Определение металлов в природных водах методом спектрофотометрии в сочетании с алгоритмом PLS

Abstract

Определение металлов в природных водах в настоящее время чаще всего проводят методом пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС), что требует концентрирования элементов и увеличивает длительность пробоподготовки. С целью повышения экспрессности анализа предложено проводить определение металлов методом спектрофотометрии с использованием неселективного реагента пиридилазорезорцина (ПАР) и алгоритма проекции на латентные структуры (PLS). Подготовка природной воды к анализу включает нейтрализацию предварительно законсервированной и отфильтрованной пробы воды, добавление раствора реагента и буферного раствора. Регистрируют спектры поглощения в диапазоне 350-600 нм. Полученные спектры проб воды исследованы методом главных компонент. Установлено, что спектры не являются однородными и образуют несколько групп; наиболее информативным является участок спектра 400-520 нм. Впервые PLS-градуировка построена по спектрам реальных проб воды с использованием данных, полученных методом ААС. Такой подход позволяет учесть влияние других компонентов и определять в природных водах одновременно 4 металла (Fe, Cu, Mn, Zn) с погрешностями 1-5 % отн., и относительным стандартным отклонением от 0.01 до 0.06, что сопоставимо по точности с методом ААС. Минимальная пробоподготовка существенно сокращает время анализа и снижает трудозатраты.

Currently determination of metals in natural waters is carried out by atomic absorption spectroscopy (AAS). The main disadvantage of the existing methods is the time-consuming sample preparation. The determination of metals by spectrophotometry using non selective piridilazorezortsin reagent (PAR) and the algorithm of projection to latent structures (PLS) was proposed to improve the rapidity of analysis. Preparation of natural water to the analysis comprises the neutralizing of pre-conserved and filtered water sample followed by adding the reagent and buffer solutions. Absorption spectra were recorded in the range 350-600 nm. Spectra of the samples were investigated by the method of principal components. It is shown that the spectra are not homogeneous and they form several groups. The most informative part of the spectrum is 400-520 nm. For the first time PLS-calibration was built on the spectra of real water samples using the data obtained by AAS. This approach allows us to take into account the influence of other components and to determine simultaneously 4 metals (Fe, Cu, Mn, Zn) in natural waters with errors of 1-5% rel. and the relative standard deviation of 0.01 to 0.06 that is comparable to the method of AAS in accuracy. The minimal sample preparation significantly reduces the analysis time and labor intensity.