Ионохроматографическое амперометрическое определение йодидов, нитритов и двухвалентного железа в воде

Введение. Большинство утверждённых в нашей стране ионохроматографических методик для оценки качества и химической безопасности воды на содержание нормируемых анионов и катионов разработаны с использованием кондуктометрии. Однако количественное определение в питьевой воде и других водных объектах микроконцентраций катионов и анионов на фоне макроконцентраций других компонентов из-за их мешающего влияния с кондуктометрическим детектированием не представляется возможным.

Материал и методы. Использованы водопроводная вода СВАО г. Москвы, ионный хроматограф «Стайер» с амперометрическим и кондуктометрическим детекторами и разделяющими колонками: при определении йодида - Phenomenex Star-Ion A-300 100/4.6, нитрита - Shodex IC SI-52 4E 250/4,6, железа двухвалентного - Shodex IC YS-50 150/4,6.

Результаты. Приведены хроматограммы водопроводной воды с разными содержаниями определяемых ионов с использованием ионохроматографического анализа с амперометрическим и кондуктометрическим детектированием. Показана невозможность определения целевых компонентов стандартным методом с кондуктометрическим детектированием. Содержание сопутствующих ионов (хлоридов, нитратов, сульфатов), превышающее концентрации нитрита и йодида в десятки тысяч раз, не мешало определению.

Заключение. Предложено высокочувствительное ионохроматографическое амперометрическое определение прямым вводом обладающих восстановительными свойствами йодид- и нитрит-ионов и железа двухвалентного в воде и других водных объектах, позволяющее устранить мешающее влияние макроконцентраций сопутствующих компонентов.

1. Hailu S., Wubshet M., Woldie H., Tariku A. Iodide deficiency and associated factors among school children: a cross-sectional study in Ethiopia. Arch. Public Health. 2016; 74: 46. https://doi.org/10.1186/s13690-016-0158-4

2. Delange F. Iodine deficiency in Europe and its consequences: an update. Eur. J. Nucl. Med. Imaging. 2002; 29(Suppl. 2): S404-16. https://doi.org/10.1007/s00259-002-0812-7

3. Трошина Е.А., Платонова Н.М., Панфилова Е.А., Панфилов К.О. Аналитический обзор результатов мониторинга основных эпидемиологических характеристик йододефицитных заболеваний у населения Российской федерации за период 2009 - 2015 гг. Проблемы эндокринологии. 2018; 64(1): 21-37. https://doi.org/10.14341/probl201864121-37

4. Титов Ю.В. Изучение метаболизма нитритов и нитратов, поступающих с питьевой водой и пищей в организм человека и лабораторных животных. (Великобритания). Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. 1990; (4): 753.

5. Колотилина Н.К., Долгоносов А.М. Определение йодид-иона в минерализованной природной воде методом изократической ионной хроматографии с кондуктометрическим детектированием. Сорбционные и хроматографические процессы. 2009; 9(5): 610-5.

6. Юсенко Е.В., Полынцева Е.А. Определение нитрит- и нитрат- ионов в моче методом ионной хроматографии со спектрофотометрическим детектированием. Фундаментальные исследования. 2013; (6-2): 332-6.

7. Каминская О.В., Захарова Э.А., Слепченко Г.Б. Совместное вольт-амперометрическое определение нитритов и нитратов в водах. Журнал аналитической химии. 2004; 59(11): 1206-12.

8. Дикунец М.А., Элефтёров А.И., Шпигун О.А. Определение нитрит-иона методом ионной хроматографии с каталитическим детектированием. Журнал аналитической химии. 2003; 58(7): 721.

9. Дикунец М.А., Шпигун О.А., Элефтёров А.И. Каталитическое детектирование нитрит-иона в ионной хроматографии. Вестник Московского университета. Серия 2: Химия. 2001; 42(6): 414-7.

10. Schwedt G., Rossner B. Ion-chromatographic trace analysis of amperometrically detectable anions in water. Fresenius J. Anal. Chem. 1987; 327(5-6): 499-502

11. Новопольцева В.М., Осипов А.К. Способ фотометрического определения железа (II) в растворах чистых солей и искусственных смесей. Патент РФ № 2349914C1; 2009.

12. Лосев В.Н., Дидух С.Л., Трофимчук А.К. Способ определения железа (II). Патент РФ № 2374639C1; 2009.

13. Титов В.Ю. Определение тиоцианата, йодида, нитратов и нитритов в биопробах с помощью электрокинетического капиллярного хроматографа. (Дания). Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. 2000; (2): 263.

14. Вилль А., Пруст Р., Штейнбах А. Определение следовых концентраций бромат-ионов в воде. Аналитика. 2012; (4): 50-5.

15. Takeda A., Tsukada Y., Shibata T., Hasegava H., Unno Y., Hisamatsu S., et al. Determination of iodide, iodate, and total iodine in natural water samples by HPLC with amperometric and spectrophotometric detection, and off-line UF Irradiation. Anal. Sci. 2016; 32(8): 839-45. https://doi.org/10.2116/analsci.32.839

16. Вторушина Э.А. Определение хлора, брома и йода в водных объектах и образцах с органической матрицей методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с применением газовой генерации: Автореф. дисс. … канд. хим. наук. Новосибирск.; 2010

17. Astolfi M.L., Marconi E., Protano C., Vitali M., Schiavi E., Mastromarino P., et al. Optimization and validation of a fast digestion method for the determination of major and trace elements in breast milk by ICP-MS. Anal. Chim. Acta. 2018; 1040: 49-62. https://doi.org/10.1016/j.aca.2018.07.037

18. Kopilevich V.A., Surovtsev I.V., Galimova V.M., Maksin V.I., Surovtsev I.V., Mank V.V. Determination of trace amounts of iodide-ions in water using pulse inverse chronopotentiometry. J. Water Chem. Technol. 2017; 39(5): 289-93. https://doi.org/10.3103/S1063455X1705006X

19. Сергеев Г.М., Шляпунова Е.В. Редокс-экстракционно-фотометрическое определение иодид-ионов в минеральных водах. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007; 73(6): 15-8

20. Ugo P., Moretto L.M., Silvestrini M., Pereira F.C. Nanoelectrode ensembles for the direct voltammetric determination of trace iodide in water. Int. J. Environ. Anal. Chem. 2010; 90(9): 747-59

21. Никольский Б.П., ред. Справочник химика в 6 томах. Том 3. М.-Ленинград; 1964

22. Richardson S.D., Thruston A.D., Caughran T.V., Chen P.N., Collette T.M., Schenck K.M., et al. Identification of new drinking water disinfection by - products from ozone, chlorine dioxide, chloramines, and chlorine. Water Air Soil Pollut. 2000; 123(1-4): 95-102. https://doi.org/10.1023/A:1005265509813

23. Умбаров И.А., Тураев Х.Х., Аликулов Р.В., Чориев О.Э., Эшмуродов Х.Э. Кинетика окисления йодид-ионов в присутствии различных окислителей из подземных солёных вод. Universum: технические науки. 2018; (3): 41-4