Development of Diffusive Gradients in Thin Films Technique for Determination of Mercury in Aquatic Systems

摘要

Předložená práce obsahuje literární rešerši k tématu rtuť a stanovení rtuti a jejich forem v systému přírodních vod. Stanovení je zaměřeno na použití in-situ vzorkovací techniky difúzního gradientu v tenkém filmu a na její vývoj. Jsou popsány stávající sorpční gely používané pro stanovení rtuti technikou DGT a to Duolite GT-73, Chelex-100, Spheron-Thiol. Tato práce rozšiřuje škálu těchto sorbentů o nově připravené sorpční gely, a to Iontosorb AV modifikovaný imidazolem nebo 6-merkaptopurinem a komerčně dostupnou látku oxid titaničitý. Je popsán způsob přípravy sorpčních gelů a jejich základních testů v modelových roztocích rtuti podle předepsaných kritérii DGT Research. Testována byla akumulace rtuti v závislosti na čase, základní test návratnosti rtuti a byla stanovena kapacita sorbentu. Všechny testované sorbenty splnily požadavky základních testů a odchylky u návratnosti rtuti se pohybovaly do 10 %. Zjištěná kapacita jednotlivých sorbetů se pohybovala od 6 do 1,5 µmol.l-1 a klesala v pořadí Duolite GT-73 > ISAV-IM > Chelex-100 > Spheron-Thiol > TiO2 > ISAV-MP. Sorpce rtuti jednotlivými sorbenty byla sledována v modelových roztocích za podmínek vyskytujících se v přírodních vodách. Bylo zjištěno, že iontová síla běžně se vyskytující v přírodních vodách, neovlivňuje stanovení rtuti u žádného ze studovaných sorbentů. Přítomnost chloridů značně ovlivňuje stanovení rtuti pomocí DGT s oxidem titaničitým, a proto tento sorbent není možno doporučit pro stanovení rtuti v mořských vodách. Ze závislosti akumulovaného množství rtuti na pH vyplývá, že všechny sorbenty je možno použít v přírodních vodách v rozpětí pH 4 - 8. Nejvíce je záchyt rtuti ovlivněn přítomností huminových kyselin, obzvláště u iontovýměnných sorbetů obsahujících jiné funkční skupiny než thiolové. Výjimku tvoří oxid titaničitý, u něhož dochází k fyzikální sorpci komplexů kovů s huminovými kyselinami. Kadmium a měď v modelových roztocích v molární rovnováze i nadbytku nejvíce ovlivnily sorpci rtuti na Chelex-100 a Spheron-Thiol. Po laboratorních testech byly jednotky DGT se studovanými sorbety použity ke stanovení rtuti v systému přírodních vod řek Jižní Moravy a to Svratky, Jihlavy a Svitavy. Koncentrace rtuti stanovená pomocí DGT jednotek s Duolite GT-73 byla srovnatelná s obsahem rozpuštěné rtuti v říční vodě stanovené přímo metodou AAS. O řád menší koncentrace rtuti oproti metodě AAS byly nalezeny pomocí DGT se sorbenty Spheron-Thiol a ISAV-MP. Tyto sorbenty váží zřejmě pouze rtuť v labilních komplexech. Toho je možné využít pro speciační analýzu, kdy jsou množství rtuti stanovené Spheron-Thiolem nebo ISAV-MP odečteny od množství rtuti stanovené sorbentem Duolite GT-73. Výsledek udává množství rtuti vázané ve stabilních komplexech, například s huminovými kyselinami. Množství rtuti stanovené v ISAV-IM, Chelexu-100 a TiO2 je pravděpodobně podíl rtuti vázaný v komplexech ještě slaběji než její podíl stanovený sorbenty Spheron-Thiolem a ISAV-MP.