โซลูชันสำหรับการตรวจจับมลพิษทางน้ำ

เป้าหมายการตรวจจับ

ยกตัวอย่างเช่น การหาปริมาณธาตุบางชนิดในตัวอย่างน้ำ เช่น ทองแดง แคดเมียม และปรอท

ภาพรวม

การพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่องส่งผลให้เกิดมลพิษจากโลหะหนักในแหล่งน้ำอย่างมาก กุญแจสำคัญในการแก้ไขปัญหานี้คือการกำจัดโลหะหนักที่อยู่ในน้ำ เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวของโลหะหนักในน้ำ พวกมันจะไม่หายไปเองตามธรรมชาติและถูกซ่อนไว้อย่างดี ดังนั้น การประเมินคุณภาพน้ำจึงจำเป็นต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจจับให้ดียิ่งขึ้น เพื่อระบุตำแหน่งการมีอยู่ของโลหะหนักและพัฒนาวิธีการแก้ปัญหาที่ตรงเป้าหมาย เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพน้ำต่อไป มลพิษทางน้ำกลายเป็นปัญหาสำคัญในสังคมสมัยใหม่ และการตรวจจับมลพิษจากโลหะหนักเป็นปัจจัยสำคัญ น้ำเป็นสิ่งจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ ดังนั้นการรับประกันคุณภาพน้ำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันสุขภาพและความปลอดภัยในอนาคตของเรา

HKL-8288 AAS สำหรับการวิเคราะห์หาปริมาณธาตุโลหะในคุณภาพน้ำ

องค์ประกอบการทดสอบ

องค์ประกอบหลักที่วัดได้คือโลหะหนักในคุณภาพน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุเจ็ดชนิด ได้แก่ แคดเมียม (Cd), โครเมียม (Cr), ตะกั่ว (Pb), ทองคำ (Au), เงิน (Ag), ทองแดง (Cu) และเหล็ก (Fe)

วิธีการทดสอบ (โดยใช้ Cu และ Cd ในตัวอย่างน้ำเป็นตัวอย่าง)

1. อุปกรณ์และสารเคมี

การวิเคราะห์นี้ดำเนินการโดยใช้เทคนิคการดูดกลืนแสงอะตอมด้วยเปลวไฟ (FAAS) และเทคนิคการดูดกลืนแสงอะตอมด้วยเตาเผากราไฟต์ (GFAAS) เครื่องมือและสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการนี้ได้แก่:

1) เครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์แบบดูดกลืนอะตอมแบบบูรณาการด้วยเตาเผาเปลวไฟและกราไฟต์

2) หลอดกราไฟต์แบบแท่น หลอดแคโทดกลวงทองแดง และหลอดแคโทดกลวงแคดเมียม

3) สารเคมีสำคัญ: เตรียมสารละลายมาตรฐานผสมโดยการเจือจางแบบอนุกรมของสารละลายมาตรฐาน Cu และ Cd ความเข้มข้น 100.0 mg/L โดยใช้กรดไนตริก 0.1 mol/L สารละลายมาตรฐาน A: ความเข้มข้นของ Cu = 10.0 mg/L, ความเข้มข้นของ Cd = 1.0 mg/L สารละลายมาตรฐาน B: ความเข้มข้นของ Cu = 1.0 mg/L, ความเข้มข้นของ Cd = 0.1 mg/L และกรดไนตริกบริสุทธิ์พิเศษ

2. พารามิเตอร์การทำงาน

1) พารามิเตอร์การดูดกลืนอะตอมด้วยเปลวไฟ

การวิเคราะห์ Cu: ความยาวคลื่น: 324.7 นาโนเมตร, กระแสไฟหลอดไฟ: 2.0 มิลลิแอมป์, ความกว้างของช่อง: 0.2 นาโนเมตร

การวิเคราะห์ Cd: ความยาวคลื่น: 228.8 นาโนเมตร, กระแสไฟหลอดไฟ: 3.0 มิลลิแอมป์, ความกว้างของช่องรับแสง: 0.2 นาโนเมตร

