NOWOCZESNE METODY PRZYGOTOWANIA PRÓBEK I OZNACZANIA ŚLADOWYCH ILOŚCI PIERWIASTKÓW

Transkrypt

1 Zakł ad Chemii Analitycznej Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej Komisja Analizy Nieorganicznej Komitetu Chemii Analitycznej PAN NOWOCZESNE METODY PRZYGOTOWANIA PRÓBEK I OZNACZANIA ŚLADOWYCH ILOŚCI PIERWIASTKÓW Modern Methods of Sample Preparation and Determination of Trace Elements Materiał y XIII Poznań skiego Konwersatorium Analitycznego Poznań, 6-7 maja 2004 r. Materiał y Szkoł y Naukowej ANALITYKA PRODUKTÓW SPOŻYWCZYCH WORKSHOP Food Analysis Poznań, 5 maja 2004 r. Poznań 2004

2 Komitet Naukowy Konwersatorium prof. dr hab. Henryk Matusiewicz prof. dr hab. Rajmund Dybczyń ski Szkoła Naukowa prof. dr hab. Henryk Matusiewicz Opracowanie redakcyjne Opracowanie graficzne prof. dr hab. Henryk Matusiewicz mgr Maciej Raciborski plastyk Nina Badowska ISBN Druk: PROMOCJA 21 Sp. z o.o. Agencja Reklamowo-Promocyjna Poznań, ul. Dolina 7A, telefon (0 prefiks 61)

3 S Ł OWO WSTĘ PNE Już po raz trzynasty spotykają się chemicy analitycy na Konwersatorium i po raz piąty w Szkole organizowanej przez Zakład Chemii Analitycznej Politechniki Poznańskiej i Komisję Analizy Nieorganicznej Komitetu Chemii Analitycznej Polskiej Akademii Nauk. Od wielu lat wzrasta znaczenie badań analitycznych, a przede wszystkim wymagania dotyczące jakości uzyskiwanych informacji analitycznych. Analityka śladów jest dziedziną analityki chemicznej, która coraz bardziej zyskuje na znaczeniu. W moim zamyśle, jako nowo powołanego w 2003 roku przewodniczącego Komisji Analizy Nieorganicznej, jest kontynuowanie prac prof. dr hab. Rajmunda Dybczyńskiego. Dobrymi tradycjami Konwersatorium było i będzie prezentowanie różnorodności tematów (problemów), analizy nieorganicznej począwszy od zagadnień właściwego przygotowania próbek analitycznych poprzez różne metody oznaczania pierwiastków i związków nieorganicznych za pomocą technik spektroskopowych, chromatograficznych, elektrochemicznych, radioanalitycznych i innych, aż do zagadnień analizy specjacyjnej, problemów zapewnienia jakości (materiały odniesienia), precyzji i dokładności wyników analitycznych. Latem 2004 na serwerze Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej zostanie utworzone Analityczne Forum Dyskusyjne użytkowników technik i metod analitycznych, umożliwiające dyskusję, wymianę doświadczeń i informacji miedzy chemikami analitykami. Proponowana lista dyskusyjna obejmować będzie: Metody przygotowania próbek analitycznych; Analityczna spektrometria atomowa (AAS, AFS, ICP/MIP/DCP-OES); ICP-MS; Analiza śladowa; Analiza nieorganiczna; Analiza specjacyjna; Pomoc literaturowa, metodyczna. Zakład Chemii Analitycznej i Komisja Analizy Nieorganicznej planują zorganizowanie w 2005 roku specjalistycznych warsztatów naukowych z niektórych obszarów analityki chemicznej nt.: Kierunki rozwoju technik sprzężonych i ich zastosowanie w analityce śladów: metody przygotowania próbek analitycznych do analizy i techniki oznaczania pierwiastków (ultra)śladowych. Planowanym tematem Szkoły Naukowej w 2005 roku będzie Analityka Leków i Preparatów Farmaceutycznych. Mam nadzieję, że XIII Konwersatorium i V Szkoła da uczestnikom sposobność zapoznania się z nowymi metodami analitycznymi, umożliwi szeroką wymianę doświadczeń, pozwoli nawiązać kontakty naukowe i osobiste. Wszelkie uwagi na temat organizacji Konwersatorium i Szkoły oraz jej założeń merytorycznych, organizatorzy przyjmą z wdzięcznością i pokorą, aby w przyszłości wykorzystać je przy organizowaniu następnych spotkań tego typu. Życzę uczestnikom Konwersatorium wielu sukcesów i cieszę się z możliwości zaprezentowania naszych sukcesów w analityce chemicznej, a także poznańskiej gościnności. W pracach organizacyjnych uzyskaliśmy pomoc od Ministerstwa Edukacji Narodowej i Sportu oraz Komitetu Chemii Analitycznej PAN, za którą serdecznie dziękujemy. Henryk Matusiewicz Poznań, maj 2004

4

5 XII Poznańskie Konwersatorium Analityczne 8-9 maja 2003 r. Profesorowie Henryk Matusiewicz i Rajmund Dybczyński Profesor Rajmund Dybczyński otwiera Konwersatorium

6

7 XII Poznańskie Konwersatorium Analityczne Rozpoczynamy KONWERSATORIUM Sala audytoryjna

8

9 XII Poznańskie Konwersatorium Analityczne AUDYTORIUM AUDYTORIUM

10

11 XII Poznańskie Konwersatorium Analityczne Profesor Erika Krakovská Profesor Wiesław Wasiak

12

13 Szkoła Naukowa Profesor Henryk Matusiewicz otwiera Szkołę Naukową Rejestracja Uczestników Szkoły Naukowej

14

15 Szkoła Naukowa Wykładowcy Szkoły Naukowej Uczestnicy Szkoły Naukowej

16

17 Sesja plakatowa

18

19 Sesja plakatowa

20

21 Przerwa kawowa

22

23 Dyskusje

24

25 PREZENTACJA FIRM

26

27 PREZENTACJA FIRM

28

29 PREZENTACJA FIRM

30

31 SPOTKANIE TOWARZYSKIE Profesor Matusiewicz inauguruje spotkanie towarzyskie

32

33 SPOTKANIE TOWARZYSKIE

34

35 SPOTKANIE TOWARZYSKIE

36

37 SPOTKANIE TOWARZYSKIE

38

39 SPOTKANIE TOWARZYSKIE

40

41 SPOTKANIE TOWARZYSKIE SZEF

42

43 BIURO KONWERSATORIUM

44

45 Do zobaczenia w przyszłym roku i już po Konwersatorium

46

47 SPIS TREŚCI H. Matusiewicz Kierunki rozwoju technik sprzężonych w analizie śladowej 55 W. Żyrnicki, J. Borkowska-Burnecka Interferencje w atomowej spektrometrii emisyjnej indukcyjnie sprzężonej plazmy 56 P. Niedzielski Równoczesne oznaczanie form specjacyjnych As (III), As (V), Se (IV), Se (VI) z użyciem techniki łączonej HPLC-HG-AAS 57 L. Halicz, D. Lech, J. Kucharzyk P. Pasławski Szybka rutynowa analiza wód techniką ICP-MS 58 S. Garboś Oznaczanie wtórnych zanieczyszczeń w wodzie przeznaczonej do spożycia techniką optycznej emisyjnej spektrometrii ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES) 59 J. Grodowski Eliminacja interferencji w ICP-QMS przy wykorzystaniu komory zderzeniowej 60 K. Szymański, B. Janowska Metodyczne aspekty analizy metali ciężkich w odpadach komunalnych i kompostach 61 K. Jankowski Zastosowanie analityczne MIP-OES 62 B. Skwarzec, A. Boryło Zawartość radionuklidów naturalnych ( 210 Po, 210 Pb, 222 Rn, 234 U i 238 U) oraz sztucznych ( 63 Ni, 90 Sr, 137 Cs, 238 Pu i Pu) w produktach spożywczych w Polsce 63 R. Michalski Chromatografia jonowa. Stan obecny i perspektywy rozwojowe w analityce środowiskowej 64 R. Buczkowski, B. Igliński, E. Lemanowska Porównanie zawartości metali ciężkich w glebach i zbożach metodą WD-XRF 65 SESJA PLAKATOWA R. Dobrowolski, E. Bentkowska, B. Marczewska, J. Ostrowski, K. Marczewski Zastosowanie emisyjnej spektrometrii atomowej plazmy sprzężonej indukcyjnie w ocenie zawartości metali w soczewkach usuniętych z powodu zaćmy 69 K. Har, K. Jankowski, A. Jackowska Badania nad jednoczesnym oznaczaniem selenu, telluru, germanu i antymonu metodą generowania wodorków w argonowej plazmie mikrofalowej 70

