Znormalizowane metody oznaczania arsenu

Znane są następujące normy dotyczące oznaczania arsenu i jego związków na stanowiskach pracy:


1) Norma PN-75/Z-04011.02: ochrona czystości powietrza. Badania zawartości arsenu i jego związków.Oznaczanie arsenu i jego związków na stanowiskach pracy metodą kolorymetryczną z AgDDTK. Norm ta jest przewidziana do wycofania ze zbioru polskich norm, gdyż ma za małą oznaczalność (na poziomie 2 NDS) [6]. 

2)  Norma PN-Z-04011-8:2004: Ochrona czystości powietrza. Badania zawartości arsenu i jego związków. Część 8: Oznaczanie arsenu i jego związków na stanowiskach pracy metodą wodorkową absorpcyjnej spektrometrii atomowej. Norma ta zastąpiła normę PN-85/Z-04011.03: Oznaczanie arsenu i jego związków na stanowiskach pracy metodą płomieniową absorpcyjnej spektrometrii atomowej (tym samym PN-85/Z04011.03 została unieważniona) [6].

Metoda wg normy PN-Z-04011-8:2004 polega na osadzeniu arsenu i jego związków (w tym tritlenku arsenu) na filtrze membranowym (o średnicy porów równej 0,8 μm). W metodzie przeprowadza się  mineralizację próbki przy użyciu stężonych kwasów: kwasu azotowego i siarkowego, wraz z dodatkiem nadtlenku wodoru. Analiza arsenu przeprowadzana jest w roztworze z zastosowaniem techniki wodorkowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej (z płomieniem powietrze-acetylen). Najmniejsze stężenie arsenu i jego związków, jakie można oznaczyć tą metodą w warunkach pobierania próbek powietrza i wykonania oznaczania podanych w normie, wynosi 0,0023 mg/m3 [6].

Frakcjonowanie arsenu

Metoda ta pozwala na wydzielenie poszczególnych związków arsenu, zawartych w próbce środowiskowej. W celu przeprowadzenia frakcjonowania stosowane są specjalne roztwory ekstrahujące, różniące się między sobą składem. Badaną próbkę poddaje się wielokrotnej ekstrakcji, podczas której używane są coraz silniej działające odczynniki. Zawartość każdej otrzymanej frakcji oznaczana jest z wykorzystaniem metod spektrofotometrycznych. Dzięki frakcjonowaniu otrzymuje się informacje o całkowitej zawartości arsenu w badanej próbie, a także o jego biodostępności i mobilności badanych związków.

Wykonanie:

Przygotowanie próbki do frakcjonowania: próbkę suszy się w temperaturze 105°C w ciągu 12 godzin. Wysuszoną próbę przesiewa się przez sito (wielkość oczek 2 mm), po czym próbkę należy dokładnie wymieszać w celu jej ujednorodnienia.

7-stopniowa ekstrakcja wg Leleyter i Probst (1993)

Etap I (związki arsenu rozpuszczalne w wodzie): 1 g wysuszonej próbki należy ekstrahować 40 ml wody dejonizowanej (o oporności > 18MWcm). Pozostałości po ekstrakcji odwirować przez 30 minut przy 3000obr/min.

Etap II (związki arsenu ulegające wymianie jonowej): pozostałości z I etapu ekstrahuje się następnie 40 ml 1M octanu amonu przez 2 godziny w temperaturze 25°C (pozostałości odwirować jak wyżej).

Etap III (związki arsenu rozpuszczalne w kwasach, związane z węglanami): otrzymane w II etapie pozostałości po ekstrakcji poddaje się kolejnej ekstrakcji 40 ml 0,1M kwasu octowego (16 h w temp. 25°C). Próbkę odwirować j.w.

Etap IV (związki arsenu łatwo redukujące się, związane z tlenkami manganu): otrzymane  w III etapie pozostałości należy ekstrahować 40 ml 0,1 M chlorowodorki hydroksyloaminy (tj. roztwór w 0,01M kwasie azotowym V, pH=2) przez 0,5 h w temp. 25°C, następnie próbkę odwirować (30 min, prędkość 3000 obr/min).

