. После отстаивания нижний окрашенный слой, содержащий дитизонат ртути, сливают в колориметрическую пробирку с притертой пробкой. Фотометрируют при зелено-синем светофильтре (λ 490 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 0,3 см по отношению к раствору дитизона, полученному при проведении через весь анализ очищенной дистиллированной воды.

Содержание ртути (мкг) находят по соответствующему калибровочному графику или визуально по интенсивности окраски пробы и шкалы стандартных растворов, приготовленной в тех же условиях.

Определение при большом количестве мешающих веществ. Полученный экстракт дитизоната ртути переносят в делительную воронку, прибавляют 50 мл 0,25 н. хлористоводородной кислоты и 5 мл 40% бромида калия. Энергично встряхивают в течение 1 мин, ртуть переходит в водную фазу. Экстракцию повторяют еще раз. Собирают экстракты в другую делительную воронку (дитизоновый экстракт отбрасывают). К кислому раствору добавляют 20 мл буферной смеси, чтобы довести pH до 6, а затем дважды экстрагируют ртуть по 1 мл 0,0007% дитизона, как при обычном анализе.

Количественное определение проводят, как и в предыдущем варианте. Следует иметь в виду, что окраска получается несколько иного оттенка и менее интенсивная, чем в первом варианте, поэтому шкала стандартных растворов должна готовиться в строго аналогичных условиях.

Калибровочный график. В ряд конических колб приливают соответственно 0—0,5—1—2—3—5 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию ртути 0—0,5—1—2—3—5 мкг, добавляют до 1 л бидистиллированной водой и совершают все операции, как при анализе пробы. Фотометрируют и строят калибровочные графики для каждого варианта отдельно в координатах оптическая плотность — содержание ртути (мкг).

Концентрацию ртути (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = A/V,


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