أخبار

المنغنيز (Mn) هو عنصر طبيعي موجود في الأنهار والبحيرات والمياه السطحية الأخرى. إنه مفيد بكميات صغيرة ولكن ضار عندما يكون هناك الكثير. يجب على المصانع التي تستخدم المياه السطحية لعملها أو إطلاق النفايات مراقبة مستويات المنغنيز عن كثب. وهذا يبقيهم ضمن القواعد البيئية ويساعد عملياتهم على السير بسلاسة. تعتبر الطيفية الضوئية للامتصاص الذري (AAS) أداة دقيقة جداً للعثور على المنغنيز ، حيث تكتشف حتى كميات صغيرة للغاية ، حتى مستويات الأجزاء لكل مليار.

أهمية رصد المنغنيز في المياه الصناعية

مراقبة كميات المنغنيز مهمة جدا لمتابعة القواعد وحماية الطبيعة والحفاظ على كفاءة عمل المصنع.

الآثار الصحية والبيئية للمنغانيز الزائد

الكثير من المنغنيز في مياه الشرب أو المصنع يمكن أن يسبب مشاكل. في الناس، وخاصة الأطفال، قد تضر مستويات المنغنيز العالية بوظائف الدماغ. في الطبيعة ، يمكن للكثير من المنغنيز أن يضر بالأسماك وغيرها من المخلوقات المائية ، مما يزعج توازن النظم الإيكولوجية.

المعايير التنظيمية لمستويات المنغنيز في المياه

تحدد منظمة الصحة العالمية حدوداً قدره 0.1 ملغ لتر ⁻ ¹ (1.8 ميكرومتر) للمنغنيز في مياه الشرب. بالنسبة لنفايات المصانع، تتراوح الحدود عادة بين 0.05 إلى 0.3 ملغ لتر ⁻ حسب القوانين المحلية. لذلك ، تحتاج المصانع إلى أدوات جيدة جدا لقياس المنغنيز بدقة.

التحديات الصناعية في إدارة تلوث المنغنيز

غالبا ما تواجه المصانع التي تستخدم المياه السطحية مشاكل لأن مستويات المنغنيز تتغير. وتأتي هذه التغييرات من المواسم أو تدفق الأمطار أو النفايات من مصادر المصب. إذا لم يكن لدى المصانع أنظمة جيدة للتحقق من المياه ومعالجتها ، فإن هذه التغييرات يمكن أن تكسر الآلات ، أو تنخفض جودة المنتج ، أو تسبب خرق القواعد.

مبادئ التصوير الطيفي للامتصاص الذري (AAS)

AAS هو طريقة حساسة للغاية لقياس قطع صغيرة من المعادن مثل المنغنيز في مزيجات صعبة مثل المياه السطحية.

كيف تتبع مقاييس AAS المعادن في عينات المياه

وقد حدد المسح الجيولوجي الأمريكي خطوات واضحة لاختبار المياه ، كما هو مبين في ورقة إمدادات المياه 1549-C (1966) وورقة إمدادات المياه 1540-G (1966). هذه الخطوات تتأكد من أن الكشف عن المعادن موثوق به. يعمل AAS عن طريق تحويل عينة من الماء إلى جزيئات صغيرة. ثم يقيس كمية الضوء التي تمتصها هذه الجسيمات في أطوال موجية معينة. هذا يتبع قانون بير لامبرت ، حيث تبين كمية الضوء الممتص كم من المعدن موجود.

المكونات الرئيسية لمقياس الطيف الضوئي للامتصاص الذري

معرفة كيفية عمل كل جزء تساعد على التأكد من صحة القياسات.

مصدر الضوء و Monochromator

المصباح الكاثودي المجوف ، الذي يتم تسخينه لمدة 30 دقيقة ، يبعث الضوء عند 275.6 نانومتر (2756 أ) للمنغنيز. يختار جهاز أحادي اللون هذا الضوء ، مما يمنع العناصر الأخرى من إفساد النتائج.

نظام إدخال البذرة والعينة

تذهب عينة الماء إلى فرن اللهب أو الجرافيت لكسرها إلى قطع صغيرة. من خلال تغيير مزيج الوقود والهواء في محرق الرذاذ ، يمكن للعمال صنع شعلة إما ثقيلة بالهواء أو ثقيلة بالوقود ، حسب الحاجة.

كاشف ومعالج الإشارة

الكاشف يلتقط إشارة الضوء. يتم تعزيز هذه الإشارة وإرسالها إلى نظام يظهر رقمًا على الشاشة. هذا الرقم يتطابق مع كمية المعدن في العينة.

