АТОМНО-ЭМИССИОННЫЙ АНАЛИЗ МХА SPHAGNUM НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Аннотация: В работе с использованием атомно-эмиссионного анализа проведена предварительная оценка содержания тяжелых металлов (ТМ) во мхе сфагнум (Sphagnum), являющемся естественным биоаккумулятором и накапливающем поллютанты в своих тканях за счет высокоразвитой сорбирующей поверхности.

Ключевые слова: атомно-эмиссионный анализ, мох сфагнум, тяжелые металлы.

Экология, загрязнение окружающей среды, экологический мониторинг, экологическая химия – часто встречающиеся в наше время слова и сочетания, выражающие всеобщую озабоченность состоянием природной среды. Первопричина возникновения проблемы – обнаружение в экологических системах, прежде всего в биосфере, интенсивных и тревожных изменений, вызванных деятельностью человека. Из большого числа вредных факторов химическое загрязнение объектов окружающей среды (ОС) – наиболее пагубно для живой природы. Для оценки степени негативных изменений осуществляют экологический мониторинг (ЭМ) – систему наблюдения и контроля изменений в составе и функциях различных экологических систем [Ошибка! Источник ссылки не найден.]. Поскольку в экологическом мониторинге активно используются различные химические, физико-химические, физические и биологические методы анализа, то речь идет о глобальном химико-аналитическом исследовании с помощью различных методов аналитической химии.

В данной работе с помощью атомно-эмиссионного анализа проведена качественная оценка загрязненности окружающей среды тяжелыми металлами. Известно, что при мониторинге загрязнений тяжелыми металлами для элементного анализа могут быть выбраны компоненты ОС, удерживающие загрязнители, такие как трава, листья, мхи, грибы [2–4]. Исследования по оптимизации использования тех или иных компонентов для определенного вида загрязнения являются актуальной задачей за счет простоты и доступности метода. Для биоиндикации загрязнения тяжелыми металлами в качестве тест-объектов широко используются листостебельные мхи, обладающие высокой чувствительностью к любому фактору техногенного воздействия . Отобранные нами в лесном массиве вблизи реки Чёлвы Добрянского района (Пермский край) образцы мха сфагнум (взяты со стволов берез на уровне 1,0–1,5 м от поверхности почвы) также относятся к листостебельным. Этот род примечателен тем, что в воздушно-сухом состоянии сфагновые мхи способны поглотить воды примерно в 20 раз больше собственной массы, что в 4 раза превосходит возможности гигроскопической ваты (отсюда и название мха, «сфагнос» по-гречески — губка) . С точки зрения аналитической химии это означает, что эти растения обладают уникальной способностью сорбировать из воздуха все загрязнения, включая тяжелые металлы. Таким образом, учитывая возможность переноса в атмосфере тонких аэрозолей на расстояния более 100 км и, соответственно, розу ветров в том или ином регионе можно осуществлять качественную и количественную оценку вклада соответствующих промышленных предприятий в загрязнение ОС.

Пробы для проведения атомно-эмиссионного анализа готовились согласно . Озоление проводили в воздушной бане при 350–400оС, прокаливание — в муфеле при 600оС в течение 40 мин. С целью стабилизации условий возбуждения и возможного снижения предела обнаружения осуществляли разбавление высушенного при 115оС мха и прокаленного остатка графитовым порошком (ос.ч) путем растирания в яшмовой ступке в течение 30 мин. Съемку спектров проводили на спектрографе ДФС-458 с использованием фотоэлектрической приставки ФЭП-454 (НПО «Сетал», г. Казань). Источник возбуждения - дуга переменного тока (генератор УГЭ–4). Ток 7А. Время экспозиции 30 с. Промежуточная диафрагма – 5 мм. Контролировалось наличие в образцах 30 элементов: Cd, Sb, Ba, As, B, Si, P, Fe, Tl, Pb, Sn, Cr, Mg, Mn, Ni, Bi, Al, Ga, Mo, Ca, V, Cu, Na, K, Zn, Ti, Co, Y, In, Sr.

Результаты качественного анализа показали, что основу озоленного остатка мха составляют углерод, кремний, магний, алюминий, кальций, натрий, калий и марганец. Остальные обнаруженные элементы техногенного происхождения приведены в таблице.

Из таблицы следует, что кроме перечисленных выше макроэлементов в состав мха сфагнум входят 9 микропримесей ТМ: Ba, B, Fe, Cr, V, In, Cu, Ti, Sr. Кроме того, в прокаленных пробах при 10-кратном разбавлении обнаруживаются следы еще 4-х элементов: Cd(228,80 нм); P(255,33 нм); Ni(305,08 нм) и Mo(317,04 нм). В то же время при 20-кратном разбавлении, эти линии не наблюдаются.