Primena čvrstovrsto--tetečne ekstrakcije (SPE) za ...
11
Primena Primena čvrsto čvrsto-tečne tečne ekstrakcije (SPE) za ekstrakcije (SPE) za specijaciju ra specijaciju različitih ličitih specijaciju ra specijaciju različitih ličitih oblika arsena oblika arsena Malcolm A Watson
Transcript of Primena čvrstovrsto--tetečne ekstrakcije (SPE) za ...
Primena Primena čvrstočvrsto--tečne tečne ekstrakcije (SPE) za ekstrakcije (SPE) za specijaciju raspecijaciju razzličitihličitihspecijaciju raspecijaciju razzličitih ličitih oblika arsenaoblika arsena
Malcolm A Watson
Zašto arsen?Arsen je prisutan u mnogim podzemnim vodama (do 350
/l) V j di iµg/l) u VojvodiniPodzemne vode se koriste kao izvori vode za piće: MDK 10 µg/l
Zašto specijacija?Zašto specijacija?Različiti oblici arsena imaju različite fizičko-hemijske osobine i različitu toksičnostOd t i t i i i b jb lj d tOd vrste prisutnog arsena zavisi izbor najbolje dostupne tehnologije za uklanjanjeZa razumevanje mehanizma tehnologije uklanjanja, j g j j j ,potrebno je poznavati ponašanje različitih oblika arsena.
Različiti oblici arsenaNeorganski oblici
Arsenitna kiselina (As3+) i Arsenatna kiselina (As5+)
OHOH
OH
OH
OHAs
O
OH OHAs
Metilovani oblicimonometilarsenatna i dimetilarsenatna kiseline, trimetilarsin-oksid,
tetrametilarsonijum OH CH3 CH3 CH3
CH3
O
OHAs CH3
O
OHAs CH3CH3
O
As CH3CH3
CH3
As+
arsenobetain, arsenoholin (nisu opasni za ljude)
3
CH3 O-
CCCH As+
H CH3 O-
CCCH As+
H
(nivo protonacije zavisi of pH vrednost)
O
C
CH3
CCH3 As
H O
C
CH3
CCH3 As
H
Čvrsto-tečna ekstrakcija (SPE)Čvrsto tečna ekstrakcija (SPE)koriste se jonoizmenjivačke smole –j jmehanizam podele između tečne i čvrste faze u cilju separacijePrednosti:Prednosti:
Jeftina: ne zahteva skupu opremu Fleksibilna: postoje različite vrste smola
S C SSmole kao što su LC-SAX mogu da se primenjuju za razdvajanje neorganskih vrsta As (različite pKa vrednosti)( p a )ENVI-18, selektivna za nepolarna jedinjenja, koristi se za razdvajanje organski vezanog Asorganski vezanog As
Metoda za specijaciju arsenaUzorkovanje
Redoks reakcije moraju biti inhibirane u cilju očuvanja distribucije vrstadistribucije vrstadodavanje HNO3 (uzorci se moraju čuvati na tamnom mestu)
P iPripremaFiltracija kroz 0.45 µm membranski filterKorekcija pH vrednosti na 5.6Korekcija pH vrednosti na 5.6
SeparacijaČvrsto – tečna ekstrakcija
Detekcija - ICP/MS tehnikomPraćenje mase 75-ICP/MS tehnikomPraćenje masa 77, 82 – spektralne smetnje
Bednar et al, Water Research 38 (2004) 355–364.Yu et al, Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 58(7) (2003) 1335-1349.
SPE se sastoji iz dva korakaSPE se sastoji iz dva koraka
Ukupni As (10 ml uzorak, pH 5.6)Ukupni As (10 ml uzorak, pH 5.6)
ENVI-18 Organski As10 ml 5% MeOH
Kondicionirane k l
SAX As (V)10 ml 1M HNO3
kolone:
2 x 5 ml MeOH 3 x 5 ml H2O
Protok kroz kolone: 1 ml/min
As (III) Vacum:15 mm Hg
Primena SPE: 60
70
80
As(III) As(V) Organski vezani As
karakterizacija sirove vode na pilotu u 30
40
50
60
deo
oblik
a ar
sena
vode na pilotu u Zrenjaninu
Si d 1 Si d 20
10
20% u
d
Oblik AsMešavina A Mešavina B
Sirova voda 1 Sirova voda 2
Mešavine sirove vode u pilotu u Zrenjaninu
µg/l % µg/l %
RastvorenAs (0,45 μm) 148 100 124 100
250
300
350Bunari Pilot
As(III) 52.0 35 96.8 78
As(V) 62.0 42 1.55 1,2
Organski 33 8 23 25 7 21 100
150
200
50
[As]
/ pp
bAs 33.8 23 25.7 21
0
50
100
Primena SPE: kod ispitivanja uklanjanja As koagulacijom sa FeCl3
As(V) se uklanjaAs(V) se uklanja lakše nego As (III)
35
40
45
As(III) As(V)
Iz tog razloga kod prečišćavanja vode
15
20
25
30
35
ržaj
ars
ena
(µg/
l)
Organski vezani As
moguće je:koristiti bunare sa više 0 100 120 150 175 190 200
0
5
10
15
Sadr
As(V) nego As(III)uključiti preoksidaciju kako bi se As(III)
Doza koagulanta (mg FeCl3/l)
kako bi se As(III) transformisao u As(V)
Uticaj pH i oblika arsena tokom koagulacije
pH 7,8 pH 6,5
60
70
80
na
As(III) As(V) Organski vezani As
70
80
90
100
na
As(III) As(V) Organski vezani As
20
30
40
50
% u
deo
oblik
a ar
sen
20
30
40
50
60
% u
deo
oblik
a ar
sen
0 100 120 150 175 190 2000
10
Doza koagulanta (mg FeCl3/l)0 100 120 150 175 190 200
0
10
Doza koagulanta (mg FeCl3/l)
Na niskom nivou pH, As (V) je nedisosovan, što znači da ga je teže ukloniti adsorpcijom i k i it ijkoprecipitacijom
ZaključakZaključakSpecijacija različitih oblika As u uzorcima vode
i SPE j b l k i j fti t dprimenom SPE je brza, laka i jeftina metoda.U budućnosti, upotreba LC za specijaciju arsena, praćenu sa online ICP/MS detekcijom u cilju d bij j i f ij ličiti kidobijanja informacija o različitim organskim oblicima As. (ograničenje u opremljenosti laboratorija)
( ) ( )As(V) se uklanja lakše nego As (III) koagulacijomTokom optimizacije tehnologije za uklanje arsena iz vode za piće, korisno je pratiti koji oblici arsena
t j l k k k bi b ljpostoje posle svakog procesa, kako bi se bolje sagledao uticaj na mehanizam uklanjenja.
HVALA NA PAŽNJI!!!HVALA NA PAŽNJI!!!
Mr Malcolm Watson, Univerzitet u Novom saduPrirodno-matematički fakultetDepartman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine
