Тест методы в анализе воды

Перед употреблением природной воды из колодца или скважины в пищу необходимо исследовать ее образцы на содержание органических и неорганических загрязнений: токсических веществ, вирусов, бактерий, гельминтов, а также определить ее радиоактивность. На основании полученных результатов выдают заключение о пригодности и выбирают оптимальный способ очистки. Для исследований используют различные методы анализа воды, помогающие выявить отклонения от нормы и обнаружить опасные составляющие.

Чтобы получить точное заключение, нужно правильно отобрать образец воды для анализа. Для сбора исследуемой жидкости необходимо подготовить чистую тару. Можно взять двухлитровую бутылку, в которой была питьевая негазированная вода без добавок. Перед наполнением емкость следует промыть той же водой, которая будет собрана для изучения. Для каждого источника существуют свои требования для забора образца.

Для исследования водопроводной воды следует открыть кран на 15 минут и только после этого наполнить бутылку.
Чтобы точно определить качество воды из скважины, перед наполнением бутылки нужно оставить кран открытым на 5-10 минут. Если скважина долгое время не использовалась, необходимо включить насос и прокачать не менее 2 часов.
Колодезную воду лучше всего набирать с четырехметровой глубины, используя чистое ведро. Для некоторых анализов требуется придонная вода.

Бутылку нужно наполнять медленно тонкой струйкой до края горлышка (это уменьшает насыщение кислородом) и плотно закрывать крышкой. Желательно сразу отнести образец в лабораторию. В крайнем случае можно поставить материал в холодильник, но не более чем на двое суток. В сопроводительном листе следует указать адрес, тип источника (колодец, скважина, водопровод), дату и время сбора.

Существующие методы анализа качества воды позволяют с максимальной точностью определить содержание в жидкости токсичных веществ, которых, по данным ВОЗ, на сегодняшний день насчитывается более 13 тысяч. Большинство исследований проводят исключительно в лабораторных условиях, но предварительную оценку качества можно сделать самостоятельно.

Не имея в арсенале специальных препаратов и оборудования, реально провести только органолептическое исследование, оценив образец на вид, вкус и запах.

О повышенном содержании железа свидетельствует бурый или желтовато-коричневый оттенок, а также обильный осадок в виде хлопьев. Иногда цвет меняется только при встряхивании или нагреве. При небольших превышениях нормы вода может оставаться прозрачной, но вкус у нее будет с легким металлическим привкусом.
Марганец заявляет о себе сероватым оттенком и темным налетом на посуде.
Белизна, уходящая после отстаивания, свидетельствует о насыщении газами, например, метаном или хлором.
Присутствие сероводорода легко определить по характерному запаху протухших яиц.
Химические ароматы – явный признак загрязнения водоносного слоя сточными водами, сливаемыми на промышленном предприятии.
О том, что источник загрязнен органическими соединениями, можно судить по наличию запаха протухшей рыбы или сырой земли.

Самостоятельное исследование ни в коем случае не должно быть единственным. Любые изменения вкуса, запаха и цвета – серьезный повод использовать для диагностики методы лабораторного анализа воды.

Химическое исследование воды направлено на выявление органических и неорганических включений, определение степени жесткости, мутности и других важнейших показателей пригодности и качества. Всего в мире разработано более сотни различных методик, некоторые из которых практикуются только в единичных лабораториях. В списке наиболее популярных методов находятся:

спектрофотометрия;
биотестирование;
кондуктометрия;
фотометрия;
капилярный электрофорез;
турбидиметрия;
газовая хроматография;
гравиметрия;
газовая хроматография;
нефелометрия.

Как правило, лаборатории, специализирующиеся на диагностике качества воды, предлагают сокращенный и полный химический анализ. Сокращенный метод включает диагностику по 25 пунктам и определяет соответствие на допустимые показатели мутности, жесткости, окисляемости, общей минерализации, включений железа и магния, присутствие посторонних запахов. Сокращенную методику можно использовать при переезде на новое место и для подбора системы фильтрации в домах с центральным водоснабжением.

Расширенные методы химического анализа воды позволяют с высокой точностью определить процент содержания в образце металлов, газов, щелочей, нефтепродуктов, мочевины, нитритов и аммиака. Полная диагностика предполагает тестирование по 100 и более пунктам. Этот метод рекомендуется выбирать владельцам частных скважин и колодцев еще на этапе строительства.

Для тех, у кого нет возможности воспользоваться услугами лабораторий, выпускают специальные тест-наборы для самостоятельной химической диагностики домашних источников и водопровода. Комплекты для экспресс-анализа позволяют в общих чертах определить жесткость воды, превышение уровня железа, марганца, хлора и ряда других солей и металлов.

В продаже можно найти недорогие наборы, разработанные для водопровода, скважин, родников и колодцев. Это могут быть упаковки для определения одного или нескольких видов загрязнений. Комплекты снабжены инструкциями, которые помогают провести экспресс-анализ воды в домашних условиях, разобраться в результатах и правильно выбрать бытовой фильтр.

Более точную оценку дают профессиональные портативные лаборатории, включающие реагенты для проведения самостоятельного химического анализа. Стоимость этих наборов значительно выше услуг специалистов, а работа с ними требует наличия специальных знаний и опыта.

Санитарно-бактериологические методы анализа питьевой воды выявляют присутствие в жидкости патогенных организмов (легионелл, сальмонелл, шигелл, кишечной палочки), фекальных загрязнений, а также определяют допустимое количество непатогенных микроорганизмов. Превышение числа безвредных бактерий ведет к повышению уровня железа и серы, а также становится причиной налета на водопроводных трубах и посуде.

Для проведения микробиологических исследований применяют специальное оборудование, позволяющее создать благоприятные условия для роста микроорганизмов и обеспечить их питательной средой для жизнедеятельности. В диагностике посевов используют мощные микроскопы и другие профессиональные приборы, поэтому в домашних условиях эти технологии опробовать не получится.

Радиологическое исследование питьевой воды рекомендовано проводить в экологически неблагополучных местностях. Как правило, скважины и колодцы проверяют на присутствие трития и радия. Эти коварные изотопы быстро распространяются в подземных водах, накапливаются там и никак не выдают своего присутствия. Радиоактивные элементы незаметно разрушают клетки человеческого организма, вызывая неизлечимые заболевания.

Для изучения радиационного фона воды использую дозиметры, радиометры и спектрометры. Анализ состоит из двух основных этапов: предварительной оценки и расширенного тестирования. В случае выявления превышения норм суммарной активности альфа- и бета-излучающих радионуклидов на первом этапе, обязательно определяют радионуклидный состав воды и уровень активности каждого элемента.

Наиболее точные результаты о качестве и пригодности содержимого колодца или скважины можно получить только в ходе комплексного исследования, объединяющего бактериологические, химико-физические и радиологические методы. Для проверки водопроводной воды можно ограничиться химическим анализом, так как остальные уровни контроля проводят на водоочистных сооружениях. Чтобы получить максимально правдоподобное заключение, рекомендуем обращаться в авторитетные лаборатории.

источник

Экологические анализы выполняют, как правило, в химических лабораториях (куда транспортируют пробы воздуха, воды и почвы), оснащенных

Рис. III.174. Определение НП (моторных масел) в загрязненной речной воде методом ТФМЭ/ГХ/ПИД [277]. Пояснение в тексте.

современными аналитическими приборами и имеющих квалифицированный персонал. Это вполне оправданно, так как экоаналитика имеет дело с пробами сложного состава, содержащими десятки и сотни загрязняющих веществ различной природы, а идентификация и количественное определение в этих пробах приоритетных загрязнителей окружающей среды — задача сложная и трудоемкая.

В последнее время химический анализ постепенно перемещается из лаборатории в «поле» (места, где находится анализируемый объект) [302]. Это, например, для экспресс-контроля технологических процессов, контроля за содержанием метана в атмосфере угольных шахт, поиска утечек природного газа из газопроводов, определения СО в автомобильных выхлопах, контроля содержания озона в стратосфере, космических исследований, выявления боевых отравляющих веществ, оперативного анализа воды (в том числе и питьевой) и т. д. [302, 303], а также определения токсичных и взрывоопасных веществ в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий [304].

Полевые анализы могут выполняться в передвижных лабораториях — на автомобилях, катерах, самолетах и т. д. В этом случае применяются обычные лабораторные приборы. Подчас их делают более устойчивыми к вибрации и пыли, переводят питание с сетевого на аккумуляторное или батарейное, но в целом — это те же лабораторные средства [302]. Подобные лаборатории на автомобилях выпускают несколько зарубежных фирм, есть они в НПО «Химавтоматика» (г. Москва), вариант на катере (для определения нефтепродуктов в морской воде) создан в г. Санкт-Петербурге. Самолетный вариант, главным образом для анализа аэрозолей, сделан в одной из московских конверсионных фирм.

