Микроэкстракционное разделение и определение неорганических форм мышьяка методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в природных водах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты микроэкстракционного разделения и МС-ИСП-определения неорганических форм мышьяка в природных водах. Обоснована необходимость раздельного определения аналитов, так как арсениты в сравнении с арсенатами в десятки раз токсичнее. Разделение проводили методом селективной жидкостно-жидкостной микроэкстракции комплексных соединений As(III) с диэтилдитиокарбаматом натрия в органическую фазу. Установлены условия экстракции соединений As(III) с наибольшей степенью извлечения ~95 %. Комплексные соединения As(III) с диэтилдитиокарбаматом натрия извлекали в органическую фазу тетрахлорметаном и метанолом в качестве экстрагента и диспергатора соответственно. Матричное влияние элементов на извлечение аналитов из воды устраняли двукратной микроэкстракцией аналитов. Содержание общего содержания неорганического мышьяка и соединений As(V) устанавливали по результатам МС-ИСП-анализа образцов исходной воды и водного экстракта после разделения вещественных форм неорганического мышьяка. Концентрацию As(III) в воде рассчитывали по разности между общим содержанием мышьяка и содержанием соединений As(V). Пределы определения As(III) и As(V) в водах оказались одинаковыми и составили 0.010 мкг/л в диапазоне линейности 0.05– 100 мкг/л, R2 = 0.9998. Методом введено–найдено установили правильность определения форм неорганического мышьяка в воде. Методика анализа апробирована на модельных водах и реальных образцах питьевой и природной вод.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

З. А. Темердашев

Кубанский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: temza@kubsu.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар 350040

П. Г. Абакумов

Кубанский государственный университет

Email: temza@kubsu.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар 350040

А. Г. Абакумов

Кубанский государственный университет

Email: temza@kubsu.ru
Россия, ул. Ставропольская, 149, Краснодар 350040

М. А. Большов

Институт спектроскопии Российской академии наук

Email: temza@kubsu.ru
Россия, ул. Физическая, 5, Троицк 108840

Список литературы

  1. Ardini F. Arsenic speciation analysis of environmental samples // J. Anal. At. Spectrom. 2020. V. 35. P. 215. https://doi.org/10.1039/C9JA00333A
  2. Rathi B.S., Kumar P.S. A review on sources, identification and treatment strategies for the removal of toxic arsenic from water system // J. Hazard. Mater. 2021. V. 418. Article 126299. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126299
  3. Cullen W.R., Reimer K.J. Arsenic speciation in the environment // Chem. Rev. 1989. V. 89. № 4. P. 713. https://doi.org/10.1021/cr00094a002
  4. Lederer W.H., Fensterheim R.J. Arsenic: Industrial, Biomedical, Environmental Perspectives. 1st Ed. New York: Van Nostrand, 1983. 443 p.
  5. Osuna-Martínez C.C., Armienta M.A., et al. Arsenic in waters, soils, sediments, and biota from Mexico: An environmental review // Sci. Total Environ. 2021. V. 752. № 15. Article 142062. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142062
  6. СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. М.: Минздрав России, 2021. 469 с.
  7. Guidelines for drinking-water quality: Fourth edition incorporating the first and second addenda. WHO Library Cataloguing-in-Publication Data. 2022. 614 p.
  8. Немодрук А.А. Аналитическая химия мышьяка / Под ред. Назаренко В. А. М.: Наука, 1976. 242 с.
  9. Rahman M.A., Hasegawa H. Arsenic in freshwater systems: Influence of eutrophication on occurrence, distribution, speciation, and bioaccumulation // J. Appl. Geochem. 2012. V. 27. № 1. P. 304. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2011.09.020
  10. Yu H., Li C., Tian Y., Jiang X. Recent developments in determination and speciation of arsenic in environmental and biological samples by atomic spectrometry // Microchem. J. 2020. V. 152. Article 104312. https://doi.org/10.1016/j.microc.2019.104312
  11. Vincent T. Thermo Scientific iCAP RQ ICP-MS: Typical limits of detection / Thermo Scientific. 2017. 6 p.
  12. Rosen A.L., Hieftje G.M. Inductively coupled plasma mass spectrometry and electrospray mass spectrometry for speciation analysis: Applications and instrumentation // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 2004. V. 59. № 2. P. 135. https://doi.org/10.1016/j.sab.2003.09.004
  13. Dietz C., Sanz-Landaluze J., Sanz E., Muñoz-Olivas R., Cámara C. Curent perspectives in analyte extraction strategies for tin and arsenic speciation // J. Chromatogr. A. 2007. V. 1153. P. 114. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2006.11.064
  14. Rivas R.E., López-García I., Hernández-Córdoba M. Speciation of very low amounts of arsenic and antimony in waters using dispersive liquid–liquid microextraction and electrothermal atomic absorption spectrometry // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 2009. V. 64. № 4. P. 329. https://doi.org/10.1016/j.sab.2009.03.007
  15. Rabieh S., Bagheri M., Planer-Friedrich B. Speciation of arsenite and arsenate by electrothermal AAS following ionic liquid dispersive liquid-liquid microextraction // Microchim. Acta. 2013. V. 180. P. 415. https://doi.org/10.1007/s00604-013-0946-2
  16. Asadollahzadeh M., Tavakoli H., Torab-Mostaedi M. Response surface methodology based on central composite design as a chemometric tool for optimization of dispersive-solidification liquid-liquid microextraction for speciation of inorganic arsenic in environmental water samples // Talanta. 2014. V. 123. P. 25. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2013.11.071
  17. Карандашев В.К., Лейкин А.Ю., Хвостиков В.А., Куцева Н.К., Пирогова С.В. Анализ вод методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой // Заводск лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 5. С. 5. (Karandashev, V. K.; Leikin, A. Yu.,. Khvostikov V.A, Kutseva N.K., Pirogova S.V. Water analysis by inductively coupled plasma mass spectrometry // Inorg. Mater. 2016. V. 52. P. 1391. https://doi.org/10.1134/S0020168516140053)
  18. Пупышев А.А., Эпова Е.Н. Спектральные помехи полиатомных ионов в методе масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой // Аналитика и контроль. 2001. Т. 4. № 4. С. 335.
  19. Nelms S.M. Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry Handbook. Wiley-Blackwell, 2005. 504 p.
  20. Музгин В.Н., Емельянова H.H., Пупышев А.А. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой – новый метод в аналитической химии // Аналитика и контроль. 1998. № 3-4. С. 3.
  21. Пупышев А. А., Суриков В. Т. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Образование ионов. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 273 с.
  22. Суриков В. Т., Пупышев А. А. Введение образцов в индуктивно связанную плазму для спектрометрического анализа // Аналитика и контроль. 2006. Т. 10. № 2. С. 112.
  23. Liu Y., He M., Chen B., et al. Simultaneous speciation of inorganic arsenic, selenium and tellurium in environmental water samples by dispersive liquid liquid microextraction combined with electrothermal vaporization inductively coupled plasma mass spectrometry // Talanta. 2015. V. 142. P. 213. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2015.04.050
  24. Бырько В.М. Дитиокарбаматы (Аналитические реагенты) / Под ред. Усатенко Ю.У. М.: Наука, 1984. 342 с.
  25. Kamada T. Selective determination of arsenic (III) and arsenic (V) with ammonium pyrrolidinedithiocarbamate, sodium diethyldithiocarbamate and dithizone by means of flameless atomic-absorption spectrophotometry with a carbon-tube atomizer // Talanta. 1976. V. 23. № 11-12. P. 835. https://doi.org/10.1016/0039-9140(76)80096-3
  26. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Справочник по растворимости. Т. 1. Кн. 2. / Под ред. Кафарова В.В. М.-Л.: ИАН СССР, 1962. 502 с.
  27. Guo W., Hu S., Zhang J., et al. Soil monitoring of arsenic by methanol addition DRC ICP-MS after boiling aqua regia extraction // J. Anal. At. Spectrom. 2011. V. 26. Article. 2076. https://doi.org/.1039/c1ja10126a
  28. Hu Z., Hu S., Gao S., Liu Y., Lin S. Volatile organic solvent-induced signal enhancements in inductively coupled plasma-mass spectrometry: A case study of methanol and acetone // Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc. 2004. V. 59. № 9. P. 1463. https://doi.org/10.1016/j.sab.2004.07.007
  29. Larsen E.H., Stürup S. Carbon-enhanced inductively coupled plasma mass spectrometric detection of arsenic and selenium and its application to arsenic speciation // J. Anal. At. Spectrom. 1994. V. 9. P. 1099. https://doi.org/10.1039/c1ja10126a
  30. Butcher D.J. Atomic absorption spectrometry. |Interferences and background correction / Encyclopedia of Analytical Science. 2nd Ed. 2005. P. 157. https://doi.org/10.1016/B0-12-369397-7/00025-X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние концентрации ДЭДТКNa на степень извлечения As(III) из модельных водных растворов, содержащих по 10 мкг/л As(III) и As(V), 0.15 мл тетрахлорметана (1), хлороформа (2) и дихлорметана (3) при pH 6.0.

Скачать (87KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Степени извлечения As(III) и других металлов при совместном присутствии в модельных водных растворах раствором ДЭДТКNa в метаноле в зависимости от кратности экстракции.

Скачать (227KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025