Манганец (Mn) является естественным элементом, находящимся в реках, озерах и других поверхностных водах. Он полезен в небольших количествах, но вреден, когда его слишком много. Фабрики, использующие поверхностную воду для своей работы или выброса отходов, должны внимательно следить за уровнем марганца. Это поддерживает их в соответствии с экологическими правилами и помогает их операциям работать плавно. Атомная абсорбционная спектрофотометрия (ААС) является очень точным инструментом для поиска марганца, обнаруживая даже сверхнебольшие количества до уровней частей на миллиард.
Важность мониторинга марганца в промышленных водах
Наблюдение за количеством марганца очень важно для соблюдения правил, защиты природы и обеспечения эффективности работы завода.
Воздействие избыточного марганца на здоровье и окружающую среду
Слишком много марганца в питьевой или заводской воде может вызвать проблемы. У людей, особенно детей, высокий уровень марганца может повредить функции мозга. В природе слишком много марганца может нанести вред рыбам и другим водным существам, нарушая баланс экосистем.
Регулирующие стандарты уровня марганца в воде
Всемирная организация здравоохранения установила предел 0,1 мг л ⁻ ¹ (1,8 мкМ) для марганца в питьевой воде. Для заводских отходов пределы обычно варьируются от 0,05 до 0,3 мг л. ⁻ в зависимости от местных законов. Поэтому заводам нужны очень хорошие инструменты для точного измерения марганца.
Промышленные проблемы в управлении загрязнением манганом
Фабрики, использующие поверхностную воду, часто сталкиваются с проблемами, потому что уровень марганца меняется. Эти изменения происходят от сезонов, оттока дождей или отходов из источников вверх. Если на заводах нет хороших систем проверки и очистки воды, эти изменения могут повредить машины, снизить качество продукции или привести к нарушению правил.
Принципы атомной абсорбционной спектрофотометрии (AAS)
AAS - это сверхчувствительный способ измерения крошечных кусков металлов, таких как марганец, в сложных смесях, таких как поверхностная вода.
Как измерения ААС отслеживают металлы в образцах воды
Геологическая служба США установила четкие шаги для испытаний воды, как показано в документе о водоснабжении 1549-C (1966) и документе о водоснабжении 1540-G (1966). Эти шаги обеспечивают надежность обнаружения металлов. ААС работает, превращая образец воды в крошечные частицы. Затем он измеряет, сколько света эти частицы поглощают на определенных длинах волн. Это следует закону Пива-Ламберта, где количество поглощенного света показывает, сколько металла присутствует.
Основные компоненты атомно-абсорбционного спектрофотометра
Знание того, как работает каждая часть, помогает убедиться, что измерения правильны.
Источник света и монохроматор
Половая катодная лампа, нагреваемая в течение 30 минут, отправляет свет на 275,6 нм (2756 А) для марганца. Монохроматор выбирает этот свет, не позволяя другим элементам испортить результаты.
Атомизатор и система ввода образца
Образец воды попадает в пламя или графитовую печь, чтобы разбить его на крошечные куски. Изменяя смесь топлива и воздуха в распылителе-горелке, рабочие могут создать пламя, которое тяжело на воздух или тяжело на топливо, в зависимости от того, что необходимо.
Детектор и процессор сигнала
Детектор улавливает световой сигнал. Этот сигнал усиливается и отправляется в систему, которая показывает номер на экране. Это число соответствует количеству металла в образце.
Методы обнаружения марганца с использованием ААС
Чтобы получить хорошие результаты при тестировании марганца с ААС, работники должны следовать тщательным шагам от сбора образцов до их анализа.
Методы сбора и сохранения образцов
Образцы воды должны быть собраны в чистых контейнерах, которые не утечут металл. Они фильтруются через мембраны 0,45 мкм, чтобы избежать забора атомизатора. Сразу после сбора рабочие добавляют азотную кислоту (HNO) ₃) чтобы сохранить образцы стабильными.
Подготовка стандартов калибровки для анализа Mn
Стандарты для испытания марганца сделаны следующим образом:
- Стандартное решение IТепло: 0,5 г MnSO ₄·H₂ При 120°С в течение одного часа. Смешайте его в 100 мл чистой воды с 1 мл H ₂SO₄ 5 мл формалина. Затем добавьте больше воды, чтобы сделать 100 мл (1,00 мл = 0,105 мг марганца).
- Стандартное решение IIВзять 10 мл стандартного раствора I и добавить воду, чтобы сделать 100 мл (1,00 мл = 0,0105 мг марганца).
- Рабочие стандартыСделать набор растворов от 0,00 до 1,0 мг л ⁻ ¹ путем добавления воды в стандартный раствор II. Они используются для составления графика для сравнения с неизвестными образцами.
Условия работы для точного обнаружения Mn с помощью AAS
Для получения хороших результатов необходимо правильно настроить несколько вещей:
Выбор длин волн для обнаружения марганца
Свет 275,6 нм (2756 А) выбирается для марганца. Он сверхясный и избегает смешаний с такими элементами, как железо или магний.
