Способ обнаружения токсичных катионов металлов в воде

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) С 01 Н 33/18 6 цФ А ТЕНИ в дафнийлжения иИ. и Дзаогия. И.,т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ И ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт химии при Горьковском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им.Н.И.Лобачевского(56) Метлев В.В., Кондев А. сохова Н.Г. Водная токсикол "Колос", 1971, с. 197.Брагинский Л.П. и Щербань Э.П. Острая токсичность тяжелых металлов для водных безпозвоночных при различных температурах. -Гидробиологический журнал, 1978, т. 14, Р 6, с. 86-92. (54)(57) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ, заключающийся в помещении в анализируемую 1168168 А пробу в качестве тест-объекто(ВарЬп 1 а шар 1 а) и учете продоих выживаемости, о т л и ч а ю щ и "с я тем, что, с целью повьппенияспецифичности определения токсичныхкатионов металлов, предварительноопределяют в исследуемой воде при34-36 С медианное эффективное времяиммобилизации (ЕТ ), для анализаберут пробу, в которой ЕТО составляет 1-4 ч, пробу делят на две части,в одну из которых вводят детоксицирующий реагент-унитиол (2,3-димеркаптопропансульфонат натрия) в количестве 0,5-2,0 мг на 10 мл полизируемой пробы иммобилизации дафний при19-36 С в течение 6-24 ч, а о присутствии токсичных катионов металловсудят по иммобилизации дафний в час ипробы без унитиола и отсутствиюиммобилизации в части пробы с добавлением унитиола.Изобретение относится к аналитической химии воды и может быть использовано для определения в воде токсичных катионов металлов в целях охраныприродных водоемов от загрязнения и 5сохранения их животных и растительного мира.Цель изобретения - повышениеспецифичности определения токсичныхкатионов металлов.1 ОСущность способа состоит в том,что предварительно определяют продолжительность выживания дафний ванализируемом растворе, для чегов химические стаканы наливают по10 мл анализируемого раствора и вносят в них по десять дафний в возрастене более 24 ч. Обеспечивают поддержание в стаканах 34-36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний.Данные по иммобилизации по всемстаканам усредняют, отмечают времянаступления иммобилизации половинывсех дафний (продолжительность иммобилизации 507 дафний или медианное эффективное время иммобилизациио)При величине ЕТ менее 1 ч пробуразбавляют в 2-10 раз чистой речнсйили озерной водой, не содержащей . 30токсических веществ, определяютЕТ в разбавленных растворах и дляанализа берут раствор, в которомЕТО составляет 1-4 ч.Анализируемую пробу делят на двечасти по 30-50 мл каждая. Первуюполовину пробы наливают по 10 млв 3-5 химических стаканов 20-50 мл,в каждый стакан помещают 10-12 дафнийв возрасте до 24 ч и обеспечивают 40постоянную температуру 19-36 С.Одновременно вторую половинупробы также наливают в 3-5 химических стаканов объемом 20-50 мл,приливают 0,5-2 мл на 10 мл анализи руемого раствора О, 17-ного раствораунитиола (2,3-димеркаптопропансульфонат натрия) и перемешивают.В стаканы с анализируемыми растворами вводят по 10-12 дафний в возрасте до 24 ч и обеспечивают в течение 6-24 ч температуру раствора19-36 С. Определяют выжываемостьдафний в течение этого времени,О наличие токсичных катионов ме" 55таллов в анализируемом растворе судятпо иммобилизации 1007 дафний в растворе без унитиола и по отсутствию иммобилизации дафний в растворе сунитиолом в течение 6-10 ч при36-30 С или в течение 24 ч при19-30 ОС,Способ позволяет оценить интегральное содержание всех токсиновкатионов и определить принадлежностьэтой группы токсикантов именно ккатионам металлов.Такой вывод делается на основаниисравнения иммобилизации тест-объектов - дафний в пробе, разделеннойна две части, в одну из которых вводят детоксицирующий еагент (комплексообразователь) унитиол, Последний,химически связывая катионы металловв нетоксичные для дафний меркаптиды,в одной части пробы предотвращаетиммобилизацию дафний. В другой частипробы при наличии в ней токсичныхкатионов металлов дафнии иммобилизуются, при отсутствии в анализируемой пробе токсичных катионовметаллов, если в воде нет другихтоксикантов, дафнии остаются живыми вобеих частях пробы. Разбавление пробы чистой водой следует производить в том случае, если исследуемая вода содержит повышенные концентрации токсикантов. Такая вода вызывает быструю гибель тест- объектов, что затрудняет оценку количественного содержания токсикантов. Кроме того, при повышенном содержании токсических веществ в исследуемой воде вводимого в нее. Унитиола в количестве 0,5-2,0 мг на 10 мл может оказаться недостаточным для полного химического связывания катионов металлов в нетоксичные перкон тиды. Увеличивать же количество унитиола выше указанной концентрации нельзя, поскольку это приведет к дополнительной токсической нагрузке на тест-объекты.Границы концентрации унитиола 0,5-2,0 мг на 10 мл анализируемой пробы определены экспериментально. Это количество вызывает детоксицирующий эффект по отношению к катионам металлов и в то же время является безвредным для дафний.При введении унитиола менее 0,5 мг детоксирующий эффект проявляется слабо, а при введении его в количестве более 2,0 мг создается дополнительная нагрузка на дафний.40 Предварительный анализ следуетпроводить при 34-36 С, так как этоувеличивает чувствительность дафнийк токсичным катионам в 2-4 раза. Приотемпературе свыше 36 С дафнии погибают.Дальнейший анализ после разделенияпробы на две части ведут при 19-36 С.Выполнение анализа при оптимальнойдля жизнедеятельности дафний температуре 19-22 С позволяет определитьприсутствие токсичных катионов в водев концентрации не ниже 1-10 мг/л за24 ч,.при повышении температуры до30-36 С время получения аналогичной 15информации снижают до 6-10 ч,В течение этого времени при 36 Сунитиол не оказывает на дафний токсического действия.П р и м е р 1. На анализ берут 20воду из водоема, н которую периодически подают стоки металлургическогопредприятия, содержащие катионытяжелых металлов. Наличие их необходимо определить. 25Проводят предварительный анализи определяют продолжительность иммобилизации 50 . дафний в анализируемойпробе - ЕТ , что составляет 1,2 ч,Поэтому н .дальнейшем пробу исоль- З 0зуют без разбавления ее чистойводой.100 мл анализируемой пробы разделяют на две части, Первую частьраствора (50 мл) разливают по 9 млв пять химических стаканов объемом50 мл, приливают 1 мл О, 1 -ного водного раствора унитиола (1 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и вводят н каждый стакан по10 дафний в возрасте 24 ч. Температуру растворов поддерживают науровне 36 фС и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч,Вторую часть анализируемой пробы 45(50 мл) разливают по 1 О мл в пятьхимических стаканов объемом 50 мл,помещают в них по 10 дафний в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру раствора 36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.В результате анализа установлено,что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительностьиммобилизации 1002 дафний составляет2 ч, а в анализируемой пробе с добав"лением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, анализируемьп раствор содержит токсичные катионы металлов,П р и м е р 2. Анализ проводятаналогично примеру 1, но с количеством унитиола н анализируемойпробе н 2 раза больше,Первую часть раствора (50 мл)разливают по 8 мл н пять химическихстаканон объемом 50 мл, приливают2 мл 0,1%-ного водного раствораунитиола (2 мг в пересчете на чистыйунитиол), перемешивают и вводят нстакан по 10 дафний н каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов 36 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.Вторую часть анализируемой пробы(50 мл) разливают по 10 мл и пятьхимических стаканов объемом 50 мл,помещают н них по 10 дафний н каждыйн возрасте до 24 ч. Поддерживаюттемпературу раствора 36 С и ведутнаблюдение за иммобилизацией дафнийн течение 6 ч.В результате анализа устанойлено,что н анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительностьиммобилизации 100 дафний составляет2 ч, а н анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут беэпризнаков иммобилизации 6 ч, Следовательно, н анализируемой пробе содержатся токсичные катионы металлов.П р и м е р 3. Анализ проводятаналогично примеру 1, но с количеством унитиола н анализируемой пробе в2 раза меньше,Первую часть раствора (50 мл)разливают по 9,5 мл н пять химическихстаканов объемом 50 мл, приливают0,5 мл 0,1 -ного водного раствораунитиола (0,5 мг в пересчете начистый унитиол), перемешивают ивводят н стаканы по 1 О дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживаюттемпературу растворов 36 С и ведутнаблюдение за иммобилизацией дафнийв течение 6 ч.