Современные портативные приборы для электрохимического анализа окружающей среды

   Особого внимания заслуживают сенсоры на основе графитовых электродов, модифицированных микроколичествами соединений ртути, что исключает использование металлической ртути, а значит и введение ионов ртути в анализируемый раствор. По своим аналитическим характеристикам такие сенсоры практически не отличаются от общеизвестных, покрытых предварительно ртутью или работающих в режиме in situ. Сенсоры на основе толстопленочных графитовых разовых электродов можно применять как в лабораторных, так и в полевых условиях в комплекте с портативным оборудованием. Эти сенсоры позволяют проводить анализ высокоминерализованных вод без отделения матрицы с пределом обнаружения по тяжелым металлам 0,5 мкг/л, а в отдельных случаях до 0,1 мкг/л. Для анализа требуется малый объем пробы, регистрации сигнала не мешает кислород, растворенный в пробе. Существенными достоинствами сенсоров являются электрохимическая регенерация поверхности электрода, а также низкая стоимость.

   Разработанные сенсоры и оборудование универсальны, их можно использовать для экологического контроля, в биологии, медицине, для анализа и контроля пищевых продуктов, в гидрохимии и для контроля технологических процессов.[1] 

4. Портативные приборы основанные на

электрохимическом методе анализа 

Анализатор вольтамперометрический "Экотест-ВА" - это современный, портативный многофункциональный центр для проведения количественного и качественного анализа, а также - различных электрохимических исследований.

Электрод «3 в 1»

Поставщик: «Эконикс»  Москва 

     Он  предназначен для измерения микроколичеств тяжелых металлов, токсичных органических и неорганических веществ на уровне значений ПДК и ниже в питьевых, природных, сточных, морских водах, пищевых продуктах и продовольственном сырье, кормах, напитках, почвах, в воздухе рабочей зоны, лекарственных препаратах и в других объектах анализа методами полярографии и вольтамперометрии.

     Является экономичной альтернативой таким методам анализа как AAS и ICP.

Определяемые компоненты: тяжелые металлы: (Cu²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Bi³⁺, Mn²⁺, Hg²⁺, Cr³⁺, Cr⁶⁺, Mo⁶⁺), а также йод, селен, мышьяк, метанол, диэтиленгликоль, ацетальдегид, формальдегид и другие электроактивные органические и неорганические вещества[8].

Описание  электрода «3 в 1»: Это целая вольтамперометрическая электродная система в едином корпусе. Все электроды (рабочий, вспомогательный и электрода сравнения)расположены в одной плоскости на торце датчика. Преимущества электрода «3 в 1»:

• полностью заменяет 3-х-электродную ячейку
• создает стабильные условия для измерений
• диапазон измерения Cd²⁺ и Pb²⁺ от 0,1 мкг/дм³
• погрешность измерения не превышает 10%
• подходит для анализа морской воды.

    Метод «Виртуального ртутного  электрода»: Конструктивные особенности  позволяют переносить электрод  из раствора в раствор с  удержанием на его торце капли раствора, то есть без размыкания электрохимической цепи, удерживая под напряжением все накопленные металлы, включая ртутную пленку. Этот простой прием приводит к получению значительных научных и технических результатов. Использование заранее накопленной ртутной пленки позволяет создать «виртуальный ртутный электрод» и перенести на твердотельные рабочие электроды значительное количество полярографических методик.

     Принцип работы прибора: Для измерения используется 3-х электродная система, состоящая из рабочего электрода, электрода сравнения (Ag/ AgCl / KCl 3M) и вспомогательного электрода.

     На  поверхности рабочего электрода  происходит процесс окисления или  восстановления. Набор данных интерпретируется вольтамперными кривыми, называемые вольтаммограммами, эти кривые дают как количественную, так и качественную информацию об измеряемом растворе. Эта методика используется, главным образом,  для определения растворенных веществ, которые могут быть относительно легко окислены или восстановлены[4]. 

Портативный кондуктометр SG7 с  датчиком УЭП InLab737 IP67

Поставщик: «METTLER TOLEDO» Швейцария

Кондуктометр Seven GoPRO SG7 — профессиональный кондуктометр для анализов технологических сред, растворов, очищенных вод в лаборатории

и на производстве. Кондуктометр позволяет проводить измерения по стандартам GLP и USP.[8]

Принцип работы: прибор основан на измерении удельного сопротивления или удельной проводимости, которые используются для контроля качества воды, конденсата или пара.  Главным назначением кондуктометров является анализ свойств и качества воды, ее пригодность для хозяйственного употребления. С помощью электропроводности возможно косвенно оценить электрохимический состав воды и сопоставить его с параметрами среды, благоприятной для развития живых организмов.[10]  

рН-метр HI-991002 — портативный микропроцессорный рН –метр с датчиком «4 в 1». Поставщик «HANNA» Германия.