48 M. Ślachciński, H. Matusiewicz Oznaczanie pierwiastków w zawiesinach z wykorzystaniem techniki generowania wodorków i optycznej emisyjnej spektrometrii mikrofalowo indukowanej plazmy (SS-HG-MIP-OES) 71 K. Jankowski, A. Jackowska P. Łukasiak Analiza materiałów proszkowych poprzez wprowadzanie próbki metodą ciągłą do mikrofalowo indukowanej plazmy 72 A. Kanecka, D. Barałkiewicz Studia nad czynnikami warunkującymi prawidłowe oznaczanie kobaltu techniką absorpcyjnej spektrometrii atomowej z atomizacją elektrotermiczną i dozowaniem zawiesiny 73 P. Janko, E. Zarzycka Oznaczanie śladowych zawartości pierwiastków w syntetycznym oleju do silników turbinowych techniką ICP-OES 74 A. Drzewińska, E. Wieteska Modyfikatory chemiczne w analizie próbek naturalnych na zawartość ultraśladów glinu i kadmu 75 S. Kuś, E. Święcicka, A. Kosiorek, M. Balcerzak Optymalizacja parametrów rejestracji absorpcyjnych widm cząsteczkowych dla techniki zero-crossing w spektrofotometrii różniczkowej 76 B. Golik, H. Matusiewicz Metody wprowadzania mikropróbek analitycznych w optycznej emisyjnej spektrometrii (OES) ze wzbudzeniem w plazmie mikrofalowej (MIP) i sprzężonej indukcyjnie (ICP) 77 B. Szpakowska, M. Szczęsna Oznaczanie wybranych metali ciężkich w wodach miasta Poznania 78 M. Siepak, J. Kaźmierczak, T. Sobczyński, J. Przybyłek, M. Szymański Wpływ eksploatacji ujęcia wód podziemnych w dolinie rzeki Warty na rozkład stężeń metali i metaloidów w próbkach skał i osadów dennych starorzeczy 79 I. Jaroń, J. Kucharzyk, B. Kudowska, M. Liszewska Oznaczanie As, Sb, Se, Pb i Cd w próbkach wód techniką ICP-OES z zastosowaniem rozpylacza ultradźwiękowego 80 E. Górecka, D. Karmasz, D. Lech Oznaczanie arsenu i selenu w próbkach wód techniką absorpcyjnej spektrometrii atomowej w wersji bezpłomieniowej oraz w połączeniu z generowaniem wodorków 81 A. Szymański, M. Maciejewska Chromatografia cieczowa w analizie wody na zawartość bisfenolu A 82 K. Srogi Oznaczanie niektórych toksycznych pierwiastków (Cd, Zn, Cu, Pb) w wyrobach czekoladowych i w soli spożywczej metodą F-AAS 83

49 M. Wojtczak Ocena zmienności zawartości śladowych ilości K, Na, Ca, Mg i Fe w cukrze białym w czasie trwania kampanii 84 W. Kolado, Z. Mielniczuk Oznaczanie zawartości pierwszorzędowych amin aromatycznych w płynach modelowych żywności techniką spektrofotometryczną 85 D. Święcicka, J. Kowalczyk, J. Borkowska-Burnecka Zawartość likopenu i metali ciężkich w pomidorach i przetworach pomidorowych 86 A. Łozak, K. Sołtyk, Z. Fijałek Oznaczanie wybranych pierwiastków oraz badanie ich dostępności farmaceutycznej w lekach ziołowych w postaci kapsułek 87 M. Kuras, M. Wachowicz Opracowanie metody oznaczania pierwiastków w próbkach narkotyków naturalnych (ziela konopi) technikami GF-AAS i ICP-OES 88 Z. Szopa, K. Kulisa, R. Dybczyński Analiza materiałów opakowaniowych metodą neutronowej analizy aktywacyjnej 89 M. Kózka, A. Piechalak, D. Barałkiewicz, B. Tomaszewska Oznaczanie ołowiu metodą ET-AAS we frakcjach subkomórkowych roślin stosowanych w procesie fitoremediacji 90 R. Dobrowolski, B. Ryczowska Oznaczanie pierwiastków śladowych w roślinach leczniczych metodą GF-AAS z zastosowaniem techniki dozowania zawiesiny 91 A. Zioła, M. Szymański, J. Kaźmierczak, I. Kurzyca Występowanie metali ciężkich w wodach, osadach dennych i roślinach ekosystemów wodnych 92 M. Mleczek, I. Ratajczak Oznaczanie śladowych ilości pierwiastków w różnych częściach wierzby podczas procesu fitoremediacji z zastosowaniem absorpcyjnej spektrometrii atomowej 93 M. Fabiś, M. Kózka, D. Barałkiewicz, B. Tomaszewska Wykorzystanie HPLC w monitorowaniu procesu fitoekstrakcji 94 A. Wyciślik, D. Ryczaj, M. Kupczak Sposoby roztwarzania szlamów hutniczych do analizy chemicznej techniką AAS 95 B. Walna, A. Zioła, I. Kurzyca Pobieranie, przygotowanie i przechowywanie próbki jako istotny element wpływający na jakość analizy opadów atmosferycznych 96 B. Krasnodębska-Ostręga, E. Stryjewska, J. Piekarska Oznaczanie As, Cd, Pb, Sn, Tl i Zn w próbkach wód i osadów zebranych w sąsiedztwie hałdy odpadów poflotacyjnych 97

50 D. Mickiewicz-Wichłacz, H. Raczyńska, B. Zakrzewska, P. Judek Badania jakości powietrza na stacji badawczej parowania IMGW w Radzyniu k/sławy Śląskiej (lata ). Zmiany zawartości metali ciężkich w powietrzu w okresie ostatniego dziesięciolecia 98 W. Matczak Oznaczanie składników dymów i gazów w powietrzu na stanowiskach pracy spawaczy w przemyśle polskim 99 B. Danowska, J. Woroń Aglomeracja miejska źródłem zanieczyszczeń metalami ciężkimi atmosfery 100 G. Raźniewska, M. Trzcinka-Ochocka, A. Gazewski Monitoring biologiczny narażenia zawodowego i środowiskowego na związki chromu 101 Iwanejko, P. Konarski, M. Ćwil, K. Kaczorek Zastosowanie spektrometrii mas SSMS oraz SIMS do oznaczania składu i morfologii pyłów respirabilnych 102 I. Sowa, R. Kocjan, R. Świeboda, A. Matysik, M. Gerkowicz Badanie zawartości metali ciężkich metodą chromatografii jonowej (IC) w soczewkach ludzkich z zaćmą starczą 103 K. Kulisa, R. Dybczyński Wpływ temperatury na proces rozdzielania kationów w chromatografii jonów 104 K. Drzewiecka, K. Borowiak, J. Zbierska, P.Goliński Zastosowanie metody HPLC do oznaczania kwasu salicylowego w tkance tytoniu traktowanego ozonem 105 R. Świeboda, R. Kocjan, I. Sowa Żel krzemionkowy pokryty polianiliną jako nośnik sulfonowanych odczynników chelatujących 106 I. Rykowska, A. Wiśniewska Zastosowanie chromatografii gazowej w oznaczaniu bisfenolu A 107 X. Long, R. Chomchoei, P. Gała, E. H. Hansen Rozdział i zatężanie śladowych ilości Cd(II) z zastosowaniem sekwencyjnej analizy wstrzykowej AAS 108 J. Opydo, D. Miaskowski Wykorzystanie woltamperometrii katodowej do oznaczania wanadu w ekstraktach glebowych 109 M. Korolczuk, A. Mroziewicz, M. Grabarczyk Zastosowanie filmowej elektrody bizmutowej do woltamperometrycznego oznaczania śladowych stężeń kobaltu 110 M. Korolczuk, A. Mroziewicz, M. Grabarczyk Oznaczanie Co(II) metodą adsorpcyjnej woltamperometrii stripingowej w obecności bromku cetylotrimetyloamoniowego 111

