Обеспечение условий повышения достоверности следового анализа металлов-токсикантов

Введение. В наиболее значимую группу экотоксикантов входят тяжёлые металлы, проблема определения которых на низких уровнях является одной из основных в аналитической химии и связана со значительным увеличением числа различных факторов, вносящих вклад в суммарную неопределённость, что увеличивает вероятность искажения результатов в связи с ошибочным принятием решения о соответствии полученных данных тому или иному нормативу. К наиболее существенным влияниям относят чистоту реактивов, посуды и воздуха лабораторных помещений.

Цель работы состояла в поиске путей снижения перечисленных влияний при условии минимизации затрат временных, материальных и трудовых ресурсов.

Материалы и методы. В ходе работы был выполнен ряд экспериментов, включающих анализ азотной кислоты на содержание металлов до и после очистки методом перегонки, анализ смывов с новой фторопластовой лабораторной посуды и посуды, подвергшейся очистке пропариванием, оценку влияния загрязнения воздуха лабораторного помещения на основании исследования градуировочных зависимостей, построенных при анализе стандартных растворов железа, приготовленных в «Чистом рабочем месте» и обычном вытяжном шкафу. Все измерения выполнялись методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на масс-спектрометре Agilent 7800 ICP-MS.

Результаты. Экспериментально доказана эффективность предложенных методов устранения мешающих влияний на ход анализа.

Заключение. Решение технической и аналитической задачи поиска оптимальных условий подготовки реактивов, посуды и самого лабораторного помещения помимо снижения материальных и временных затрат позволяет решить главную задачу — повысить достоверность получаемых результатов и не допустить искажения информации о реально наблюдаемой степени загрязнения среды обитания при проведении измерений следовых количеств металлов-токсикантов.

Участие авторов:

Егорова М.В. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи;

Родионов А.С. — сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста, сбор данных литературы;

Богданова Ю.Ю. — сбор и обработка материала.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

1. Mukasheva M.A, Nugumanova Sh.M., Surzhikov D.V. Influence of heavy metals on an environment and health of population. Bulletin of the Karaganda university. 2016; 81(1): 59-65

2. Сатаров Г.А. Экологические аспекты применения агрохимикатов. Ульяновский медико-биологический журнал. 2013; (1): 138-47.

3. Теплая Г.А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды (обзор литературы). Астраханский вестник экологического образования. 2013; (1): 182-92.

4. Ali H., Khan E., Ilahi I. Environmental chemistry and ecotoxicology of hazardous heavy metals: environmental persistence, toxicity, and bioaccumulation. J. Chem. 2019; 2019: 14. https://doi.org/10.1155/2019/6730305

5. Пупышев А.А. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. М.: Техносфера; 2009.

6. Пупышев А.А., Суриков В.Т. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой. Образование ионов. Саарбрюккен: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH&Co. KG; 2012.

7. Li H., Lei X., Li H., Hu Y., Wen R. Analysis of wholesome elements and heavy metals in red soybean by inductively coupled plasma mass spectrometry. Am. J. Anal. Chem. 2019; (10): 137-42. https://doi.org/10.4236/ajac.2019.104012

8. Welna M., Szymczycha-Madeja A., Pohl P. Quality of the trace element analysis: Sample preparation steps. In: Akyar I., ed. Wide Spectra of Quality Control. IntechOpen; 2011. https://doi.org/10.5772/21290

9. Richter R.C., Link D., Kingston H.M. On-demand production of high-purity acids in the analytical laboratory. Spectroscopy (Santa Monica). 2000; (15): 38-40.

10. Unproductive Time Traps in ICP-MS Analysis and How to Avoid Them. Agilent Technologies, Inc.; 2021. Available at: https://www.technologynetworks.com/applied-sciences/ebooks/unproductive-time-traps-in-icp-ms-analysis-and-how-to-avoid-them-346921

11. Mahalingam T.R. Metal free clean room for ultra trace analysis. In: Clean Laboratories and Clean Rooms for Analysis of Radionuclides and Trace Elements. Vienna: IAEA; 2003: 29-41.

12. Monticelli D., Castelletti A., Civati D., Recchia S., Dossi C. How to efficiently produce ultrapure acids. Int. J. Anal. Chem. 2019; 2019: 5180610. https://doi.org/10.1155/2019/5180610

13. Dospatliev L. Using microwave mineralization in order to determine heavy metal concentration in samples. Agricult. Sci. Technol. 2010; 2(1): 40-3.

14. Башилов А.В. Микроволновая подготовка проб к элементному анализу - вчера, сегодня, завтра. Аналитика. 2011; (1): 6-15.

15. Столбоушкина Т.П. Чистота лабораторной посуды - залог достоверных и точных измерений. Альманах современной метрологии. 2018; (14): 201-5.

16. Коркина Д., Кларк-Карская Ю., Иванова А., Захарова А., Кузин А., Гринштейн И. Чистое рабочее место - комплексное решение проблемы загрязнений проб при проведении следового элементного анализа. Аналитика. 2016; (2): 58-68.

17. Flegal A.R. Guidance on Establishing Trace Metal Clean Rooms in Existing Facilities. Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency; 1996.

18. Vogt S. Quality control of the laboratory environment. In: Clean Laboratories and Clean Rooms for Analysis of Radionuclides and Trace Elements. Vienna: IAEA; 2003: 43-7.

19. Woittiez J.R.W., Sloof J.E. Isotope specific analysis and clean regime. In: Clean Laboratories and Clean Rooms for Analysis of Radionuclides and Trace Elements. Vienna: IAEA; 2003: 48-56.

20. Perrin R.E. Project planning for an environmental clean laboratory: a summary of requirements and approach. In: Clean Laboratories and Clean Rooms for Analysis of Radionuclides and Trace Elements. Vienna: IAEA; 2003: 52-64. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-9-903-909