     Это комбинированный рН-электрод со встроенным термодатчиком.

     Прибор основан на измерении электродвижущей силы элемента, состоящего из электрода сравнения с известной величиной потенциала и индикаторного электрода, потенциал которого обусловлен концентрацией ионов водорода в испытуемом растворе. Вместо системы электродов используется один специальный ионоселективный электрод.

     Принцип работы: прибор включают в сеть и прогревают не менее 30 мин. Перед проведением испытаний осуществляют проверку прибора по стандартным буферным растворам с рН 3,57; 4,00; 5,00; 6,88; 9,22 при температуре 20°С по прилагаемым к приборам инструкциям. После проверки электроды тщательно промывают дистиллированной водой.

     Затем концы электродов погружают в  предварительно подготовленный испытуемый раствор, и после того, как показания  прибора примут установившееся значение, отсчитывают величину рН по шкале  прибора.

     Потенциал с комбинированного рН электрода  подается на измерительный преобразователь, где усиливается, фильтруется, преобразуется  в цифровой код, обрабатывается и  в виде значения рН выводится на цифровой дисплей. Для измерения  температуры и автоматической температурной компенсации изменений показаний прибора от температуры анализируемой среды служит датчик температуры, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры измеряемой среды. Преобразователь измеряет сопротивление, рассчитывает температуру среды, выводит на цифровой дисплей и учитывает при измерении рН.[12] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение 

   Количественная  оценка промышленно-транспортных воздействий  на окружающую среду нужна для:

• определения значимости отдельных факторов и выявления соответствующих закономерностей;
• разработки эффективных устройств управления природоохранной деятельностью и оптимальным внедрением природных ресурсов в индустрии и на транспорте.

   Она осуществляется в итоге мониторинга  промышленно-транспортных объектов и  окружающей среды, т.е. слежения за промышленно-транспортными объектами как источниками загрязнений и конфигурацией состояния окружающей природной среды, а также предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных либо опасных для здоровья людей и остальных живых организмов.

   Особенности мониторинга объектов индустрии  и транспорта, диктующие требования к измерительным устройствам, оборудованию, программным средствам и расчетным  методикам, соединены с:

• множественностью подвижных источников загрязнения переменной интенсивности выбросов во времени и в пространстве;
• распределенностью источников загрязнений на значимой площади местности;
• наличием огромного числа характеристик, которые нужно измерять регулярно либо непрерывно с высокой степенью достоверности.[1]

   В связи с этим появляются особенные требования к конструкции устройств, использованию особых способов измерений и оценки экологически важных характеристик транспортных средств, материалов, технико-эксплуатационного состояния инженерных сооружений, характеристик состояния окружающей среды. Речь идет о разработке комплексной системы мониторинга на базе аэрокосмического зондирования и наземного оперативного сопровождения с внедрением стационарных и передвижных постов наблюдений.

   Обязательным  условием удачной работы таковой системы является обширное внедрение особых программных средств и математических способов обработки, анализа массивов текущей информации о промышленно-транспортных объектах и изменении состояния окружающей среды, восстановления информации о характеристиках транспортных потоков, уровнях загрязнения воздуха, воды, земли, растительности на значимой площади местности (до 1000 км²), используя в качестве исходных данных результаты измерений этих характеристик в отдельных (репрезентативных) точках пространства. Эти способы и средства необходимы для визуализации и представления результатов мониторинга в форме, удобной для принятия эффективных управляющих решений.[1] 

Список  литературы 

1. Портативные электрохимические анализаторы/ С.В. Соколков, П.Н. Загороднюк, Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им Д.И. Менделеева), 2001, т. XLV, № 5-6

 

2. http://www.techob.ru//?act=devices&id1=10

 

3. http://www.eurolab.ru/phmetr_

 

4. http://www.applikon.su/Products/ADI2045.html

 

5. http://www.dissercat.com/content/sistemy-dlya-vnelaboratornogo-inversionno-voltamperometricheskogo-analiza

 

6. http://revolution.allbest.ru/chemistry/00135233_0.html

 

7. http://ionomer.ru/component/option,com_mtree/task,listcats/cat_id,58/Itemid,13/lang,russian/ 

 

8. http://www.mtrus.com/lab/ph/conductometr/sg7/

 

9. http://www.nevalab.ru/cat2.php?pat=00000002/00003583/00024655&p

 

10. http://www.ecounit.ru/artikle_68.html

 

11. http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/ELEKTROHIMIYA.html?page=0,5

 

12. http://medtex.com.ua/ph-metr.shtml