$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تسبب الاستخدام الواسع النطاق للطلاء والبنزين ، إلى جانب التلوث الصناعي ، في ارتفاع مستويات الرصاص في التربة الحضرية ، مما قد يؤدي إلى مشاكل صحية.
يحدث الرصاص بشكل طبيعي في التربة ، بمستويات تتراوح من 10 إلى 50 جزءا في المليون ، أو جزء في المليون. ومع ذلك ، غالبا ما تحتوي التربة الحضرية الملوثة على مستويات مركزة من الرصاص ، وهي أكبر بكثير من مستوى الخلفية هذا - تصل إلى 10,000 جزء في المليون في بعض المناطق. هذه المستويات المرتفعة من الرصاص هي مصدر قلق لأن الرصاص لا يتحلل بيولوجيا ، وبدلا من ذلك يبقى في التربة.
ترتبط المخاطر الصحية الخطيرة بالتسمم بالرصاص ، خاصة في الأطعمة المزروعة في التربة الملوثة وللأطفال الذين يتلامسون مع التلوث. نتيجة لذلك ، حددت وكالة حماية البيئة حدا قدره 400 جزء في المليون في مناطق البستنة واللعب ، و 1,200 جزء في المليون في مناطق أخرى.
يمكن تحديد تركيز الرصاص في التربة باستخدام تقنيات تحليل العناصر المختلفة ، مثل التحليل الطيفي للامتصاص الذري. سيقدم هذا الفيديو مبادئ جمع التربة وتحليل تلوث الرصاص في التربة باستخدام التحليل الطيفي للامتصاص الذري.
التحليل الطيفي للامتصاص الذري ، أو AAS ، هو تقنية تحليل عنصري تعتمد على امتصاص الأطوال الموجية المنفصلة للضوء بواسطة ذرات الطور الغازي. لهذا الغرض ، يتم استخدام مصباح الكاثود المجوف لإصدار الضوء بطول موجي محدد. يتكون المصباح من كاثود مجوف يحتوي على عنصر الاهتمام وأنود. عندما يتأين العنصر محل الاهتمام بجهد عال ، فإنه ينبعث منه ضوء بطول موجي خاص بتلك المادة.
يتم بعد ذلك إدخال العينة ، التي تم هضمها مسبقا في حمض مركز ، إلى الأداة في شكل غازي ، عن طريق رذاذ اللهب. تمتص ذرات العنصر ذي الأهمية الضوء المنبعث من مصباح الكاثود المجوف. تثير الطاقة الممتصة الإلكترونات في العنصر المستهدف إلى حالة طاقة أعلى. تتناسب كمية الضوء الممتصة مع تركيز العنصر في العينة.
يستخدم منحنى قياسي ، تم إنشاؤه من عينات ذات تركيزات معروفة للعنصر ، لتحديد التركيز غير المعروف للعنصر في العينة. توفر AAS معلومات كمية عن 50 عنصرا مختلفا على الأقل. يمكن تحديد تركيزات منخفضة تصل إلى أجزاء في المليار لبعض العناصر ، على الرغم من أن نطاقات قياس الأجزاء في المليون هي الأكثر شيوعا بالنسبة للمعادن. هذه التقنية لها فوائد عديدة في تحليل الرصاص في التربة ، حيث تقيس التركيز الكلي للرصاص ، بغض النظر عن شكله.
الآن بعد أن تم شرح أساسيات تحليل الرصاص ، سيتم عرض هذه التقنية في المختبر.
لجمع عينات من التربة المزروعة مثل حدائق الخضروات ، استخدم مثقاب التربة. اجمع العينة وأعادها إلى المختبر. لتحضير عينة التربة للهضم ، امزجها جيدا عن طريق رجها لمدة دقيقتين وقم بتمريرها عبر غربال USS # 10 لإزالة القطع الأكبر. جفف العينة في 40؟ فرن C لمدة 24 ساعة.
بمجرد التجفيف ، قم بوزن 1 جم من العينة باستخدام ميزان تحليلي ، وتسجيل وزنها إلى أربعة منازل عشرية. ضع التربة في أنبوب الهضم. في غطاء الدخان الكيميائي ، أضف 5 مل من الماء إلى أنبوب الهضم ، متبوعا ب 5 مل من حمض النيتريك المركز. امزج الملاط باستخدام قضيب التحريك ، وقم بتغطية الأنبوب بسدادة دمعة. ضع أنبوب الهضم في جهاز الهضم ، وقم بتسخينه إلى 95؟ ج ، والارتجاع لمدة 10 دقائق دون غليان.
قم بإزالة الرف من كتلة الحرارة ، واترك الأنبوب يبرد. بعد ذلك ، أضف 5 مل أخرى من حمض النيتريك المركز ، واستبدل السدادة ، وارتجع لمدة 30 دقيقة إضافية. إذا تم توليد أبخرة بنية ، كرر إضافة الحمض والارتجاع.
