Войти
Исследователь держит SLMD A в стабилизированном состоянии устройство с жидкой мембраной или SLMD представляет собой тип устройства пассивного отбора проб, которое позволяет на месте, интегративный сбор переносимых водой, лабильных ионные металлические загрязнения. Улавливая и улавливая ионы металлов на своей поверхности непрерывно в течение периода от нескольких дней до недель, SLMD может обеспечить комплексное измерение биодоступных ионов токсичных металлов, присутствующих в водной среде. Таким образом, они использовались вместе с другими пассивными пробоотборниками в экологических полевых исследованиях.
Пассивные пробоотборники были впервые разработаны в начале 1970-х годов для мониторинга концентраций переносимых по воздуху загрязнителей, которым могут подвергаться промышленные рабочие, но к 1990-м годам исследователи разработали и использовали пассивные пробоотборники. для контроля загрязнений в водной среде. Первым типом пассивного пробоотборника, предназначенного для использования в водной среде, было устройство с полупроницаемой мембраной (SPMD). SPMD можно было использовать для определения средневзвешенных по времени концентраций гидрофобных органических загрязнителей, но до начала 2000-х пассивные устройства для отбора проб металлических загрязнителей еще не появлялись. Металлы в окружающей среде могут принимать различные формы. Большинство металлов, растворенных в водной среде, присутствуют в любом из нескольких ионных, комплексно-ионных и органических состояний. Для большинства токсичных металлов биодоступность наиболее высока для лабильных металлов в их свободном ионном состоянии. Признавая потенциальную полезность устройства для пассивного отбора проб, которое можно использовать для измерения следовых количеств биодоступных токсичных металлов, исследователи из Геологической службы США (USGS) и Университета Миссури начали разработку на аналоге SPMD, который можно использовать для отбора проб лабильных металлов.
Наружная часть SLMD состоит из секции герметичных, плоских, полупроницаемых полиэтиленовых трубок. Внутри этой трубки находится смесь 1: 1 гидрофобного комплексообразователя с металлом и длинноцепочечной органической кислоты. Органическая кислота диффундирует по трубке к внешней поверхности, где часть карбоновой кислоты может образовывать стабильные комплексы с ионами кальция и магния в воде. Это позволяет восковому слою медленно накапливаться на внешней стороне трубки. комплексообразующий агент с металлом непрерывно мобилизуется в этот восковой слой, где он может изолировать ионы металлов из воды. Гидрофобный комплексообразующий агент с металлом, наиболее часто используемый в SLMD, представляет собой алкилированный 8-гидроксихинолин. Олеиновая кислота обычно используется как вторая половина смеси гидрофобных реагентов 1: 1, так как она легко образует олеаты кальция в водных средах для отбора проб. В дополнение к базовому устройству иногда используются гидрофобные пластиковые оболочки для размещения SLMD в полевых условиях. Переменный поток воды может изменить частоту отбора проб металлов SLMD, что затрудняет определение усредненной по времени концентрации. Позволяя ответственным металлическим аналитам диффундировать к поверхности SLMD, ограничивая диффузию твердых частиц, коллоидных или гуминовых веществ, эти гидрофобные оболочки помогают снизить вариабельность поглощения SLMD в быстро движущихся водах.
После развертывания в течение известного временного интервала SLMD могут быть извлечены из поля для анализа. Промывка 20% азотной кислотой позволяет извлекать накопленные металлы, а также с помощью аналитических методов, таких как масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) или атомно-абсорбционная спектроскопия (пламенная ААС) для измерения концентрации металла в экстракте можно определить количество металла, накопленного SLMD.
Известно, что SLMD накапливают кадмий, кобальт, медь, никель, свинец и цинк, и были внедрены в исследования мониторинга пресной воды, проведенные Департаментом экологии (экологии) штата Вашингтон и Геологической службой США. Экология развернула SLMD в верхнем и нижнем течении Индиан-Крик на 28 и 27 дней соответственно. Концентрации металлов на SLMD использовались для оценки истинной концентрации металлов в ручье. Расчетная концентрация была выражена как диапазон, основанный на частоте выборки SLMD, а также продолжительности воздействия. Целью отбора проб было изучение потенциальных причин сублетального воздействия молодой форели и утраты бентосного биоразнообразия в ручье.
Токсичные металлы могут присутствовать в водной среде в следовые или сверхследные концентрации, тем не менее, токсикологически значимые и, таким образом, причиняют вред человеку или окружающей среде. Поскольку эти концентрации настолько низки, они вышли бы за пределы пределов обнаружения большинства аналитических приборов, если бы образцы среды отбирались с использованием традиционных отборных проб. Использование SLMD для пассивного сбора металлов в течение длительного периода времени позволяет следам металлов накапливаться до обнаруживаемых уровней, что может дать более точную оценку водной химии и загрязнения. SLMD также имеют то преимущество, что они способны улавливать импульсы металлического загрязнения, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными при использовании отборных проб. SLMD ограничиваются оценкой лабильных металлов и не могут использоваться для мониторинга органических загрязнителей. Кроме того, хотя способность SLMD отбирать образцы меди, цинка, никеля, свинца и кадмия неоднократно демонстрировалась, лабораторных исследований их способности надежно поглощать другие токсичные металлы было мало. Тем не менее, в то время как в лабораторных исследованиях эффективности SLMD изучались только медь, цинк, никель, свинец и кадмий, SLMD успешно использовались в полевых исследованиях для оценки более широкого диапазона металлов.