طرق الكشف عن المنغنيز باستخدام AAS

للحصول على نتائج جيدة عند اختبار المنغنيز مع AAS ، يجب على العمال اتباع خطوات دقيقة من جمع العينات إلى تحليلها.

تقنيات جمع العينات والحفاظ عليها

يجب جمع عينات المياه في حاويات نظيفة لن تسرب المعادن. يتم تصفيتها من خلال أغشية 0.45 ميكرومتر لتجنب انسداد الرذاذ. مباشرة بعد جمع ، يضيف العمال حمض النيتريك (HNO) ₃) للحفاظ على العينات مستقرة.

إعداد معايير المعايرة لتحليل Mn

يتم وضع معايير اختبار المنغنيز على هذا النحو:

• الحل القياسي الأولحرارة 0.5 غرام من MnSO ₄·H₂ عند 120 درجة مئوية لمدة ساعة. خلطه في 100 مل من الماء النقي مع 1 مل من H ₂SO₄ و 5 مل من الفورمالين. ثم أضف المزيد من الماء لجعل 100 مل (1.00 مل = 0.105 ملغ من المنغنيز).
• الحل القياسي الثانيخذ 10 مل من الحل القياسي الأول وإضافة الماء لجعل 100 مل (1.00 مل = 0.0105 ملغ من المنغنيز).
• معايير العمل: جعل مجموعة من الحلول من 0.00 إلى 1.0 ملغ لتر ⁻ ¹ عن طريق إضافة الماء إلى الحل القياسي الثاني. وتستخدم هذه لرسم الرسم البياني للمقارنة مع عينات مجهولة.

شروط التشغيل للكشف الدقيق عن Mn مع AAS

هناك العديد من الأشياء التي يجب تحديدها بشكل صحيح لتحقيق نتائج جيدة:

اختيار الأطوال الموجية للكشف عن المنغنيز

يتم اختيار ضوء 275.6 نانومتر (2756 أ) للمنغنيز. إنها واضحة جدا وتجنب الخلط مع عناصر مثل الحديد أو المغنيسيوم.

استخدام اللهب مقابل فرن الجرافيت تقنيات AAS

Flame AAS يعمل بشكل جيد لمستويات المنغنيز فوق 1 ملغ لتر ⁻¹. لمستويات أدنى، أقل من 1 ملغ لتر ⁻ ¹ ، فرن الجرافيت AAS (GFAAS) أفضل. يمكن لـ GFAAS رؤية أقل من 0.01 ملغ لتر ⁻ ¹ مع توسع مقياس 10x، مما يجعله دقيق جدا.

العوامل التي تؤثر على دقة قياس Mn مع AAS

حتى مع أفضل الإعدادات ، يمكن لبعض الأشياء أن تفسد القياسات.

تدخل المصفوفة واستراتيجيات تخفيف العينات

المغنيسيوم لا يسبب مشاكل عندما تكون عناصر أخرى، مثل الصوديوم، في العينة. ولكن إذا كان هناك الكثير من المواد الصلبة أو القطع المذابة ، فإنه يمكن أن يجعل النتائج غير واضحة. إضافة الماء لترقيق العينة أو استخدام طريقة خاصة تسمى الإضافة القياسية يمكن أن تساعد. الإضافة القياسية رائعة عندما تجعل المواد الصلبة في الماء من الصعب تطابقها مع معايير المياه النقية.

تدابير معايرة الأدوات ومراقبة الجودة

تحتاج كل مجموعة من العينات إلى اختبارات فارغة، واختبارات متكررة، وعينات متزايدة، وفحص مع المعايير المعروفة. هذه الخطوات تبقي النتائج موثوقة. بما أن الحصول على نفس النتيجة بالضبط في كل مرة أمر صعب، يقوم العمال بإنشاء رسوم بيانية جديدة لكل مجموعة من العينات.

الصيانة الروتينية لضمان استقرار الجهاز

الحفاظ على الجهاز في حالة جيدة هو المفتاح. يجب على العمال تنظيف المحرقات ، وتبديل المصابيح القديمة ، والتحقق من تدفق الغاز ، وإعادة تعيين الجهاز في كثير من الأحيان. هذه الخطوات تبقي النتائج ثابتة.

تقنيات لإزالة المنغنيز من المياه السطحية

العثور على المنغنيز ليس كافيا. كما يجب على المصانع أن تخرجها قبل إطلاق المياه أو إعادة استخدامها.

استخدام برمنغنات البوتاسيوم أو الكلور كمأكسدات

برمنغنات البوتاسيوم (KMnO) ₄) هو المواد الكيميائية الأكثر شيوعا لإزالة المنغنيز. يضيفها العمال بين خطوات معالجة الهواء والترشيح. هذا يجعل من أسهل التقاط المنغنيز.

تصفية وسائل الإعلام مناسبة لإزالة Mn

الرمال الدقيقة ، مع أحجام تتراوح بين 0.55 و 0.75 ملم ، تعمل بشكل جيد عندما تحتاج فقط إلى إزالة المنغنيز. هذه الرمال تحتجز المنغنيز دون انسداد بسرعة كبيرة.

طرق تبادل الأيونات وتصفية الغشاء

يمكن للأساليب الرائعة مثل تبادل الأيونات وتصفية الغشاء اختيار المنغنيز. ولكن هذه غالبا ما تحتاج إلى خطوات إضافية لإعداد الماء، اعتمادا على حالته البدائية.

دمج AAS في عمليات معالجة المياه الصناعية

استخدام AAS في العمل اليومي للمصنع يساعد على اتخاذ خيارات ذكية في محطات معالجة المياه.

مراقبة في الوقت الحقيقي في محطات المعالجة باستخدام AAS

يحتاج AAS العادي إلى وقت لإعداد العينات ، لذلك ليس على الفور. ولكن الآلات الجديدة يمكن تشغيل عينات تقريبا دون توقف. هذا يعطي تحديثات سريعة على مستويات المنغنيز أثناء العلاج ، مما يساعد العمال على العمل بسرعة.

تسجيل البيانات وتحليل الاتجاهات لتحسين العملية

تعمل آلات AAS الجديدة مع برامج الكمبيوتر لحفظ النتائج. يمكن للعمال النظر إلى هذه النتائج مع مرور الوقت. من خلال اكتشاف الأنماط ، يمكنهم ضبط المواد الكيميائية مثل KMnO ₄ أو الكلور. هذا يحافظ على مستويات المنغنيز ضمن حدود آمنة ويجعل العمل أكثر كفاءة.

PERSEE: مصنع موثوق للأدوات التحليلية

بكين بوركينجي جنرال إنسترومنت كو، المحدودةتأسست في عام 1991، وهي شركة تركز على بناء وبيع الأدوات العلمية. لديها شهادات مثل ISO9001 ، ISO14001 ، OHSAS18001 ، و CE. تصنع الشركة أدوات متقدمة، بما في ذلك سلسلة A3 للعثور على كميات صغيرة من المعادن. يقدم مساعدة في جميع أنحاء العالم وتركز على الجودة والأفكار الجديدة.

نماذج مثل A3F و A3G مصممة للكشف عن المعادن الموثوقة

إن A3F (اللهب) و A3G (فرن الجرافيت) نماذج مصنوعة للعثور على المنغنيز بدقة على مستويات مختلفة. لديهم محرقات مشفرة، مما يجعلهم أكثر أمانا وأكثر موثوقية.

ملخص وملاحظات رئيسية

العثور على وإزالة المنغنيز من المياه السطحية هي أجزاء كبيرة من إدارة أنظمة مياه المصانع. التصوير الطيفي للامتصاص الذري هو أداة موثوقة للغاية. مع الإعداد والمعايير الصحيحة، يمكن أن يكتشف المنغنيز في مستويات صغيرة جدا، إلى أجزاء لكل مليار.

الأسئلة الشائعة

Q1: ما مدى دقة قياس الطيف الامتصاص الذري عند اختبار تركيزات منخفضة من المنغنيز؟
ج: قياس الطيف الامتصاص الذري دقيق جداً عند مستويات منخفضة. يمكن تكرار النتائج في حدود حوالي ± 0.02 ملغ لتر ⁻ ¹ عند استخدام خطوات الإعداد المناسبة.

Q2: يمكن استخدام اللهب AAS إذا كانت المياه السطحية لديها مستويات منخفضة جدا من المنغنيز (< 1 ملغ لتر) ⁻¹)?
ج: يعمل Flame AAS مع توسيع مقياس 10x لمستويات منخفضة. لكن فرن الجرافيت AAS أفضل لمستويات أقل من 1 ملغ لتر ⁻¹. يمكن رؤية حوالي 0.01 ملغ لتر ⁻ ¹، مما يجعلها حساسة للغاية.

س3: ما الذي يجعل سلسلة PERSEE A3 مناسبة للتطبيقات الصناعية؟
ج: سلسلة A3 ثابتة وسهلة الاستخدام ولها برامج ذكية. هذا يجعله رائعًا للعمال ذوي مستويات المهارات المختلفة وللاستخدام دون توقف في المصانع.