СОРБЦІЙНО-АТОМНО-АБСОРБЦІЙНЕ ВИЗНАЧЕННЯ Cu(II), Cd(II), Ni(II) ТА Pb(II) У ВИНАХ: DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2209.2024.1(59).7

Олена КОНОПЛІЦЬКА; Микола ІЩЕНКО; Володимир ДОРОЩУК

Автор(и)

Олена КОНОПЛІЦЬКА Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0001-5763-2592
Микола ІЩЕНКО Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0002-0851-1679
Володимир ДОРОЩУК Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0002-4401-5998

Ключові слова:

хімічно модифіковані кремнеземи, концентрування, важкі метали, вино

Анотація

Вступ. Складність і багатостадійність процесу виробництва вина зумовлює ризики його забруднення іонами металів. Тому розробка надійних, швидких і дешевих методів визначення вмісту токсичних важких металів у вині є актуальним завданням. Метод атомної абсорбційної спектроскопії має всі вказані переваги, однак його чутливість є недостатньою. Тому для визначення вмісту важких металів у винах на рівні ГДК необхідною є стадія попереднього концентрування іонів металів на етапі пробопідготовки. Мета дослідження – розробка методики атомно-абсорбційного визначення іонів купруму, кадмію, нікелю та плюмбуму у винах через їхнє селективне концентрування на кремнеземах, хімічно модифікованих імінодиацетатними групами (SiO₂-IDA) та групами етилендіамінтриацетатної кислоти (SiO₂-EDTA).

Методи. Сорбційні характеристики хімічно модифікованих кремнеземів досліджували по відношенню до іонів Cu (II), Cd (II), Ni (II) і Pb (II) у динамічному режимі, рівноважні концентрації іонів металів визначали атомно-абсорбційним методом.

Результати. Вивчено оптимальні умови сорбції іонів Cu (II), Cd (II), Ni (II) і Pb (II) на SiO₂-EDTA. Запропоновано сорбційно-атомно-абсорбційну методику визначення цих іонів металів із водних розчинів і показано можливість її застосування для аналізу червоних і білих вин. Отримані результати показали задовільну правильність і прецизійність.

Висновки. Показано, що сорбент SiO₂-IDA малоефективний для концентрування іонів металів у динамічних умовах, а кількісне вилучення всіх досліджуваних іонів металів і SiO₂-EDTA відбувається за рН у межах 4–5. Кількісне елюювання іонів Cu (ІІ), Pb (ІІ), Ni (ІІ), Cd (ІІ) з поверхні SiO₂-EDTA досягається обробкою сорбента розчином 1 % Thio в 0,1 М HCl. Оптимальний об'єм елюенту 2 мл на 0,1 г сорбенту. Запропонований підхід успішно використано для концентрування та подальшого атомно-абсорбційного визначення іонів металів у зразках червоного та білого вина.

Посилання

AOAC International. (2016). Guidelines for Standard Method Performance Requirements. https://www.aoac.org/wp-content/uploads/2019/08/app_f.pdf

Dadfarnia, S., Haji Shabani, A. M., & Dehghanpoor Frashah, S. (2016). Synthesis and application of a nanoporous ion-imprinted polymer for the separation and preconcentration of trace amounts of vanadium from food samples before determination by electrothermal atomic absorption spectrometry. J Sep Sci, 39, 1509–1517. https://doi.org/10.1002/jssc.201501301

DSTU 4807:2007 (2008). Wines sparkling. Specifications Valid from 01.01.2009. Derzhspozhivstandart of Ukraine [in Ukrainian]. https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0153774-20#Text

Durguti, V. U., Aliu, S., Laha, F., & Feka, F. (2020). Determination of Iron, Copper and Zinc in the Wine by FAAS. Emerging Science Journal, 4(5). https://doi.org/10.28991/esj-2020-01240

Fabani, M. P., Arrúa, R.C., Vázquez, F., Diaz, M. P., Baroni, M. V., & Wunderlin, D. A. (2010). Evaluation of elemental profile coupled to chemometrics to assess the geographical origin of Argentinean wines. Food Chem., 119, 372–379. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.05.085

Kumar, R., Barakat, M. A., Daza, Y. A., Woodcock, H. L., & Kuhn, J. N. (2013). EDTA functionalized silica for removal of Cu(II), Zn(II), and Ni(II) from aqueous solution. J.Colloid Interface Sci., 408(1), 200–205. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2013.07.019

Nekos, A. N., & Malchuk, O. V. (2015). Features of the concentration of heavy metals in grapes and their processing products. Bulletin of V.N. Karazin KhNU, Series Ecology, 1147(12), 98–105. [in Ukrainian].

Ohshima, K., Watanabe, H., & Haraguchi, K. (1986). Preconcentration of Trace Metal Ions by Complexation with Ethylenediaminetriacetate-Bonded Silica Gel. Anal. Sci., 2(2), 131–135.

Perrin, D. D. (1979). Stability Constants of Metal-Ion Complexes, Part B: Organic Ligands, IUPAC Chemical Data Series, 22, Pergamon, Oxford.

Pohl, P. (2007). What do metals tell us about wine? TrAC, 26(9), 941–949. https://doi.org/10.1016/j.trac.2007.07.005

Płotka-Wasylka, J., Rutkowska, M., Cieślik, B., Tyburcy, A., & Namieśnik, J. (2017). Determination of selected metals in fruit wines by spectroscopic techniques. J. Anal. Meth. Chem., 2, 1–9. https://doi.org10.1155/2017/5283917

Płotka-Wasylka, J., Frankowski, M., Simeonov, V., Polkowska, Z., & Namieśnik, J. (2018). Determination of metals content in wine samples by inductively coupled plasma-mass spectrometry. Molecules, 23(11). https://doi.org/10.3390/molecules23112886

Stolyarchuk, N. V., Tomina, V. V., Mishra, B., Vaclavikova, M., Dudarko, O. A., & Melnyk, I.V. (2022). Direct synthesis of efficient silica – based adsorbents carrying EDTA groups for the separation of Cu(II) and Ni(II) ions. Colloids Surf. A.: Physicochem. Eng. Asp., 650(12), https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.129538