1. Fig. 3. Modelul experimental al aparatului
METODE DE DETERMINARE A Hg PRIN SPECTROMETRIA DE EMISIE OPTICĂ ÎN MICROTORŢA DE PLASMĂ CUPLATĂ CAPACITIV ŞI GENERARE DE VAPORI RECI
aTiberiu Frentiu, aMichaela Ponta, aSânziana Butaciu, aEugen Darvasi, bMaria Frenţiu
a Universitatea Babeş-Bolyai, Facultatea de Chimie şi Inginerie Chimică, Arany Janos 11, Cluj-Napoca, Romania,
a Institutul Naţional de Cercetare şi Dezvoltare Optoelectronică Bucureşti – Institutul de Cercetare pentru Instrumentaţie Analitică, Donath 67, Cluj-Napoca, Romania
INTRODUCERE
Mercurul, deşi este prezent în mediu şi alimente la concentraţii relativ mici, este unul dintre cele mai toxice elemente în toate formele sale anorganice şi organice.1 Monitorizarea sa necesită metode dintre cele mai sensibile, cu/fără preconcentrare prin microextracţie pe fază solidă sau reţinerea vaporilor reci prin amalgamare. Metodele utilizate la determinarea mercurului sunt spectrometria de absorbţie atomică, cea de emisie atomică şi de masă în plasma cuplată inductiv şi cea de fluorescenţă atomică cu derivatizare la vapori reci.2 Derivatizarea se poate realiza chimic cu SnCl2 şi NaBH4 sau prin iradiere în câmp de ultrasunete. Recent, utilizarea surselor de microplasmă la determinarea mercurului a preocupat comunitatea ştiinţifică.3,4 In această lucrare sunt prezentate rezultatele obţinute la determinarea Hg din probe alimentare şi de sol după derivatizarea la vapori reci cu SnCl2 şi acid formic în câmp de ultrasunete şi detecţie prin spectrometrie de emisie optică în microtorţa de plasmă cuplată capacitiv utilizând un microspectrometru. Metoda a fost verificată prin analiza de probe standard certificate.
Fig. 3. Modelul experimental al aparatului
Tabel 1. Instrumentaţie
Sursa de putere
Generator free-running, 10-50W, 13,56 MHz (17x15x24 cm)
Torţa cu plasmă
Cuplată capacitiv cu un microelectrod vârf de Mo cu diametrul de 1 mm; plasma se dezvoltă într-un tub de cuarţ (d.i. 5 mm, lungime25 mm); debit Ar plasmă: 150 mL min-1, putere: 10W)
Sistemul de introducere
a probei
Generator vapori reci HGX-200 pentru generare chimică cu SnCl2
Sonoreactor cu generare discontinuă şi preconcentrare pe filament de Au
Optică
Microspectrometru Ocean Optics Q65 pro (190–375 nm, rezoluţie sub 0,5 nm, detecţie cu CCD
Fig. 1 Sistem CV-CCP-OES pentru determinarea Hg
Tabel 4. Rezultate analize CRM peşte
CRM
Valoare certificată
mg Kg-1
CV-CCP-OES
USCV-CCP- OES
DOLT-4 Dogfish liver
2.580.22
2.580.04
2.550.15
TORT-2
Lobster hepatopancreas
0.270.06
0.290.02
0.260.01
BCR-464 Tuna Fish
2.850.16
2.830.11
2.740.13
Fig. 2. Microcolectorul cu filament de Au pentru
vaporii de Hg
REFERINŢE
N. Pirrone, S. Cinnirella, X. Feng, R.B. Finkelman, H.R. Friedl, J. Leaner, R. Mason, A.B. Mukherjee, G.B. Stracher, D.G. Streets, K. Telmer, Global mercury emissions to the atmosphere from anthropogenic and natural sources. Atmos. Chem. Phys. 10 (2010) 5951–5964.
K. Leopold, M. Foulkes, P. Worsfold, Methods for the determination and speciation of mercury in natural waters-A review. Anal. Chim. Acta 663 (2010)
X. Yuan, J. Tang, Y. Duan, Microplasma technology and its applications in analytical chemistry. Appl. Spectrosc. Rev. 46 (2011)
J.A.C. Broekaert, Innovation in plasma atomic emission spectrometry from the direct current arc to plasmas on a chip. Appl Spectrosc 62 (2008) 227A-233A.
Tabel 3. Limite de detecţie la determinarea Hg
Tabel 2. Condiţii generare vapori reci de Hg
Generare chimică
CV-CCP-OES
Generare continuă, agent de derivatizare soluţie 20% SnCl2, mediu de reacţie 5% (v/v)HCl
Generare prin ultrasonare
USCV- CCP- OES
Generare discontinuă, mediu de reacţie
0.2 M acid formic, timp de ultrasonare 5-8 min, preconcentrare pe filament de Au, timp încălzire filament 5 s, mod achiziţie semnale: 20 spectre succesive
Generare chimică
CV-CCP-OES
12 ng L-1
Generare prin ultrasonare
USCV-CCP-OES
5 ng L-1
Prezentul studiu este finanţat de Autoritatea Naţională pentru Cercetare Ştiinţifică din România, UEFISCDI-CNDI Nr. proiect PN-II-PT-PCCA
(Proiect no. 176/2012).