دراسات طيفية لبعض عينات من البيئة

ملخص الدراسة:

تهدف هذه الرسالة إلى تعيين العناصر الشحيحة وتوزيعها في عينات الرواسب الطفلية. العينات التي يتم فحصها تم تجميعها من حمامات فرعون وقناة السويس خلال شهر أكتوبر 2002 م.

و لقد تم استخدام أربعة طرق لتعيين العناصر المراد قياسها فى العينات وهي مقياس الضوء الطيفي للامتصاص الذري ذو اللهب, مطياف اللهب, الأسبكتروفوتومتر وطريقة التحليل الكيميائي. كان اللهب المستخدم في طريقة مقياس الضوء الطيفي للامتصاص هو نتيجة لحرق خليط من غازي الأستيلين – الهواء والأسيتلين – أكسيد النيتروز لجميع العناصر التي تم تعيينها بهذه الطريقة.وفى حالة مطياف اللهب كان اللهب الناتج من استخدام خليط من غازي الأكسجين – الأسيتلين. ويمثل اللهب بالتقنيتين الخلية الذرية.

تم تعيين خمسة عشر عنصراً بهذه التقنيات مقسمه كالآتي (الألومنيوم, الحديد, الخارصين, الرصاص, الكوبلت, الكادميوم, النحاس, النيكل, المنجنيز, والماغنسيوم) بتقنية مقياس الضوء الطيفي للامتصاص الذري ذو اللهب , (البوتاسيوم والصوديوم) بتقنية اللهب الطيفي , (الثوريوم واليورانيوم) بتقنية الأسبكتروفوتومتر وأخيراً استخدمت طريقة التحليل الكيميائي لتعيين الكالسيوم إضافة الي الحديد والماغنسيوم.

أجريت طريقتان لهضم عينات حمام فرعون , الطريقة الأولى تعتمد على إضافة خليط من حمض النيتريك , حمض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك بنسبة 3:1:1 بينما فى الطريقة الثانية اضيف حمض النيتريك , حمض البيركلوريك وحمض الهيدروفلوريك. ولقد تبين من قياس تركيزات العناصر التي تم تعيينها وجود فروق طفيفة لبعضها وكانت هذه الفروق في حدود الخطأ التجريبي.

و لقد تم التوصل إلي الظروف المثلي للقياس بمقياس الضوء الطيفي للامتصاص الذري ذو اللهب عن طريق الكمبيوتر الملحق بالجهاز, كما تم استخدام دالة المعايرة لتعيين تركيزات العناصر المختلفة إضافة إلي دراسة معامل الإثراء.

و ينقسم هذا البحث إلي خمسة فصول:-

الفصل الأول وهو المقدمة – بصفة عامه- يتناول العناصر الشحيحة وتناثرها في البيئات ذات السلوك المختلف. كما يعطي تقريراً مختصراً عن أنواع الأراضي والرواسب الطفلية وتركيبها وبعض العوامل المؤثرة فيها. وفي النهاية, يتناول مواقع العينات وخريطة هذه المواقع.

      الفصل الثاني يتناول ملخصا لأهم البحوث السابقة للطرق الفيزيائية المستخدمة في تعيين العناصر الشحيحة في الأرض, الرواسب الطفلية والماء. منها الامتصاص الذرى , الانبعاث الذرى, تحليل التنشيط النيتروني, تذرية الليزر التخليقى المزدوج بمقياس الطيف الكتلي البلازمي (LA-ICP-MS  ) ومقياس الأشعة السينية الوميضية.

      و قد خصص الفصل الثالث لشرح النظريات الخاصة باتساع خط الطيف وأيضا أهم المعادلات الرياضية الخاصة بمعاملات الامتصاص.

الفصل الرابع وفيه يتم وصف الأجهزة المستخدمة في هذه الدراسة, مقياس الضوء الطيفي للامتصاص الذري ذو اللهب, مطياف اللهب والأسبكتروفوتومتر.

الفصل الخامس والذي يشتمل علي التجارب العملية والنتائج التي تم الحصول عليها لتعيين تركيزات العناصر في عينات الرواسب الطفلية ومناقشة النتائج. ففي الجزء الأول من الفصل تم شرح طريقتي تحضير العينات والوصول بها إلى الحالة السائلة وطرق تحضير المحاليل العيارية.وقد وجد ان تركيز العناصر فى المتطقتين يتراوح لعنصر الألومنيوم بين 6543و 21380 جزء من المليون و40740 و72724 جزء من المليون وعنصر الصوديوم بين 1200و 9750 جزء من المليون و2231 و2963 جزء من المليون ولعنصر البوتاسيوم 900و 3790 جزء من المليون 1175و 1250 جزء من المليون واخيرا عنصر الماغنيسوم 1160 و1272 جزء من المليون 1577و 2223 جزء من المليون لكل من منطقة حمامات فرعون وقناة السويس بالتتالي. كما تم تعيين الخصائص الأدائية التحليلية للطريقة الطيفية وهى الحساسية ووجد أنها تتراوح بين 007و0 جزء من المليون لعنصر الماغنسيوم 0417و1 جزء من المليون لعنصر الألومنيوم. وحد الكشف يتراوح بين 0046و0 للماغنسيوم و686و0 للألومنيوم. أما دقة القياس فكانت بين 0197و0% للكادميوم , 65و5 % للرصاص.أما الجزء الثاني من الفصل يتضمن كيفية استخدام دالة المعايرة لتعيين تركيزات العناصر المقاسة بمقياس الضوء الطيفي للامتصاص الذري ذو اللهب, يتناول طرق إيجاد تركيزات العناصر المقاسة بمطياف اللهب والأسبكتروفوتومتر وطريقة التحليل الكيميائي. أما الجزء الثالث من هذا الفصل تم تخصيصه لدراسة معامل الإثراء للعناصر المعينة وتوزيع هذه العناصر.

وفى نهاية الفصل كانت الخلاصة وفيها لخصت أهم الاستنتاجات التي تم التوصل إليها في هذه الدراسة.