Салициловая, малоновая и аскорбиновая кислоты широко используются при производстве лекарственных средств. Две из них – салициловую и аскорбиновую – также в больших количествах добавляют в корма для животных, из-за чего они попадают в сточные и природные воды (например, около ферм). Эти кислоты нарушают экологический баланс, потому нужны простые, дешевые и быстрые способы их обнаружения.

В лаборатории инструментальных методов и органических реагентов Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН разработали быстрые способы определения загрязняющих органических кислот в питьевых и природных водах. Экспрессные методики анализа можно использовать как в лабораторных, так и в полевых условиях. Анализ 5–6 проб занимает не более 30 минут. Стоимость анализа гораздо ниже большинства аналогов и определяется, в основном, ценой реактивов, которые, как отмечают ученые, недорогие. Новые способы уже апробированы при анализе вод в Подмосковье.

По словам ученых, различных тест-систем для определения разнообразных органических и биоорганических соединений в воде немало: от простых тест-полосок до портативных приборов.

«Но мы не находили в литературе примеры применения известных способов для определения именно салициловой, малоновой и аскорбиновой кислот. Особенность способов, прежде всего, в использовании сочетания сорбентов на основе полиакрилонитрильного волокна (ПАНВ), наполненных ионообменником, цветных реакций аналитов с определенными катионами металлов и найденных условий анализа. Длительность анализа лимитируется временем сорбции и зависит от условий проведения. В лаборатории можно быстро прокачать раствор через сорбент. Это – динамический способ. В полевых условиях, когда такой возможности нет, сорбент в виде небольшой таблетки (диска) просто помещается в пробирку или стакан с пробой. Чем больше объем, тем дольше приходится ждать, когда закончится сорбция, но тем выше чувствительность. Обычно анализируются сразу несколько проб», – рассказывает доктор химических наук, заведующий лабораторией инструментальных методов и органических реагентов ГЕОХИ РАН Александр Гречников.

Способы основаны на сорбции (поглощении различных веществ из окружающей среды) органических кислот на специально приготовленном сорбенте. Действует метод так: в лаборатории анализируемые растворы прокачивают через сорбент, выполненный в виде диска, проводят реакцию комплексования с образованием окрашенных комплексных соединений и определяют концентрацию аналита (компонент, который нужно определить или найти) на спектрометре диффузного отражения. При проведении анализа в полевых условиях сорбцию проводят в статическом режиме, помещая сорбент в анализируемый раствор. Затем сорбент вынимают и проводят реакцию комплексования. Концентрацию аналита определяют в тестовом режиме при визуальном наблюдении, сравнивая окраску дисков с цветовой шкалой, соответствующей известному содержанию определяемого соединения. Например, при определении салициловой кислоты окраска дисков с сорбентом изменяется от бледно-сиреневой до фиолетовой для содержаний 10, 20, 30, 40, 50 мкг кислоты.

Для каждой из исследованных кислот используется своя селективная цветная реакция, которая приводит к образованию по-разному окрашенных комплексов кислот с различными металлами. В лабораторных условиях при использовании простого спектрофотометра концентрация определяется достаточно точно. В полевых условиях анализ полуколичественный и проводится визуально путем сравнения окраски сорбента после проведения реакции с заранее приготовленными образцами сравнения, соответствующими известному содержанию определяемого соединения.

В качестве сорбентов ученые исследовали полиакрилонитрильные волокнистые материалы, наполненные ионообменником АВ-17. Такие материалы обладают высокой сорбционной емкостью, хорошими кинетическими характеристиками (высокой скоростью сорбции и фильтрации), механической устойчивостью и химической стабильностью в условиях высоких значений кислотности или основности среды, а также в присутствии окислителей и восстановителей.

Исследования проведены при поддержке Минобрнауки России. Результаты опубликованы в научном сборнике.

Источник: Минобрнауки России.