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Conducir análisis de suelo mediante espectroscopía de absorción atómica
 

Conducir análisis de suelo mediante espectroscopía de absorción atómica

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El uso generalizado de pintura y gasolina, junto con la contaminación industrial, han provocado niveles elevados de plomo en suelo urbano, que puede conducir a problemas de salud.

Plomo se produce naturalmente en los suelos, en niveles que van desde 10 hasta 50 partes por millón, o ppm. Sin embargo, suelos urbanos contaminados a menudo han concentrado niveles de plomo, que son significativamente mayores que este fondo nivel-hasta 10.000 ppm en algunas áreas. Estos niveles de plomo elevados son una preocupación y plomo no se biodegradan, en lugar de otro permanece en el suelo.

Riesgos de salud graves están asociados con intoxicación por plomo, especialmente en alimentos cultivados en suelos contaminados y para los niños que entran en contacto con la contaminación. Como resultado, la Agencia de protección ambiental ha establecido un límite de 400 ppm en jardinería y áreas de juego y 1.200 ppm en otras áreas.

La concentración de plomo en suelo se puede determinar mediante varias técnicas de análisis elemental, como la espectroscopia de absorción atómica. Este video presenta los principios de la colección de suelo y el análisis de la contaminación por plomo en el suelo mediante espectroscopía de absorción atómica.

Espectroscopia de absorción atómica AAS, es una técnica de análisis elemental basada en la absorción de longitudes de onda discretas de luz por los átomos en fase gaseosa. Para esto, se utiliza una lámpara de cátodo hueco para emiten luz con una longitud de onda específica. La lámpara consiste en un cátodo hueco, que contiene el elemento de interés y un ánodo. Cuando el elemento de interés es ionizado por un de alta tensión, emite luz en una longitud de onda específica a esa sustancia.

La muestra, que previamente ha digerido en ácido concentrado, luego se introduce el instrumento en estado gaseoso, a través de un atomizador de llama. Átomos de un elemento de interés absorben la luz emitida por la lámpara de cátodo hueco. La energía absorbida excita los electrones en el elemento de destino a un estado de mayor energía. La cantidad de luz absorbida es proporcional a la concentración del elemento en la muestra.

Una curva estándar, creada a partir de muestras con concentraciones conocidas del elemento, se utiliza para determinar la concentración desconocida del elemento en la muestra. AAS proporciona información cuantitativa sobre al menos 50 elementos diferentes. Concentraciones tan bajas como partes por mil millones pueden ser determinado para algunos elementos, aunque rangos de medición de partes por millón son más comunes de los metales. Esta técnica tiene muchas ventajas en el análisis de plomo en el suelo, como mide la concentración total de plomo, independientemente de su forma.

Ahora que se han explicado los conceptos básicos de análisis de plomo, la técnica se demostrará en el laboratorio.

Para recolectar muestras de suelos cultivados tales como huertos, usar una barrena de suelo. Recoger la muestra y llevarlo hacia el laboratorio. Para preparar la muestra de suelo para la digestión, mezclar bien por agitación por 2 min y pasar por un colador de USS #10 para eliminar trozos más grandes. Secar la muestra en un horno de 40 ° C durante 24 h.

Una vez seco, pesar 1 g de la muestra utilizando una balanza analítica, registrando su peso a cuatro decimales. Poner el suelo en un tubo de digestión. En una campana de vapores químicos, añadir 5 mL de agua al tubo de digestión, seguido por 5 mL de ácido nítrico concentrado. Mezclar la mezcla con una varilla y cubra el tubo con un tapón de lágrima. Coloque el tubo de digestión en el digestor de bloque caliente a 95 ° C y reflujo durante 10 min sin hervir.

Retirar la parrilla del bloque de calor y permita que el tubo se enfríe. Luego, añadir otros 5 mL de ácido nítrico concentrado, vuelva a colocar el tapón y reflujo durante una 30 minutos adicionales. Si se genera humo marrón, repetir la adición de ácido y el reflujo.

