Preparation of bottom deposit samples for speciation analysis of heavy metals

• Autorzy: Rabajczyk A.

Warianty tytułu

PL

Przygotowanie próbek osadów dennych do analizy specjacyjnej metali ciężkich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Growing interest in speciation issues requires solving many problems connected with environmental sample preparation for analysis and it is extremely complicated. This process requires huge knowledge related with sampling, transportation, preservation and storage of samples. Incorrect proceeding with samples results in chemical, physical and biological processes which run very fast and bring about changes of properties and concentration of analytes. It results in wrong assessment of environmental state. Appropriate proceeding with environmental sample in order to prepare it for analysis is necessary to prevent above-mentioned processes. On the basis of literature concerning selected metals (Zn, Cd, Ph, Al), issues connected with speciation analytics were presented and basic stages of analytical procedure of speciation determination of heavy metals in bottom deposit samples were characterized. Stages such as sampling and storage of bottom deposit samples, extraction, enrichment and determination were taken into account.

PL

Rosnące zainteresowanie problematyką specjacji wymaga rozwiązywania wielu problemów związanych z przygotowaniem próbek środowiskowych do analizy i jest niezwykle skomplikowane. Proces ten wymaga ogromnej wiedzy dotyczącej zarówno pobierania, transportu, utrwalania, jak i przechowywania próbek. Skutkiem nieprawidłowego postępowania z pobranym materiałem są zachodzące w nim procesy chemiczne, fizyczne oraz biologiczne, które przebiegają bardzo szybko i powodują zmiany charakteru oraz stężeń analitów. Wynikiem tego jest błędna ocena stanu środowiska. Aby zapobiec tym procesom, konieczne jest odpowiednie postępowanie z próbką środowiskową w celu przygotowania jej do analizy. Na podstawie literatury dotyczącej wybranych metali (Zn, Cd, Pb, Al) przedstawiono zagadnienia związane z analityką specjacyjną oraz scharakteryzowane zostały podstawowe etapy procedury analitycznej stosowanej do oznaczania specjacyjnego metali ciężkich w próbkach osadów dennych z uwzględnieniem takich etapów m.in., jak pobieranie i przechowywanie próbek osadów dennych, ekstrakcja, wzbogacanie oraz oznaczanie.

Słowa kluczowe

EN

operational speciation analytics; zinc; cadmium; lead; aluminium; bottom deposit; sampling; preservation; storage; preparation of samples of solid material; detection

PL

analityka specjacyjna operacyjna; cynk; kadm; ołów; glin; osad denny; pobieranie; konserwacja; przechowywanie; przygotowanie próbek materiału stałego; detekcja

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 15, nr 1
• Strony: 123--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rabajczyk A.

• Faculty of Mathematics and Natural Science, Swietokrzyska Academy im. Jana Kochanowskiego, ul. Świętokrzyska 15, 25-406 Kielce, tel. [phone], tel./fax [phone],