Московский «Экомобиль» монтируют на шасси грузового автомобиля, где устанавливают несколько аналитических комплексов:

• Компьютерно-хроматографическую систему Инлан-ГХ — для определения органических соединений в воздухе и воде (подробнее см. [3]).
• Ионохроматографический комплекс Инлан-ИХ — для измерения содержания неорганических ионов в воде, воздухе рабочей зоны, атмосфере и промышленных выбросах.
• Рентгенофлуоресцентный комплекс Инлан-РФ — для определения ионов тяжелых металлов в водах.
• Спектрографический и спектролюминесцентный комплекс на базе прибора ЭКО Инлан-СФ — для определения тяжелых металлов в питьевой, природной и сточной водах, а также для определения содержаний неорганических газов и формальдегида в воздухе рабочей зоны.

Внелабораторные анализы могут выполняться и на портативных переносных аналитических приборах (с питанием от батарей). Они чаше, но не всегда, монофункциональные, т. е. предназначенные для определения одного вещества. В этих приборах методика обычно «зашита» в конструкции и не меняется, иногда не требуется отбор пробы. Такого рода анализаторы применяют для определения СО и углеводородов в автомобильных выхлопах и обнаружения H2S, Оз, СЬ, СО и СО2 в воздухе рабочей зоны.

В 1999 г. в НИЦ экологической безопасности РАН (г. Санкт-Петербург) создан портативный (масса 400 г) флуориметр для определения следовых содержаний нефтепродуктов в воде после осаждения их на мишени из пористого фторопласта. В этом приборе в качестве источника света используется монохроматический УФ-светодиод (длина волны возбуждения 368 нм). С помощью флуориметра в полевых условиях можно выполнять не менее 100 определений нефтепродуктов в час при их содержаниях в диапазоне 0,3—0,5 мг/л [22].

В последнее время началась разработка переносных многофункциональных приборов, например хроматографов, но они пока не получаются очень уж портативными, к тому же требуют квалифицированного обслуживания. Недавно появилось исключительно перспективное направление — многофункциональные приборы на микроэлектронном чипе (микроприборы). Есть описание таких приборов для газовой хроматографии, капиллярного электрофореза, проточно-инжекционного анализа.

Для полевых анализов используют и системы химических сенсоров — небольшого размера датчиков, помещаемых в анализируемую среду. Датчик непрерывно и необратимо регистрирует содержание какого-либо одного компонента этой среды — подобно тому, как гигрометр непрерывно регистрирует влажность, а термометр — температуру. Принцип и методика анализа заложены в техническом решении сенсора. Химические сенсоры перспективны как чувствительные элементы систем внелабораторной диагностики, контроля и регулирования, например химических реакторов. Подобными системами оснащают космические корабли [302].

Есть еще одна группа средств, решающих задачу массового контроля вне лаборатории и на уровне рядового исполнителя. Речь идет о тест-методах анализа и соответствующих средствах для него [302, 303]. Прообразом их могут быть всем известные бумажки для определения величины pH или трубки для выявления паров алкоголя в воздухе, выдыхаемом водителем.

«Тест-методы анализа — это экспрессные, простые и дешевые приемы обнаружения и определения веществ, обычно не требующие существенной подготовки пробы, использования сложных приборов, сложного лабораторного оборудования (и вообще условий лаборатории), а главное — обученного персонала» [303].

Есть области, где тест-методы применяют в течение длительного времени, например в клиническом анализе, для обнаружения боевых отравляющих веществ и наркотиков, определения вредных веществ в воздухе рабочей зоны и промвыбросах. В настоящее время эти методы приобретают все большее значение в экологических анализах. Наряду с химическими тест-методам и, к которым следует отнести и ферментные, существует и большая группа иммунотестов, а также биотестов, основанных на применении живых организмов, особенно микроорганизмов, отдельных органов или тканей [303, 305).

Общий принцип большинства химических тест-методов — это использование известных аналитических реакций и реагентов в условиях и в форме, обеспечивающих визуальный и легко измеряемый эффект, чаще всего изменение цвета и интенсивности окрашивания бумаги или длины окрашенной части индикаторной трубки [306, 307].

источник

Значение показателя общей жесткости воды, в мг/л карбоната кальция, определяется путем титрования раствором комплексона ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота). Перед началом выполнения измерений корректируется рН анализируемой пробы до значения 10, путем добавления буферного раствора. Индикатор взаимодействует с содержащимися в пробе воды ионами кальция и магния, образуя комплекс, окрашенный в красный цвет. Также и ЭДТА, после добавления, образует комплексы с ионами металлов содержащимися в пробе. После того как все свободные ионы металлов оказываются связанными в комплексы с ЭДТА, добавленный избыток этого реактива приводит к разрушению окрашенного комплекса ионов металлов с индикатором. При этом, происходит изменение окраски пробы с красного на голубой. Полный переход окраски, титруемой пробы, с красного на голубой является указателем конечной точки титрования.

ПЕРЕД НАЧАЛОМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАННОГО ТЕСТ-НАБОРА СЛЕДУЕТ ПРОЧИТАТЬ ВСЕ ИНСТРУКЦИИ

НА ОБРАТНОЙ СТОРОНЕ ЛИСТА СМОТРИТЕ ИЛЛЮСТРАЦИИ ПО ПРОЦЕДУРЕ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Замечание: Легким толчком и последующими поворотами, оденьте наконечник на выходной кончик бюретки. Убедитесь в воздухонепроницаемости места соединения наконечника и бюретки.

• Возьмите пластиковый стакан меньшего объема (на 20 мл), снимите с него крышку. Сполосните стакан водой из той пробы, которую собирайтесь анализировать. Поместите в стакан аликвотную часть пробы воды, заполнив его до метки 5 мл. Закройте стакан крышкой.

• Через отверстие в крышке стакана добавьте 5 капель буферного раствора. Вращая стакан небольшими кругами, тщательно перемешайте его содержимое.

• Через отверстие в крышке стакана добавьте 1 каплю индикатора Кальмагитового и перемешайте, как описано выше. Содержимое стакана приобретет красно-фиолетовую окраску.

• Возьмите бюретку для титрования и полностью, до конца, опустите плунжер. Погрузите наконечник бюретки в бутыль с раствором ЭДТА (HI 3812-0) и, аккуратно выдвигая плунжер вверх, заполните бюретку. Бюретка является заполненной, когда нижний край затвора плунжера будет находиться на уровне отметки 0 мл шкалы бюретки.

• Установите наконечник бюретки в отверстие на крышке пластикового стакана и начинайте титровать, медленно, по каплям, прибавляя раствор ЭДТА к содержимому стакана. После прибавления каждой новой капли раствора титранта вращательными движениями перемешивайте содержимое стакана.

• Когда содержимое стакана окрасится в пурпурный цвет, продолжайте титровать, перемешивая содержимое пластикового стакана не менее 15 секунд после прибавления каждой новой капли раствора титранта. Конечная точка титрования определяется окончательным, не изменяющимся в течении 1 мин., изменением окраски содержимого пластикового стакана на голубой цвет.

• Запишите количество миллилитров раствора ЭДТА, считанное со шкалы бюретки, и умножьте это значение на 300, чтобы получить значение показателя общей жесткости воды в мг/л CaCO₃.

Если полученный результат оказался ниже, чем 30 мг/л CaCO₃, необходимая точность аналитического определения достигается путем выполнения процедуры, описанной ниже.

• Возьмите пластиковый стакан большего объема (на 50 мл), снимите с него крышку. Сполосните стакан водой из той пробы, которую собирайтесь анализировать. Поместите в стакан аликвотную часть пробы воды, заполнив его до метки 50 мл. Закройте стакан крышкой.

• Проведите титрование таким же образом, как и для диапазона показателя общей жесткости от 0 до 300 мг/л CaCO₃.

• Запишите количество миллилитров раствора ЭДТА, считанное со шкалы бюретки, и умножьте это значение на 30, чтобы получить значение показателя общей жесткости воды в мг/л CaCO₃.

источник

Проблема качества потребляемой нами воды становится в настоящее время всё более острой. Именно поэтому повышенным спросом пользуются различные виды анализа воды, включая те, которые можно провести самостоятельно.

Для указанных целей рынок предлагает сегодня достаточно широкий ассортимент приборов и наборов для выполнения экспресс-анализов.

Существующие системы водоснабжения в большинстве своём не соответствуют требованиям действующих стандартов качества. Этим объясняется необходимость выполнения лабораторного анализа воды, предназначенной для питьевого водоснабжения. Выполняться он должен и на открытых источниках, и в колодцах, и в скважинах, и даже на входе в вашу квартиру при централизованном водоснабжении.

При развёрнутом анализе выполняется два типа исследований: анализ физико-химический и анализ бактериологический. В первом случае вода проверяется на её цветность, запах, жёсткость, мутность, входящие в структуру воды химические элементы. Бактериологический анализ позволяет выявить наличие колиформных бактерий, рассчитать общее микробное число и т.п.

