Для получения объективной информации о состоянии и об уровне загрязнения различных объектов окружающей среды (атмосферного воздуха, воды, почвы) необходимо располагать надежными методами анализа. Эффективность любого метода оценивается совокупностью показателей таких, как:

· селективность и точность определения;

· воспроизводимость получаемых результатов;

· чувствительность определения;

· пределы обнаружения элемента;

· экспрессность выполнения анализа.

Методы наблюдений должны быть применимы в широком интервале концентраций элементов, включающих как следовые количества в незагрязненных объектах фоновых районов, так и высокие значения концентраций в антропогенных условиях. Это должно учитываться при выборе методов и средств наблюдений.

В настоящее время определение содержания загрязняющих веществ в объектах окружающей среды осуществляется различными методами: фотометрическим, фотоколориметрическим, спектрофотометрическим, турбидиметрическим, нефелометрическим, флуорометрическим, полярографическим, хроматографическим и др.

Фотометрический метод основан на сравнении оптических плотностей исследуемой и контрольной жидкостей. К разновидностям фотометрического метода отно

сятся фотоколориметрический, спектрофотометрический, турбидиметрический, нефелометрический и флуориметрический (люминесцентный). Современные фотоколориметры отечественного производства ФЭК-М, ФЭК-Н-5, ФЭК-Н-57, ФЭК-56, ФК-ПО, ФК-120 и другие являются двухлучевыми приборами с двумя фотоэлементами и имеют одинаковые принципиальные схемы. Чувствительность определения зависит от природы соединений и составляет для органических соединений 0,04 – 20 мкг/мл пробы и для органических соединений 0,02 – 10 мкг/мл пробы.

Спектрофотометрический метод основан на тех же принципах, что и фотоколориметрический, но в спектрофотометре используется поглощение монохроматического света. Для жидких сред применяются спектрофотометры марок СФ-4, СФ-4а, СФД-2, СФ-2М, СФ-5, СФ-8, СФ-9, СФ-10, СФ-14, СФ-19, С-605 и другие. Чувствительность определения органических и неорганических соединений находится на уровне 0,08 – 20 мкг/мл пробы.

Турбидиметрический метод применяется для определения количества веществ, которые находятся во взвешенном состоянии, посредством измерения интенсивности прохождения света через контролируемый раствор пробы. В качестве приборов могут быть использованы спектрофотометры любых марок. Только для увеличения их чувствительности следует применять синий светофильтр. Турбидиметрический метод пригоден для измерения концентраций порядка нескольких частей на миллион.

Нефелометрический метод отличается от турбидиметрического метода тем, что измеряется не прошедший через суспензию свет, а рассеянный, благодаря чему данный метод является более чувствительным для сильно разбавленных суспензий. Нефелометрический метод при благоприятных условиях может дать высокую точность.

Возможность использования флуориметрического (люминесцентного) метода для аналитических целей связана с тем, что некоторые вещества при возбуждении ультрафиолетовым излучением сильно флуоресцируют. Этот метод имеет ограниченное применение. Точным и чувствительным он является для интенсивно флуоресцирующих веществ.

Полярографический метод основан на восстановлении анализируемого соединения на ртутном капающем электроде и используется, как правило, при анализах следовых количеств веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях. Используются полярографы ППТ-1, ПУ-1, ПЛ-2, ПА-3, ПО-5122 с чувствительностью определения концентраций органических и неорганических соединений от 0,05 до 1 мкг/мл пробы.

Газохроматографический метод основан на селективном разделении соединений между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых неподвижна (жидкость или твердое тело), а другая подвижна (инертный газ – носитель). Данный метод позволяет определять ничтожно малые количества веществ, не обладающих специфическими реакциями, и анализировать смеси, состоящие из десятков и сотен компонентов с близкими свойствами. Используются хроматографы ЛМ-8МД5, ЛМ-8МД7, ЛХМ-80, Газохром-1109, Газохром-1106Э, Газохром-1106Т, Газохром-3101, Цвет (модели 101-110), Сигма-1, хромато-масс-спектрометр МХ-1307М и др.

Macс-спектрометрический метод заключается в ионизации газообразной пробы электронной бомбардировкой, после чего образующиеся ионы подвергаются воздействию магнитного поля. В зависимости от массы и заряда ионы отклоняются с различной скоростью и соответствующим образом разделяются. Особенностью метода является малый объем пробы и высокая избирательность.

Спектрально-химический метод заключается в сочетании двух последовательных операций:

1) соосаждения групп элементов из растворов с помощью 2,4-динитроанилина; отделения их и соосаждения из фильтрата молибдена с помощью «окисленного» красителя Стенгауза;

1) спектрального определения соосажденных элементов в зольном остатке с использованием соответствующих искусственных стандартов.

В основе спектрально-эмиссионного метода лежит излучение световой энергии атомами, ионами, реже молекулами. Излучаемые атомами и ионами эмиссионные линейчатые спектры не зависят от вида химических соединений, из которых состоит исследуемое вещество. Поэтому этот вид анализа применяется для определения элементарного (атомного) состава проб вод и почвы. Универсальность, высокая чувствительность, хорошая точность и экспрессность определения обусловили широкое распространение этого метода. При фотографической регистрации спектра метод дает принципиальную возможность одновременно анализировать до 30 элементов в одной пробе. В пробах почвы и воды могут быть определены очень низкие концентрации многих элементов, 10^-3 – 10^-4) %.

Атомно-абсорбционный спектральный анализ основан на использовании способности свободных атомов элементов селективно поглощать резонансное излучение определенной для каждого элемента длины волны. Этот метод отличается универсальностью, простотой выполнения анализа и высокой производительностью. Он обеспечивает обнаружение многих элементов при концентрациях 0,1 – 0,01 мкг/л и ниже, что оказывается достаточным для многих природных объектов. В настоящее время этим методом можно определить концентрации более 70 химических элементов в разных объектах. Современные атомно-абсорбционные спектрофотометры: С-112, С-115, С-115М, С-120 (КАС-120) и др.