51 M. Siepak, P. Niedzielski, J. Przybyłek Analiza specjacyjna mikrośladowych zawartości arsenu, antymonu i selenu w badaniach przepływu wód podziemnych doliny rzeki Warty 112 A. Kubiński, P. Niedzielski Formy specjacyjne arsenu, antymonu i selenu w wodach powierzchniowych miasta Poznania 113 T. Wierzbicki, K. Pyrzyńska Oznaczanie form wanadu metodą GF-AAS 114 J. Kowalska, M. Asztemborska, M. Bogucka, J. Golimowski Przygotowanie próbek roślinnych do analizy specjacyjnej platyny 115 Z. Łukaszewski, M. Jakubowska, B. Karbowska, W. Zembrzuski Sekwencyjna ekstrakcja talu z gleb uformowanych z wapiennej formacji środkowego Triasu zawierającego kruszconośne dolomity 116 J. Chwastowska, W. Skwara, E. Stelińska, J.Dudek, L. Pszonicki Analiza specjacyjna arsenu, antymonu i selenu w wodach mineralnych i solankach 117 J. Kiepul Wykorzystanie różnych roztworów ekstrakcyjnych do wstępnej oceny podatności na mobilizację Cu, Pb i Zn z gleb zanieczyszczonych 118 J. Ostrowski, R. Dobrowolski, M. Skowrońska, Charakterystyka osadów komunalno - przemysłowych z wykorzystaniem ekstrakcji sekwencyjnej 119 A. Drzewińska, E. Wieteska Frakcjonowanie wybranych pierwiastków śladowych w glebach z zastosowaniem ekstrakcji sekwencyjnej 120 F. Buhl, B. Feist, B. Mikuła Walidacja metod zagęszczania wybranych metali ciężkich z zastosowaniem układu La zasada heterocykliczna barwnik ksantenowy 121 L. Wojtynek, A. Wyciślik Ekonomiczne i techniczne aspekty wysokiej jakości badań i pomiarów w laboratoriach 122 M. Trzcinka-Ochocka, G. Raźniewska Wewnętrzne sterowania jakością badań 123 E. Łysiak-Pastuszak, J. Woroń Testy biegłości analitycznej w morskich badaniach monitorongowych 124 H. Polkowska-Motrenko, Z. Szopa,R. Dybczyński Testy biegłości "ROŚLINY 1" dla laboratoriów oznaczających metale w żywności 125

52 B. Zawisza, R. Sitko, F. Buhl Oznaczanie wybranych pierwiastków śladowych w wodzie z zastosowaniem rentgenowskiej spektrometrii dyspersji długości fali (WDXRF) 126 I. Baranowska, L. Barchański Metoda fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej (XRF) w analizie wybranych warzyw 127 I. Iwasińska-Budzik Oznaczanie wybranych pierwiastków w roślinach metodą WDXRF 128 R. Sitko, B. Zawisza, F. Buhl Rentgenowska analiza fluoroscencyjna ferroelektrycznych materiałów ceramicznych typu PZLT 129 D.I. Strumińska, B. Skwarzec, A. Boryło, M. Mazurek Oznaczanie 241 Pu w ekosystemie południowego Bałtyku 130 M. Prucnal, B. Skwarzec Oznaczanie 210 Po w wybranych tkankach jeleniowatych 131 A. Jahnz, B. Skwarzec Oznaczanie radionuklidów polonu i uranu w wodzie Wisły i jej dopływów 132 T. Zalewska, J. Lipska Aktywność 137 Cs w opadzie atmosferycznym 133 F.K. Główka, M. Karaźniewicz Porównanie ekstrakcji ciecz-ciecz i SPE w metodzie HPCE oznaczania enancjomerów ibuprofenu w surowicy i moczu u ludzi 134 M. Mikuła, B. Puzio Zastosowanie kolumn z aktywną grupą diolową w celu zagęszczania metali ciężkich metodą SPE 135 M. Urbanek Brychczyńska, W. Hędzelek, W. Wasiak, A. Ciszewski, M. Baraniak Potencjały elektrogalwaniczne - ich wpływ na uwalnianie się jonów metali ze stopów dentystycznych 136 K. Jakimowicz-Hnatyszak, A. Maksymowicz Oznaczanie związków azotu w próbkach środowiskowych 137 J. Pieczyńska, J. Borkowska-Burnecka, J. Biernat, W. Żyrnicki Wpływ suplementacji borem diet wysokotłuszczowych na ilość makro- i mikroelementów w tkankach szczurów doświadczalnych 138 E. Stanisz, H. Matusiewicz Optymalizacja mineralizacji z wykorzystaniem promieniowania UV wzbudzanego polem mikrofalowym 139 U. Zielonka, J. Fudała, B. Dyduch, S. Hławiczka, T. Glernc Pobieranie próbek i oznaczanie specjacji rtęci w powietrzu 140

53 E.Blicharska, R.Kocjan, I.Sowa Badanie zawartości cynku, manganu, miedzi i żelaza (III) w wybranych surowcach zielarskich 141 SZKOŁ A NAUKOWA Z. Krejpcio Składniki mineralne w produktach żywnościowych. Refleksje z notatnika praktyka 145 B. Skwarzec Metody radiometryczne w badaniach radioaktywności produktów spożywczych 146 M. Schlegel-Zawadzka Oznaczanie pierwiastków śladowych jedną z metod określania autentyczności produktów spożywczych 148 H. Matusiewicz Problemy zanieczyszczenia i metody przygotowania próbek produktów spożywczych w analizie śladowej 149 H. Matusiewicz Zastosowanie technik analitycznej spektrometrii atomowej w analizie produktów spożywczych 150 WARSZTATY NAUKOWE Zakład Chemii Analitycznej Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej Komisja Analizy Nieorganicznej Komitetu Chemii Analitycznej Polskiej Akademii Nauk Kierunki rozwoju technik sprzężonych i ich zastosowanie w analityce śladów 153 Karta zgłoszenia uczestnictwa 155 LISTA UCZESTNIKÓW Szkoły Naukowej i Konwersatorium 157

54

55 KIERUNKI ROZWOJU TECHNIK SPRZĘŻONYCH W ANALIZIE ŚLADOWEJ H.Matusiewicz Politechnika Poznańska, Zakład Chemii Analitycznej, ul. Piotrowo 3, Poznań Henryk.Matusiewicz@put.poznan.pl W ostatnich latach obserwuje się ogromny postęp w rozwoju i doskonaleniu technik sprzężonych (łączonych) w chemii analitycznej, które łączą dwie lub więcej technik, najczęściej techniki rozdzielania, zatężania i techniki oznaczania. Jednocześnie uwaga analityków koncentruje się na odpowiednim sposobie (procedurze) przygotowania próbek analitycznych: mineralizacji i roztwarzania do pomiarów instrumentalnych. W sposób ogólny można te tendencje rozwojowe zaliczyć do dwóch odrębnych grup: - kierunki rozwojowe w zakresie opracowywania i praktycznego wykorzystania nowych technik i urządzeń do właściwego (efektywnego) przygotowania (mineralizacji, roztwarzania) próbek analitycznych umożliwiających oznaczanie śladów (ultraśladów) na poziomie trudno przewidywalnym jeszcze kilkanaście lat temu, - nowe rozwiązanie konstrukcyjne przyrządów (aparatów) pomiarowych i urządzeń analitycznych znajdujących zastosowanie w tzw. technikach sprzężonych (łączonych) do izolacji (rozdzielania) i/lub wzbogacania (zatężania) składników (pierwiastków) przed końcowym etapem oznaczeń. W referacie przedstawiono rozwój technik łączonych przygotowania próbek do etapu oznaczeń końcowych z udziałem różnych rodzajów energii: mikrofalowej, UV, ultradźwiękowej czy fal radiowych. W drugiej części referatu przedstawiono i omówiono kierunki rozwoju metod analitycznych w analizie (ultra)śladowej próbek analitycznych za pomocą technik sprzężonych w analitycznej spektrometrii atomowej (absorpcyjnej, emisyjnej, fluoroscencyjnej). Podano przykłady zastosowań technik sprzężonych (metod przygotowania próbek i oznaczania pierwiastków śladowych) w problematyce ochrony środowiska, w badaniach biologicznych i klinicznych, a także w zagadnieniach analityki śladowej i ultraśladowej. 55