Характеристики качества питьевой воды в настоящее время определяются рядом нормативов:

общие требования к качеству питьевой воды изложены в СанПиН 2.1.4.1074-01, которые главный (ГГСН) санитарный врач РФ утвердил своим постановлением за номером 24, датированным 26.09.01 (в редакции на 28.06.10);
контроль качества воды в системах централизованного водоснабжения (горячего и холодного) регламентируется СанПиН с регистрационным № 2.1.4.1074-02;
воды бутилированной — СаНПиН 2.1.4.1116-02;
пробы воды для выполнения лабораторных анализов отбираются согласно российскому стандарту 53415-2009.

Указанный ГОСТ Р аутентичен международному стандарту ISO 19458:2006. Документ в России введён приказом №457-ст, изданным Ростехрегулирования 15.10.09. Указанные анализы могут быть выполнены в районных СЭС, в лабораториях водоканала либо в частных лабораториях, имеющих соответствующие лицензии и аккредитацию.

При выполнении исследований выполняется две группы анализов: проверка технологических и токсикологических показателей качества. По результатам проведения анализов лаборатория выдаёт заказчику рекомендации, касающиеся корректировки качества подаваемой воды и рекомендует те или иные технологии очистки.

Чтобы результаты выполненных анализов были максимально объективными, следует строго соблюдать порядок забора проб воды для их последующего анализа.

В первую очередь, в ходе указанных анализов нужно обращать внимание на концентрацию азотистых соединений, т.к. это базовый показатель, которым характеризуется общая степень загрязнения источника водоснабжения. При этом оценивается содержание нитратов, нитритов, аммонийного азота. ПДК проставляются в бланках анализов.

В рамках стандартного анализа часто дополнительно определяется наличие в воде нефтепродуктов.

Развёрнутый анализ предусматривает проверку на наличие хлоридов, сульфатов, ряда иных химических элементов. При выполнении полного анализа определяются радиологические показатели, концентрация тяжёлых металлов и радионуклидов.

Кроме химических анализов, выполняются микробиологические анализы, в рамках которых определяются общие колиформы и общее микробное число.

Комплексная очистка воды предусматривает пять этапов её очистки:

механическая очистка от твёрдых загрязнителей, которая выполняется в три этапа:
- очистка на фильтрах осадочных;
- очистка на активированном угле;
- очистка микрофильтрацией;
уменьшение количества растворённого в воде железа;
снижение жёсткости воды;
выполнение тонкой очистки;
обработка ультрафиолетовым излучением.

При выполнении комплексного анализа пробы берутся на каждом этапе. В первую очередь, обращают внимание на видовой состав имеющегося бактериологического загрязнения, а также на свойства и характер выявленных микроорганизмов с учётом их количества и общего загрязнения воды.

Микробиологические анализы дают возможность не просто точно определить степень загрязнённости воды, но и характер имеющегося загрязнителя и его свойства. Это даёт возможность подобрать наиболее эффективные и оптимальные методы очистки.

Наиболее значимым игроком на рынке приборов, позволяющих выполнять экспресс анализ качества воды, является компания CHEMETRICS, INC (США). На российском рынке оборудование представлено линейкой приборов CHEMetrics и комплектами соответствующих тестовых реагентов.

Основными из них являются:

Фотометр монопараметрический SAM – предназначен для анализа наличия в воде конкретного вещества. Для этого используются ампулы Vacu-vials, которыми он комплектуется. Точность полученных результатов сопоставима с той, которую даёт дорогое специализированное лабораторное оборудование.
Фотометр мультипараметрический V-2000 – считается одним из наиболее современных колориметров малых размеров, оснащённых ЖК-дисплеем. Прибор имеет свыше 50 встроенных в него программ, реализуемых с использованием самозаполняемых ампул. Абсолютно безопасен для пользователя, т.к. отсутствует стадия смешивания и пробоподготовки. Технически реализованы возможность обновления установленных программ в течение нескольких минут и пользовательское программирование (до + 10 методов).
TDS-метр портативный – позволяет контролировать и измерять количество растворённых в воде твёрдых веществ.
Мутномер портативный – используется в основном в пищевой и химической промышленности. Позволяет выполнять полевой контроль качества.
pH – метр портативный.

Количество и назначение предлагаемых экспресс-наборов чрезвычайно разнообразно. Они позволяют проводить как комплексные анализы, так и избирательные, по одному или нескольким параметрам.

Основные экспресс-наборы для проведения анализа:

Тест-системы линейки РС – это сухие смеси либо готовые растворы реагентов. В зависимости от степени концентрации анализируемого вещества, цвет раствора изменяется. Эти наборы подходят для выполнения спектрометрического анализа воды. При этом широко применяются спектрофотометры различных моделей.
Тест-системы линейки ИП. Принцип действия основан на применении индикаторных порошков, цвет которых меняется в зависимости от концентрации исследуемого вещества.
Тест-системы линейки ИТ. Принцип действия основан на применении индикаторных трубок. Концентрация определяется по изменению длины окрашенной зоны в такой трубке.
Специальные наборы для анализа воды – предназначены для проведения тестирования конкретных параметров.

Экспресс тест на жёсткость – РТК08ВU.
Экспресс тест на хлор и рН – PTK01CS.
Экспресс тест на сводный и общий хлор, щёлочность, жёсткость, циануровую кислоту – РТК07С.

Предлагаемые на рынке приборы и наборы для экспресс-анализа воды имеют приемлемую цену и достаточно высокое качество результатов. Они удобны в эксплуатации, транспортировке и достаточно компактны. Предварительного приготовления каких-либо растворов от пользователя не требуется. Конструкции входящих в комплект ампул гарантируют требуемую для выполнения анализа дозировку и исключают влияние третьих веществ, содержащихся в растворе.

Качественные и своевременно проведённые анализы воды позволяют оптимально подобрать схему комплексной системы очистки водоснабжения в жилище.

источник

Анализ питьевой воды позволяет точно понять, пригодна ли она для употребления человеком или может быть опасна для здоровья. Лабораторные исследования могут проводиться в разных вариантах, все зависит от поставленной задачи (от простого анализа на жёсткость до многоступенчатого исследования пробы на включение в состав редких элементов). Выбор методики зависит от типа пробы (из водопровода или забор на природе) и цели исследования. Есть контроль качества, соответствие нормам, степень превышения включения в состав примесей относительно ПДК. Стоит подробнее изучить вопросы о том, что включает в себя анализ, как проводится и какова его стоимость.

Основа в осуществлении анализов – полная качественная оценка качества воды из скважины, пробы из природного источника, осадков атмосферы, а также вод из стоков. Сегодня многие компании предоставляют квалифицированные услуги по определению физических и химических показателей качества и пригодности для употребления воды.

Благодаря анализу воды можно определить, пригодна ли она для употребления или нет

Обычно проводится проверка вод:

Для питья центрального и нецентрального трубопровода снабжения водой. Эта жидкость, нужная для употребления людьми внутрь, в бытовых целях, для применения в процессе перерабатывания продовольствия и производства пищи. Регламент — СанПиН 2.1.4.1074-01.
Из природных источников (поверхностная, подземная), осадки атмосферы. Задача охраны вод на поверхности от загрязнения актуальны для России, особенно для регионов вдоль реки Волги. Исследования поверхностных вод в лаборатории выполняются с целью выявления качества жидкости для питья и бытовых нужд, контроля за загрязнением производством, стоками в быту, а также для выявления качества объектов рыбно-хозяйственного назначения.
Вода сточная.

При сбрасывании сточных вод в канализационную сеть необходимо проводить проверку результативности очищения и соответствия стоков прописанным в законе нормам. Проверка должна проводиться регулярно, сроки также указаны в законодательных документах.

Первостепенно нужно определение элементарного состава воды (30 самых распространенных химических элементов). Второй момент — выявление присутствия в нем дополнительных химических веществ, если это нужно или если проба имеет особенности (забор воды из грязных водоносных горизонтов или стоки промышленного предприятия).

В целом мощности хороших лабораторий дают возможность выполнять анализ проб на выявление 72 химических элементов разного рода.

Залог успеха и правильного исследования жидкости – это качественно взятая проба. Важно обращать внимание на требования к забору проб для исследования.\

Для проведения анализа воды нужно обладать специальными знаниями и оборудованием

Требования к таре и объёму воды следующие:

Применение стерильной емкости из пластика или тары из-под дистиллированной воды. Запрещается использовать в качестве тары емкости из-под газировки, бутылки, в которых находились агрессивные среды.
Минимум воды для исследования, взятой из скважины, колодца, крана – не меньше 0,5 л.
Перед тем как забирать пробу для исследований, нужно, чтобы вода протекла в течение 5 минут, следует предварительно ополоснуть тару водой из этого источника.

Период, на протяжении которого взятая проба должна быть отправлена на исследование, не может быть больше 2 суток. Взятую пробу необходимо хранить в холодильнике. Также на каждой емкости должны быть нанесены данные о времени, дате и месте забора, а также о виде источника.

Исследование обычно состоит из 30 самых распространенных элементов. Образец следует передать на анализ в лабораторию не позже 48 часов с момента забора жидкости. Промаркированный образец нельзя оставлять без присмотра.

