Równoczesna analiza zawartości metali ciężkich w wodzie

Równoczesna analiza zawartości metali ciężkich w wodzie

Indyjscy naukowcy opracowali opartą na nanocząstkach złotach połączonych ze związkami aminowymi metodę równoczesnej ekstrakcji a następnie analizy wielu jonów metali ciężkich w wodzie. Następnie dzięki atomowej spektroskopii absorpcyjnej (AAS) możliwe jest ich wykrycie w ilościach rzędu pikomoli.

Metale ciężkie w podwyższonych stężeniach w wodzie stanowią duże zagrożenie dla zdrowia. Część z nich wykazuje toksyczność już przy stężeniach rzędu ppm (jedna część na milion) stąd naukowcy stale poszukują metody ich wykrywania na tym poziomie detekcji. Naukowcy z Saikh Islam z Nanosensor Physical Laboratory w New Dehli opracowali metodę wykorzystującą właściwości pochłaniania z wody metali ciężkich takich jak kadm, kobalt oraz rtęć przez nanocząstki złota połączone z cząsteczkami 4-aminotiofenolu.

Nanocząstki metalu szlachetnego jakim jest złoto zostały użyte do badań ze względu na ich charakterystyczne oddziaływania ze światłem widzialnym, które ulegają zmianie wraz z adsorpcją jonów innych metali, dzięki czemu możliwe jest wykrycie za pomocą kolorymetrii faktu przyłączenia danego jonu metalu do nanocząstki złota. Ponadto dużą rolę odegrała odporność złota na powierzchniowe utlenianie. Złoto już było używane w nauce do wykrywania metali ciężkich – indyjscy naukowcy połączyli ich wykrywanie z ekstrakcją.

Do badań użyto transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) w jego wysokorozdzielczej wersji HRTEM, skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), spektroskopii energii dyspersyjnej promieni rentgenowskich (EDS). Określono również charakterystykę natężenie-napięcie elektryczne aby poznać oddziaływania pomiędzy pokrytymi aminami nanocząsteczkami złota a metalami ciężkimi w funkcji czasu i stężenia. Aby zanalizować stopień adsorpcji metali ciężkich posłużono się płomieniowym atomowym spektroskopem absorpcyjnym oraz spektroskopem UV-Vis, zmierzono również stężenie ligandów i pH dzięki któremu możliwe byłoby kontrolowanie adsorpcji jonó metali.

Na podstawie wyników badań stwierdzono, że w wyniku oddziaływania zmodyfikowanych nanocząstek złota nie dochodziło do tworzenia się stopów złota z analizowanymi metalami, dzięki czemu można było wydzielić całą ilość zaadsorbowanych metali. Dla ułatwienia ponownego użycia zmodyfikowanych nanocząstek złota pokryto nimi szklane kulki – okazało się, że taki układ może być użyty ponownie do analiz. Stężenie metali ciężkich określone za pomocą AAS okazało się poniżej bezpiecznego limitu określonego przez Światową Organizację Zdrowia (WHO), ponadto maksymalna wykazana adsorpcja metali ciężkich była na poziomie 50 mg/l.

(pj)