Etap V (związki arsenu umiarkowanie redukujące się , związane z amorficznymi tlenkami żelaza): pozostałości z etapu IV ekstrahuje si e 40 ml 0,25M chlorowodorku hydroksyloaminy (roztwór w 25% kwasie octowym) przez 16 h w temp. 25°C (następnie odwirować j.w.).

Etap VI (związki arsenu słabo redukujące się, związane z krystalicznymi tlenkami żelaza): pozostałości ekstrakcyjne z etapu V należy wymieszać z 40 ml 0,2 M szczawianu diamonu buforowanym w 0,1 M kwasie askorbinowym (pH=3,25). Przez 0,5 h próbkę należy trzymać w łaźni wodnej (o temp. 96°C). Po upływie czasu inkubacji, próbkę odwirować w celu usunięcia pozostałości).

Etap VII (związki arsenu utleniające się, związki organiczne i związane z siarką): pozostałości otrzymane w VI etapie poddać ekstrakcji za pomocą 10 ml 30% ditlenku wodoru (1 h, temp. 25°C). następnie próbkę odparować w łaźni wodnej (1 godz, temp. 85°C), ponownie dodać 10 ml 30% ditlenku wodoru i znów ekstrahować (jak wyżej). Otrzymany ekstrakt odparować do uzyskania 5 ml roztworu, po czym dodać 50 ml 1M octanu amonu (roztwór w kwasie azotowym V, pH=2). Próbkę ekstrahować przez 16 h w temp. 25°C.

Po każdym etapie ekstrakcji (z wyłączeniem etapu I) próbkę należy płukać przez 10 minut, wykorzystując w tym celu 20 ml wody dejonizowanej [8].

 

Autor: Lidia Koperwas

 

Literatura:

[1]. Hęś M., Nadolna J., 2010. Ocena zawartości wybranych metali ciężkich w kaszkach błyskawicznych dla niemowląt i małych dzieci. Nauka Przyroda Technologie, 2010, Tom 4, Zeszyt 2. http://www.npt.up-poznan.net/pub/art_4_18.pdf

[2]. Szkoda j., Żmudzki J. Nawrocka A., Mniecik M., 2009. Arsen w żywności zwierzęcego pochodzenia- ocena narażenia. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, Nr 41. http://www.ios.edu.pl/pol/pliki/nr41/nr41_11.pdf

[3]. http://www.gbcpolska.pl/sympozja/pdfy/slesin2010_baralkiewicz.pdf

[4]. Bratek Ł., Czaplicka M., Kurowski R., 2012. Metody usuwania arsenu i jego związków z wód. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych Nr 53, 2012r,s. 73-88.

[5]. Witkowska J., Prace ONPMP. Zastosowanie metody karbaminianowej do oznaczania śladowych ilości arsenu w trójchlorku fosforu, tlenochlorku fosforu i trójtlenku boru do celów półprzewodnikowych. 1978, Zeszyt 2.  Wydawnictwo Przemysłu Maszynowego „WEMA”. http://rcin.org.pl/Content/29354/WA901_17321_r1978-z2_Prace-ONPMP-Witkow_i.pdf

[6]. Gawęda E., 2005. Arsen i jego związki w środowisku pracy- zagrożenia, ocena narażenia. Bezpieczeństwo Pracy 3/2005. http://archiwum.ciop.pl/15029

[7]. Łoźna K., Biernat J., 2008. Występowanie arsenu w środowisku i żywności. Rocz. Panst. Zakl. Hig 2008, 59(1): 19-31. http://ros.edu.pl/text/pp_2012_029.pdf

[9]. Szymańska-Chabowska A., Antonowicz-Juchniewicz J., Andrzejak R., 2004. Analiza stężeń wybranych markerów neoplazmatycznych u osób zawodowo narażonych na arsen i metale ciężkie. Medycyna Pracy 2004; 55(4), 313-320. http://test.imp.lodz.pl/upload/oficyna/artykuly/pdf/full/Szy3_04_04.pdf