Цена исследования высчитывается в зависимости от его сложности.

Если это стандартная услуга (на выявление 30 веществ), то стоимость классическая (комплекс, примерно 60 руб./вещество). За каждый дополнительный элемент берется дополнительная сумма, все зависит от типа пробы. Однако в лабораториях для постоянных клиентов, а также при больших объёмах заказа на исследования предоставляются скидки.

Хорошая лаборатория должна иметь аттестат аккредитации на выполнение исследований воды из разных источников, а именно:

Водопроводной воды;
Питьевой;
Минеральной;
Из скважины;
Колодезной.

Анализ воды выполняется достаточно быстро и стоит это недорого

Лабораторный анализ воды в хорошем центре основан на инновационной методике исследования – масс-спектрометрии, которая дает возможность выявлять присутствие в пробе элементов даже в микроскопических дозах. Аккредитованная лаборатория гарантирует качественный результат проведенных исследований.

Химический анализ воды направлен на определение органики и неорганики, а также степени жёсткости, мутности и прочих важных показателей пригодности и качества. Сегодня разработано больше 100 разнообразных методов, часть которых применяется на практике только в единичных лабораториях.

В перечне самых актуальных методик находятся:

Спектрофотометрия;
Биотестирование;
Кондуктометрия;
Фотометрия;
Капиллярный электрофорез;
Турбидиметрия;
Газовая хроматография;
Гравиметрия;
Нефелометрия.

После выполнения анализа воды результаты будут перенесены на листок в виде таблицы

Обычно центры, которые специализируются на диагностировании качества воды, предлагают сокращенное и полное химическое исследование пробы. Первая методика включает диагностирование по 25 пунктам и выявляет соответствие на нормы: присутствие посторонних запахов, жесткость, мутность, общая минерализация, окисляемость, присутствие железа и магния. Сокращенный метод можно применять при переезде на новое место и для выбора фильтра в домах с централизованным снабжением водой.

Полное исследование дает возможность с высочайшей точностью выявить процент включения в состав образца следующих веществ: металлов, газов, нефтепродуктов, щелочей, мочевины, нитритов, аммиака.

Расширенное диагностирование предполагает тест по 100 и больше пунктам. Эта методика должна быть выбрана владельцами частных скважин и колодцев ещё во время стройки. Для тех, кто не может обратиться в лабораторию, выпускают уникальные наборы для химического диагностирования воды из источника своими руками дома.

Наборы для анализа в домашних условиях дают возможность в общих чертах понять, какова жёсткость воды, увеличен ли уровень солей и металлов:

Можно найти дешевые тесты, созданные специально для водопроводной системы, скважин, природных источников и колодцев. Это могут быть наборы для выявления одного или нескольких видов веществ. Тесты реализуются с описанием, оно поможет выполнить экспресс-анализ жидкости дома, понять результат и правильно подобрать устройство для фильтрации воды.

Исследование проб воды требует профессионализма, поэтому для своей же безопасности правильно будет доверить дело экспертам.

источник

1 ТЕСТЫ ПО ТЕМЕ : «ОБЩИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА. АНАЛИЗ ВОДЫ ОЧИЩЕННОЙ. 1.Государственная фармакопея РФ является: А. Сборником методических указаний по анализу лекарственных средств Б. Сборником основных стандартов, применяемых в фармакопейном анализе лекарственных средств В. Сборником основных стандартов, применяемых в фармакопейном анализе и производстве лекарственных средств Г. Сборником основных стандартов, применяемых в производстве лекарственных средств 2. Государственная фармакопея содержит: А. Методические указания по анализу лекарственных средств Б. Общие фармакопейные статьи В. Фармакопейные статьи на лекарственные средства Г. Фармакопейные статьи на лекарственные формы 3. Биологические методы контроля описаны в общих фармакопейных статьях: 4. Если в частной статье ГФ на лекарственное вещество есть указание на определение величины ph, следует пользоваться методиками: А. Пирогенность Б. Бактериальные эндотоксины В. Испытание на чистоту и допустимые пределы примесей Г. Микробиологическая чистота А. Указанными в частной ФС на испытуемое лекарственное вещество Б. Указанными в ОФС «Ионометрия» В. Указанными в ОФС «Растворимость» Г. Указанными в ОФС «Осмолярность» 5. В общих фармакопейных статьях описаны методы анализа, применяемые для лекарственных средств: 6. В разделе частных ФС «Описание» приводятся данные на твердые вещества: А. Физические Б. Химические В. Биологические Г. Физико-химические А. Кристаллическое вещество или аморфное Б. Цвет лекарственного вещества В. Возможные изменения под действием факторов окружающей среды Г. Гигроскопичность 7. В разделе «описание» для твердых лекарственных веществ А. Цвет порошка приводится: Б. Растворимость В. Окраска пламени при внесении в бесцветное пламя горелки Г. Возможные изменения при неправильном хранении Подберите соответствие: 8. При неправильном хранении лекарственные вещества меняют свой внешний вид: А. Кальция хлорид Б. Фенол В. Меди сульфат Г. Натрия йодид 1. Розовеет на свету 2. Появляются белые вкрапления среди синих кристаллов 3. Увлажняется и буреет 4. Расплывается на воздухе 9. Изменение химического состава и внешнего вида при неправильном хранении наблюдаются у лекарственных веществ по причине: А. Серебра нитрат 1. Окисления Б. Резорцин 2. Восстановление В. Меди сульфат 3. Увлажнение Г. Калия йодид 4. Выветривание кристаллизационной воды 10. При неправильном хранении внешний вид лекарственных средств может меняться вследствие: А. Серебра нитрат темнеет 1. Окисления

2 Б. Резорцин розовеет В. Натрия йодид отсыревает, буреет Г. Кальция хлорид расплывается 2. Восстановления 3. Поглощения влаги 4. Поглощения СО Подвергаются гидролизу при растворении в воде и дают реакцию среды: А. Натрия тиосульфат (Na 2 S 2 O 3 5H 2 O) 1. Слабокислую Б. Натрия гидрокарбонат (NaHCO 3 ) 2. Нейтральную, не подвергается гидролизу В. Меди сульфат 3. Щелочную Г. Натрия тетраборат 4. Сильнощелочную 12. Реакцию среды водного раствора можно определить с помощью индикатора: А. Слабощелочную 1. Фенолфталеина Б. Сильнощелочную 2. Лакмуса красного В. Слабокислую 3. Лакмуса синего Г. Сильнокислую 4. Метиловый оранжевый 13. Определение примесей в воде очищенной в соответствии с требованиями проводят: А. Ионы SO 2-4, Cl -, Ca Примеси должны отсутствовать, реакции на них Б. Ионы аммония должны быть отрицательны В. Нитраты, нитриты. 2. Примесь регламентируется, проводится сравнение с Г. Восстанавливающие вещества эталоном 3. Проводится сравнение с эталоном мутности 4. Не должно быть обесцвечивания раствора калия перманганата в среде серной кислоты при кипячении 14. В анализе на чистоту воды очищенной проводится: А. Определение величины ph Б. Определение содержания ионов NH 4 + В. Определение сухого остатка Г.Определение отсутствия нитратов, нитритов 1. Выпариванием 100 мл H 2 O взвешиванием остатка 2. Потенциометрически 3. По отрицательной реакции с дифениламином 4. Эталонным методом по реакции с реактивом Несслера 15. В воде очищенной регламентируется количество примесей: А. Хлоридов Б. Сульфатов В. Диоксида углерода Г. Ионов аммония 16. Растворимость лекарственных веществ в ГФ выражается: А. Только в частях Б. В условных терминах В. В частях и в условных терминах Г. В процентах 17. Если растворимость лекарственного вещества по ГФ характеризуется условным термином, то определяют: 18. Если растворимость является показателем чистоты для лекарственного вещества, то она выражается: 19. Для определения значения величины ph растворов лекарственных веществ используют метод: 20. Определять значение величины ph водного раствора ГФ рекомендует: 21. Испытуемую жидкость по требованию ГФ ХII считают прозрачной, если она: А. Примерное количество растворителя (соответственно термину) для растворения 1 г вещества при фиксированной температуре t = 10 C Б. Примерное количество растворителя (соответственно термину) для растворения 1 г вещества при t = C В. Конкретное количественное соотношение лекарственного вещества и растворителя Г. Количество грамм молей на литр А. В условных терминах Б. В частях В. Указывается растворимость 10,0 г вещества в 1000 мл воды Г. В грамм-эквивалентах на литр А. Хроматографии на бумаге Б. Поляриметрии B. Рефрактометрии Г. Ионометрии А. По индикатору лакмусу синему Б. Методом построения градуировочного графика В. Методом стандартных добавок Г. Потенциометрическим методом А. Выдерживает испытание с эталоном мутности II Б. По прозрачности не отличается от воды