56 INTERFERENCJE W ATOMOWEJ SPEKTROMETRII EMISYJNEJ INDUKCYJNIE SPRZĘŻONEJ PLAZMY W.Żyrnicki, J.Borkowska-Burnecka Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, Wrocław wieslaw.zyrnicki@ pwr.wroc.pl Atomowa spektrometria emisyjna (AES) jest powszechnie stosowaną metodą w rutynowym oznaczeniu pierwiastków śladowych w szerokiej gamie próbek zarówno środowiskowych, biologicznych, geologicznych jak i tworzyw sztucznych oraz metali i ich stopów. Wykorzystywana jest również w analizie warstw materiałów kompozytowych. Do najważniejszych źródeł wzbudzenia w atomowej spektrometrii emisyjnej należą indukcyjnie sprzężona plazma (ICP) oraz wyładowania jarzeniowe (GD) w plazmie niskociśnieniowej. Metoda GD-AES stosowana w analizie próbek stałych charakteryzuje się silnymi efektami matrycowymi. W atomowej spektrometrii emisyjnej indukcyjnie sprzężonej plazmy (ICP-AES) interferencje są wyraźnie niższe niż w wielu innych metodach, zarówno elektrochemicznych jak i spektroskopowych. Z drugiej jednak strony bardzo szybko postępujący wzrost wymagań dotyczący zapewnienia wysokiej jakości pomiarów analitycznym spowodował bardzo duże zainteresowanie efektami matrycowymi, zarówno od strony czysto poznawczej jak i z punktu widzenia rutynowych oznaczeń analitycznych. W pracy przedstawiono interferencje obserwowane przy oznaczaniu śladowych ilości metali metodą ICP-AES przy zastosowaniu różnych technik wprowadzania próbek (rozpylanie ultradźwiękowe i pneumatyczne, generowanie wodorków), koncentrując się na wpływie matrycy zawierającej pierwiastki o niskiej energii jonizacji. Porównano efekty dla różnych typów rozpylaczy i zaprezentowano wyniki prac nad poszukiwaniem parametrów pozwalających przewidywać i korygować oddziaływania międzypierwiastkowe w plazmie indukcyjnie sprzężonej. Przeanalizowano interferencje chemiczne i fizyczne występujące przy oznaczaniu metodą HG-ICP-OES oraz metody redukcji tych efektów. Przedyskutowano interferencje w aspekcie takich parametrów jak dokładność i precyzja pomiarów analitycznych oraz granice wykrywalności. 56

57 RÓWNOCZESNE OZNACZANIE FORM SPECJACYJNYCH As(III), As(V), Se(IV), Se(VI) Z UŻYCIEM TECHNIKI ŁĄCZONEJ HPLC-HG-AAS P.Niedzielski Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Zakład Analizy Wody i Gruntów ul. Drzymały 24, Poznań pnied@amu.edu.pl Techniki łączone są nowymi i ciągle rozwijającymi się technikami analitycznymi pozwalającymi na bezpośrednie oznaczanie form specjacyjnych, które w jednym układzie analitycznym grupują dwie (lub więcej) samodzielnych technik zwykle technik rozdziału i selektywnych technik oznaczania. Rozdzielanie oznaczanych form zachodzi w układzie chromatograficznym chromatografii gazowej czy wysokosprawnej chromatografii cieczowej, lub elektroforezy kapilarnej, jako detektory stosowane są natomiast powszechnie wykorzystywane dla oznaczeń całkowitej zawartości pierwiastków metody spektroskopowe: absorpcyjna (AAS) czy optyczna spektrometria emisyjna (OES), fluorescencja atomowa (AFS), metody ze wzbudzeniem plazmowym [indukcyjnie (ICP) czy mikrofalowo (MIP) wzbudzona plazma] i detekcją emisyjną lub spektrometrią mas (MS). Metody plazmowe, pozwalające na równoczesne oznaczenia wielu pierwiastków, stały się aktualnie dominującymi metodami detekcji. Zaprezentowane zostanie nowatorskie rozwiązanie zastosowania układu łączonego HPLC-HG-AAS w równoczesnych (w toku jednej analizy) oznaczeniach nieorganicznych form specjacyjnych arsenu [As(III) i As(V)] oraz selenu [(Se(IV) i Se(VI)]. Możliwość oznaczania form specjacyjnych dwóch różnych pierwiastków wynika z wykorzystania jako detektora pracującego w tzw. trybie szybkiej sekwencji spektrometru absorpcji atomowej SpectrAA220FS oraz zoptymalizowania układu analitycznego pod kątem oznaczeń wielopierwiastkowych. Prezentowane prace prowadzone były w ramach projektu badawczego KBN nr T09A

58 SZYBKA RUTYNOWA ANALIZA WÓD TECHNIKĄ ICP-MS L.Halicz 1), P.Pasławski 2), D.Lech 2), J.Kucharzyk 2), D.Karmasz 2) 1) Geological Survey of Israel, Jerozolima, Izrael 2) Państwowy Instytut Geologiczny, Centralne Laboratorium Chemiczne, ul. Rakowiecka 4, Warszawa Przedstawiono wyniki szybkiej rutynowej analizy próbek wód metodą ICP- MS z zastosowaniem jako wzorca certyfikowanego materiału odniesienia wody symulowanej SRM 1643c oraz wielopierwiastkowych roztworów wzorcowych. Określono krótko i długo terminową precyzję metody (z zastosowaniem certyfikowanego materiału odniesienia SLRS-4) oraz dokładność metody w oparciu o certyfikowane materiały odniesienia wzbogaconych wód z jeziora Ontario (TM-28.3, TMDA-54.3, TM-26.6). Oszacowano niepewność złożoną metody. Pokazano wyniki analizy wody wodociągowej i porównano je z wynikami analizy metodą ICP-OES. Metodę ICP-MS zastosowano do oznaczenia wybranych pierwiastków w wodach podziemnych z terenów zanieczyszczonych. Analizy wykonano z użyciem spektrometrów Perkin-Elmer 6100 DRC i Perkin-Elmer