Использование методов ААС пламени против графитной печи
Пламя ААС хорошо работает для уровней марганца выше 1 мг л ⁻¹. Для более низких уровней, ниже 1 мг л ⁻ ¹, графитная печь AAS (GFAAS) лучше. GFAAS может заметить всего 0,01 мг л ⁻ ¹ с расширением масштаба в 10x, что делает его очень точным.
Факторы, влияющие на точность измерения Mn с помощью AAS
Даже при лучших настройках некоторые вещи могут испортить измерения.
Стратегии вмешательства матрицы и разбавления образца
Магний не вызывает проблем, когда в образце находятся другие элементы, такие как натрий. Но если слишком много твердых веществ или растворенных кусков, это может сделать результаты неясными. Добавление воды для разбавки образца или использование специального метода, называемого стандартным добавлением, может помочь. Стандартное добавление отлично, когда твердые вещества в воде затрудняют соответствие стандартам чистой воды.
Калибровка приборов и меры контроля качества
Каждая группа образцов нуждается в пустых испытаниях, повторных испытаниях, пиковых образцах и проверках по известным стандартам. Эти шаги обеспечивают надежный результат. Поскольку получать один и тот же результат каждый раз трудно, работники создают новые графики для каждой группы образцов.
Рутинное обслуживание для обеспечения стабильности инструмента
Сохранение машины в хорошей форме является ключевым. Рабочие должны чистить горелки, заменять старые лампы, проверять поток газа и часто перезагружать машину. Эти шаги обеспечивают стабильность результатов.
Методы удаления марганца из поверхностных вод
Поиск марганца недостаточен. Фабрики также должны вытащить воду перед выбросом или повторным использованием воды.
Использование перманганата калия или хлора в качестве окислителей
Перманганат калия (KMnO) ₄) является наиболее распространенным химическим веществом для удаления марганца. Работники добавляют его между этапами очистки воздуха и фильтрации. Это делает марганец легче ловить.
Фильтрационные средства, подходящие для удаления Mn
Тонкий песок размерами от 0,55 до 0,75 мм хорошо работает, когда нужно удалить только марганц. Этот песок захватывает марганец, не забираясь слишком быстро.
Методы ионного обмена и мембранной фильтрации
Фантастические методы, такие как ионный обмен и мембранная фильтрация, могут выбрать марганц. Но они часто требуют дополнительных шагов для подготовки воды, в зависимости от ее начального состояния.
Интеграция ААС в рабочие процессы промышленной водоочистки
Использование ААС в повседневной фабричной работе помогает сделать разумный выбор в водоочистных станциях.
Мониторинг в режиме реального времени на очистительных установках с использованием AAS
Регулярный ААС требует времени для подготовки образцов, поэтому это не мгновенно. Но новые машины могут запускать образцы почти без остановки. Это дает быстрые обновления уровня марганца во время лечения, помогая работникам действовать быстро.
Регистрация данных и анализ тенденций для оптимизации процессов
Новые машины AAS работают с компьютерными программами для сохранения результатов. Работники могут посмотреть на эти результаты со временем. Видя узоры, они могут регулировать химические вещества, такие как KMnO ₄ Или хлор. Это поддерживает уровень марганца в безопасных пределах и делает работу более эффективной.
PERSEE: надежный производитель аналитических приборов
Пекинская компания Purkinje General Instrument Co., Ltd.Компания, основанная в 1991 году, специализируется на создании и продаже научных инструментов. Он имеет сертификаты, такие как ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 и CE. Компания производит передовые инструменты, включая серию A3 для поиска небольших количеств металла. Он предлагает Помощь по всему миру и фокусируется на качестве и новых идеях.
Модели, такие как A3F и A3G, предназначенные для надежного обнаружения металлов
В A3F (пламя) и A3G (графитная печь) модели сделаны для того, чтобы найти марганец точно на разных уровнях. Они имеют кодированные горелки, что делает их более безопасными и надежными.
Резюме и ключевые вещи
Поиск и удаление марганца из поверхностных вод являются важной частью управления заводскими водными системами. Атомная абсорбционная спектрофотометрия является надёжным инструментом. При правильной настройке и стандартах он может обнаружить марганец на сверхкрошечных уровнях, до частей на миллиард.
Часто задаваемые вопросы
Q1: Насколько точна атомная абсорбционная спектрофотометрия при тестировании низких концентраций марганца?
Ответ: Атомная абсорбционная спектрофотометрия очень точна на низких уровнях. Он может повторять результаты в пределах около ± 0,02 мг л ⁻ ¹ при использовании надлежащих шагов настройки.
Q2: Может использоваться пламя ААС, если поверхностная вода имеет очень низкий уровень марганца (< 1 мг л) ⁻¹)?
A: Flame AAS работает с расширением масштаба в 10x для низких уровней. Но графитная печь ААС лучше для уровней ниже 1 мг л ⁻¹. Он может заметить около 0,01 мг л ⁻ ¹, делая его супер чувствительным.
Q3: Что делает серию A3 PERSEE подходящей для промышленных приложений?
A: Серия A3 стабильна, проста в использовании и имеет умное программное обеспечение. Это делает его отличным для работников с различными уровнями квалификации и для непрерывного использования на заводах.