3 22. В анализе чистоты лекарственных средств количество окрашенных примесей по ГФ регламентируется с помощью: дистиллированной В. По прозрачности не отличается от воды или растворителя, используемого при приготовлении испытуемой жидкости, или выдерживает сравнение с эталоном мутности I Г. Выдерживает испытание с эталоном мутности IV А. Эталонов мутности Б. Эталонов цветности В. Сравнения с водой Г. Сравнения с растворителем 23. Бесцветными по ГФ XII считают жидкости, если их окраска: А. Не отличается от окраски эталона В 1 Б. Не отличается от воды, или не интенсивнее окраски эталона В 1 В. Не отличается от воды (или соответствующего растворителя) или окраска не более интенсивна, чем окраска эталона В 9 Г. Одинакова с окраской эталона В Появление окрашенных примесей в лекарственном веществе при неправильном хранении ГФ регламентирует путем сравнения окраски с: А. Эталонами цветности Б. Эталонами мутности В. Водой очищенной Г. Раствором неизмененного при хранении препарата 25. Получение воды очищенной ГФ XII допускается методами: А. Фильтрования через бумажные фильтры Б. Дистилляции В. Ионного обмена Г. Обратного осмоса 26. В анализе воды очищенной ГФ требует определять значение величины ph: 27. Испытуемую жидкость по требованию ГФ XII считают прозрачной, если она: 28. При добавлении к воде очищенной раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте синее окрашивание образуется при наличии примеси: 29. Значение величины ph воды очищенной по требованиям ГФ XII должно быть в пределах: 30. Определение количества примеси ионов аммония в воде очищенной проводится: 31. При стоянии в течение часа равных объемов воды очищенной и воды известковой в плотно закрытой пробирке помутнение образуется при наличии примеси: 32. Кроме испытаний, проводимых на воду очищенную, для воды для инъекций проводят испытание на: А. Методом стандартных добавок Б. Потенциометрическим методом В. По индикатору лакмусу синему Г. Методом градуировочного графика А. По мутности не превышает эталон мутности II Б. По мутности не превышает эталон мутности III В. По прозрачности не отличается от воды дистиллированной, или от растворителя, взятого для приготовления испытуемой жидкости Г. По прозрачности не отличается от воды, или растворителя, используемого для приготовления испытуемой жидкости, или не превышает эталон мутности I А. Восстанавливающих веществ Б. Нитратов, нитритов В. Диоксида углерода Г. Тяжелых металлов А. 5,0 7,0 Б. 5,5 8,0 В. 5,0 7,5 Г. 5,0 6,0 А. По выделению аммиака при взаимодействии с NaOH, который обнаруживают красной лакмусовой бумагой Б. По появлению желтого окрашивания от прибавления реактива Несслера В. Путем сравнения окраски воды очищенной, к которой добавлен реактив Несслера с окраской эталонного раствора на ион аммония, к которому также добавлен реактив Несслера Г. Путем сравнения окрашивания воды очищенной, к которой добавлен реактив Несслера с водой очищенной А. Ионов кальция Б. Ионов тяжелых металлов В. Диоксида углерода Г. Хлорид-ионов А. Соли железа Б. Соли цинка

4 33. Правила хранения воды очищенной включают следующие требования: 34. Испытание на микробиологическую чистоту и пирогенность для воды для инъекций относится к: 35. Воду для инъекций хранят А. 3 суток Б. 1 месяц В. Не более 10 часов Г. Не более 24 часов 36. При наличии примеси восстанавливающих веществ в воде очищенной, раствор калия перманганата в присутствии серной кислоты при кипячении с испытуемой водой: В. Пирогенность Г.Микробиологическую чистоту А. Хранят в течение 6 месяцев Б. Хранят в закрытых ёмкостях В. Емкости для хранения должны быть изготовлены из материалов, не изменяющих свойств воды и защищающих её от инородных частиц и микробиологических загрязнений Г. Хранят в течение 1-го месяца А. Физическим методам Б. Физико-химическим методам В. Биологическим методам Г. Химическим методам А. Обесцвечивается Б. Не меняет свой цвет В. Образует осадок Г. Желтеет ОТВЕТЫ К ДАННЫМ ТЕСТАМ 1. В 19. Г 2. Б,В,Г 20.Г 3. А,Б,Г 21.В 4. Б 22.Б 5. А,Б,В,Г 23.В 6. А,Б,В,Г 24.А 7. А,Г 25.Б,В,Г 8. А-4, Б-1, В-2, Г-3 26.Б 9. А-2, Б-1, В-4, Г-3 27.Г 10. А-2, Б-1, В-1,3, Г-3 28.Б 11. А-3, Б-3, В-2, Г-4, 29.А 12.А-2, Б-1,В-3,Г-4 30.В 13. А-1, Б-2, В-1, Г-4 31.В 14. А-2, Б-4, В-1, Г-3 32.В 15. Г 33.Б,В 16.В 34.В 17.Б 35.Г 18.Б 36.А

5 АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ: ПРЕПАРАТЫ ВОДОРОДА ПЕРОКСИДА, НАТРИЯ НИТРИТ, НАТРИЯ ТИОСУЛЬФАТ. 1. Перечислите лекарственные препараты, в анализе которых используют метод перманганатометрии (прямой или обратный способ титрования): 2. Для стабилизации 3% растворов пероксида водорода используют: 3. Перечислите химические свойства, которые проявляет пероксид водорода: 4. Реакция образования надхромовых кислот является специфической реакцией для установления подлинности: 5 Согласно ГФ количественное определение препарата «Магния пероксид» проводят методом: А. Раствор пероксида водорода Б. Натрия нитрит В.Пероксид магния Г.Натрия тиосульфат А. Кислоту хлороводородную и натрия бензоат Б. Кислоту бензойную В. Натрия бензоат Г. Кислоту лимонную А. Кислотные Б.Основные В.Окислительные Г.Восстановительные А. Натрия тиосульфата Б. Натрия нитрита В. Водорода пероксида Г. Магния пероксида А. Йодхлорметрии Б. Броматометрии В. Алкалиметрии Г. Перманганатометрии 6. Перечислите возможные методы количественного определения для препарата «Магния пероксид»: 7. В качестве стабилизатора в таблетках «Гидроперит» используют: 8. Согласно ГФ количественное определение водорода пероксида в препарате «Таблетки гидроперита» устанавливают методом: 9. Количественное определение раствора водорода пероксида, согласно ГФ, перманганатометрическим методом проводят в следующих условиях: 10. Подберите соответствие: препарат фармакопейный метод количественного определения: А. Н 2 О 2 Б. MgО 2 В. NaNO 2 Г. Na 2 S 2 O Каким реактивом можно доказать наличие катиона магния в препарате «Магния пероксид»: 12. Подберите соответствие препарата и его фармакологических свойств: А. Н 2 О 2 Б. Na 2 S 2 O 3 В. NaNO 2 А. Рефрактометрия Б. Комлексонометрия В. Алкалиметрия Г. Перманганатометрия А. Кислоту лимонную Б. Натрия бензоат В. Кислоту щавелевую Г. Мочевину А. Йодометрии Б. Перманганатометрии В. Ацидиметрии Г. Рефрактометрии А. Титрант KMnO 4, среда HCl, без индикатора; Б. Титрант KBrO 3, среда H 2 SO 2, индикатор — крахмал; В. Титрант KMnO 4, среда H 2 SO 4, без индикатора; Г. Титрант KMnO 4, среда H 2 SO 4, индикатор метиловый оранжевый. 1. Перманганатометрия (прямой метод) 2. Перманганатометрия (обратный метод) 3. Йодометрия 4. Ацидиметрия 5. Броматометрия А. Дихромат калия в сернокислой среде синее окрашивание Б. Аммония хлорид, натрия фосфат, раствор аммиака белый кристаллический осадок, растворимый в кислоте уксусной В. Натрия гидроксид желтый осадок Г. Натрия фосфат желтый осадок 1. Коронарорасширяющее 2. Антисептическое 3. Противовоспалительное

