原子吸光分光法による土壌の鉛の分析

ペンキおよび産業汚染と共に、ガソリンの広範な使用は、健康上の問題につながることができる都市土壌の鉛のレベルが上昇を引き起こしています。

鉛は自然に発生する土壌、レベル 10 から百万、または ppm あたり 50 の部品に至るまでいます。ただし、汚染された都市土壌多く集中しているがこの背景レベルの一部の地域で 10,000 ppm よりも大幅に大きく、鉛のレベル。鉛は生物分解しない代わりに土に残っていると、これらの上昇鉛のレベルが心配です.

深刻な健康上のリスクは、特に汚染土壌、汚染と接触して来た子どもを成長食品中の鉛中毒に関連付けられます。その結果、環境保護庁は他の分野でガーデニングや遊び場で 400 ppm と 1,200 ppm の限界を設定します。

土壌中の鉛の濃度を原子吸光法などの様々 な元素分析技術を使用して決定できます。このビデオは、土壌採取の原則と原子吸光法による土壌中の鉛の汚染の分析を紹介します。

原子吸光分析や原子吸光法は、離散的な波長の光の吸収による気体原子元素分析手法です。このため、中空陰極ランプを使用して、特定の波長の光を放出します。ランプは、関心とアノードの要素を含むホロー陰極で構成されています。目的の要素が高電圧でイオン化され、その物質に固有の波長の光を出力します。

サンプルは、集中している酸で消化された以前とを炎アトマイザーを経由して、気体の計測器を導入します。目的の要素の原子は、中空陰極ランプから放射された光を吸収します。吸収されるエネルギーは、対象要素をより高いエネルギー状態の電子を励起します。光の量が吸収されるサンプルの要素の集中に比例しています。

要素の既知濃度のサンプルから作成された標準的なカーブは、サンプル内の要素の未知濃度を決定するために使用されます。原子吸光法は、少なくとも 50 の異なる要素の定量的な情報を提供します。億単位の部品をすることができます低濃度が測定範囲ごとの部分のいくつかの要素の決定百万、最も一般的な金属用。この手法は、多くの利点の土壌中の鉛分析にその形式に関係なく、鉛の濃度を測定します。

今では鉛の分析の基礎が説明されている技術は実験室で実証されます。

菜園などの栽培の土壌からサンプルを収集するには、土壌オーガーを使用します。サンプルを収集し、研究室に戻ってそれをもたらします。消化の土壌サンプルを準備をするには、2 分を揺することによってそれを徹底的にミックスし、より大きなチャンクを削除する USS #10 ふるいを通過します。24 h の 40 ° C のオーブンでサンプルを乾燥させます。

一度乾燥、小数点以下 4 桁に、その重さを記録、分析用天秤を使用してサンプルの 1 グラムを重量を量る。消化管に土を置きます。化学の発煙のフード、濃硝酸の 5 mL に続いて、消化管に 5 mL の水を追加します。攪拌棒を用いたスラリーを混合し、カバー ティア ドロップ栓付け管。ブロック消化槽で消化管を配置、95 ° C に熱するし、沸騰せず 10 分間逆流。

熱ブロックからラックを外し、冷却管を許可します。別の 5 mL の濃硝酸を加えます、ストッパーに取って代わる、さらに 30 分間逆流。茶色の煙を生成している場合は、酸添加と逆流を繰り返します。

ストッパーを削除し、沸騰せずに 5 mL の容積に蒸発させるソリューション。クールに、チューブを許可し、2 mL の蒸留水と 30% 過酸化水素の 3 mL を追加します。ソリューションが沸騰しないように、気泡が停止するまでストッパーと 95 ° c の熱を交換してください。冷却管を許可します。この加熱冷却サイクルの 30% 過酸化水素、各 1 mL を使用して最小限になるバブルまでを繰り返します。

いったんチューブを冷却すると、疎、ストッパー付きチューブをキャップし、ボリュームが再び 5 mL に減少するまで沸騰せずソリューションを熱.95 ° C、15 分間還流して熱濃塩酸 10 mL を追加し、チューブの涼しい許可しなさい。

任意のソリューションから除去、ガラス繊維フィルターを Büchner 漏斗セットアップで使用するソリューションをフィルターします。そのボリュームを 100 mL を希釈する濾液に蒸留水を追加します。

サンプルは、分析のために準備されている、一度原子吸光法の計測器とソフトウェアを入れます。実験パラメーターの詳細については本文を参照してください。217 発光中空陰極ランプとリード プロトコルとこのデモで空気/アセチレン火炎を使用 nm。

硝酸の空のソリューション、サンプル ソリューション、および 10 ppm の鉛標準試料を準備します。炎をオンにし、サンプルの分析を開始します。空のソリューションにポンプ用チューブを挿入する、楽器を「ゼロ」から始めます。すべてのサンプルの続きを。

計測器校正曲線を生成する鉛標準を自動的に希釈し、各測定サンプル中の鉛の濃度を自動的に決定します。このデモ 100 mL サンプル 6 mg/L、または合計 0.6 mg の濃度を持っていることが判明しました。消化する前に初期の土壌サンプルの固まりを使用すると、土壌中の鉛の濃度が 479 ppm に見つかりました。これは穀物を育てるため EPA 推奨レベルより上です。

鉛および原子吸光法とその他の要素の分析は、各種環境科学の質問の回答に使用できます。土壌、肥料や農薬などに適用される他の有害化合物の運命はよくわかりません。ただし、これらの化合物は、土砂の流出による水の源に到達する場合、危険を提起できます。この実験では、研究者は、原子吸光法を使用して扱われる農薬芝生から抽出した土の層を分析しました。

農薬ナトリウム メチル ヒ素溶出 40 cm の深さに土壌の層を介して、その結果。毒素は、特に泥炭の草から確立された根が土壌システムの 1 年以上の土の内で残った。

環境の重金属汚染のもう一つの主要な源は水銀、魚や魚介類に蓄積されます。さまざまな規制機関は、ガイドラインや勧告の水銀の人体摂取量を最小限に抑えるために制定しています。魚介類から得られたサンプルは、かどうか彼らの水銀のレベルを超える法的勧告を決定する原子吸光法で分析できます。

最後に、米国環境保護庁 EPA などの規制機関は、水に鉛、亜鉛、銅、ニッケル、カドミウム、マンガンを含む金属の勧告を公開しています。原子吸光法は、人間の健康に有害な影響を持つことができます飲料水中の金属元素のレベルを分析する使用ことができます。飲料水のサンプルは、分析のため酸分解と沸騰によって準備されます。

サンプルを原子吸光法を用いた金属汚染の行った。2 ppb 未満 15 ppb の EPA の制限以下の鉛の飲料水に含まれていることがわかった。

原子吸光法を用いた土壌の鉛分析にゼウスのビデオを見てきただけ。今、この分析法の背後にある原理を理解しておくべきそれを実行する方法その環境科学への応用のいくつか。いつも見てくれてありがとう!