SU1168168A1

SU1168168A1 - Method of detecting toxic cations of metals in water

Info

Publication number: SU1168168A1
Application number: SU833661289A
Authority: SU
Inventors: Иван Евстафьевич Постнов; Нина Ивановна Осипова; Антон Борисович Зимин; Александр Александрович Туманов
Priority date: 1983-11-05
Filing date: 1983-11-05
Publication date: 1985-07-23

Abstract

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ, заключающийс в помещении в анализируемую пробу в качестве тест-объектов дафний (Daphnia magna) и учете продолжени их выживаемости, отличающийс тем, что, с целью повьшени специфичности определени токсичных катионов металлов, предварительно определ ют в исследуемой.рде при 34-36 0 медианное эффективное врем иммобилизации (ЕТ), дл анализа берут пробу, в которой ETg-g составл ет 1-4 ч, пробу дел т на две части, в одну из которых ввод т детоксицирующий реагент-унитиол A METHOD FOR DETECTING TOXIC METAL CATIONS IN WATER, which consists of placing daphnia test objects (Daphnia magna) in the analyzed sample and taking into account the continuation of their survival, characterized in that, in order to increase the specificity of the determination of toxic metal cations, it was previously determined in the study. At 34-36 ° C, the median effective immobilization time (ET), a sample is taken for analysis, in which ETg-g is 1-4 hours, the sample is divided into two parts, one of which is injected with a detoxifying reagent-unitiol