2) พารามิเตอร์การดูดกลืนแสงอะตอมของเตาเผากราไฟต์

พร้อมการวิเคราะห์:

• อุณหภูมิในการอบแห้ง: 110.0°C, ระยะเวลาคงที่: 30.0 วินาที

• อุณหภูมิการเผาไหม้: 800.0°C, ระยะเวลาคงที่: 20.0 วินาที

• อุณหภูมิการพ่นละออง: 2300°C, เวลาคงอุณหภูมิ: 2.0 วินาที

• อุณหภูมิการพ่นละออง: 2500°C, ระยะเวลาคงที่: 20 วินาที

การวิเคราะห์ซีดี:

• อุณหภูมิในการอบแห้ง: 110.0°C, ระยะเวลาคงที่: 30.0 วินาที

• อุณหภูมิการเผาไหม้: 700°C, ระยะเวลาคงที่: 20 วินาที

• อุณหภูมิการพ่นละออง: 2000.0°C, เวลาคงอุณหภูมิ: 2.0 วินาที

• อุณหภูมิในการทำความสะอาด: 2500.0°C, ระยะเวลาคงที่: 2.0 วินาที

3. วิธีการทดสอบ

1) วิธีการดูดกลืนแสงอะตอมด้วยเปลวไฟ: กรองตัวอย่างน้ำที่มีกรดไนตริก 0.02 โมล/ลิตร ลงในบีกเกอร์ทรงสูงขนาด 200.0 มล. ทำให้เข้มข้นโดยการระเหยที่อุณหภูมิต่ำบนแผ่นความร้อน และปรับปริมาตรให้เหลือ 5.0 มล. ถ่ายสารละลายทั้งหมดลงในหลอดวัดสีมาตรฐานขนาด 10.0 มล. ล้างผนังบีกเกอร์สองครั้งด้วยน้ำ เจือจางให้ถึงขีดมาตรฐาน และผสมให้เข้ากัน ในขณะเดียวกัน ให้ทำให้เข้มข้นและปรับปริมาตรของน้ำปราศจากไอออนที่มีกรดไนตริก 0.02 โมล/ลิตร เป็นตัวควบคุมว่างเปล่า กำหนดปริมาณทองแดงและแคดเมียมตามพารามิเตอร์การทำงานที่กล่าวไว้ข้างต้น

2) วิธีการดูดกลืนแสงอะตอมด้วยเตาเผากราไฟต์: เทตัวอย่างน้ำที่มีกรดไนตริก 0.02 โมล/ลิตร ลงในถ้วยพลาสติกขนาดเล็ก แล้ววางลงในถาดของเครื่องดูดตัวอย่างอัตโนมัติ เครื่องดูดตัวอย่างจะดูดตัวอย่าง 20.0 ไมโครลิตรโดยอัตโนมัติ และฉีดเข้าไปในหลอดกราไฟต์บนแท่น ตั้งค่าโปรแกรมอุณหภูมิตามพารามิเตอร์การทำงานที่กล่าวไว้ข้างต้นสำหรับการตรวจวัด

HKL-17852 AFS สำหรับการหาปริมาณปรอทในน้ำ

องค์ประกอบการทดสอบ

องค์ประกอบหลักที่วัดได้คือ Hg และ As

วิธีการทดสอบ (ยกตัวอย่างการหาปริมาณปรอท)

1. อุปกรณ์และสารเคมี

1) อุปกรณ์: เครื่องสเปกโทรเมตรอะตอมฟลูออเรสเซนซ์แบบอัตโนมัติสองช่องสัญญาณ พร้อมหลอดแคโทดกลวงปรอทเฉพาะทาง เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิก และเครื่องปั่นเหวี่ยงขนาดเล็ก

2) สารเคมี:

① สารละลายมาตรฐานปรอท: เตรียมโดยการเจือจางสารละลายมาตรฐานปรอทเข้มข้น (100 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร สารละลายมาตรฐานปรอทธาตุเดียว) ทีละขั้นตอน เพื่อให้ได้สารละลายมาตรฐานปรอทระดับกลาง (10.00 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร) และสารละลายมาตรฐานปรอทสำหรับใช้งาน (0.10 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร)

② กรดไฮโดรคลอริก คลอโรฟอร์ม โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ โพแทสเซียมโบโรไฮไดรด์ โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต และโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต ทั้งหมดมีความบริสุทธิ์ระดับ Guaranteed Reagent ก๊าซอาร์กอนบริสุทธิ์สูง ใช้น้ำปราศจากไอออนตลอดการทดสอบ อุปกรณ์แก้วทั้งหมดได้รับการเตรียมการล่วงหน้าโดยการแช่ใน (1+4) HNO₃ทิ้งไว้ 24 ชั่วโมง จากนั้นล้างออกให้สะอาดด้วยน้ำปราศจากไอออนก่อนใช้งาน

2. การเตรียมตัวอย่าง

สารปรอทในน้ำเสียจากสิ่งแวดล้อมมีอยู่หลายรูปแบบ ก่อนการวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือ สารปรอททุกชนิดต้องผ่านกระบวนการปรับสภาพเบื้องต้นเพื่อให้แน่ใจว่าถูกแปลงเป็น Hg²⁺ในสารละลาย นำตัวอย่างน้ำเสีย 50 มิลลิลิตรใส่ในขวดรูปกรวยขนาด 100 มิลลิลิตร จากนั้นเติมโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO₄) ความเข้มข้น 0.3 โมล/ลิตร จำนวน 4.0 มิลลิลิตร₄) และโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟต (K) 4.0 มล. ความเข้มข้น 0.2 โมล/ลิตร₂เอส₂เดอะ₈นำส่วนผสมไปอุ่นในอ่างน้ำอุณหภูมิ 80°C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากนั้นเติมไฮดรอกซีลามีนไฮโดรคลอไรด์ (NH₃) ความเข้มข้น 20% สองสามหยด₂เติมไฮดรอกซีลามีนไฮโดรคลอไรด์ (OH·HCl) เพื่อลดสารออกซิไดซ์ที่ตกค้าง หลังจากเติมไฮดรอกซีลามีนไฮโดรคลอไรด์แล้ว ให้ทำการสั่นด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเพื่อกำจัดก๊าซคลอรีนที่เกิดขึ้น ถ่ายสารละลายลงในขวดปริมาตร 100 มล. เจือจางให้ถึงขีดบอกปริมาตร และผสมให้เข้ากันเพื่อนำไปวิเคราะห์ต่อไป สำหรับน้ำเสียที่มีน้ำมัน ให้สกัดและกำจัดน้ำมันออกโดยใช้คลอโรฟอร์ม (CHCl₃)₃สำหรับตัวอย่างที่มีความขุ่น ให้ทำการปั่นเหวี่ยงแยกสาร แล้วเก็บส่วนที่เป็นของเหลวใส จากนั้นกรองผ่านเยื่อกรองที่มีรูพรุนขนาด 0.45 ไมโครเมตร

3. เส้นกราฟมาตรฐานและการวัดตัวอย่าง

เตรียมสารละลายมาตรฐานปรอทความเข้มข้น 20.0 ng/ml แล้วถ่ายลงในขวดเจือจางอัตโนมัติ เครื่องมือจะเจือจางสารละลายมาตรฐานปรอทนี้โดยอัตโนมัติให้มีความเข้มข้น 1.0, 2.0, 5.0, 10.0, 15.0 และ 20.0 ng/ml หลังจากที่เครื่องมือทำงานได้อย่างเสถียรแล้ว ให้วัดค่าตัวอย่างว่างเปล่าและสร้างกราฟมาตรฐาน วิเคราะห์ตัวอย่างโดยใช้วิธีเดียวกัน

