всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Урал-Пресс: 012688

Фотометрический контроль оксоформ селена(IV) и селена(VI) различной токсичности и биологической активности в бутилированной питьевой воде природных источников

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 05 за 2016 год, стр. 63-69.
Рубрика: Аналитические методы и системы контроля качества воды

 

Елипашева Е.В. кандидат химических наук, ассистент кафедры аналитической химии химического факультета, ФГБОУ ВПО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Сергеев Г.М. доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии химического факультета, ФГБОУ ВПО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Фадеева Е.В. аспирант кафедры аналитической химии химического факультета «Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского»
Сергеева В.П. кандидат химических наук, доцент кафедры физической химии химического факультета «Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского»
Сироткин Р.Г. магистрант кафедры аналитической химии химического факультета «Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского»
Зайцев C.Д. доктор химических наук, профессор кафедры высокомолекулярных соединений и коллоидной химии химического факультета «Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского»

Аннотация:
Определение в питьевой воде низких концентраций селена, проявляющего при разных концентрациях и степени окисления как биогенные, так и токсичные свойства является важной эколого-аналитической задачей.
Цель исследования заключалась в разработке высокочувствительной и избирательной методики фотометрического контроль миграционных форм селена в бутилированной питьевой воде.
Теоретически мотивирована и количественно оценена реакционная способность селенит- и селенат- ионов по отношению к фотометрическому индикатору метиленовому голубому (МГ). Установлено, что в 1 М растворе HClSe(IV) окисляет восстановленную форму МГ с последующей деструкцией окисленных частиц индикатора, которые превращаются в неокрашенные продукты. В слабокислых средах (рН 5-6), содержащих МГ и Se(VI), образуется устойчивый ионный ассоциат, поглощающий при 605 нм.
В случае определения Se(IV) по измеренной оптической плотности (670 нм), которая закономерно уменьшается с увеличением концентрации аналита, рассчитывалась доля деструктивно окисленного МГ, а затем по уравнению градуировочной зависимости содержание Se(IV). При определении Se(VI) вычислялась доля образующегося ионного ассоциата, которая пропорциональна концентрации селенат-ионов.
Приводятся методики и результаты раздельного фотометрического контроля Se(IV) и Se(VI) в бутилированной воденекоторых природных источников Европейского региона России и Кавказских минеральных вод. Основное преимущество предлагаемых методик –их конкурентоспособность с другими более затратными методиками инструментального анализа и получение достоверных результатов по содержанию селена в различной степени окисления, не прибегая при этом к дорогостоящему оборудованию и дефицитным реактивам.

Ключевые слова: бутилированная питьевая вода., оксоформы, определение, селен(IV), селен(VI), фотометрия

Ссылка для цитирования:
Елипашева Е.В., Сергеев Г.М., Фадеева Е.В. , Сергеева В.П. , Сироткин Р.Г. , Зайцев C.Д. Фотометрический контроль оксоформ селена(IV) и селена(VI) различной токсичности и биологической активности в бутилированной питьевой воде природных источников // Вода: химия и экология. — 2016. — № 05. — c. 63-69. — http://watchemec.ru/article/27958/

Литература:
1. Torres J. Selenium chemical speciation in natural waters: Protonation and complexation behavior of selenite and selenate in presence of environmentally relevant cations / J. Torres, V. Pintos, L. Gonzatto, S. Dominguez, C. Kremer, E. Kremer // Chemical Geology . 2011. V. 288, № 1. P. 32-38.
2. Agrawal K. Development of surfactant assisted spectrophotometric method for determination in waste water samples / K. Agrawal, Kh.S. Patel, K. Shrivas// J. of Hazardous Materials. 2009. V. 161, № 2-3. P. 1245-1249.
3. D’Ullivo A. Determination of selenium and tellurium in environmental samples // Analyst. 1997. V. 122, №12. P. 117R-144R.
4. Qin H. The bioavailability of selenium and risk assessment for human selenium poisoning in high-Se areas / H. Qin, J. Zhu, L. Liang, M. Wang, H. Su // China Environment International. 2013. V. 52. P. 66-74.
5. Vinceti M. The need for a reassessment of the safe upper limit of selenium in drinking water / M. Vinceti, C.M. Crespi, F. Bonvicini, C. Malagoli, M. Ferrante, S. Marmiroli, S. Stranges// Science of the Total Environment. 2013. V. 443. P. 633-642.
6. WHO. Selenium in drinking – water. Background document for preparation of WHO Guidelines for drinking – water quality. WHO/HSE/WSH/10.01/14. Geneva. Switzerland: Word Health Organization. 2011. 22 p.
7. Selenium and compounds / U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Integrated risk information systems (IRIS). National centre for environmental assessment. Office of research and development. Washington. D.C. 2002. 23 p.
8. СанПиН 2.1.4.1116-02. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества. М: Минздрав России, 2000. 27 с.
9. ГОСТ Р 54316-2011. Воды минеральные природные питьевые. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2011. 41 с.
10. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованного водоснабжения. Контроль качества. М: Минздрав России, 2002. 103 с.
11. Shabani A.M.H. Indirect spectrophotomertic determination of ultra trace amounts of selenium based on dispersive liquid – liquid microextraction – solidified floating organic drop / A.M.H. Shabani, S. Dadfarnia, M. Nozohor// Spectrochimica Acta. Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2013. V. 116. P. 1-5.
12. Grabarczyk M. Development of a sample and fast voltammetrik procedure for determination of trace quantity of Se(IV) in natural lake and riverwater samples / M. Grabarczyk, M. Korolczuk // J. of Hazardous Materials. 2010. V. 175. P. 1007-1013.
13. Kumar A.R. Speciation of selenium in groundwater: Seasonal variations and redox transformation / A.R. Kumar, P. Riyazuddin // J. of Hazardous Materials. 2011. V. 192, № 1. P. 263-269.
14. Revanasiddappa H.D. A facile spectrophotometric method for the determination of selenium /H.D.Revanasiddappa, T.N.K. Kumar // Analyt. Science. 2001. V. 17, № 11. P. 1309-1312.
15. Revanasiddappa H.D. A new reagent system for the highly sensitive spectrophotometric determination of selenium / H.D. Revanasiddappa, B.P. Dayananda // Central European J. Chem. 2006. V. 4, № 4. P. 592-603.
16. Narayana B. A new system for spectrophotometric determination of trace amounts of selenium / B. Narayana, T. Cherian // Indian J. Chem. Technology. 2006. V. 13. P. 222-225.
17. Ashournia M. Determination of Se(IV) in natural waters by adsorptive stripping voltammetry of 5-nitropiazselenol / M. Ashournia, A. Aliakbar // J. of Hazardous Materials. 2010. V. 174, № 1-3. P. 788-794.
18. Niedzielski P. Analytical methods for determination arsenic, antimony and selenium in environmental samples / P. Niedzielski, M. Siepak // Polish J. Environmental studies. 2003. V. 12, № 6. P. 653-667.
19. Najafi N.M. Inorganic selenium speciation in environmental samples using selective electrodeposition coupled with electrothermal atomic absorption spectrometry / N.M. Najafi, S. Seidi, R. Alizadeh, H. Tavakoli // Spectrochimica Acta. Part B. 2010. V. 65. P. 334-339.
20. Tuzen M. Separation and speciation of selenium in food and water samples by the combination of magnesium hydroxide coprecipitation – graphite furnace atomic absorption spectrometric determination / M. Tuzen, K.O. Saygi, M. Soylak// Talanta. 2007. V. 71. P. 424-429.
21. Lima G.C. Determination of selenium using atomically imprinted polymer (AIP) and hydride generation atomic absorption spectrometry / G.C. Lima, A.C. Lago, F.F. Chaves, P.S. Fadini, P.O. Luceas // Analytica Chimica Acta. 2013. V. 768. P. 35-40.
22. Cacho F. Determination of ultra trace concentrations of selenium using the GFAAS technique following using on-line electrochemical pre-concentration on a gold-coated porous electrode / F. Cacho, L. Jankuv, L. Lauko, M. Kroliak, A. Manova// Talanta. 2013. V. 116. P. 195-198.
23. Shih T.-T. Development of chip – based photocatalyst – assisted reduction deviceto couple high performance liquid chromatography and inductively coupled plasma – mass spectrometry for determination of inorganic selenium species / T.-T. Shih, I.-H. Hsu, J.-F. Wu, C.-H. Lin, Y.-C. Sun // J. of Chromatography A. 2013. V. 1304. P.101-108.
24. Tsai Y. Sequential photocatalyst-assisted digestion and vapor generation device coupled with anion exchange chromatography and inductively coupled plasma mass spectrometry for speciation analysis of selenium species in biological samples / Y. Tsai, C. Lin, I. Hsu, Y. Sun // Analytica Chimica Acta. 2014. V. 806. P. 165-171.
25. ГОСТ Р 52315-2005. Напитки безалкогольные. Вода минеральная и питьевая. Инверсионно-вольтамперометрический метод определения массовой концентрации селена. М.: Стандартинформ, 2005. 16 с.
26. Latorre C.H. Solid phase extraction for the speciation and preconcentration of inorganic selenium in water samples: A review / C.H. Latorre, J.B. Garcia, S.G. Martin, R.M.P. Crecente // Analytica Chimica Acta. 2013. V. 804. P. 37-49.
27. Bronwyn D.W. Modern preconcentration method for the determination of selenium species in environmental water samples /D.W. Bronwyn, R.B. Andrew, C.V.B. Edvard, R.H. Paul // Trends in Analytical Chemistry. 2004. V. 23, № 7. P. 491-500.
28. Гарифзянов А.Р. Аналитический контроль содержания селена в природных водах: обзор / А.Р. Гарифзянов, Г.К. Будников, В.Ф. Торопова, Д.Ф. Гайнутдинова // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001. Т. 67. № 1. С. 3-15.
29. Наянова Е.В. Фотометрический контроль содержания хлорит- и гипохлорит- ионов в питьевых водах / Е.В. Наянова, Г.М. Сергеев, Е.В. Елипашева, П.Н. Куликов // Вода: химия и экология. 2013. № 5. С. 87-92.
30. Наянова Е.В. Фотометрическое редокс-определение оксоформ галогенов с использованием метиленового голубого / Е.В. Наянова, Е.В .Елипашева, Г.М. Сергеев, В.П. Сергеева // Аналитика и контроль. 2015. Т. 19, № 2. С. 161-168.
31. Наянова Е.В. Редокс-свойства метиленового голубого как перспективного фотометрического реагента для определения галогенных окислителей / Е.В. Наянова, Е.В. Елипашева, Г.М. Сергеев, В.П. Сергеева // Аналитика и контроль. 2015. Т. 19, № 2. С. 154-160.
32. Katafias A. Alkaline hydrogen peroxide as a degradation agent of methylene blue – kinetic and mechanistic studies / A. Katafias, M. Lipinska, K. Strutynski // React. Kinet. Mech. Cat. 2010. V. 101, № 2. P. 251-266.
33. Дерффель К. Статистика в аналитической химии. М.: Мир, 1994. 268 с.