59 OZNACZANIE WTÓRNYCH ZANIECZYSZCZEŃ W WODZIE PRZEZNACZONEJ DO SPOŻYCIA TECHNIKĄ OPTYCZNEJ SPEKTROMETRII EMISYJNEJ ZE WZBUDZENIEM W PLAZMIE INDUKCYJNIE SPRZĘŻONEJ (ICP-OES) S.Garboś Państwowy Zakład Higieny, Zakład Higieny Komunalnej ul. Chocimska 24, Warszawa Stosowanie urządzeń i materiałów służących do: doczyszczania wody - filtrów węglowych lub filtrów z wymieniaczami jonowymi, dezynfekcji wody za pomocą srebra uwalnianego elektrochemicznie, budowy instalacji wodno-kanalizacyjnych, wytwarzania armatury stosowanej do czerpania wody, może być związane ze zwiększeniem zawartości szeregu metali w wodzie przeznaczonej do spożycia. W związku z tym celowym jest badanie stężeń niektórych metali w wodzie pozostającej w kontakcie z w/w urządzeniami i materiałami za pomocą odpowiednio czułych technik spektrometrii atomowej np. spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES). Zawartości szeregu pierwiastków w wodzie do picia w Polsce nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych stężeń (NDS) ustalonych w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z 19 listopada 2002 roku w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Podjęte badania miały na celu oszacowanie stopnia wymywalności metali z urządzeń i materiałów służących do doczyszczania, dezynfekcji, przesyłania i czerpania wody przeznaczonej do spożycia. Przeprowadzone badania wykazały uwalnianie się srebra z posrebrzanych filtrów węglowych stosowanych do doczyszczania wody i z elektrolizerów używanych do dezynfekcji wody. Materiały służące do budowy instalacji wodociągowych do przesyłania wody i armatury używanej do czerpania wody mogą być odpowiedzialne za znaczne zwiększenie obserwowanych stężeń pierwiastków w wodzie przeznaczonej do spożycia, takich jak: chrom, nikiel, miedź, cynk i ołów. W przypadku materiałów służących do budowy instalacji wodociągowych wykonanych z miedzi i stali ocynkowanej zaobserwowano odpowiednio wymywalności miedzi (niklu) i cynku (żelaza). Oszacowane wymywalności miedzi i cynku wynosiły odpowiednio: (20 ± 1,6) ng/cm 2 i (2,3 ± 0,1) µg/cm 2. Woda pozostająca w kontakcie z bateriami służącymi do czerpania wody do picia może charakteryzować się podwyższonymi stężeniami niektórych metali. Zaobserwowano wymywalności z baterii następujących metali: Cd (<0,3-2,1 µg/l), Cr (<1-228 µg/l), Cu ( µg/l), Fe ( µg/l), Ni ( µg/l), Pb ( µg/l) i Zn ( µg/l). Ze względu na przekroczenie najwyższego dopuszczalnego stężenia niklu, ołowiu i chromu w wodzie pozostającej w kontakcie z bateriami przez 12 godzin (po instalacji i uprzednim przepłukaniu jej dużą ilością wody gorącej, a następnie zimnej) po dłuższym okresie nie używania baterii przed pobraniem wody do spożycia należy je przepłukać silnym strumieniem wody przez kilka sekund. 59

60 ELIMINACJA INTERFERENCJI W ICP-QMS PRZY WYKORZYSTANIU KOMORY ZDERZENIOWEJ J.Grodowski INTERETCH Trading Corporation S.A., ul. Wołodyjowskiego 79A, Warszawa Przełomowym rozwiązaniem zastosowanym w kwadrupolowych spektrometrach masowych z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-QMS) jest komora zderzeniowa pozwalająca na selektywną eliminację szeregu interferencji wielotomowych. Jej użycie pozwala na uzyskanie granic wykrywalności na poziomie ng/l, przy oznaczaniu takich pierwiastków jak Ca, K, Fe, As, Se, w obecności skomplikowanych matryc, gdyż oznaczenie jest dokonywane przy normalnej mocy plazmy ( W) z wysoką wydajnością jonizacji. Komora zderzeniowa (CCT - Collision Cell Technology) umożliwia selektywną eliminację interferencji wielotomowych, m.in. 40 Ar +, 40 Ar 16 O +, 40 Ar 35 Cl +, 40 Ar 2 + wpływających na oznaczanie odpowiednio wapnia, żelaza, arsenu i selenu. Wiązka jonów jest przepuszczana przez komorę zawierającą rozcieńczone gazy pod niskim ciśnieniem, np. wodór w helu, amoniak w helu. W wyniku zderzeń cząsteczki wieloatomowe ulegają dysocjacji na obojętne atomy lub jony podczas gdy transmisja jonów pierwiastków oznaczanych praktycznie nie ulega zmianie. Na przykład dzięki zastosowaniu amoniaku (8 % w helu) jako gazu komory zderzeniowej sygnał Ar+ obserwowany przy m/z 40 ulega obniżeniu o 8-9 rzędów wielkości ze względu na eliminację nie naładowanych atomów argonu z wiązki jonowej, podczas gdy sygnał wapnia praktycznie nie zmienia się, co pozwala na uzyskanie granicy wykrywalności na poziomie kilku ppt przy zastosowania izotopu 40Ca do oznaczania tego pierwiastka. Przedstawione zostaną praktyczne przykłady zastosowania komory zderzeniowej CCT w analizie śladowej wody i materiałów biologicznych. 60

61 METODYCZNE ASPEKTY ANALIZY METALI CIĘŻKICH W ODPADACH KOMUNALNYCH I KOMPOSTACH K.Szymański, B.Janowska Politechnika Koszalińska, Katedra Podstaw Inżynierii Ochrony Środowiska Koszalin, ul. Śniadeckich 2 janowska@tu.koszalin.pl Odpady komunalne i komposty z nich produkowane są jednym z najbardziej skomplikowanych materiałów badawczych. Zasadniczą trudność sprawia pobranie do badań reprezentatywnej próbki. Niejednorodna struktura odpadów komunalnych wynika z zawartości szeregu substancji stałych, których udział w całej masie można jedynie oszacować z pewnym przybliżeniem. W wyniku kompostowania tych odpadów powstaje materiał bardziej jednorodny. Podczas kompostowania procesy rozkładu mikrobiologicznego, desorpcji i dyfuzji zanieczyszczeń zachodzą z różną intensywnością. Zatem zawartość metali ciężkich w kompostach jest zróżnicowana i w dużej mierze zależy od miejsca pobierania próbki z pryzmy kompostowej oraz czasu dojrzewania kompostu. W celu określenia kinetyki przemian odpadów w trakcie kompostowania wykonano badania: części organicznej odpadów komunalnych, kompostu świeżego oraz kompostów deponowanych w pryzmach. Oznaczono w nich całkowitą zawartość wybranych metali ciężkich oraz przeprowadzono pięcioetapową ekstrakcję sekwencyjną (wg Tessiera). W analizowanych próbkach oraz otrzymanych ekstraktach określono (techniką AAS) stężenia następujących metali: Cu, Cd, Pb, Cr, Ni i Zn. Statystyczna analiza wyników badań polegała na obliczeniu średniej arytmetycznej, mediany, odchylenia standardowego, współczynnika zmienności oraz wartości minimalnej i maksymalnej. Wartości odchylenia standardowego dla części organicznych odpadów komunalnych były niższe dla większości przypadków niż w kompoście świeżym i czteromiesięcznym. Mogło to być spowodowane niskimi wartościami stężeń analizowanych metali w poszczególnych frakcjach. Wartości współczynników zmienności były natomiast niższe dla próbek kompostów. Może to oznaczać, że wraz z dojrzewaniem kompostów następowała homogenizacja badanego materiału. Uzyskano pozytywne rezultaty dla chromu, niklu i miedzi przy porównaniu sumy metali w poszczególnych frakcjach z ich zawartością całkowitą. Jedynie zawartość cynku w badanym materiale charakteryzowała się większym zróżnicowaniem. Ogólnie, poza sporadycznymi przypadkami, uzyskano dobrą powtarzalność wyników, mimo że ekstrakcja sekwencyjna jest procesem wieloetapowym, w którym nierzadko pojedyncze błędy sumują się w całym cyklu badań. 61