6 Г. MgO 2 MgO 4. Антацидное 5. Противоядие 13. По ГФ X содержание Na 2 S 2 O 3 нормируется в пределах от 99 до 102%. При количественном определении содержание Na 2 S 2 O 3 оказалось выше верхнего предела нормы, это связано с тем, что препарат: 14. При проведении испытания на примесь хлорид-ионов в натрия тиосульфате необходимо предварительно: 15. Провести реакцию на примесь хлорид-ионов в препарате «Тиосульфат натрия» непосредственно на раствор препарата в воде нельзя так как: 16. Согласно ГФ, реакция с дифениламином является реакцией подлинности для: 17. При действии на натрия нитрит раствора антипирина и кислоты хлороводородной появляется: 18. Перечислите все возможные методы количественного определения препарата «Натрия нитрит»: 19. Для идентификации препарата «Раствор натрия тиосульфата 30% для инъекций» проводят следующие реакции: 20. Наличие стабилизатора натрия бензоата в препарате «Раствор пероксида водорода 3%» доказывают реакциями: 21. Количественное содержание стабилизатора натрия бензоата в препарате «Раствор пероксида водорода 3%» проводят методом: 22. «Препарат расплывается на воздухе. Даже в отсутствии света он постепенно разлагается во влажной атмосфере, при чем разрушение ускоряется по повышении температуры». Это описание соответствует препарату: 23. Для стабилизации препарата «Раствор натрия тиосульфата 30% для инъекций» используют: 24. «Белый порошок без запаха. Практически нерастворим в воде, растворим в разведенных минеральных кислота и в кипящей разведенной уксусной кислоте», Назовите препарат: 25. Укажите последовательность прибавления реактивов в количественном определении препарата «Натрия нитрит» методом перманганатометрии: 6. Десенсибилизирующее А. Разлагается во влажном воздухе Б. Выветривается на воздухе В. Поглощает СО 2 из воздуха Г. Поглощает Н 2 О из воздуха А. Провести реакцию с кислотой азотной Б. Провести реакцию с аммиаком В. Провести реакцию с едким натром Г. Провести реакцию с кислотой уксусной А. Натрия тиосульфат в результате гидролиза дает сильнокислую реакцию среды Б. Натрия тиосульфат в результате гидролиза дает сильнощелочную реакцию среды В. Натрия тиосульфат реагирует с кислотой азотной, давая осадок Г. Натрия тиосульфат реагирует и с кислотой азотной, и с серебра нитратом А. Магния пероксида Б. Натрия тиосульфата В. Водорода пероксида Г. Натрия нитрита. А. Синее окрашивание Б. Изумрудно-зеленое окрашивание В. Бурый осадок Г. Черный осадок А. Перманганатометрия Б. Йодометрия В. Кислотно-основное тирование в неводных средах Г. Броматометрия А. С кислотой хлороводородной Б. С избытком раствора серебра нитрата В. Окрашивание бесцветного пламени горелки в желтый цвет Г. Реакция с цинк-уранилацетатом. А. По образованию белого осадка с кислотой хлороводородной Б. По образованию телесного осадка с раствором хлорида железа ( III) В. По обесцвечиванию раствора калия перманганата Г. По образованию желтого окрашивания с раствором калия йодида А. Прямой перманганатометрией Б. Прямой йодометрией В. Прямой ацидиметрией Г. Прямой алкалимиметрией А. Натрия тиосульфату Б. Натрия нитриту В. Магния пероксиду Г. Водороду пероксиду А. Кислоту хлороводороную разведенную Б. Натрия гидрокарбонат В. Натрия бензоат Г.Кислоту лимонную А. Магния пероксид Б. Натрия тиосульфат В. Натрия нитрит Г.Таблетки гидроперита А.Кислота серная, натрия нитрит, вода, калия перманганат, калия йодид, натрия тиосульфат Б. Натрия нитрит, кислота серная, вода, калия йодид,

7 26. Совместите название препарата и его лекарственную форму: А.Натрия нитрит Б.Натрия тиосульфат В.Пероксид водорода Г. Магния пероксид 27. Совместите название препарата и метод его количественного определения: А.Натрия нитрит Б.Натрия тиосульфат В.Раствор пероксида водорода 3% Г. Магния пероксид 28. Назовите лекарственные формы пероксида водорода, которые используются в медицине: калия перманганат, натрия тиосульфат В. Натрия нитрит, калия перманганат, вода, кислота серная, калия йодид, натрия тиосульфат Г. Калия перманганат, кислота серная, натрия нитрит, вода, калия йодид, натрия тиосульфат 1. 3% раствор 2. Порошок 3.30% раствор для инъекций 4. Таблетки 1. Перманганатометрият ( прямой способ) 2. Перманганатометрия ( обратный способ) 3. Йодометрия ( прямой способ) 4. Йодометрия ( обратный способ) А. Раствор Б. Таблетки В. Порошок Г. Раствор для инъекций ОТВЕТЫ К ДАННЫМ ТЕСТАМ 1. А,Б,В 15. Г 2. В 16. Г 3. А,Б,В,Г 17. Б 4. В,Г 18. А,Б,В 5. Г 19. А,Б,В,Г 6. Б,Г 20. Б 7. Г 21. В 8. Б 22. Б 9. В 23. В 10. А-1, Б-1,В-2,Г А 11. Б 25. В 12. А-2, Б-3,5,6 26. А-4.Б-3, В-1,Г-2 В-1, Г Б 27. А-2,Б-3, В-1,Г А 28. А,Б

источник

Тест-методы и экология (ЕВГЕНЬЕВ М.И. , 1999), БИОЛОГИЯ

Рассмотрены принципы функционирования и области применения тест-методов, основанных на использовании химических, биохимических реакций и биотестирования.

Казанский государственный технологический университет

Одна из важных проблем, которая возникает при попытке обеспечить безопасность среды обитания человека, при диагностике различных заболеваний, контроле в воздухе производственных помещений за содержанием взрывоопасных примесей, токсичностью вдыхаемого персоналом воздуха, — это необходимость проведения анализа большого количества проб сложного состава (воздуха, водных сред, биологических жидкостей) на содержание тех или иных компонентов. Кроме того, на практике часты случаи, когда соответствующие процедуры должны проводиться в условиях дефицита времени или в местах, когда сложное и громоздкое лабораторное оборудование недоступно. Такая ситуация возникает, например, при массовом таможенном досмотре багажа в аэропортах с целью выявления наркотических или взрывоопасных средств. Инспектор дорожного движения, выполняющий свои обязанности вдали от аналитической лаборатории, также должен принять правильное решение о состоянии опьянения водителя за считанные минуты.

Массовый характер анализов, кроме того, вызывает проблему экономическую. Химический анализ пробы (процесс установления ее состава и концентрации определенных компонентов в ней) в большинстве случаев дорогостоящая процедура. Необходимость отыскать золотую середину между массовостью анализов различных объектов как важного фактора обеспечения качества жизни человека и в то же время уменьшить экономические проблемы, связанные с этим, привела к развитию тест-методов химического анализа.

Тест-методы — это экспрессные, простые и дешевые приемы обнаружения и определения вещества на месте (on site). Они, как правило, не требуют сложных приемов подготовки пробы к анализу (например, разделения и концентрирования). При их использовании резко сокращается и во многих случаях отпадает необходимость в использовании дорогостоящего и сложного лабораторного оборудования и самих аналитических лабораторий. Естественно, что при этом уменьшается потребность в высококвалифицированных специалистах, нехватка которых ощущается во всех странах.

Тест-методы в большинстве случаев служат для оценки присутствия и содержания определенных компонентов в анализируемых образцах. В идеальном случае роль этих аналитических средств должна быть такой, чтобы любая домохозяйка, используя наборы реактивных бумажек, таблеток, ампул, трубочек, могла на собственной кухне быстро и безошибочно оценить качество водопроводной воды, наличие и содержание вредных, токсичных примесей в пищевых продуктах [1]. Примером тест-метода, нашедшего широкое применение даже в школьных лабораториях, служит универсальная индикаторная бумага для определения рН растворов, которую по традиции называют лакмусовой бумагой.

В тест-методах используются химические и биохимические реакции. В экологическом мониторинге окружающей среды большое значение приобретают методы биологического тестирования. В основу применения тест-методов положена методология скрининга (просеивания), используемая для анализа большого числа образцов с помощью тщательно отработанных методов качественного и полуколичественного анализа. Эта методология допускает неправильные положительные результаты на присутствие анализируемого компонента. В то же время она полностью исключает неправильные отрицательные результаты. По этой причине все пробы, давшие положительную реакцию (например, на присутствие пестицида в овощах), далее изучают с помощью более информативного метода (хроматография). В свою очередь, все отрицательные результаты скрининга обычно принимают как окончательные без какой либо дополнительной проверки. Таким образом удается значительно сократить как объем, так и стоимость анализа. В то же время к тест-методам в соответствии с этой методологией предъявляются высокие требования по специфичности наблюдаемого при его применении отклика на присутствие определенных компонентов в анализируемых образцах.

Общий принцип большей части химических тест-методов заключается в использовании реакций с так называемыми хромогенными (цветообразующими) реагентами. Реакции проводят в таких условиях, чтобы можно было визуально зафиксировать их результат. Этим результатом могут быть интенсивность окрашивания, цвет бумажной полоски или длина окрашенной части индикаторной трубки (см. рис. 1). Большинство используемых тест-методов служат измерительным средством однократного применения.

