ساخت ابزارهاي گيراندازي اتم، توليد كننده بخار سرد اتمي و توليد كننده هيدريد در اسپكترومتر جذب اتمي شعله اي و اندازه گيري كادميم، جيوه و آرسنيك با حساسيت بالاتر

Fabrication of Atom Trapping, Vapor Generating and Hydride Generating Devices for Flame Atomic Spectrometer and Determination of Cadmium, Mercury and Arsenic with Higher Sensitivity

: حضور عناصر سمي مثل كادميم، جيوه و آرسنيك در منابع مصرفي محيطي (مانند آب آشاميدني) در مقادير ميكروگرم در ليتر اثرات بسيار نا مطلوبي بر روي سلامتي انسان بر جاي مي گذارد و كنترل مقادير در چنين غلظت هايي نيازمند تكنيك هاي اندازه گيري است كه حساسيت مورد نظر را تامين كند. تكنيك هاي اسپكترومتري جذب اتمي به دليل كارايي بالا، سادگي و هزينه كم گزينه مناسبي براي اين امر هستند با اين حال حساسيت مورد نظر با روش هاي معمولي اين تكنيك تامين نخواهد شد. از اين رو، پژوهشگران تلاش كرده اند كه با ساخت ابزارهايي مثل گيراندازنده اتم، توليد كننده بخار سرد، و توليد كننده هيدريد عناصر مختلفي مانندكادميم، جيوه و آرسنيك را باحساسيت بهتري توسط اسپكترومتر جذب اتمي شعله اي و اين ابزار ها اندازه گيري مي كنند. در پژوهش ارايه شده، با كپي سازي اين ابزار ها و متصل نمودن آنها به دستگاه معمولي اسپكترومتر جذب اتمي شعله اي اين سه عنصر با حساسيت بسيار بهتري اندازه گيري شدند. در ابتدا ابزار گيراندازي اتم با استفاده از لوله كوارتز شكاف دار ساخته شده است و اين وسيله براي اندازه گيري 3 عنصرمذكور در محلول هاي آبي به كار گرفته شده و ميزان بهبود حد آشكارسازي با فاكتوري بين 2 تا 3 براي آن‌ها حاصل شده است. در مرحله بعد، ابزار توليد كننده بخار سرد براي اندازه گيري جيوه مشابه سازي شد. از اين وسيله براي اندازه گيري جيوه در نمونه هاي آبي استفاده شد. حد تشخيص به دست آمده براي جيوه 100 نانوگرم در ليتر با ميانگين انحراف استاندارد نسبي 5 درصد بود كه نسبت به روش گيراندازي اتم تا 1000 برابر بهبود در حد تشخيص مشاهده گرديد. در آخرين مرحله وسيله توليد كننده هيدريد براي اندازه گيري آرسنيك مشابه سازي شد. از آن جا كه آرسنيك مانند جيوه توانايي تشكيل بخار اتمي سرد را ندارد، از تكنيك توليد هيدريد براي اندازه گيري آن استفاده شد. وسيله توليد بخار سرد بكار رفته در قسمت قبلي با اندكي تغييرات به ابزار توليد كننده هيدريد تبديل شد و پس از اين تغيير از آن براي اندازه گيري آرسنيك در محلول هاي آبي استفاده شد. با اين روش حد تشخيص1 ميكرو گرم در ليتر براي آرسنيك به دست آمد كه نسبت به روش گيراندازي اتم تا 200 برابر بهبود نشان داد. وسايل و ابزار ساخته شده به راحتي بر روي انواع اسپكترومترهاي جذب اتمي شعله اي قابل سوار شدن بوده و تكنيك هاي روتيني براي اندازه گيري اين عناصر در نمونه هاي محيطي فراهم مي آورند و مي توان مزايايي مثل ساده بودن روش و كم هزينه تر بودن نسبت به ساير روش هاي مشابه را براي آن‌ها ذكر كرد. تعداد نمونه هاي قابل آناليز در يك ساعت براي 3 تكنيك گيراندازي اتم، توليد بخار سرد و توليد هيدريد به ترتيب 100، 20 و 30 مي باشند.

Presence of toxic elements like cadmium, mercury and arsenic at ppb range in environmental resources may increase the risk to human health. Determination of these elements at such ranges needs a relative sensitive technique with enough low detection limit. Atomic absorption spectrometric methods provide simple and low cost techniques for such measurements. However, their detection limits in simple instrumentations lies in ppm ranges. At present work, sensitivity enhancement in determination of cadmium, mercury and arsenic using atom trapping and vapor generation techniques in atomic absorption spectrometry is investigated. In first step, an atom trapping device using a slotted quartz tube is fabricated. The device is then employed to analyzing those elements in aqueous solutions and a 2-3 enhancement is achieved. The detection limit of cadmium is improved from 20 ppb in simple FAAS to 5 ppb in atom trapping AAS. At second step, sensitivity enhancement for analyzing mercury and arsenic is investigated. A cold vapor generator is fabricated to analyzing mercury in aqueous solutions. The detection limit achieved by this method is 0.1 ppb which is 3 orders of magnitude better than flame one. The third step is determination of arsenic by hydride generation method, because cold vapor technique cannot be applied to this element. So, a hydride generator is fabricated with a slight modification of previously made cold vapor generator. A detection limit of 1 ppb is achieved by this method. In summary, such techniques provide simpler and cheaper analyzing methods for determination of volatile elements in aqueous samples. One may use specific digestion procedure for analyzing samples rather than aqueous one by such methods.