62 ZASTOSOWANIE MIKROFALOWO INDUKOWANEJ PLAZMY W TECHNIKACH ANALITYCZNYCH K.Jankowski Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska, Warszawa, ul. Noakowskiego 3 Mikrofalowo indukowana plazma (MIP) znajduje zastosowanie jako nowoczesne źródło atomów i jonów w technikach emisji, absorpcji i fluorescencji atomowej. Specyficzne właściwości MIP pozwalają na oznaczanie śladowych ilości metali jak i niemetali. Dzięki temu plazma mikrofalowa jest wykorzystywana zarówno w tradycyjnych obszarach zastosowań spektroskopii takich jak analiza śladowa oraz badanie specjacji pierwiastków w próbkach różnego pochodzenia jak i w nietypowej dla metod spektrometrii emisyjnej analizie zanieczyszczeń organicznych wody i powietrza (oznaczanie śladowych ilości trihalometanów, dioksyn, polichlorowanych bifenoli, wskaźników sumarycznych VOX i innych). Chociaż plazmę mikrofalową uważa się generalnie za mniej efektywne źródło wzbudzenia od plazmy indukcyjnie sprzężonej (ICP) to jednak dla pewnych grup pierwiastków zastosowanie MIP pozwala na osiągnięcie konkurencyjnie niskich granic wykrywalności. Do takich pierwiastków należą litowce i fluorowce, niektóre metale przejściowe (Ag, Cd, Hg, Pb, Tl) oraz te pierwiastki, które można oznaczać metodą generowania wodorków. W ostatnich latach nastąpił duży postęp w badaniach specjacji metali ciężkich i metaloidów, których obecność w środowisku, zwłaszcza w postaci związków organicznych, stanowi duże zagrożenie dla żywych organizmów. Rozszerzenie zakresu tych badań stało się możliwe między innymi dzięki wykorzystaniu plazmowych źródeł wzbudzenia do analizy wielopierwiastkowej próbek środowiskowych metodą optycznej spektrometrii emisyjnej i spektrometrii mas na poziomie ultraśladów. Ważną zaletą aparatury MIP jest łatwość łączenia jej z chromatografami gazowymi i cieczowymi oraz układami do analizy wstrzykowej w przepływie czy elektroforezy kapilarnej. Może być ona wtedy wykorzystana jako wielokanałowy detektor MIP-OES lub MIP-MS o dużej selektywności. Interesującym przykładem jest zastosowanie niskoenergetycznej plazmy mikrofalowej do miękkiej fragmentacji dużych cząstek organicznych w celu badania ich struktury metodą spektrometrii mas. Na uwagę zasługuje także możliwość stosunkowo prostej modyfikacji i miniaturyzacji aparatury wykorzystującej plazmę mikrofalową. Dzięki temu oprócz typowych emisyjnych spektrometrów laboratoryjnych MIP znalazła zastosowanie w detektorach do chromatografii, przenośnych spektrometrach polowych, analizatorach przemysłowych dołączanych do instalacji technologicznej oraz układach detekcji w miniaturowych systemach analitycznych. 62

63 ZAWARTOŚĆ RADIONUKLIDÓW NATURALNYCH ( 210 Po, 210 Pb, 222 Rn, 234 U, 238 U) ORAZ SZTUCZNYCH ( 63 Ni, 90 Sr, 137 Cs, 238 PU, Pu) W PRODUKTACH SPOŻYWCZYCH W POLSCE B.Skwarzec, A.Boryło Uniwersytet Gdański, Wydział Chemii, Katedra Chemii Analitycznej, ul. Sobieskiego 18/19, Gdańsk Oddychając powietrzem, spożywając żywność i pijąc napoje wszyscy pobieramy radionuklidy, zarówno pochodzenia naturalnego, jak i sztucznego, przy czym w zależności od rozmiaru lokalnego skażenia oraz zwyczajów żywieniowych proces ten zachodzi z różną intensywnością. Spośród radionuklidów naturalnych zawartych w powietrzu atmosferycznym największe znaczenie ma 222 Rn. Jest on emitowany głównie z materiałów budowlanych i wraz ze swoimi produktami rozpadu, które tworzą areozole promieniotwórcze, przedostaje się do płuc i stanowi największy składnik dawki radiacyjnej otrzymywanej przez mieszkańców Polski z naturalnych źródeł promieniotwórczych (około 40 %, tj. 1,2 msv). Z kolei palacze papierosów narażeni są na dawkę radiacyjną pochodzącą z rozpadu 210 Po i 210 Pb zawartych w dymie papierosowym. Palacze wypalający dziennie 2 paczki papierosów otrzymują rocznie dawkę skuteczną przekraczającą 100 µsv, co dowodzi, że radiologiczne skutki palenia papierosów w Polsce są niedoceniane. Analiza zawartości 210 Po, 234 U i 238 U, jak również Pu w wodach pitnych (komunalnych i butelkowanych) oraz piwie wykazała, że są one bezpieczne z punktu widzenia ochrony radiologicznej, a ich konsumenci otrzymują roczne dawkę skuteczną na poziomie zaledwie 1µSv. Produkty morskie (głównie ryby) są źródłem radionuklidów 63 Ni, 210 Po, 210 Pb oraz 238 Pu i Pu dla konsumentów w Polsce. Ponad 30 % 210 Po przyjmowanego przez statystycznego mieszkańca Polski pochodzi ze spożycia ryb (około 5 kg), a roczna dawka, jaką otrzymują ich konsumenci wynosi 43 µsv. Polon jest również przyjmowany wraz z grzybami, warzywami oraz owocami. Dawka skuteczna dla konsumentów grzybów wynosi rocznie 37 µsv, natomiast dla konsumentów warzyw i owoców jest znacznie mniejsza i osiąga 8 µsv. Z kolei radionuklidy 90 Sr i 137 Cs, pochodzenia sztucznego, przyjmowane są głównie ze spożywanym mlekiem i mięsem. W ciągu pierwszych dwóch lat po katastrofie w Czarnobylu mieszkańcy Polski północno-wschodniej w wyniku absorpcji radiocezu ( 134 Cs i 137 Cs) otrzymali dawkę skuteczną w wysokości 128 µsv. 63

64 CHROMATOGRAFIA JONOWA STAN OBECNY I PERSPEKTYWY ROZWOJOWE W ANALITYCE ŚRODOWISKOWEJ R.Michalski Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN ul. M. Skłodowskiej - Curie 34, Zabrze misiek@ipis.zabrze.pl Chromatografia jonowa (IC), której idea oparta jest na znanych od wielu lat zasadach wymiany jonowej, jako technika dojrzała i dopracowana technicznie, pojawiła się w połowie lat 70-tych minionego wieku. W początkowym okresie stosowana była głównie do oznaczania nieorganicznych anionów (fluorki, chlorki, azotany i siarczany) oraz kationów (sód, potas, wapń i magnez) w próbkach wodnych. Jej zastosowanie w analizie anionów było bardzo obiecujące, szczególnie ze względu na fakt, że dotychczas stosowane metody klasyczne były nie tylko pracoi czasochłonne, ale również obarczone dużymi błędami pomiarowymi. Zastosowanie chromatografii jonowej w analizie kationów było początkowo ograniczone, co wynikało z możliwości jakie stwarzała znana i powszechnie stosowana technika atomowej spektrometrii absorpcyjnej. Przewagą chromatografii jonowej była jednak możliwość jednoczesnego oznaczania zarówno anionów jak i kationów, co dawało pełniejsze informacje o naturze chemicznej próbki. Do najważniejszych zalet chromatografii jonowej poza możliwością jednoczesnego oznaczania kilkunastu jonów zaliczyć należy: krótkie czas analiz, wykrywalność na poziomie µg/dm 3 lub niższym, niewielką ilość próbki potrzebnej do analizy, możliwość stosowania różnych detektorów, prosty sposób przygotowania próbki, możliwość jednoczesnego oznaczania kationów i anionów lub jonów organicznych i nieorganicznych, wysoką selektywność oznaczanych substancji w próbkach o złożonej matrycy oraz, co obecnie wydaje się być najistotniejsze - możliwość jednoczesnego oznaczania jonów tego samego pierwiastka na różnych stopniach utlenienia. Z tych względów organizacje taki jak m.in. US EPA oraz ISO wprowadziło szereg norm zalecających chromatografię jonową do oznaczania jonów w różnego rodzaju próbkach. Polskie tłumaczenia wybranych norm ukazały się niedawno nakładem Polskiego Komitetu Normalizacyjnego. Od kilkunastu lat chromatografia jonowa znajduje szczególne zastosowanie w analizach specjacyjnych, zarówno w prostych układach z detekcją konduktometryczną lub UV, jak i złożonych układach sprzężonych takich jak IC-ICP- MS czy IC-ICP-OES. W pracy przedstawiono przegląd stosowanych eluentów, supresorów, detektorów oraz wypełnień kolumn rozdzielających stosowanych w chromatografii jonowej, a także jej zastosowania w analizach próbek środowiskowych, w tym analizach specjacyjnych metali. 64