Description

1 Изобретение относитс к аналитической химии воды и может быть испо зовано дл определени в воде токси ных катионов металлов в цел х охран природных водоемов от загр знени и сохранени их животньк и растительного мира. Цель изобретени - повышение специфичности определени токсичных катионов металлов. Сущность способа состоит в том, что предварительно определ ют продолжительность выживани дафний в анализируемом растворе, дл чего в химические стаканы наливают по 10 мл анализируемого раствора и вно с т в них по дес ть дафний в возрасте . не более 24 ч. Обеспечивают поддержание в стаканах 34-36С и ведут на людение за иммобилизацией дафний. Данные по иммобилизации по всем стаканам усредн ют, отмечают врем наступлени иммобилизации половины всех дафний (продолжительность иммобилизации 50% дафний или медианное эффективное врем иммобилизации величине ЕТ менее 1 ч проб разбавл ют в 2-10 раз чистой речной или озерной водой, не содержащей токсических веществ, определ ют ETg.g в разбавленных растворах и дл анализа берут раствор, в котором составл ет 1-4 ч. Анализируемую пробу дел т на две части по 30-50 мл кажда . Первую половину пробы наливают по 10 мл в 3-5 химических стаканов 20-50 мл, в каждый стакан помещают 10-12 дафн в возрасте до 24 ч и обеспечивают посто нную температуру 19-36°С. Одновременно вторую половину пробы также наливают в 3-5 химических стаканов объемом 20-50 мл, приливают 0,5-2 мл на 10 мл анализи руемого раствора О,1%-ного раствора унитиола (2,3-димеркаптопропансульфонат натри ) и перемешивают. В стаканы с анализируемыми растворами ввод т по 10-12 дафний в воз расте до 24 ч и обеспечивают в тече ние 6-24 ч температуру раствора 19-36 0. Определ ют выжьшаемость дафний в течение этого времени. О наличие токсичных катионов металлов в анализируемом растворе суд по иммобилизации 100% дафний в раст воре без унитиола и по отсутствию 8 иммобилизации дафний в растворе с унитиолом в течение 6-10 ч при Зб-ЗОС или в течение 24 ч при 19-30 0. Способ позвол ет оценить интегральное содержание всех токсинов катионов и определить принадлежность этой группы токсикантов именно к катионам металлов. Такой вьтод делаетс на основании сравнени иммобилизации тест-объектов - дафний в пробе, разделенной на две части, в одну из которых ввод т детоксицирующий реагент (комплексообразователь ) унитиол. Последний, химически св зыва катионы металлов в нетоксичные дл дафний меркаптиды, в одной части пробы предотвращает иммобилизацию дафний. В другой части пробы при наличии в ней токсичных катионов металлов дафнии иммобили- зуютс , при отсутствии в анализируемой пробе токсичных катионов металлов, если в воде нет других токсикантов, дафнии остаютс живыми в обеих част х пробы. Разбавление пробы чистой водой следует производить в том случае, если исследуема вода содержит повышенные концентрации токсикантов. Така вода вызывает быструю гибель тестобъектов , что затрудн ет оценку количественного содержани токсикантов . Кроме того, при повышенном содержании .токсических веществ в исследуемой воде вводимого в нее. унитиола в количестве 0,5-2,0 мг на 10 мл может оказатьс недостаточным дл полного химического св зывани катионов металлов в нетоксичные перконтиды . Увеличивать же количество унитиола выше указанной концентрации нельз , поскольку это приведет к дополнительной токсической нагрузке на тест-объекты. Границы концентрации унитиола 0,5-2,0 мг на 10 мл анализируемой пробы определены экспериментально. Это количество вызывает детоксицирующий эффект по отношению к катионам Металлов и в то же врем вл етс безвредным дл дафний. При введении унитиола менее 0,5мг детоксирующий эффект про вл етс слабо, а при введении его в количестве более 2,0 мг создаетс дополнительна нагрузка на дафний.1 The invention relates to the analytical chemistry of water and can be used to determine the toxic cations of metals in water in order to protect natural water bodies from pollution and preserve their animals and plants. The purpose of the invention is to increase the specificity of the determination of toxic metal cations. The essence of the method is that the duration of the survival of daphnids in the analyzed solution is predetermined, for which 10 ml of the analyzed solution is poured into the beakers and clearly in them ten daphnids in age. no more than 24 hours. Provide maintenance in glasses 34-36С and lead to people for immobilization of daphnias. Immobilization data for all glasses is averaged, the time of immobilization of half of all daphnids is noted (the duration of immobilization is 50% daphnia or the median effective immobilization time with ET value less than 1 hour; , determine the ETg.g in dilute solutions and take a solution for analysis, which is 1-4 hours. The sample to be analyzed is divided into two parts of 30-50 ml each. The first half of the sample is poured into 10 ml in 3-5 chemical cups 20-50 ml, in to Each glass is placed 10–12 daphne at the age of up to 24 hours and provides a constant temperature of 19–36 ° C. At the same time, the second half of the sample is also poured into 3–5 chemical glasses with a volume of 20–50 ml, poured 0.5–2 ml per 10 ml of the analyzed solution of O, 1% solution of Unithiol (2,3-Dimercaptopropanesulfonate sodium) and mix. In glasses with the analyzed solutions are injected for 10-12 daphnia at age up to 24 hours and provide for 6-24 hours solution temperature 19-36 0. The survival rate of daphnids during this time is determined. About the presence of toxic metal cations in the analyzed solution the court for immobilizing 100% daphnia in a growth solution without unithiol and the absence of 8 immobilization of daphnia in a solution with unithiol for 6–10 hours at 3–30 hours. The method allows one to estimate the integral content of all toxins of the cations and to determine the belonging of this group of toxicants to the metal cations. This is done on the basis of a comparison of the immobilization of test objects - daphnia in a sample divided into two parts, in one of which a detoxifying reagent (complexing agent) unitiol is introduced. The latter, chemically bonding metal cations to non-toxic daphnia mercaptides, in one part of the sample prevents immobilization of daphnia. In the other part of the sample, if there are toxic metal cations in it, daphnids are immobilized; in the absence of toxic metal cations in the sample being analyzed, if there are no other toxicants in the water, the daphnids remain alive in both parts of the sample. Dilution of the sample with clean water should be carried out if the test water contains elevated concentrations of toxicants. Such water causes a rapid death of the test objects, which makes it difficult to estimate the amount of toxicants. In addition, with a high content of .toxic substances in the test water is introduced into it. Unithiol in the amount of 0.5-2.0 mg per 10 ml may not be sufficient to completely chemically bind metal cations into non-toxic percontides. To increase the amount of unithiol above the specified concentration is not possible, since this will lead to an additional toxic load on the test objects. The boundaries of the concentration of unithiol 0.5-2.0 mg per 10 ml of the analyzed sample were determined experimentally. This amount causes a detoxifying effect on the metal cations and at the same time is harmless to daphnia. With the introduction of unithiol of less than 0.5 mg, the detoxifying effect appears weakly, and with the introduction of it in an amount of more than 2.0 mg, an additional load on daphnia is created.

