Бурное развитие промышленного производства привело к повышению степени загрязненности окружающей среды тяжелыми и токсичными элементами. В настоящее время экологическая безопасность населения городов и зон промышленных предприятий является одной из важнейших социальных задач.
При решении этой задачи должны выполняться комплексная оценка экологического состояния территории, оценка интенсивности техногенной нагрузки на природно-территориальные и природно-хозяйственные комплексы, обеспечение населения чистой водой и продуктами питания, контроль динамики состояния окружающей среды города и его окрестностей (экологический мониторинг), планирование мероприятий и выработка комплекса мер для улучшения состояния окружающей среды.
В процессе экологического мониторинга необходимо контролировать содержание тяжелых и токсических элементов в окружающей среде (воде, почве, атмосфере), а также в пищевых продуктах. Нужно обеспечить одновременное определение до 15 тяжелых элементов (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cd, Zn, Cu, Bi, Pb, возможно, Hg, As, Se, Sn) с порогом обнаружения порядка 1 мкг/л в жидких растворах и порядка 1 мкг после прокачки воздуха через фильтры.
Для реализации этих задач был разработан аналитический комплекс на базе рентгенофлуоресцентного прибора РЛП-3-01Э.
Рентгенофлуоресцентная спектрометрия – один из наиболее широко распространенных инструментальных методов анализа. Она позволяет осуществлять одновременный многоэлементный неразрушающий анализ образцов со сложным вещественным составом. Диапазон определяемых концентраций – от 100% до миллионных частей.
Аналитический комплекс состоит из рентгенофлуоресцентного прибора РЛП-3-01Э и устройств для осаждения на фильтрах химических элементов из водной и воздушной среды.
Рентгенофлуоресцентный прибор РЛП-3-01Э (таблица 1) сертифицирован как средство измерения (сертификат об утверждении типа средств измерений RU.C.31.005.A № 13836).
Анализатор РЛП-3-01Э предназначен для проведения лабораторного анализа и измерений «на месте» с целью контроля содержания тяжелых элементов в атмосфере и водных средах. В основу определения концентраций элементов с помощью рентгенофлуоресцентного аналитического комплекса положен сорбционно-рентгенофлуоресцентный метод анализа.
В этом приборе применяется полупроводниковый Si-PIN-детектор, охлаждаемый термоэлектрическим холодильником, который обеспечивает высокое энергетическое разрешение спектральных линий без необходимости использования жидкого азота. Малогабаритный рентгеновский излучатель «МОДУЛЬ-50», входящий в состав РЛП-3-01Э, повышает безопасность при эксплуатации прибора.
В качестве устройства для осаждения на фильтрах химических элементов из водной среды используется проточно-инжекционный концентратор БПИ-Н, использование которого эффективно при концентрациях металлов в жидких средах от 0,1 мкг/л.
Для сорбции металлов из водных растворов применяются аминокарбоксильные ДЭТАТА–фильтры, синтезированные на кафедре аналитической химии МГУ им. М.В. Ломоносова (таблица 2). Их емкость составляет 1 мг тяжелых металлов на фильтр.
Устройством для осаждения на фильтры химических элементов из атмосферы служит стандартная воздуходувка с контролируемым объемом прокачки воздуха. Здесь использованы фильтры Петрянова АФА-РСП-3 диаметром 25 мм (таблица 3).
Таким образом, разработанный комплекс аппаратуры на базе рентгенофлуоресцентного прибора РЛП-3-01Э обеспечивает экологический мониторинг содержания тяжелых и токсичных элементов в водной и воздушной среде, а также в почвах. Он является мощным аналитическим средством, обеспечивающим контроль соответствия ПДК питьевой и сбросных вод, содержания тяжелых и токсичных элементов в пылевых выбросах и атмосфере.
ФГУП «ВНИИТФА»
115230, Москва, Варшавское шоссе, д. 46 Тел.: (499) 611-74-11, E-mail: kancelaria@vniitfa.ru