65 PORÓWNANIE ZAWARTOŚĆI METALI CIĘŻKICH W GLEBACH I ZBOŻACH METODĄ WD-XRF R.Buczkowski, B.Igliński, E.Lemanowska UMK w Toruniu, Wydział Chemii, Pracownia Chemicznych Procesów Proekologicznych, ul. Gagarina 7, Toruń Rozwój przemysłu powoduje wzrost zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi. Metale te następnie przechodzą do roślin, a pośrednio do organizmu człowieka. Ze względu na wysoką toksyczność większości tych pierwiastków bardzo ważnym zagadnieniem jest oznaczenie ich na poziomie śladowym. Do oznaczania zawartości metali ciężkich w glebie i zbożach wykorzystano spektrometrię fluorescencji rentgenowskiej (WD-XRF), pozwalającą na jakościową i ilościową identyfikację tych pierwiastków w próbkach stałych. Wstępne przygotowanie próbki do analizy w tej metodzie polega jedynie na właściwej jej homogenizacji. Kolejną zaletą metody WD-XRF jest jej niedestrukcyjny charakter, pozwalający na wielokrotne użycie zarówno wzorców jak i analizowanych próbek zbóż i gleb. Celem pracy było określenie korelacji pomiędzy zawartością metali ciężkich w materiale roślinnym i glebowym. Autorzy podjęli próbę określenia w jakim stopniu metale ciężkie są pochłaniane przez konsumpcyjne organizmy roślinne i jakie stanowi to zagrożenie dla zdrowia człowieka. 65

66

67 SESJA PLAKATOWA STRESZCZENIA

68

69 ZASTOSOWANIE EMISYJNEJ SPEKTROMETRII ATOMOWEJ PLAZMY SPRZĘŻONEJ INDUKCYJNIE W OCENIE ZAWARTOŚCI METALI W SOCZEWKACH USUNIĘTYCH Z POWODU ZAĆMY R.Dobrowolski 1), E.Bentkowska 2), B. Marczewska 1), B. Ryczkowska 1), J.Ostrowski 3), K. Marczewski 4) 1) Wydział Chemii UMCS, pl. M. Curie Skłodowskiej 3, Lublin 2) Państwowy Szpital Wojewódzki im. Jana Pawła II, ul. Jana Pawła II, Zamość 3) Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska, ul. Obywatelska 13, Lublin 4) Akademia Medyczna im. Prof. Skubiszewskiego, ul. Szkolna 18, Lublin Wśród wielu czynników przyczyniających się do zmian w przezroczystości soczewek prowadzących ostatecznie do zaćmy głównie wymienia się wpływ promieniowania ultrafioletowego i deficyt pewnych pierwiastków śladowych (1). Ocena zawartości metali w soczewkach ludzkich może mieć szczególnie istotne znaczenie dla poznania patogenezy powstawania zaćmy. Celem pracy była ocena zawartości wapnia, potasu, cynku i magnezu w soczewkach ludzkich usuniętych operacyjnie. Badaniom poddano soczewki dwóch grup pacjentów z początkową i dojrzałą postacią zaćmy. Usunięte soczewki zamrożono i przetrzymywano w temperaturze minus 20 O C. Zebrane soczewki po częściowym odmrożeniu zważono, a następnie wysuszono do stałej masy w temperaturze 110 O C. Wysuszone preparaty zmineralizowano z użyciem spektralnie czystego kwasu azotowego z zastosowaniem suszarki mikrofalowej Mars 5. Próbki po mineralizacji poddano analizie na zawartość wybranych metali stosując spektrometr ICP OES, model Liberty II (Varian). Uzyskane wyniki oceniono w kontekście stopnia zaawansowania zaćmy oraz innych chorób pacjentów. Stwierdzono istotnie wyższą zawartość potasu oraz niższą zawartość wapnia w soczewkach z zaćmą dojrzałą w porównaniu z zaćmą początkową. Wykazano również, że występuje również zależność (korelacja R Spearmana) między wiekiem a zawartością cynku w soczewkach oraz prosta zależność (korelacja Pearsona) między zawartością wapnia i magnezu oraz odwrotna zależność między zawartością wapnia i potasu. Na podkreślenie zasługuje fakt, że nie znaleziono istotnej statystycznie zależności pomiędzy zawartością oznaczanych metali w soczewkach a płcią czy też obecnością cukrzycy. Literatura 1. B. H. Grahn, G. Paterson, K. T. Gottschall-Pass, Z. Zhang, J. Am. Coll. Nut., 20, 106 (2001) 69

70 BADANIA NAD JEDNOCZESNYM OZNACZANIEM SELENU, TELLURU, GERMANU I ANTYMONU METODĄ GENERACJI WODORKÓW W ARGONOWEJ PLAZMIE MIKROFALOWEJ K.Har, K.Jankowski, A.Jackowska Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska ul. Noakowskiego 3, Warszawa Zastosowanie technik łączonych do oznaczania śladowych ilości pierwiastków w materiałach złożonych prowadzi do poprawy czułości i selektywności pomiaru oraz pozwala w znacznym stopniu ograniczyć interferencje matrycowe. Jednak po odseparowaniu oznaczanych pierwiastków od matrycy próbki na wynik pomiaru mogą nadal mieć wpływ interferencje międzypierwiastkowe zachodzące podczas transportu grupy pierwiastków do plazmy oraz podczas wzbudzenia. Chociaż plazmę indukowaną mikrofalowo (MIP) uważa się generalnie za mniej efektywne źródło wzbudzenia w porównaniu z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP), to połączenie MIP z techniką generowania wodorków pozwala osiągnąć porównywalnie niskie granice wykrywalności dla całej grupy pierwiastków tworzących lotne wodorki. Zbadano warunki reakcji generowania lotnych wodorków selenu, telluru, antymonu i germanu oraz przeprowadzono optymalizację parametrów procesu jednoczesnego ich wzbudzenia w argonowej plazmie indukowanej za pomocą mikrofal. Proces redukcji pierwiastków prowadzono roztworem borowodorku sodu w systemie ciągłym z zastosowaniem separatora gaz-ciecz produkcji GBC, a tworzące się lotne związki kierowano bezpośrednio do plazmy mikrofalowej, nie prowadząc zagęszczania pierwiastków i oddzielania pierwiastków od powstającego w reakcji wodoru. Stwierdzono, że efektywne generowanie wodorków Sb, Se, Ge i Te zachodzi w różnych warunkach. Dla antymonu właściwym było stosowanie jodku potasu jako prereduktora w środowisku około 1-molowego kwasu solnego. Z kolei selen i tellur wymagały nieco wyższych stężeń kwasu solnego i ewentualnie wstępnej redukcji w podwyższonej temperaturze. Natomiast optymalnym środowiskiem reakcji dla germanu był roztwór rozcieńczonego kwasu solnego. Stąd też wybór odpowiednich warunków do równoczesnego oznaczania Sb, Ge, Te, Se był dużym kompromisem pomiędzy optymalnymi warunkami dla pojedynczych pierwiastków, co miało duży wpływ na wartości uzyskanych granic wykrywalności. Zbadano interferencje międzypierwiastkowe w warunkach jednoczesnego oznaczania czterech wymienionych pierwiastków. W przypadku gdy jeden lub więcej oznaczanych pierwiastków występował w dużym nadmiarze w stosunku do pozostałych obserwowano wyraźny spadek sygnału dla pierwiastka o małym stężeniu. 70