3131

Предварительный анализ следует проводить при ЗД-Зб С, так как это увеличивает чувствительность дафний к токсичным катионам в 2-4 раза. При температуре свыше дафнии погибают .Preliminary analysis should be carried out with ZD-ZB C, as this increases the sensitivity of daphnia to toxic cations by 2-4 times. At temperatures above daphnia die.

Дальнейший анализ после разделени пробы на две части ведут при 19-36 СFurther analysis after dividing the sample into two parts is carried out at 19-36 ° C.

Выполнение анализа при оптимально дл жизнеде тельности дафний темпера туре 19-22С позвол ет определить присутствие токсичных катионов в вод в концентрации не ниже 1-10 мг/л за 24 ч, при повышении температуры до 30-36°С врем получени аналогичной информации снижают до 6-10 ч.Performing the analysis at the optimal daphnia temperature of 19–22 ° C makes it possible to determine the presence of toxic cations in water at a concentration not lower than 1–10 mg / l for 24 hours, as the temperature rises to 30–36 ° C, the time for obtaining similar information is reduced to 6-10 hours

В течение этого времени при 36°С унитиол не оказывает на дафний токсического действи .During this time at 36 ° C, unithiol has no toxic effect on daphnia.

Пример 1. На анализ берут воду из водоема, в которую периодически подают стоки металлургического предпри ти , содержащие катионы т желых металлов. Наличие их необходимо определить.Example 1. For analysis, water is taken from a reservoir, to which periodically the sewage of a metallurgical plant containing heavy metal cations is fed. The presence of them must be determined.

Провод т предварительный анализ и определ ют продолжительность иммоблизации 50% дафний в анализируемой пробе - ЕТ-д , что составл ет 1,2 ч. Поэтому в дальнейшем пробу используют без разбавлени ее чистой водой.A preliminary analysis is carried out and the duration of immobilization of 50% of daphnids in the sample to be analyzed is ET-d, which is 1.2 hours. Therefore, the sample is subsequently used without diluting it with clean water.

100 мл анализируемой пробы раздел ют на две части. Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9 мл в п ть химических стаканов объемом 50 мл, приливают 1 мл 0,1%-ного водного раствора унитиола (1 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и ввод т в каждый стакан по 10 дафний в возрасте 24 ч. Температуру растворов поддерживают науровне и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч,100 ml of the sample to be analyzed are divided into two parts. The first part of the solution (50 ml) is poured into 9 ml in five 50 ml beakers, 1 ml of a 0.1% aqueous solution of unithiol (1 mg in terms of pure unithiol) is poured in, mixed and injected into each glass by 10 daphnids at the age of 24 hours. The temperature of the solutions is maintained at a higher level and monitor the immobilization of daphnias for 6 hours,

Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в п ть химических стаканов объемом 50 мл, помещают в них по 10 дафний в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру раствора и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.The second part of the analyzed sample (50 ml) is poured into 10 ml in five chemical glasses with a volume of 50 ml, placed in them 10 daphnids under the age of 24 hours. Maintain the solution temperature and monitor the immobilization of daphnids for 6 hours.