Большое распространение получили индикаторные трубки для измерения концентрации вредных и взрывоопасных веществ в воздухе рабочей зоны [2]. Индикаторная трубка — это стеклянная трубка, заполненная твердым носителем. На пористую поверхность носителя наносят хромогенные реагенты (см. рис. 1). В качестве носителей применяют порошкообразные материалы: силикагель, фарфор, стекло. Используют и химически модифицированные носители [3]. Определение токсичных веществ (200 наименований органических и неорганических соединений) основано на измерении длины изменившего первоначальную окраску слоя индикаторного порошка после пропускания через него определенного объема воздуха, которая пропорциональна его концентрации. Этот способ получил название линейно-колористического метода. В тех случаях, когда анализируемый воздух содержит смесь веществ с близкими химическими свойствами, определение состава и содержания токсичных компонентов можно провести после десорбции их производных с носителя методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ, см. рис. 1). Несмотря на внешнюю простоту таких тест-устройств, они обеспечивают погрешность измерения, не превышающую 25% при содержании определяемых веществ до 0,01 млн-1. Основная трудность при их создании — это подбор специфических хромогенных реагентов. Для определения фосгена, например, в качестве реагентов используют смесь n-диметиламинобензальдегида и диэтиламина, сероводорода — соединения ртути (II).

Важным достижением в развитии тест-методов явилось создание индивидуальных пассивных дозиметров. Поглощение определяемых веществ слоем, содержащим хромогенные реагенты, происходит за счет свободной диффузии. Эти тест-устройства крепятся к одежде персонала, работающего в производственных помещениях в контакте с вредными веществами. Такие индикаторные устройства позволяют оценивать среднесменную дозу воздействовавшего на человека токсиканта по длине окрашенной зоны и представляют собой персональные дозиметры химической радиации.

Индикаторные трубки, содержащие закрепленный на носителе комлексообразующие реагенты, оказались удобными линейно-колористическими тест-методами для определения ионов тяжелых металлов. Химические тест-методы могут реализовываться и в виде полосок из бумаги или полимерного материала. Так, хлорорганические пестициды ДДТ, альдрин, хлордан, эндосульфан можно обнаруживать в овощах по появлению окрашенных пятен на индикаторной бумаге, пропитанной раствором о-толидина в ацетоне, после контакта ее с влажным срезом растения. Таким же образом определяют содержание нитратов в овощах. Естественно, при этом используют другой состав реагентов индикаторной бумаги.

Экспресс-тестирование наркотических веществ проводится с использованием хромогенных реакций в пробирках, на фильтровальной бумаге, специальных пластинках или полосках (стрипах), тест-ампулах промышленного изготовления. Появление специфической окраски в результате проведения нескольких независимых испытаний с помощью разных реактивов позволяет предположить наличие наркотического вещества (предположительное доказательство). Окончательное заключение можно сделать после проведения специальных исследований. Анализ опиума в тест-методах можно провести с помощью реактива Марки (формальдегид, уксусная и серная кислота) или сульфата железа (III). Морфий, кодеин, героин обнаруживают с помощью реактива Марки и концентрированной азотной кислоты.

В основу ферментных тест-методов положено свойство ионов металлов и органических токсикантов ингибировать (замедлять) процессы каталитического превращения веществ в присутствии биологических катализаторов-ферментов. Принцип их действия можно рассмотреть на примере тест-полоски для определения фосфорорганических веществ (ФОВ). Она представляет собой полоску фильтровальной бумаги, на один из концов которой иммобилизован фермент холинэстераза. Другой конец этой полоски содержит субстрат (ацетилхолин), скорость каталитического гидролиза которого подавляется в присутствии ФОВ:

Вместе с субстратом иммобилизовывается кислотно-основной индикатор. Определение ФОВ проводят по окраске зоны индикации тест-полоски после того, как полоска складывается для совмещения пятен, содержащих субстрат и фермент, и на нее выжимают сок анализируемого продукта. Если продукт содержит пестицид, уменьшается скорость ферментативной реакции, приводя к уменьшению количества выделившийся при этом кислоты. Это вызывает изменение окраски индикатора. По цветовой шкале на упаковке тест-полосок можно оценить экологичность продукта питания.

Тест-методы для определения боевых отравляющих веществ (зарин, зоман, иприт) выполняют в виде индикаторных трубок. При определении фосфорорганических веществ они содержат тот же состав реагентов, что и тест-полоски. Разработаны ферментные тест-методы для определения многочисленных органических и неорганических загрязнителей окружающей среды. Они различаются по составу используемых для их изготовления субстратов, ферментов, хромогенных индикаторов.

ТЕСТ-МЕТОДЫ В КЛИНИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ

Особый интерес представляет применение тест-методов в клинической химии. Это связано с тем, что основой целенаправленного и эффективного лечения пациентов является установление правильного и своевременного диагноза. В свою очередь, объективную информацию о состоянии больного врач получает на основе биохимического анализа биологических жидкостей, чаще всего сыворотки крови и мочи. Эффективность медицинской помощи во многом определяется оперативностью биохимического анализа. Тест-методы (или диагностические полоски) для клинической химии выполняют чаще в виде волокнистой полоски, на которую иммобилизованы специальные составы. Зоны индикации этих полосок после контакта с биологической жидкостью пациента (например, мочой) приобретают характерную окраску, интенсивность которой позволяет оценивать содержание тех или иных компонентов (рис. 2). Такие диагностические полоски предназначены для использования в биохимических лабораториях поликлиник и больниц, служб скорой помощи, при массовых обследованиях населения и, что очень важно, в домашних условиях. Ассортимент выпускаемых диагностических полосок достаточно многообразен и позволяет определять рН, содержание белка, аскорбиновой кислоты, билирубина, глюкозы, гемоглобина в крови, уробилиногена, кетовеществ, обнаруживать бактериурию и проводить тесты на беременность. Диагностические полоски могут быть полифункциональными, позволяя определять одновременно 3-7 биохимических показателей. В этом случае тест-полоска содержит несколько зон индикации с разным составом реагентов, которые окрашиваются при контакте с мочой в разные цвета. Например, существуют полифункциональные полоски, позволяющие одновременно исследовать мочу на кровь, кетоны, глюкозу, белок и рН. Комбинации индикаторных составов на полифункциональных диагностических полосках составляют таким образом, чтобы получаемая при их использовании информация как можно лучше отвечала требованиям биохимических исследований при диагностике определенных заболеваний. Естественно, что применение таких диагностических полосок кроме ускорения процесса анализа позволяет существенно снизить стоимость клинических исследований.

Индикация компонентов биологических сред диагностическими полосками основана на использовании химических и биохимических реакций. В качестве реагентов в зонах индикации химических тест-методов используют буферные смеси, фосфорномолибденовую кислоту, реактив Грисса, органические гидроперекиси, нитропруссид натрия и другие хромогенные вещества. Эти реагенты сочетаются при изготовлении полосок таким образом, чтобы при достижении определенного содержания анализируемого вещества в моче (или в сыворотке крови) зона индикации окрашивалась в определенный цвет. При этом интенсивность окраски этой зоны должна быть пропорциональна количеству вещества. Концентрацию биохимического параметра можно определить сопоставляя интенсивности окраски зоны индикации тест-полоски с окраской шкалы стандартов, которая нанесена на упаковке.

Принцип действия ферментных тест-методов можно рассмотреть на примере диагностической полоски для определения глюкозы в моче (см. рис. 2). Зона индикации этих полосок содержит ферменты глюкозооксидаза и пероксидаза, а также редокс-индикатор с подходящим значением стандартного потенциала Е0 . Для закрепления этих реагентов на зоне индикации используют гелеобразующие вещества, например агарозу. Совокупность реакций, протекающих при контакте диагностической полоски с глюкозой, содержащейся в моче пациента (полоска погружается в мочу на несколько секунд), в упрощенном виде можно записать в следующем виде:

C6H12O6 + O2 + H2O C6H12O7 + H2O2 ,

Глюкоза, содержащаяся в исследуемой моче, при контакте с ферментом глюкозооксидазой претерпевает каталитическое превращение с образованием глюконовой кислоты и перекиси водорода. Поскольку активность катализатора при этом не меняется, содержание перекиси водорода в зоне индикации будет пропорционально концентрации глюкозы в моче. Второй фермент, иммобилизованный в зоне индикации полоски (пероксидаза), каталитически превращает перекись водорода в воду. Одновременно происходит окисление редокс-индикатора (Ind), также иммобилизованного в зоне индикации. Очевидно, что соотношение концентраций окисленной (Indокс) и восстановленной (Indвос) форм индикатора будет пропорционально содержанию перекиси водорода и соответственно глюкозы в моче. Поскольку для иммобилизации на тест-полоску подбирают индикаторы (о-толидин и др.), имеющие разную окраску окисленной и восстановленной форм, итоговая окраска зоны индикации тест-метода и ее интенсивность являются критерием количественного содержания глюкозы в исследуемой моче.

Такие диагностические полоски во многих случаях помогают поддержать нормальное состояние организма пациента. Тест-полоски на глюкозу, например, жизненно необходимы для людей, страдающих инсулинзависимой стадией сахарного диабета. Как известно, правильная дозировка нужных лекарств или очередная инъекция инсулина означают для них возможность сохранить жизнь. Концентрация глюкозы в крови и моче для них коррелирует с содержанием инсулина в организме. При гипергликемии (недостатке инсулина) содержание глюкозы начинает превышать допустимые пределы. Содержание глюкозы зависит от многих факторов (физическое состояние, наличие ран, питание), во многих случаях у пациентов наблюдается резкое понижение концентрации глюкозы в организме (гипогликемия). Этот эффект может сопровождаться потерей сознания и другими опасными последствиями. Использование диагностических полосок в таких случаях означает для пациента возможность проводить диабетический контроль без помощи врачебного персонала и целенаправленно регулировать содержание глюкозы в организме.

