Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Флуоресцентный метод используют при анализе сточных вод. Без предварительной подготовки пробы и без выделения индивидуальных органических соединений он позволяет определить суммарное количество органических веществ в воде по величине интегральной флуо-72 ресценции в области 390—560 нм или по отдельным полосам. Так, интенсивность флуоресценции на длине волны 490 им позволяет оценивать концентрацию карбонилсодержащих соединений.
Флуоресцентный метод используют также при определении содержания нефтепродуктов в морской среде. Нефтепродукты характеризуются широкой полосой испускания в области 460—480 нм. Предел обнаружения нефтепродуктов этим методом 10"6%.
На базе флуоресцентных методов в сочетании с лазерной оптикой разработаны приборы для дистанционного контроля состояния среды и содержания в ней отдельных загрязняющих веществ (методы дистанционной лазерной спектроскопии). Эти методы используются, в частности, в космическом мониторинге.
Космический мониторинг (наблюдение со спутников при помощи оптической аппаратуры) позволяет выявлять зоны активного воздействия на окружающую среду, включая загрязнение атмосферы и воздействие на растительный покров. Анализ космической информации открывает широкие возможности для изучения различных неоднород-ностей водных объектов, позволяет осуществлять непрерывные наблюдения за состоянием и режимом наземных экосистем, исследовать распределение антропогенных загрязнений от различных источников (факелы труб ТЭЦ, загрязнение снежного покрова, зоны поражения растительности и т.д.).
Установка на спутниках лазерной и другой спектральной аппаратуры для дистанционного зондирования атмосферы дает возможность выявить не только границы зон загрязнения, но и состав, и концентрацию атмосферных примесей.
Находят все более широкое применение лидары — импульсные электроионизационные лазеры (А = 10,6 мкм, импульс 1 мкс, 500 Дж). Источник света в лидаре устанавливается в центре параболического зеркала (антенны), фокусирующего отраженный свет вспышки в заданной точке пространства. В этой точке возникает искра и свет от искры улавливается той же антенной, при этом анализируется спектр паров атомов и ионов аэрозольного вещества.
Хемилюминесцентные методы анализа отличаются высокой чувствительностью и обычно представляют собой разновидность каталитических методов анализа, когда продукт реакции обладает хемилюминесцентными свойствами. Например, определение содержания Н2О2 в воде можно проводить по хемилюминесценцки люминола. В щелочной среде эта реакция катализируется феррициа-нидом, гемином, солями кобальта. Учет фонового свечения проводят при анализе проб воды, предварительно обработанных каталазой, а также проб с "внутренним стандартом" (малыми добавками Н2О2).
73
В сочетании • с каталитическими методами могут использоваться также флуоресцентные и фотометрические методы.
Рассмотренные спектральные, методы применяют в основном при анализе микроколичеств загрязняющих веществ в объектах окружающей среды. Имеется также большая группа спектральных методов, используемых для интенсификации и изучения структуры молекул. Это важно, если речь идет об изучении продуктов трансформации загрязняющих веществ, выделений биоты, об идентификации и расшифровке структуры токсинов и т.д.
Одним из наиболее распространенных методов изучения структуры органических соединений служит метод И К-с пектр оскопи и. ИК-спектры дают богатый набор полос поглощения, отвечающих колебаниям различных функциональных групп в области частот 5000—200 см"1 (2—50 мкм). Большинство функциональных групп поглощают свет в ИК-области в диапазоне 3700—600 см"1. Характер спектра в этом интервале частот существенно меняется даже при небольших изменениях в структуре соединения. Поскольку колебаний в сложной молекуле множество: валентные (симметричные и антисимметричные) и деформационные (веерные, крутильные, ножиичковые, маятниковые), ИК-спектр дает "отпечаток пальцев" индивидуального соединения.
По ИК-спектру можно установить строение неизвестного соединения, содержание в нем тех или иных групп атомов. Решение структурно-химических задач основано на существовании характеристических частот колебаний отдельных группировок атомов, которые в сравнительно малой степени меняются за счет влияния соседних атомов и связей.
ИК-спектры можно получить для любого агрегатного состояния: жидкого, твердого, газообразного. В качестве растворителя можно использовать любой прозрачный в области ИК-частот (ССЦ, хлороформ, сероуглерод). Спектры в твердом состоянии получают обычно в таблетках с галоидной солью щелочного металла, например КВт).
Частоты колебаний молекул можно определить также с помощью спектроскопии комбинационного расе е я -н и я (КР). Суть метода КР заключается в том, что если свет от монохроматического источника (ртутная лампа, лазер) рассеивается молекулами вещества, то в спектре рассеянного света можно обнаружить наряду с частотой падающего света щ (рэлеевское рассеяние) и измененные, комбинационные частоты, так называемые спутники — стоксово {щ — Ркол) и антистоксово (щ + икт) рассеяние.