قم بإزالة السدادة واترك المحلول يتبخر إلى حجم 5 مل ، دون غليان. اترك الأنبوب يبرد ، ثم أضف 2 مل من الماء المقطر و 3 مل من بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 30٪. استبدل السدادة وسخنها إلى 95؟ ج حتى تتوقف الفقاعات ، مع التأكد من عدم غليان المحلول. دع الأنبوب يبرد. كرر دورة التسخين والتبريد هذه ، باستخدام 1 مل من بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 30٪ لكل منهما ، حتى تصبح الفقاعات ضئيلة.
بمجرد أن يبرد الأنبوب ، قم بتغطية الأنبوب بشكل غير محكم بالسدادة وقم بتسخين المحلول دون غليان حتى ينخفض الحجم مرة أخرى إلى 5 مل. أضف 10 مل من حمض الهيدروكلوريك المركز ، سخن إلى 95؟ C ، والارتجاع لمدة 15 دقيقة ، ثم اترك الأنبوب يبرد.
لإزالة أي جسيمات من المحلول ، قم بتصفية المحلول باستخدام مرشح الألياف الزجاجية في إعداد قمع B?chner. ثم أضف الماء المقطر إلى المرشح لتخفيف حجمه إلى 100 مل.
بمجرد إعداد العينة للتحليل ، قم بتشغيل أداة وبرنامج AAS. راجع النص للحصول على تفاصيل المعلمات التجريبية. في هذا العرض التوضيحي ، يتم استخدام لهب الهواء / الأسيتيلين مع بروتوكول الرصاص ، مع مصباح كاثود مجوف ينبعث منه عند 217 نانومتر.
قم بإعداد محلول فارغ من حمض النيتريك ، ومحلول العينة ، وعينة قياسية من الرصاص 10 جزء في المليون. قم بتشغيل اللهب وابدأ في تحليل العينات. ابدأ بإدخال أنبوب المضخة في المحلول الفارغ من أجل "صفر" الجهاز. تابع لجميع العينات.
تقوم الأداة تلقائيا بتخفيف معيار الرصاص لإنتاج منحنى معايرة ، ثم تحدد تلقائيا تركيز الرصاص في كل عينة مقاسة. في هذا العرض التوضيحي ، وجد أن عينة 100 مل تحتوي على تركيز 6 مجم / لتر ، أو إجمالي 0.6 ملغ. باستخدام كتلة عينة التربة الأولية قبل الهضم ، وجد أن تركيز الرصاص في التربة يبلغ 479 جزء في المليون. هذا أعلى من المستوى الموصى به من قبل وكالة حماية البيئة لزراعة المحاصيل.
يمكن استخدام تحليل الرصاص والعناصر الأخرى باستخدام AAS للإجابة على مجموعة متنوعة من الأسئلة في العلوم البيئية. مصير المركبات الخطرة الأخرى التي يتم تطبيقها على التربة ، مثل الأسمدة أو المبيدات الحشرية ، غير مفهوم جيدا. ومع ذلك ، يمكن أن تشكل هذه المركبات مخاطر إذا وصلت إلى مصادر المياه من خلال جريان التربة. في هذه التجربة ، قام الباحثون بتحليل طبقات التربة المستخرجة من العشب المعالج بمبيدات الآفات باستخدام AAS.
أظهرت النتائج أن مبيد الآفات أحادي الصوديوم ميثيل زرنيخ يتسرب عبر طبقات التربة إلى أعماق 40 سم. بقيت السموم داخل التربة لأكثر من عام ، خاصة في أنظمة التربة ذات الجذور الراسخة من عشب العشب.
مصدر رئيسي آخر للتلوث بالمعادن الثقيلة في البيئة هو الزئبق الذي يتراكم في الأسماك والمحار. وقد سنت مختلف الوكالات التنظيمية مبادئ توجيهية أو تحذيرات للتقليل إلى أدنى حد من مدخول الإنسان للزئبق. يمكن تحليل العينات التي تم الحصول عليها من المأكولات البحرية باستخدام AAS لتحديد ما إذا كانت مستويات الزئبق فيها تتجاوز التوصيات القانونية.
أخيرا ، نشرت الهيئات التنظيمية ، مثل وكالة حماية البيئة الأمريكية ، أو EPA ، تحذيرات للمعادن بما في ذلك الرصاص والزنك والنحاس والنيكل والكادميوم والمنغنيز في الماء. يمكن استخدام AAS لتحليل مستوى العناصر المعدنية في مياه الشرب ، والتي يمكن أن يكون لها آثار خطيرة على صحة الإنسان. يتم تحضير عينات مياه الشرب لتحليلها عن طريق الهضم الحمضي والغليان.
ثم تم تحليل العينات بحثا عن تلوث المعادن باستخدام AAS. أظهرت النتائج أن مياه الشرب تحتوي على أقل من 2 جزء في البليون من الرصاص ، أي أقل بكثير من حد وكالة حماية البيئة البالغ 15 جزء في المليار.
لقد شاهدت للتو فيديو JoVE حول تحليل الرصاص للتربة باستخدام AAS. يجب أن تفهم الآن المبادئ الكامنة وراء طريقة التحليل هذه. كيفية القيام بذلك وبعض تطبيقاته في العلوم البيئية. كما هو الحال دائما ، شكرا على المشاهدة!