Bibliografia

• [1] Grynkiewicz M., Dembska G., Wiśniewski S. and Aftanas B.: Ocena jakości osadów dennych pobieranych przy strefie brzegowej Zatoki Gdańskiej. Ecol. Chem. Eng./Chem. Inż. Ekol., 2006, 13(S2), 284-289.
• [2] Kalembkiewicz J. and Sočo E.: Seguential extraction of metals from environmental samples. Wiad. Chem., 2005, 59, 697-717.
• [3] Rabajczyk A.: Zastosowanie ultradźwięków oraz mikrofal do analizy specjacyjnej kadmu, cynku i ołowiu w osadach dennych. Ecol. Chem. Eng./Chem Inż. Ekol., 2006, 13(S l), 167-172.
• [4] Sahuquillo A., Rigol A. and Rauret G.: Overview of the use of leaching/extraction tests for risk assessment of trace metals in contaminated soils and sediments. Trends in Anal. Chem., 2003, 22(3), 152-159.
• [5] Loska K. and Wiechuła D.: Optymalizacja metody mikrofalowej mineralizacji osadów dennych. Analityka, 2006, 4, 35-39.
• [6] Hoenig M.: Preparation steps in environmental trace element analysis - facts and traps. Talanta, 2001, 54, 1021-1038.
• [7] Namieśnik J., Jamrógiewicz Z., Pilarczyk M. and Torres L.: Przygotowanie próbek środowiskowych do analizy. WNT, Warszawa 2000.
• [8] Migaszewski Z. and Gałuszka A.: Podstawy geochemii środowiska. WNT, Warszawa 2007.
• [9] Namieśnik J. and Jamrógiewicz Z.: Fizykochemiczne metody kontroli zanieczyszczeń środowiska. WNT, Warszawa 1998.
• [10] Ficklin W.H. and Mosier E.L.: Field Methods for Sampling and Analysis of Environmental Samples for Unstable and Selected Stable Constituents. G.S. Plumlee and J.J. Logsdon (eds.). The Environmental Geochemistry of Mineral Deposits, Part A. Processes. Techniques and Health Issues. Soc. of Econ. Geologists. Rev. in Econ. Geology, 1999, 6A, 249-264.
• [11] Tarvainen T. and Salminen R.: FOREGS Geochemical Mapping Field and Laboratory Manual Geologian tutkimuskeskus, 1997, Opas XX, 1-38.
• [12] Mirosławski J., Kwapuliński J., Kowol J., Wiechuła D., Paukszto A. and Rochel R.: Formy występowania ołowiu w glebie. Ołów w środowisku: problemy ekologiczne i metodyczne, Zeszyty Naukowe Komitetu „Człowiek i środowisko" PAN, Warszawa 1998, 21, 79-83.
• [13] Dąbkowska-Naskręt H.: Oznaczanie mobilności ołowiu w glebach uprawnych metodą ekstrakcji sekwencyjnej wg Millera. Ołów w środowisku: problemy ekologiczne i metodyczne. Zeszyty Naukowe Komitetu Człowiek i środowisko". PAN, Warszawa 1998, 21, 85-91.
• [14] Tessier A., Campbell P.G.C. and Bisson M.: Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal. Chem., 1979, 51, 844-851.
• [15] Gatehouse S., Russel D.W. and Van Moort J.C.: Sequential soil analysis in exploration geochemistry. J. Geochem Explor., 1997, 8, 483-494.
• [16] Sposito G., Lund L.J. and Chang A.C.: Trace metal chemistry in arid-zone field soils amended with sewage sludge: L Fractionation of Ni, Cu, In, Cd, and Ph in solid phases. Soil Sci. Soc. Am. J., 1982, 46, 260-264.
• [17] Psenner R., Pucsko R. and Sager M.: Fractionation of organic and inorganic phosphorus compounds in lake sediments. Arch. Hydrobiol. Suppl., 1984, 70, 111-155.
• [18] Kersten M. and Forstner U.: Chemical fraction of heavy metals in anoxic estuarine and coastal sediments. Water Sci. Technol., 1986, 18, 121-130.
• [19] Kalembkiewiez J. and Sočo E.: Separation and determination of Cr(III) and Cr(VI) in environmental samples. Wiad. Chem., 2002, 56, 855-875.
• [20] Hirner A.V., Kristotakis K. and Tobschall H.J.: Metal-organic associations in sediments. Comparison of unpolluted recent and ancient sediments and sediments affected by anthropogenic pollution. Appl. Geochem., 1990. 5, 491-506.
• [21] Bodog I., Polyak K., Csikos-Hartyanyi Z. and Hlavay J.: Sequential extraction procedure for the speciation of elements in fly ash samples. Microchem. J., 1996, 54, 320-330.
• [22] Terashima S. and Taniguchi M.: Evnluation of seyuential extraction for speciation of arsenic and antimony in geological reference samples. Bunseki Kagaku, 1996, 45, 1051-1058.
• [23] Hall G.E.M., Gauthier G., Pelchat J.C., Pelchat P. and Vaive J.E.: Application of a sequential extraction scheme to ten geological certified reference materials for the determination of 20 elements. J. Anal. At. Spectrom., 1996, 11, 787-796.
• [24] Ure A.M., Quevauviller P., Muntau H. and Griepin B.: Single extraction schemes for soil analysis and related applications. Int. J. Environ. Anal. Chem., 1993, 51, 135-151.
• [25] Matusiewicz H.: Metody rozkładu próbek na mokro w analizie śladowej. Ecol. Chem. Eng./Chem. Inż. Ekol., 2004, 11(S4), 465-487.