Quite el tapón y deje que la solución a evaporar hasta un volumen de 5 mL, sin hervir. Permita que el tubo se enfríe, luego agregar 2 mL de agua destilada y 3 mL de peróxido de hidrógeno 30%. Vuelva a colocar el tapón y el calor hasta 95 ° C hasta que el deje burbujeante, asegurándose de que no hervir la solución. Deje el tubo se enfríe. Repita este ciclo de calefacción y refrigeración, utilizando 1 mL de peróxido de hidrógeno 30% cada uno, hasta que el burbujeo sea mínima.

Una vez que el tubo se enfría, libremente el tubo con el tapón de la tapa y calentar la solución sin hervir hasta que otra vez se reduce el volumen a 5 mL. Añadir 10 mL de ácido clorhídrico concentrado, calor a 95 ° C y a reflujo durante 15 minutos, luego deje enfriar el tubo.

Para quitar cualquier partículas de la solución, filtrar la solución con un filtro de fibra de vidrio en una configuración de embudo Büchner. Luego añadir agua destilada al filtrado, para diluir su volumen a 100 mL.

La muestra ha sido preparada para el análisis, una vez en el instrumento de AAS y software. Consulte el texto para detalles de los parámetros experimentales. En esta demostración, se utiliza una llama aire/acetileno con el protocolo de plomo, con una lámpara de cátodo hueco que se emite a 217 nm.

Preparar una disolución de ácido nítrico, la solución de la muestra y una muestra estándar de 10 ppm de plomo. Encienda la llama y comenzar el análisis de las muestras. Empezar por insertar el tubo de la bomba en la solución en blanco con el fin de "cero" del instrumento. Continuar para todas las muestras.

El instrumento automáticamente diluye la norma de plomo para producir una curva de calibración y automáticamente determina la concentración de plomo en cada muestra medido. En esta demostración, la muestra de 100 mL fue encontrada para tener una concentración de 6 mg/L, o 0.6 mg total. Usando la masa de la muestra de suelo inicial antes de la digestión, la concentración de plomo en el suelo fue encontrada para ser 479 ppm. Esto es por encima del nivel recomendado por la EPA para cultivos.

El análisis de plomo y otros elementos con AAS se puede utilizar para responder a una variedad de preguntas en ciencias ambientales. El destino de otros compuestos peligrosos que se aplican a los suelos, tales como fertilizantes o pesticidas, no se entiende bien. Sin embargo, estos compuestos pueden presentar riesgos si alcanzan fuentes de agua por escurrimiento del suelo. En este experimento, los investigadores analizaron las capas de suelo extraído de un césped de pesticidas tratados con AAS.

Los resultados mostraron que el arsenato de metilo monosódico plaguicidas lixiviado a través de capas de suelo a profundidades de 40 cm. Las toxinas permanecían en el suelo para más de un año, especialmente en sistemas de suelo establecido raíces de césped.

Otra fuente importante de contaminación con metales pesados en el medio ambiente es el mercurio, que se acumula en peces y mariscos. Diversas agencias reguladoras han promulgado directrices o recomendaciones para reducir al mínimo la ingesta humana de mercurio. Las muestras obtenidas de marisco pueden ser analizadas con AAS para determinar si sus niveles de mercurio exceden las recomendaciones legales.

Finalmente, organismos reguladores, como el nos Agencia de protección ambiental, EPA, han publicado avisos para metales como el plomo, zinc, cobre, níquel, cadmio y manganeso en el agua. AAS se pueden utilizar para analizar el nivel de elementos metálicos en el agua potable, que puede tener efectos peligrosos sobre la salud humana. Se preparan muestras de agua potable para análisis por digestión ácida y ebullición.

Luego se analizaron muestras de contaminación de metal mediante AAS. Los resultados mostraron que el agua potable contiene menos de 2 ppb de plomo, bien por debajo del límite de la EPA de 15 ppb.

Sólo has visto video de Zeus en el análisis de plomo del suelo mediante AAS. Ahora usted debe entender los principios detrás de este método de análisis; Cómo llevar a cabo y algunas de sus aplicaciones en ciencias ambientales. ¡Como siempre, gracias por ver!

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