В результате анализа установлено что в анализируемой пробе без добавлени унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составл ет 2ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут безAs a result of the analysis, it was established that in the analyzed sample without the addition of unithiol, the duration of immobilization of 100% daphnia is 2 hours, and in the analyzed sample with the addition of unithiol, daphnia live without

684684

признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно , анализируемьш раствор содержит токсичные катионы металлов.signs of immobilization for 6 hours. Consequently, the analyzed solution contains toxic metal cations.

Пример 2. Анализ провод т аналогично примеру 1, но с количеством унитиола в анализируемой пробе в 2 раза больше.Example 2. The analysis is carried out analogously to example 1, but with the amount of unithiol in the analyzed sample 2 times more.

Первую часть раствора (50 мл) разливают по 8 мл в п ть химических стаканов объемом 50 мл, приливают 2 мл 0,1%-ного водного раствора унитиола (2 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и ввод т в стакан по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.The first part of the solution (50 ml) is poured into 8 ml of five chemical glasses with a volume of 50 ml, 2 ml of a 0.1% aqueous solution of unithiol (2 mg in terms of pure unithiol) are poured in, mixed and injected into a glass of 10 each. Daphnia in each under 24 hours. Maintain the temperature of the solutions and monitor the immobilization of Daphnia for 6 hours.

Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в п ть химических стаканов объемом 50 мл, помещают в них по 10 дафний в каждьй в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру раствора 36°С и ведут наблюдение за иммоб.илизацией дафкий в течение 6 ч.The second part of the sample to be analyzed (50 ml) is poured into 10 ml in five chemical glasses with a volume of 50 ml, 10 daphnias are placed in them at each time up to 24 hours. Maintain the solution temperature at 36 ° С and monitor the immobilization of daphoid in for 6 hours

В результате анализа устанойлено, что в анализируемой пробе без добавлени унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составл ет 2 ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно , в анализируемой пробе содержатс токсичные катионы металлов.As a result of the analysis, it was determined that in the analyzed sample without the addition of unithiol, the duration of immobilization of 100% daphnia is 2 hours, and in the analyzed sample with the addition of unithiol, daphnia live without signs of immobilization for 6 hours. Consequently, the analyzed sample contains toxic metal cations.

П р и м е р 3. Анализ провод т аналогично примеру 1, но с количеством унитиола в анализируемой пробе в 2 раза меньше.EXAMPLE 3 The analysis is carried out analogously to example 1, but with the amount of unithiol in the analyzed sample 2 times less.

Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9,5 мл в п ть химически стаканов объемом 50 мл, приливают 0,5 мл 0,1%-ного водного раствора унитиола (0,5 мг в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и ввод т в стаканы по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч.The first part of the solution (50 ml) is poured in 9.5 ml in five chemically beakers with a volume of 50 ml, 0.5 ml of a 0.1% aqueous solution of unithiol (0.5 mg in terms of pure unithiol) is poured in, stirred and 10 daphnia are introduced into glasses each up to 24 h. Maintain the temperature of the solutions and monitor the immobilization of daphnia for 6 h.

Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в п ть химических стаканов объемом по 50 мл помещают в них по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 6 ч. В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе без добавлени унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составл ет 2 ч, а в анализируемой пробе с добав лением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно , в анализируемой пробе воды содержатс токсичные катионы металлов . Пример 4, В отличие от примера 1 анализ провод т при 9°C, Первую часть раствора (50 мл) разливают по 9 мл в п ть химических стаканов объемом 50 мл, приливают 1 мл водного раствора унитиола (1 мл в пересчете на чистый унитиол), перемешивают и ввод т в стаканы по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов 19 С и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 24 ч Вторую часть анализируемой пробы (50 мл) разливают по 10 мл в п ть химических стаканов объемом 50 мл помещают в них по 10 дафний в каждый в возрасте до 24 ч. Поддерживают температуру растворов и ведут наблюдение за иммобилизацией дафний в течение 24 ч. В результате анализа установлено что в анализируемой пробе без добавлени унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составл ет 10ч, а в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации в течение 24ч. Следовательно} в анализируемо пробе воды содержатс токсичные кати оны металлов. Пример 5. Предварительным анализом установлено, что в анализируемой воде продолжительность иммобилизации 50% дафний составл ет 25мин. Поэтому анализируемую воду разбавл ют дес ть раз чистой природ ной водой, не содержащей токсичных веществ, и в разбавленных растворах определ ют при продолжительность иммобилизации 50% дафний. На анализ берут воду, разбавленную в 5 раз, в которой ETjQ составл ет 1,5 ч и выполн ют анализ как в примере 1 . В результате анализа установлено XITO в анализируемой пробе без добав лени унитиола продолжительность им билизации 100% дафний составл ет 3 ч (ETji, - 1,5 ч), в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно, в анализируемой воде содержатс токсичные катионы металлов. Пример 6. На анализ берут пробу из водоема, загр зненного сточными водами химического предпри ти , содержащими катионы т желых металлов, и расположенного р дом с сельскохоз йственными угодь ми, обработка которых проводилась фосфорорганическими пестицидами. Необходимо определить, св зана ли гибель рыб в водоеме с попаданием в водоем фосфорорганических пестицидов или обусловлена только токсичными катионами металлов. Анализ выполн ют как в примере 1. В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе без добавлени унитиола продолжительность иммобилизации 100% дафний составл ет 2,5 ч, в растворе с добавлением унитиола иммобилизаци дафний наблюдаетс через 4ч. Следовательно в анализируемой пробе воды присутствуют токсичные катионы металлов и токсиканты иной химической природы, предположительно фосфорорганические пестициды. Гибель рыб в водоеме обусловлена совместным действием этих токсикантов. Пример 7, Предварительным анализом установлено, что в анализируемой воде, продолжительность иммобилизации 50% дафний ( ) составл ет 1 ч. Анализ выполн ют как в примере 1 без разбавлени анализируемой воды, В результате анализа установлено, что в анализируемой пробе без добавлени унитиола продожительность иммобилизации 100% дафний составл ет 1,8 ч, в анализируемой пробе с добавлением унитиола дафнии живут без признаков иммобилизации 6 ч. Следовательно , анализируемьй раствор содержит токсичные катионы металлов. Пример 8. Предварительньм анализом установлено, что в анализируемой воде продолжительность иммобилизации 50% дафний (ETjo.) составл ет 4 ч. Анализ выполн ют аналогично примеру 1j но провод т его при 30 С.The second part of the analyzed sample (50 ml) is poured into 10 ml in five chemical glasses with a volume of 50 ml and 10 daphnias are placed in them each under 24 hours. Maintain the temperature of the solutions and monitor the immobilization of daphnids for 6 hours. As a result of the analysis, it was found that in the analyzed sample without adding the unitiol, the duration of immobilization of 100% daphnia is 2 hours, and in the analyzed sample with the addition of unitiol, daphnia live without signs of immobilization for 6 hours. Consequently, in the sample of water contained toxic s metal cations. Example 4 In contrast to example 1, the analysis is carried out at 9 ° C. The first part of the solution (50 ml) is poured into 9 ml in five chemical glasses with a volume of 50 ml, 1 ml of an aqueous solution of unithiol is poured (1 ml in terms of pure unithiol ), mixed and injected in glasses of 10 daphnids each up to 24 hours. Maintain the solution temperature of 19 ° C and monitor the immobilization of daphnia for 24 hours. The second part of the sample to be analyzed (50 ml) is poured into 10 ml of five chemical 50 ml cups are placed in them of 10 daphnids each under 24 hours. I support temperature solutions and are monitoring the Daphnia immobilization for 24 h. The analysis found that in the sample without the addition of immobilizing unitiola duration 100% daphnia is 10h, and in the sample with the addition of live Daphnia unitiola without signs of immobilization for 24h. Therefore} in the analyzed water sample contains toxic metal cations. Example 5. By preliminary analysis, it was determined that in the analyzed water the duration of immobilization of 50% daphnia is 25 min. Therefore, the analyzed water is diluted ten times with pure natural water that does not contain toxic substances, and in dilute solutions, the duration of immobilization of 50% daphnids is determined. Water diluted 5 times, in which ETjQ is 1.5 hours, is taken for analysis and the analysis is carried out as in Example 1. As a result of the analysis, XITO was established in the analyzed sample without adding unithiol. The duration of its stabilization 100% daphnia is 3 hours (ETji, 1.5 hours), in the analyzed sample with the addition of unithiol, daphnia live without signs of immobilization for 6 hours. Therefore, in the analyzed water contains toxic metal cations. Example 6. For analysis, a sample was taken from a reservoir polluted with chemical enterprise wastewater containing heavy metal cations and located near agricultural land, which was treated with organophosphorus pesticides. It is necessary to determine whether the death of fish in a pond is associated with the ingress of organophosphate pesticides into the pond or is caused only by toxic metal cations. The analysis is carried out as in Example 1. As a result of the analysis, it was found that in the analyzed sample without the addition of unithiol, the duration of immobilization of 100% daphnia is 2.5 hours; Consequently, toxic cations of metals and toxicants of a different chemical nature, presumably organophosphate pesticides, are present in the analyzed water sample. The death of fish in the pond is due to the joint action of these toxicants. Example 7: Preliminary analysis established that in the water to be analyzed, the duration of immobilization of 50% daphnia () was 1 hour. The analysis was performed as in Example 1 without diluting the water to be analyzed. As a result of the analysis, it was found that the duration of immobilization in the analyzed sample without the addition of unithiol Daphnia is 100% for 1.8 hours. In the analyzed sample with the addition of Unithiol, Daphnia live for 6 hours without signs of immobilization. Consequently, the test solution contains toxic metal cations. Example 8. Preliminary analysis established that in the water to be analyzed, the duration of immobilization of 50% daphnia (ETjo.) Was 4 hours. The analysis was performed as in Example 1j, but was carried out at 30 ° C.