71 OZNACZANIE PIERWIASTKÓW W ZAWIESINACH Z WYKORZYSTANIEM TECHNIKI GENEROWANIA WODORKÓW I OPTYCZNEJ EMISYJNEJ SPEKTROMETRII MIKROFALOWO INDUKOWANEJ PLAZMY (SS-HG-MIP-OES) M.Ślachciński, H.Matusiewicz Politechnika Poznańska, Zakład Chemii Analitycznej, ul. Piotrowo 3, Poznań Do oznaczania śladowych ilości pierwiastków stosowane są liczne metody analityczne, a przede wszystkim metody instrumentalne, które w głównej mierze wymagają próbek w postaci ciekłej. Analiza ciała stałego w postaci zawiesiny łączy w sobie wszystkie pozytywne aspekty dozowania roztworów, eliminując czasochłonne procedury przygotowania próbki, straty lotnych form pierwiastków lub zanieczyszczenie próbki mogące powstać w trakcie jej przygotowania oraz obniżenie granicy wykrywalności pierwiastków poprzez eliminację rozcieńczenia próbki (1). Obecnie najważniejszym źródłem wzbudzenia w optycznej emisyjnej spektrometrii (OES) jest plazma sprzężona indukcyjnie (ICP). Jednakże coraz częściej stosowana jest plazma indukowana mikrofalowo (MIP), w szczególności do oznaczania lotnych form pierwiastków, bądź jako detektor w chromatografii gazowej (2). Oznaczanie wybranych pierwiastków wykonano przy użyciu systemu do generowania wodorków BSH 960 firmy Berghof (przystosowany do pracy w systemie okresowym) w połączeniu z prototypowym spektrometrem Plasmaquant 100 (Carl Zeiss Jena). Literatura 1. H. Matusiewicz, M. Kopras, J. Anal. At. Spectrom.,18, 1 (2003) 2. S.Schermer, N. H. Bings, A. M. Bilbiç, R. Stonies, E. Voges, J. A. C. Broekaert, Spectrochim. Acta Part B, 58, 1585 (2003) 71

72 ANALIZA MATERIAŁÓW PROSZKOWYCH POPRZEZ WPROWADZANIE PRÓBKI METODĄ CIĄGŁĄ DO MIKROFALOWO INDUKOWANEJ PLAZMY K.Jankowski, A.Jackowska, P.Łukasiak Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Analitycznej, ul. Noakowskiego 3, Warszawa Bezpośrednia spektrochemiczna analiza śladowa materiałów proszkowych jest od wielu lat interesującym kierunkiem badań dla analityków. Możliwość uniknięcia czasochłonnego etapu roztworzenia próbki i ewentualnego rozdzielenia oznaczanych składników w połączeniu z walorami emisyjnej spektrometrii atomowej jako metody analizy wielopierwiastkowej stanowi o atrakcyjności tego rozwiązania. Dodatkowo uzyskanie badanego materiału w postaci drobno zmielonego proszku zwykle pozwala na osiągnięcie zadawalającej homogeniczności próbki. Wśród stosowanych sposobów wprowadzania próbek materiałów proszkowych do obszaru wzbudzenia należy wymienić odparowanie elektrotermiczne mikropróbki w postaci proszku lub w zawiesinie oraz bezpośrednie wdmuchiwanie mikropróbki do plazmy. W obu przypadkach istotnym problemem jest czy niewielka masa oznaczanej próbki gwarantuje nam reprezentatywność uzyskanego wyniku. Drugi problem na jaki napotykamy przy opracowaniu metodyki analizy ilościowej próbek proszkowych związany jest z przygotowaniem wzorców. Opracowano metodę analizy materiałów proszkowych z zastosowaniem mikrofalowo indukowanej plazmy polegającą na ciągłym wdmuchiwaniu próbki do obszaru wzbudzenia. Wykorzystano układ pomiarowy oparty o wnękę zintegrowaną typu TE 101 i pionowo usytuowany palnik plazmowy. Wykonano przystawkę do wprowadzania materiałów proszkowych w strumieniu gazu plazmowego, której działanie jest oparte o zasadę złoża fluidalnego. Zastosowanie pionowej konfiguracji plazmy MIP umożliwiło prawidłową pracę przystawki, gwarantując równomierne wprowadzanie próbki do obszaru wzbudzenia w czasie trwania pomiaru. Jednocześnie masa próbki stosowanej do pomiaru jest wystarczająco duża (od 0,1 do 1 grama) aby zagwarantować reprezentatywność wyników analitycznych. Zasadnicza zaleta zastosowania plazmy mikrofalowej polega na uzyskaniu pełnej kompatybilności pomiędzy przystawką, a źródłem wzbudzenia, co wynika ze stosunkowo niskich przepływów gazu jakie stosuje się w technice MIP. Ponadto, jak to potwierdzają dane literaturowe, wszystkie techniki wprowadzania próbek w których unika się wprowadzania oznaczanych pierwiastków wraz z rozpuszczalnikiem pozwalają na osiąganie niskich granic wykrywalności w metodzie MIP-OES. 72

73 STUDIA NAD CZYNNIKAMI WARUNKUJĄCYMI PRAWIDŁOWE OZNACZANIE KOBALTU TECHNIKĄ ABSORPCYJNEJ SPEKTROMETRII ATOMOWEJ Z ATOMIZACJĄ ELEKTROTERMICZNĄ I DOZOWANIEM ZAWIESINY A.Kanecka, D.Barałkiewicz Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Wydział Chemii, Pracownia Analizy Spektroskopowej Pierwiastków, ul. Drzymały 24, Poznań Produktem ubocznym powstającym w procesie oczyszczania ścieków są osady ściekowe. Jednym z najlepszych sposobów utylizacji osadów wydaje się być ich przyrodnicze wykorzystanie poprzez wprowadzenie materii do naturalnego obiegu w przyrodzie, jednak osady z oczyszczalni ścieków zawierają m.in. metale ciężkie i bakterie chorobotwórcze. Dlatego ich stosowanie jako nawozu organicznego powinno być połączone z zachowaniem jak największej ostrożności. Inaczej osady te mogą stanowić poważne źródło zanieczyszczenia gleby i wody. Kobalt, należy do grupy pierwiastków śladowych niezbędnych dla roślin, występuje w formie koenzymu kobalaminy (wit. B12), stymuluje syntezę chlorofilu i białek. Jednak jego nadmiar w komórce jest szkodliwy, ponieważ powoduje zaburzenia mitozy i deformuje chromosomy, a także wpływa na obniżenie poziomu żelaza. Zanieczyszczenie rzek i zbiorników wodnych kobaltem wpływa na wzrost jego zawartości w osadach dennych, gdyż podlega on szybkiemu wytrącaniu oraz wiązaniu. Celem badań było opracowanie metodyki oznaczania kobaltu w osadach ściekowych przy wykorzystaniu absorpcyjnej spektrometrii atomowej z atomizacją elektrotermiczną i dozowaniem zawiesiny oraz homogenizacją ultradźwiękami (US- SS-ETAAS). Metoda ta pozwala na bezpośrednie oznaczanie kobaltu, gdyż wprowadzając próbkę do rurki grafitowej w postaci zawiesiny (ang. slurry sampling), mineralizację przeprowadza się in situ. W pracy zoptymalizowano najistotniejsze etapy procedury analitycznej tj.: opracowanie programu temperaturowego (piroliza, atomizacja), homogenizację próbki, tworzenie krzywej kalibracji, krytyczne czynniki oraz stabilizację zawiesiny w zależności od czasu. W celu sprawdzania dokładności wykorzystano certyfikowany materiał odniesienia Sewage Sludge CRM , w którym oznaczona (certyfikowana) zawartość kobaltu wynosi 3,53 ± 0,66. Literatura 1. Berg J.J.van den. Land Degrad.Rehab., 4, Conte R. A., M. de Loos, Fresenius J. Anal. Chem. (2000) 367:722 73