Analitičke metode za određivanje teških metala u tekstilnoj industriji

Heavy metals in textile wastewater represent a major environmental problem, and are a potential danger to human health when present on textiles. Furthermore, the presence of some metals influences the production of textiles. Heavy metals are often used as oxidizing agents, as metal complex dyes, dye stripping agents, fastness improvers, and finishers. Thus, they act as hazardous sources throughout entire textile processing. Toxic effects of heavy metals on humans are well documented. Therefore, it is important to monitor heavy metals throughout the entire production. Today, maximum permissible values for metals in textiles are given by different regulations, according to which the heavy metals have to be determined both qualitatively and quantitatively. Several analytical procedures for the determination of heavy metals were tested for their application on textiles. The advantages and disadvantages of TLC, UV-VIS, GF-AAS, ICP-OES, and ICP-MS methods are discussed.Teški metali u otpadnim vodama tekstilne industrije čine ogroman problem za okoliš, a kada se nalaze na tekstilnim materijalima iskazuju potencijalnu opasnost po ljudsko zdravlje. U tekstilnoj industriji teški se metali vrlo često rabe kao oksidansi, bojila te sredstva za poboljšavanje svojstava postojanosti. S obzirom na to da su toksični učinci teških metala na ljudsko zdravlje danas veoma dobro poznati (Tablica 1), vrlo je važno kontrolirati njihovu prisutnost tijekom proizvodnje i prerade tekstilnih materijala. Maksimalno dopuštene količine teških metala koje se nalaze na tekstilnim materijalima, pa se tijekom uporabe mogu ekstrahirati znojenjem i tako štetno utjecati na zdravlje ljudi, regulirane su različitim standardima (Tablica 2). Prema njima, potrebno je određivati i pratiti metale na materijalima, za što je moguće primijeniti nekoliko različitih analitičkih metoda. U ovom radu razmatrani su prednosti i nedostaci metoda TLC, UV-VIS, GF-AAS, ICP-OES i ICP-MS. Prije analize udjela teških metala na tekstilnim materijalima, uzorke je potrebno pripremiti za analizu. Velika važnost uzorkovanja (Slika 1), priprave i čuvanja uzoraka (tablice 3-4) naglašene su u poglavljima 2.1 - 2.3. Metoda tankoslojne kromatografije opisana u poglavlju 2.4. može se jednostavno i brzo primijeniti za učinkovito razdvajanje i dokazivanje različitih teških metala. Nedostatak te metode su visoke granice detekcije. UV-VIS spektroskopija je također jednostavna analitička metoda za određivanje metala koja zahtijeva pažljivu pripravu uzoraka. Karakteristike UV-VIS određivanja odabranih teških metala prikazane su u Tablici 5. Atomska apsorpcijska spektroskopija (FAAS i GF-AAS) jedna je od najviše upotrebljavanih metoda u analizi metala koja ima niske granice detekcije. Osnovni nedostatak te metode je nemogućnost istodobnog određivanja više elemenata u istom uzorku, kao što je to moguće kod induktivno spregnute plazme. Stoga je i priprava uzorka za analizu AAS-om dugotrajnija te iziskuje veće troškove. Zbog toga danas najprikladnije metode za analizu metala postaju upravo ICP-OES i tehnike ICP-MS, koje imaju mnoge prednosti nad ostalim analitičkim metodama: izrazito niske granice detekcije (Tablica 7), vrlo široko linearno područje (čak i do nekoliko stotina mg kg-1) te mogućnost simultanog određivanja velikog broja elemenata u istom uzorku. Nedostatak je visoka cijena instrumenata te visoki troškovi analize. Kao zaključak pregleda analitičkih metoda za određivanje teških metala na tekstilnim materijalima, iznesena je činjenica da se najbolji rezultati postižu kombinacijom različitih metoda odabranih i validiranih za namijenjenu svrhu