4. เงื่อนไขการใช้งาน

เงื่อนไขการทำงานของเครื่องสเปกโทรเมตรฟลูออเรสเซนซ์อะตอมมีดังนี้: กระแสหลอดปรอท 50 มิลลิแอมป์, แรงดันไฟสูงลบ 300 โวลต์, อุณหภูมิอะตอมไมเซอร์ 300 องศาเซลเซียส, ความสูงของอะตอมไมเซอร์ 8 มิลลิเมตร, อัตราการไหลของก๊าซพา 500 มิลลิลิตร/นาที, อัตราการไหลของก๊าซป้องกัน 1000 มิลลิลิตร/นาที, เวลาอ่านค่า 10 วินาที, เวลาหน่วงการวิเคราะห์ 2 วินาที, โหมดการวัดเป็นเส้นโค้งมาตรฐานเดี่ยว และโหมดการอ่านค่าเป็นพื้นที่ใต้กราฟ สามารถปรับพารามิเตอร์เฉพาะได้ตามสภาพการใช้งานจริง

5. อัตราการไหลของก๊าซพาหะ

ในเทคนิคการสร้างไฮไดรด์ จำเป็นต้องใช้ปริมาณการไหลของก๊าซพา (อาร์กอน) ในระดับหนึ่ง ปริมาณการไหลของก๊าซพาจะส่งผลโดยตรงต่อความไวของปรอท ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า เมื่อปริมาณการไหลของก๊าซพามากเกินไป ความเข้มของการเรืองแสงอะตอมของปรอทจะลดลง ดังนั้นจึงเลือกปริมาณการไหลของก๊าซพาไว้ที่ 500 มล./นาที

6. ความเป็นกรดของสารละลายตัวพา

โดยใช้กรดไฮโดรคลอริกเป็นตัวกลางและสารละลายมาตรฐานปรอท 5 ng/mL เป็นสารทดสอบ วัดความเข้มของการเรืองแสงสัมพัทธ์ของปรอทภายใต้สภาวะเครื่องมือที่กล่าวมาข้างต้นในตัวกลางกรดไฮโดรคลอริกที่มีความเข้มข้น 1%, 3%, 5%, 7%, 10%, 15% และ 20% (เศษส่วนปริมาตร) ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าเมื่อความเป็นกรดเกิน 5% ผลกระทบต่อความเข้มของการเรืองแสงจะลดลงจนแทบไม่มีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงเลือกใช้กรดไฮโดรคลอริก 5% เป็นสารละลายตัวพา สารเจือจาง และสารอ้างอิง

7. ความเข้มข้นของสารรีดิวซ์

สัดส่วนมวลต่อปริมาตรของโพแทสเซียมโบโรไฮไดรด์ (KBH₄) ส่งผลโดยตรงต่อการสร้างไฮไดรด์และคุณภาพของเปลวไฟอาร์กอน-ไฮโดรเจน ได้ทำการวัดความเข้มของการเรืองแสงของปรอทที่ความเข้มข้นของ KBH₄ ที่แตกต่างกัน ผลการวิจัยระบุว่า หากความเข้มข้นของ KBH₄ ต่ำเกินไป ความสามารถในการรีดิวซ์จะอ่อนลง ทำให้ความไวลดลง ในทางกลับกัน หากความเข้มข้นของ KBH₄ สูงเกินไป การผลิตไฮโดรเจนมากเกินไปจะทำให้ความเข้มข้นของอะตอมปรอทเจือจางลง ทำให้ความไวลดลงเช่นกัน ในช่วงความเข้มข้น 0.15–0.22 โมล/ลิตร ความเข้มของการเรืองแสงของปรอทจะค่อนข้างคงที่โดยมีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุด ดังนั้นจึงเลือกใช้สารละลาย KBH₄ ที่ความเข้มข้น 0.22 โมล/ลิตร เป็นสารรีดิวซ์