Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 4.10 представлены теоретически рассчитанные зависимости доли света F(6q), рассеянного в угле 6$, для двух типов латексных частиц с размерами, полученными с помощью метода интегральной индикатрисы, при различных концентрациях латекса и гуминовой кислоты в исследуемой пробе (табл. 4.3). Анализ представленных данных позволяет отметить, что изменения величины угла во для всех вариаций концентраций латекса и гуминовой кислоты в исследуемой пробе не превышают 3.5%, что соответствует допустимой погрешности метода интегральной индикатрисы.
Как было показано выше, латексные частицы обладают незначительной сорбционной способностью (на их поверхности образуется тонкая плёнка адсорбированного вещества) и уловить такие малые изменения в размере исследуемых частиц, используя метод интегральной индикатрисы, не представляется возможным.
Таблица 4.3. Значения среднего размера, полученные с помощью метода интегральной индикатрисы, при различных концентрациях латекса и гуминовой кислоты в исследуемой пробе
^латекс, ЧаСТ./л Срк > мг/л Проба
М 150 М 200
dcp, мкм dcp, мкм
8 • 109 0 1.015 ±0.070 1.441 ±0.020
8 • 109 10 0.992 ±0.030 1.431 ±0.060
ОО 20 1.032 ±0.020 1.416 ±0.080
16- ю9 10 0.977 ±0.050 1.443 ±0.040
16- 109 20 0.995 ± 0.070 1.447 ±0.050
90, радиан
Рис. 4.10. Доля света, рассеянного в угле во, для различных концентраций гуминовой кислоты и латексных частиц в исследуемой пробе (табл. 4.3) для разных типов латексных частиц. Сттекс и Сгк — концентрации латексных частиц и гуминовой кислоты в исследуемой пробе (длина волны падающего
излучения Л = 550 нм)
4.4.2. Глина. Для определения характеристик частиц каолина измерены экспериментальные индикатрисы 800 частиц. Набор 14 экспериментальных индикатрис» полученных для частиц каолина на СПЦ»
4 В. Н. Лопатин и др.
представлен на рис. 4.11. На основании данных электронной микроскопии частицы глины имеют сложную нерегулярную форму, вследствие этого различным образом ориентируются в проточной системе сканирующего проточного цитометра, нельзя исключать и наличие
0, град.
Рис. 4.11. Экспериментальные индикатрисы частиц каолина, измеренные на сканирующем проточном цитометре
внутренней структуры исследуемых частиц. Из представленных данных видно, что сложность картины светорассеяния частиц каолина не позволяет определить их параметры (размер и показатель преломления) по экспериментальным «пролётным» индикатрисам методом FLSI. В таком случае полезным может быть использование усреднённых данных. На рис. 4.12 представлены экспериментальные индикатрисы, полученные усреднением интенсивностей по восьмистам измеренным индикатрисам для каждой пробы. Анализ представленных данных позволяет отметить, что добавление гуминовой кислоты в исследуемые пробы ведёт к уменьшению рассеяния в диапазоне углов 15° < в < 60°. Теоретические расчёты индикатрис рассеяния для модели двухслойного и однородного шаров со степенным распределением частиц по размерам [241] (шЯдр0 = 1.15, ш0бОЛочка = 1-05, d\ = 0.5 мкм, d% = 2 мкм, где d\? — минимальный и максимальный диаметр частиц взвеси в распределении) подтвердили полученные экспериментальные данные. В качестве иллюстрации того, что глина активно адсорбирует гумино-
0, град.
Рис. 4.12. Усреднённые индикатрисы, измеренные при различных концентрациях глины. С*ГЛина и СГК — концентрации частиц глины и гуминовой кислоты в исследуемой пробе соответственно. Сплошные и штрихпунктирные кривые соответствуют теоретическим расчётам: 1 — для однородной модели; 2, 3 — для двухслойной модели (длина волны падающего излучения Л = 488 нм, d\ = 0.5 мкм, d2 = 2 мкм, где d\^ — минимальный и максимальный диаметр частиц взвеси в степенном распределении частиц по размерам); маркеры — экспериментальные данные
вые кислоты, на рис. 4.13 представлены спектры поглощения раствора гуминовых кислот с добавлением взвеси до и после фильтрации. В виду того, что происходит уменьшение показателя поглощения после фильтрации, а значит, и концентрации РОВ, можно сделать вывод, что органика адсорбировалась на частицах взвеси.
Теоретически оценим возможность использования метода интегральной индикатрисы светорассеяния для определения размера частиц ОМД, т. е. погрешность в определении рво» соответствующего половинному уровню ослабления. В качестве моделей выберем однородную с усреднённым по объёму показателем преломления, двухслойную концентрическую и «просветлённую» сферическую частицы.
В первом приближении минеральную частицу, адсорбировавшую органическое вещество, можно представить как модельную двухслойную частицу с фиксированным размером ядра (d « 1 мкм, Ш2 = 1.15) и различной толщиной внешней оболочки при условии: Vi (mi — 1) = const, где соответственно V\ — объём, гп\ — комплексный показатель преломления оболочки. Это условие соответствует следую-
400 500 600 700 800