Analitičke metode za određivanje teških metala u tekstilnoj industriji

Heavy metals in textile wastewater represent a major environmental problem, and are a potential danger to human health when present on textiles. Furthermore, the presence of some metals influences the production of textiles. Heavy metals are often used as oxidizing agents, as metal complex dyes, dye stripping agents, fastness improvers, and finishers. Thus, they act as hazardous sources throughout entire textile processing. Toxic effects of heavy metals on humans are well documented. Therefore, it is important to monitor heavy metals throughout the entire production. Today, maximum permissible values for metals in textiles are given by different regulations, according to which the heavy metals have to be determined both qualitatively and quantitatively. Several analytical procedures for the determination of heavy metals were tested for their application on textiles. The advantages and disadvantages of TLC, UV-VIS, GF-AAS, ICP-OES, and ICP-MS methods are discussed.Teški metali u otpadnim vodama tekstilne industrije čine ogroman problem za okoliš, a kada se nalaze na tekstilnim materijalima iskazuju potencijalnu opasnost po ljudsko zdravlje. U tekstilnoj industriji teški se metali vrlo često rabe kao oksidansi, bojila te sredstva za poboljšavanje svojstava postojanosti. S obzirom na to da su toksični učinci teških metala na ljudsko zdravlje danas veoma dobro poznati (Tablica 1), vrlo je važno kontrolirati njihovu prisutnost tijekom proizvodnje i prerade tekstilnih materijala. Maksimalno dopuštene količine teških metala koje se nalaze na tekstilnim materijalima, pa se tijekom uporabe mogu ekstrahirati znojenjem i tako štetno utjecati na zdravlje ljudi, regulirane su različitim standardima (Tablica 2). Prema njima, potrebno je određivati i pratiti metale na materijalima, za što je moguće primijeniti nekoliko različitih analitičkih metoda. U ovom radu razmatrani su prednosti i nedostaci metoda TLC, UV-VIS, GF-AAS, ICP-OES i ICP-MS. Prije analize udjela teških metala na tekstilnim materijalima, uzorke je potrebno pripremiti za analizu. Velika važnost uzorkovanja (Slika 1), priprave i čuvanja uzoraka (tablice 3-4) naglašene su u poglavljima 2.1 - 2.3. Metoda tankoslojne kromatografije opisana u poglavlju 2.4. može se jednostavno i brzo primijeniti za učinkovito razdvajanje i dokazivanje različitih teških metala. Nedostatak te metode su visoke granice detekcije. UV-VIS spektroskopija je također jednostavna analitička metoda za određivanje metala koja zahtijeva pažljivu pripravu uzoraka. Karakteristike UV-VIS određivanja odabranih teških metala prikazane su u Tablici 5. Atomska apsorpcijska spektroskopija (FAAS i GF-AAS) jedna je od najviše upotrebljavanih metoda u analizi metala koja ima niske granice detekcije. Osnovni nedostatak te metode je nemogućnost istodobnog određivanja više elemenata u istom uzorku, kao što je to moguće kod induktivno spregnute plazme. Stoga je i priprava uzorka za analizu AAS-om dugotrajnija te iziskuje veće troškove. Zbog toga danas najprikladnije metode za analizu metala postaju upravo ICP-OES i tehnike ICP-MS, koje imaju mnoge prednosti nad ostalim analitičkim metodama: izrazito niske granice detekcije (Tablica 7), vrlo široko linearno područje (čak i do nekoliko stotina mg kg-1) te mogućnost simultanog određivanja velikog broja elemenata u istom uzorku. Nedostatak je visoka cijena instrumenata te visoki troškovi analize. Kao zaključak pregleda analitičkih metoda za određivanje teških metala na tekstilnim materijalima, iznesena je činjenica da se najbolji rezultati postižu kombinacijom različitih metoda odabranih i validiranih za namijenjenu svrhu

Metode za preliminarna određivanja anionskih, kationskih i neionskih surfaktanata

Detergents present a major environmental problem due to large quantities of surfactants released from laundries. For this reason, it is important to apply an appropriate analytical method for their determination. In this work, we propose two simple, fast and inexpensive analytical methods for anionic, cationic and non-ionic surfactant determination: thin layer chromatography (TLC) separation for qualitative screening and quantitative potentiometric determination with ion-selective electrodes. These methods have been chosen because of their many advantages: rapidity, ease of operation, low cost of analysis and a wide variety of TLC application possibilities. The advantage of potentiometric titration is its very high degree of automation and very low detection limits obtained with different ion-selective electrodes applied for different surfactants.Danas se različite površinski aktivne tvari (anionske, neionske, kationske i amfoterne) upotrebljavaju u ogromnim količinama u različitim industrijama i domaćinstvima, što čini velik problem za okoliš. Njihova je industrijska primjena proširena na proizvodnju kozmetike, metala, papira i kože, pa se oni zbog toga mogu nalaziti u otpadnim vodama tih industrija u velikim količinama. U Europi se upotrebljava 4 250 000 tona detergenata i 1 190 000 tona omekšivača godišnje. Mnoge od uobičajenih površinski aktivnih tvari imaju izrazito toksično i štetno djelovanje na okoliš i na ljudsko zdravlje, pa su zakonski propisi koji kontroliraju njihovo postojanje u otpadnim vodama dosta strogi: granice za otpuštanje površinski aktivnih tvari u tokove otpadnih voda u Hrvatskoj kreću se u rasponu od δ= 0,05 do 0,10 mg L-1. Na toksičnost i biorazgradivost tih tvari u okolišu utječu mnogi fizikalni, kemijski i biološki čimbenici u međudjelovanju. Kompleksan sastav detergenata u kojima se površinski aktivne tvari miješaju s ostalim komponentama također dovodi do sinergističkog učinka. Nadalje, detergenti odnosno površinski aktivne tvari u njihovom sastavu mogu utjecati na biorazgradivost i toksičnost ostalih komponenata u okolišu. Zbog toga je vrlo važno razviti i primijeniti odgovarajuću a pri tome ne skupu analitičku metodu za određivanje površinski aktivnih tvari u detergentima. Ovim radom predlažu se dvije jednostavne i brze analitičke metode za određivanje anionskih, kationskih i neionskih površinski aktivnih tvari: tankoslojnu kromatografiju za kvalitativno određivanje te njihovo kvantitativno određivanje potenciometrijskom titracijom s ionsko selektivnim elektrodama. Pokazano je da je najbolja separacija i identifikacija istraživanih komponenata postignuta pomoću razvijača izoamil alkohola na podlozi silikagela 60 F254 s, detekcija je provedena pod UV lučnicom pri l = 254 nm. Nakon kromatografske identifikacije komponenata, obavljena je potenciometrijska titracija surfaktanata uz primjenu različitih ion selektivnih elektroda i titranata (kationski je titriran sa c = 0,004 mol L-1 natrij dodecil sulfatiom pri pH 10, anionski sa c = 0,004 mol L-1 Hiaminom 1622 kod pH 3, a neionski sa c = 0,01 mol L-1tetrafenilboratom kod pH 10). Te dvije metode pokazale su se kao vrlo dobra kombinacija za određivanje anionskih, kationskih i neionskih površinski aktivnih tvari. Prednost potenciometrijske titracije je visok stupanj automatizacije i vrlo niske granice detekcije koje postižu različite ion selektivne elektrode. Tankoslojna kromatografija također pruža mnoge prednosti nad ostalim analitičkim metodama: niski troškovi, brzina te jednostavnost analize omogućuju uvođenje ove metode u mnoge laboratorije koji se bave analizom detergenata