Как видно, простые в употреблении и дающие важную информацию о состоянии здоровья человека тест-полоски отнюдь не примитивны по принципам своего действия, в них заложены новейшие достижения аналитической химии и смежных научных дисциплин.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕСТ-МЕТОДЫ (БИОТЕСТИРОВАНИЕ)

Особую роль в оценке состояния окружающей среды играют биологические тесты. Это связано с тем, что результаты химического анализа, проводимого с помощью сложного аналитического оборудования, во многих случаях не позволяют оценить истинную опасность тех или иных загрязнителей на среду обитания, прогнозировать последствия их воздействия на живые организмы. Многообразные загрязняющие вещества, попадая в окружающую среду, могут претерпевать в ней различные превращения, усиливая при этом свое токсическое действие. По этой причине оказались необходимыми методы интегральной оценки качества среды (воды, почвы, воздуха). Огромную роль при этом играют методы биотестирования и биоиндикации [4].

Под биотестированием понимают приемы исследования, при котором о качестве среды, факторах, действующих самостоятельно или в сочетании с другими, судят по выживаемости, состоянию и поведению специально помещенных в эту среду организмов — тест-объектов. Биоиндикация — родственный биотестированию прием, использующий для этих же целей организмы, обитающие в исследуемой среде. При выборе таких организмов приходится соблюдать определенные требования, среди которых возможность фиксировать четкий, воспроизводимый и объективный отклик на воздействие внешних факторов, чувствительность этого отклика на малые содержания загрязнителей и др. Известен пример биотестирования, основанный на использовании канареек для индикации появления рудничного газа в горных выработках горняками в средние века. Поведение птицы или ее гибель оповещали шахтеров о грозящей им опасности.

Биоиндикацию можно проводить на уровне молекул, клеток, органов (систем органов), организмов, популяций и даже биоценоза. Повышение уровня организации живой природы может приводить к усложнению, неоднозначности взаимосвязи биологического отклика с антропогенными факторами исследуемой среды, поскольку на них могут накладываться и природные факторы. Поэтому в качестве биотестов выбирают наиболее чувствительные к исследуемым загрязнителям организмы.

Использование биохимических реакций (молекулярный уровень индикации) связано с тем, что они наиболее чувствительны к воздействию внешних загрязнителей. В присутствии загрязнителей окружающей среды, например, происходит уменьшение содержания хлорофилла в мембранах хлоропластов растений или понижается способность фитопланктона к продуцированию кислорода в процессе фотосинтеза. Это может служить индикаторным признаком воздействия на живую природу газопылевых выбросов предприятий или токсичных компонентов сточных вод.

На фиксации морфологических отклонений растений от нормы под действием загрязнителей основана биоиндикация на тканевом уровне. Исторически именно морфологические реакции организмов на техногенные факторы вошли в практику оценки качества среды. Еще в середине XIX века бельгийские и английские ученые описывали факты повреждений растений вблизи фабрик. К морфологическим отклонениям высших растений относят изменение окраски листьев, хлороз, пожелтение, некроз (омертвление), увядание листвы и ее опадание. Разработаны специальные шкалы некрозов, позволяющие оценивать интегральную степень загрязнения данной местности. Морфологические индикаторы на основе лишайников нашли применение в системах экологического мониторинга многих стран. Хорошими примерами таких морфологических индикаторов являются обыкновенный кресс-салат и табак сорта BEL W3, который выведен специально для мониторинга содержания озона в промышленных регионах. Даже малые дозы О3 в атмосфере вызывают на листьях этого табака некротические пятна. Для сравнения рядом с биотестом высаживают озоноустойчивый сорт табака BEL B. В свою очередь, кресс-салат, выращенный в чашках Петри, служит хорошим тестом на загрязнение почвы и воды. Биологическими параметрами являются длина проростков и корешков, общая масса растений по сравнению с контрольными. Биоиндикацию многолетнего воздействия антропогенных факторов на растительность можно провести измеряя ширину годичных колец у контрольных деревьев. Биологическим индикатором служит также прирост в длину горизонтальных ветвей взрослых деревьев. Несмотря на специфичность отклика этих факторов на воздействие загрязнителей, такой способ позволяет проводить довольно точную биоиндикацию с малыми затратами.

При проведении биологического тестирования на уровне организмов выбор биологических переменных предполагает, что отклик должен коррелировать с изменениями на экосистемном уровне. Выявить такую зависимость на практике достаточно сложно. Однако такие показатели организмов, как рост особей, их продуктивность, выживаемость, состояние органов дыхания, состава крови и плазмы удается использовать для биологического тестирования состояния среды.

При мониторинге природных и сточных вод предприятий оказались удобными фитопланктон, дафнии. Показателем при этом служит выживаемость гидробионта. Для биоиндикации состояния водоемов применяют так называемые рыбные пруды, в которых тест-объектами служат караси и аквариумные рыбы гуппи.

Чувствительность отклика биотестов на содержание биологически активных веществ в испытуемой среде можно проиллюстрировать на примерах. Некоторые микроорганизмы позволяют определять рибофлавин, никотиновую кислоту и другие вещества при их содержании 10- 7 %. Фолиевая кислота и другие соединения обнаруживаются при более низких концентрациях — до 10-10 %. Многие организмы способны аккумулировать (накапливать) химические загрязнители выше их естественного содержания в воде и почве без быстро проявляющихся нарушений. Такая способность тест-организмов оказалась полезной в качестве индикаторного признака загрязнения окружающей среды и используется для аккумулятивной биоиндикации. Этот прием биотестирования применяют при исследовании процессов миграции токсичных веществ в окружающей среде. В качестве тест-организмов выбирают те из них, которые имеют высокий коэффициент биологического накопления (КН) токсикантов из окружающей среды. Фитопланктон, например, имеет значение КН по тяжелым металлам от 102 до 104, для полихлорированных бифенилов величина КН достигает 1,7 » 105. Величина КН зависит от природных факторов. Бензпирен в гидробиоте Берингова моря накапливается с КН, равным 2,9 » 103, а в теплых водах Средиземного моря накопление возрастает в пять раз. Знание КН оказалось удобным для глобального и регионального мониторинга окружающей среды. Для оценки загрязнения природных вод кадмием можно использовать результаты анализа его содержания в водорослях, полихлорированными бифенилами Мирового океана — в жировых тканях морских млекопитающих, никелем Средиземного моря — в устрицах. Содержание ртути в почвах региона удобно отследить по накоплению токсиканта в капусте, галогенидов — по иглам сосны, лишайникам. Наконец, лучший индикатор загрязнения автострад свинцом и кадмием — подорожник, растущий вдоль них.

Перечисленные методы не исчерпывают области применения биотестов для оценки загрязнения биосферы и прогноза влияния загрязнителей на живую природу. Несмотря на сложность выявления биологического отклика на воздействие внешних факторов, озабоченность состоянием экологии, очевидно, будет стимулировать дальнейшее развитие этих биоаналитических методов.

Проблема установления химического состава различных объектов, содержания опасных для здоровья человека компонентов решается различными методами, однако наблюдается стремительный рост так называемых полевых аналитических технологий. Они предполагают все более возрастающее использование в аналитических процедурах биосенсоров [5], химических сенсоров [6] и тест-методов. Эта тенденция связана с необходимостью приблизить источник получения информации о составе среды непосредственно к месту события, по возможности сделать его индивидуальным и экономичным. Можно наблюдать и определенное сходство принципов работы тест-методов и био(химических) сенсоров. Во многих случаях главным отличием этих аналитических методов является то, что в тест-методах измерительным инструментарием выступает глаз человека. Можно ожидать, что потребность в диагностике объектов экологии, медицине, пищевой промышленности приведет к возрастанию роли тест-методов.

1. Золотов Ю.А. Тест-методы // Журн. аналит. химии. 1994. Т. 49, ╧ 2. С. 149.

2. Муравьева С.И., Буковский М.И., Прохорова Е.К. и др. Руководство по контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны: Справ. изд. М.: Химия, 1991. 368 с.

3. Лисичкин Г.В. Химическое модифицирование поверхности минеральных веществ // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. ╧ 4. С. 52.

4. Биоиндикация загрязнителей наземных экосистем / Под ред. Р. Шуберта.М.: Мир, 1988. 350 с.

5. Варфоломеев С.Д. Биосенсоры // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. ╧ 1. С. 45.

6. Будников Г.К. Что такое химические сенсоры // Там же. 1998. ╧ 3. С. 72.

Михаил Иванович Евгеньев, доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии Казанского государственного технологического университета. Автор более 200 работ по аналитической химии органических веществ, учебных пособий, изобретений.

источник