Вторую часть анализируемой пробы(50 мл) разливают по 10 мл и пятьхимических стаканов объемом по 50 мл,помещают в них по 10 дафний в каждыйи возрасте до 24 ч, Поддерживаюттемпературу растворов 36 С и ведутнаблюдение за иммобилизацией дафнийв течение 6 ч.В результате анализа установлено,что в анализируемой пробе беэ добавления унитиола продолжительностьиммобилизации 100 . дафний составляет2 ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут безпризнаков иммобилизации 6 ч, Следовательно, в анализируемой пробе водысодержатся токсичные катионы металлов.П р и м е р 4, В отличие от примера 1 анализ проводят при 19 С.Первую часть раствора (50 мл)разливают по 9 мл в пять химическихстаканов объемом 50 мл, приливают1 мл водного раствора унитиола (1 млв пересчете на чистый унитиол),перемешивают и вводят в стаканы по10 дафний в каждый в возрасте до24 ч. Поддерживают температуру растоворов 19 С и ведут наблюдение заиммобилизацией дафний в течение 24 ч,Вторую часть анализируемой пробы(50 мл) разливают по 10 мл В пять р 5химических стаканов объемом 50 мл,помещают в них по 10 дафний в каждыйв возрасте до 24 ч. Поддерживаюттемпературу растворов 19 ОС и ведутнаблюдение за иммобилиэацией дафнийв течение 24 ч,В результате анализа установлено,что в анализируемой пробе беэ добавления унитиола продолжительностьиммобилизации 100 , дафний составляет10 ч, а в анализируемой пробе с до 35бавлением унитиола дафнии живут безпризнаков иммобилизации в течение24 ч. Следовательно, в анализируемойпробе воды содержатся токсичные кати 40оны металлов.П р и м е р 5. Предварительныманализом установлено, что в анализируемой воде продолжительностьиммобилизации 50% дафний составляет4525 мин, Поэтому анализируемую водуразбавляют десять раз чистой природной водой, не содержащей токсичныхвеществ, и в разбавленных растворахопределяют при 35 С продолжительность иммобилизации 50 дафний. На50анализ берут воду, разбавленную в5 раэ, в которой ЕТ 5 составляет1,5 ч и выполняют анализ как в примере 1,В результате анализа установлено,что в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 100 дафний составляет 3 ч (ЕТ - 1,5 ч), в анализируемойпробе с добавлением унитиола дафнииживут без признаков иммобилизации6 ч. Следовательно, в анализируемойводе содержатся токсичные катионыметаллов,П р и м е р 6, На анализ берутпробу из водоема, загрязненного сточными водами химического предприятия,содержащими катионы тяжелых металлов,и расположенного рядом с сельскохозяйственными угодьями, обработкакоторых проводилась фосфорорганическими пестицидами. Необходимоопределить, связана ли гибель рыб вводоеме с попаданием в водоемфосфорорганических пестицидов илиобусловлена только токсичными катионами металлов.Анализ выполняют как в примере 1,В результате анализа установлено, чтсв анализируемой пробе без добавленияунитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составляет 2,5 ч,в растворе с добавлением унитиолаиммобилизация дафний наблюдаетсячерез 4 ч.Следовательно в анализируемойпробе воды присутствуют токсичныекатионы металлов и токсиканты инойхимической природы, предположительнофосфорорганические пестициды. Гибельрыб в водоеме обусловлена совместнымдействием этих токсикантов,П р и м е р 7, Предварительныманализом установлено, что в анализируемой воде. продолжительность иммобилизации 50 . дафний (ЕТ ) составляет 1 ч, Анализ выполняют как впримере 1 без разбавления анализируемой воды,В результате анализа установлено, что в анализируемои пробе без добавления унитиола продожительность иммобилизации 100 . дафний составляет 1,8 ч, в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч, Следовательно, анализируемый раствор содержит токсичные катионы металлов,П р и м е р 8. Предварительным анализом установлено, что в анализируемой воде продолжительность иммобилизации 50 дафний (ЕТОГО,) составляет 4 ч, Анализ выполняют аналогично примеру 1, но проводят его при 30 С.1168168 Составитель С. ФилипповаРедактор Н. Бобкова Техред С.Мигунова Корректор В. Синицкая Заказ 4529/4 Тираж 743 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 В результате анализа установленочто в анализируемой пробе без добавления унитиола продолжительность иммобилизации 1002 дафний составляет 8,2 ч, в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 1 О ч. Следо.-,вательно, анализируемая вода содержит токсичные катионы металлов.Предлагаемый способ позволяет выполнить специфичные обнаружения токсичных катионов металлов в воде на фоне токсичных веществ иной химической природы и наряду с ними,