• [26] Dubiella-Jackowska A., Wasik A. and Namieśnik J.: Metallorganic compounds in soils and sediments - occurrence, transformations and determination. Ecol. Chem. Eng./Chem. Inż. Ekol., 2005, 12(S3), 263-280.
• [27] Rudd T., Lake D.L., Mehrotra I., Sterritt R.M., Kirk P.W.W., Campbell J.A. and Lester LN.: Characterisation of metal forms in sewage sludge by chemical extraction and progressive acidification. Sci. Total. Environ., 1988, 74, 149-175.
• [28] Wiechuła D., Kwapuliński J. and Loska K.: Zastosowanie specjacji w badaniu biodostępności cynku w osadach dennych zbiornika „Dziećkowice". Cynk w środowisku - problemy ekologiczne i metodyczne, Zeszyty Naukowe Komitetu „Człowiek i Środowisko" PAN, 2002, 33, 183-188.
• [29] Kuang-Chung Y., Li-Jyur T., Shih-Hsiung Ch. and Shien-Tsong H.: Correlation Analyses on Binding Behavior of Heavy Metals with Sediment Matrices. Water Res., 2001, 35, 2417-2428.
• [30] Belzile N., Lecomte P. and Tessier A.: Testing readsorption of trace elements during partial chemical extractions of bottom sediments. Environ. Sci. Technol., 1898, 23, 1015-1020.
• [31] Sanghoon L., Ji-Won M. and Hi-Soo M.: Heavy metals in the bed and suspended sediments of Anyang River, Korea: implications for water quality. Environ. Geochem. Health, 2003, 25, 433-452.
• [32] Choi S.C., Choi T.W.H., Tsang C.W., Li X.D. and Wai O.W.H.: Distribution of cadmium, chromium, copper. lead and --in(- in marine sediments in Hong Kong waters, Environ. Geolog., 2006, 51, 455-461.
• [33] Chrastny V., Komarek M., Tlustoš P. and Švehla J.: Effects of flooding on lead and cadmium speciation in sediments from a drinking water-reservoir. Environ. Monit. Assess., 2006, 118, 113-123.
• [34] Mathew M., Mohanraj R., Azeez P.A. and Pattabhi S.: Speciation of heavy metals in bed sediments of Wetlands in Urban Combater, India. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 2003, 70, 800-808.
• [35] Panda U.C., Rath P., Sahu K.C., Majumdar S. and Sundaray S.K.: Study of geochemical association of some trace metals in the sediments of Chilika Lake: a multivariate statistical approach. Environ. Monit. Asscss., 2006, 123, 125-150.
• [36] Dawson E.J. and Macklin M.G.: Speciation of heavy metals in floodplain and flood sediments: a reconnaissance survey of the Aire Valley, West Yorkshire, Great Britain. Environ. Geochem. Health, 1998, 20, 67-76.
• [37] Lum K.R.: The potential availability of P, Al, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn in urban particulate matter. Environ. Technol. Lett., 1982, 3, 57-62.
• [38] Bradlcy S.B.: Suspended sediments in regulated rivers. PhD Thesis, University College of Wales, Abcrystwyth 1984.
• [39] Zhu Y., Zou X., Feng S. and Tang H.: The effect of grain size on the Cu. Ph. Ni, Cd speciation and distribution in sediments: a case study of Dongping Lake. China. Environ. Geolog., 2006, 50, 753-759.
• [40] Davidson C.M., Thomas R.P. and McVey S.E.: Evaluation of a sequential extraction procedure for the speciation of heavy metals in sediments. Anal. Chim. Acta, 1994, 291, 277-286.
• [41] Shen J., Liu E., Zhu Y., Hu S. and Qu W.: Distribution and chemical fractional of heavy metals in recent sediments from Lake Taihu, China. Hydrobiologia, 2007, 581, 141-150.
• [42] Kolowski-Rodrigues M.L. and Laquintinie Formoso M.L.: Geochemical distribution of selected heavy metals in stream sediments affected by tannery activities. Water Air Soil Pollut., 2006, 169, 167-184.
• [43] Srogi K.: Zastosowanie ekstrakcji wspomaganej promieniowaniem mikrofalowym - MAE - w kontroli zanieczyszczenia środowiska. Wiad. Chem., 2006, 60, 399-419.
• [44] Bezak-Mazur E. and Rabajczyk A.: Analiza specjacyjna glinu w stałych próbkach środowiskowych. Mat. Konf. nt. Mikrozanieczyszczenia w środowisku człowieka. Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, 2002, 48, 55-63.
• [45] Rabajczyk A., Bezak-Mazur E. and Widłak M.: Zastosowanie mineralizacji mikrofalowej do analizy specjacyjnej glinu w osadach dennych. Ecol. Chem. Eng./Chem. Inż. Ekol., 2001, 8, 503-513.
• [46] Al-Merey R., Al-Masari M.S. and Bozou R.: Cold ultrasonic acid extraction of copper, lead and zinc from soils samples. Anal. Chim. Acta, 2002, 452, 143-148.
• [47] Elik A.: Ultrasonic-assisted leaching of trace metals from sediments as a function pH, Science Direct. Talanta, 2007, 71, 790-794.