7 116816887 11681688

В результате анализа установлено,вательно, анализируема вода содержитAs a result of the analysis, it is established that, water being analyzed contains

что в анализируемой пробе без до.бав-токсичные катионы металлов,that in the analyzed sample without additional toxic metal cations,

лени унитиола продолжительность им-Предлагаемый способ позвол етlaziness unithiol duration of it-the proposed method allows

мобилизации 100% дафнии составл етз выполнить специфичные обнаружени mobilizing 100% daphnia is to perform specific detections

8,2 ч, в анализируемой пробе с добав-токсичных катионов металлов в воде8.2 h in the analyzed sample with added-toxic metal cations in water

лением унитиола дафнии живут безна фоне токсичных веществ иной химипризнаков иммобилизации 10 ч. Следо -.ческой природы и нар ду с ними.In the case of unithiol, daphnia live without a background of toxic substances of different chemical signs of immobilization of 10 hours. Traces of nature along with them.

Claims

METHOD OF DETECTING TOXIC METAL CATIONS IN WATER, consisting in placing daphnia (Daphnia magna) as test objects in the analyzed sample and taking into account their continued survival, characterized in that, in order to increase the specificity of the determination of toxic metal cations, they are preliminarily determined in the studied dode at 34-36 ° C the median effective immobilization time (ET ^ ₀ ), for analysis, take a sample in which ETς ₀ is 1-4 hours, the sample is divided into two parts, one of which is introduced a detoxifying reagent-unitiol (2,3 -dimercaptropans sodium lphonate) in an amount of 0.5-2.0 mg per 10 ml of a polished sample of Daphnia immobilization at 19-36 ° С for 6-24 hours, and the presence of toxic metal cations is judged by the immobilization of Daphnia in part of the sample without unitiol and lack of immobilization in the sample with the addition of unitiol.

SU „, .1168168

I 1168168 2