كاربرد ژل‌هايي با تركيبات متفاوت آكريل‌آميد- آليل آگاروز در روش شيب پخش در غشاي نازك و بررسي عملكرد آن در اندازه‌گيري فلزهاي سنگين موجود در آب

Application of different acrylamide-allyl-agarose gels in diffusive gradient in thin films and its performance on measuring heavy metals in water

آلودگي محيط‌زيست با فلزات سنگين، نگراني‌هاي عمده‌اي را ايجاد كرده‌اند. به‌تازگي، پژوهشگران روش جديدي به نام شيب پخش در غشاي نازك (DGT) معرفي كرده‌اند. از مزيت‌هاي اين روش اندازه‌گيري درجا يون‌ها، به ويژه در محيط‌هاي آبي است. در ساخت ژل‌هاي موردنياز در اين روش به‌طور معمول، مواد مورداستفاده ثبت اختراع‌شده‌اند. در اين پژوهش، جايگزيني ژل‌هايي با تركيبات متفاوت آكريل‌آميد- آليل آگاروز به جاي موادي كه ثبت اختراع‌شده‌اند و اثر اين مواد در ضريب پخشيدگي فلزات سنگين در ژل لايه انتشار بررسي شد. همچنين، عملكرد DGT در محلول شامل عناصر فلزات سنگين نيز موردبررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش pH، نسبت تورم افزايش مي‌يافت هرچندكه در گستره pH بين 4 تا 9 تغييرات زيادي در نسبت تورم مشاهده نشد. نتايج نشان داد ضرايب پخشيدگي در محلول‌هاي غيرآلي، مستقل از قدرت يوني بود. اگرچه با افزايش قدرت يوني نتايج به‌دست آمده از ضريب پخشيدگي در تكرارهاي متفاوت گستره خطاي كمتري داشت. مقادير ضرايب پخشيدگي در كاتيون‌هاي متفاوت در دو نوع ژل بين 60 تا 85 درصد مقادير ضرايب پخشيدگي آن عناصر در آب بود. با افزايش عامل پيوندي عرضي به دليل كوچك‌تر شدن منافذ ژل، ضريب پخشيدگي كاهش يافت. مقدار فلزهاي سنگين اندازه‌گيري شده با روش DGT، همبستگي خطي نزديكي با مقدار كاتيون‌هاي موجود در محلول داشت (r2 برابر با 93/0 تا 99/0).

Abstract: Environmental pollution by heavy metals and their fate in the environment have created major concerns. Recently, researchers have introduced a new method called diffusive gradients in thin films (DGT). The advantages of this method are in situ measurement of ions, especially in aqueous media. In this technique, patented materials were commonly used in making gels. The purpose of this study was replacing the two types of gels with different acrylamide-allylagarose compounds instead of the patented materials and investigate the effect of these materials on the diffusion coefficient of heavy metals in the diffusion layer of gels to be used in calculations related to the measurement of these elements. Also, the efficiency of DGT has been investigated in the solution of heavy metals. The results showed that with increasing pH, the ratio of swelling increased, although in the pH range between 4 and 9, no significant changes have observed in the ratio of swelling. The diffusion coefficients in inorganic solutions have been independent of ionic strength, although, with increasing ionic strength, diffusion coefficient in different repetitions had less error bar. The diffusion coefficients in different cations in two types of gel were 60-85% of their diffusion coefficients in water. By increasing the cross-linker factor, the diffusion coefficient have decreased due to the smaller pores in the gel. The amount of heavy metals measured by the DGT method had a linear correlation with the amount of cations in the solution ( r2 = 0.93-0.99).