Comparative analysis of fluorescent methods selectivity for ecotoxicants environmental monitoring

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A comparative analysis of classical and synchronous fluorescent methods selectivity for ecotoxicants determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) was carried out. PAHs sorption preconcentration from aqueous cetyltrimethylammonium bromide micellar solutions and spectra recording on a viscose matrix were used. In the case of complex environmental samples, the scope of fluorimetric analysis can be expanded by registering synchronous fluorescence spectra obtained by simultaneously scanning the excitation and emission wavelengths with a constant shift: λem - λex = Δλ = const. The composition of PAHs mixture (phenanthrene, anthracene, fluorene, pyrene) was experimentally evaluated by classical fluorescence with selective excitation and synchronous fluorescence. It was concluded that the use of synchronous spectra makes it possible to improve the selectivity of the PAHs fluorescence analysis in a mixture. These methods can be successfully applied to identify individual PAHs in monitoring of environment water bodies.

About the authors

Olga A. Plotnikova

Yuri Gagarin Saratov State Technical University

Author for correspondence.
Email: plotnikovaoa@sstu.ru
ORCID iD: 0000-0003-2715-044X

Cand. Sc. in Chemistry, Associate Professor of the Department of Ecology and Technosphere Safety

77 Politechnicheskaya St, Saratov, 410054, Russian Federation

Elena I. Tikhomirova

Yuri Gagarin Saratov State Technical University

Email: tichomirovaei@sstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6030-7344

D. in Biology, Professor, Head of the Department of Ecology and Technosphere Safety

77 Politechnicheskaya St, Saratov, 410054, Russian Federation

Gennadyi V. Melnikov

Yuri Gagarin Saratov State Technical University

Email: melnikov_gv@sstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4708-2256

D. in Chemistry, Professor of the Department of Physics

77 Politechnicheskaya St, Saratov, 410054, Russian Federation

References

  1. Lawal AT. Polycyclic aromatic hydrocarbons. A review. Cogent Environmental Science. 2017;3(1):1339841. https://doi.org/10.1080/23311843.2017.1339841
  2. Matuszewska A, Czaja M. The Use of Synchronous Fluorescence Technique in Environmental Investigations of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Airborne Particulate Matter from an Industrial Region in Poland. Environmental Emissions. IntechOpen. 2020. Available from: https://doi.org/10.5772/intechopen.92402
  3. Rubio S, Gomez-Hens A, Valcarcel M. Analytical applications of synchronous fluorescence spectroscopy. Talanta. 1986;33(8):633-640. https://doi.org/10.1016/0039-9140(86)80149-7
  4. Vo-Dinh T. Synchronous luminescence spectroscopy: methodology and applicability. Applied Spectroscopy. 1982;36(5):576-581. https://doi.org/10.1366/0003702824639510
  5. Lloyd JBF. The nature and evidential value of the luminescence of automobile engine oils and related materials: Part I. Synchronous excitation of fluorescence emission. Journal of the Forensic Science Society. 1971;11(2):83-94. https://doi.org/10.1016/S0015-7368(71)70667-7
  6. Andrade-Eiroa A, De-Armas G, Estela JM, Cerda V. Critical approach to synchronous spectrofluorimetry. I. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2010;29(8):885-901. https://doi.org/10.1016/j.trac.2010.04.010
  7. Andrade-Eiroa A, De-Armas G, Estela JM, Cerda V. Critical approach to synchronous spectrofluorimetry. II. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2010;29(8):902-927. https://doi.org/10.1016/j.trac.2010.05.002
  8. Troche SV, Bugallo M, Falcón MG, Yusty ML, Lozano JS. Constantwavelength synchronous spectrofluorimetry for determination of benzo[a]pyrene, benzo[b]fluoranthene and benzo[k]fluoranthene in presence of 16 EPA PAHs. Deutsche Lebensmittel-Rundschau. 2003;99:96-101.
  9. Böckelen A, Niessner R. Combination of micellar extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous media with detection by synchronous fluorescence Fresenius' journal of analytical chemistry. 1993;346(4):435-440. https://doi.org/10.1007/bf00325857
  10. Rodríguez JJS, Garcia JH, Bernal MM, Martin-Lazaro AB. Analysis of mixtures of polycyclic aromatic hydrocarbons in sea-water by synchronous fluorescence spectrometry in organized media. Analyst. 1993;118(7):917-921. https://doi.org/10.1039/AN9931800917
  11. Zhang W, Lin D L, Zou ZX, Li YQ. A novel approach for simultaneous determination of polycyclic aromatic hydrocarbons by Shpol'skii non-linear variableangle synchronous fluorescence spectrometry. Talanta. 2007;71(4):1481-1486. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2006.07.022
  12. Sharma H, Jain VK, Khan ZH. Identification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in suspended particulate matter by synchronous fluorescence spectroscopic technique. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2007;68(1):43-49. https://doi.org/10.1016/j.saa.2006.10.054
  13. Samokhvalov A. Analysis of various solid samples by synchronous fluorescence spectroscopy and related methods: A review. Talanta. 2020;216:120944. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.120944
  14. Vilchez JL, Del Olmo M, Avidad R, Capitán-Vallvey LF. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbon residues in water by synchronous solid-phase spectrofluorimetry. Analyst. 1994;119(6):1211-1214. https://doi.org/10.1039/AN9941901211
  15. Zhang RP, Yuan QL, Chen KH, He LF. Constant-wavelength synchronous fluorescence spectrometry for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in water samples. Advanced Materials Research. 2012;490-495:3202-3206. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.490-495.3202
  16. He LF, Zhang XH, Zhang RP. Determination of PAHs in river water using bamboo charcoal as a solid-phase extraction adsorbent by Synchronous Fluorescence Spectrometry. Advanced Materials Research. 2012;518:1501-1505. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.518-523.1501
  17. Wang L, Li W, Zhang F, Li H, Cai G, Li B, Qian G, Du Y. Rapid determination of benzo[a]pyrene by membrane enrichment coupled with solid-phase constant-wavelength synchronous fluorescence spectrometry. Luminescence. 2016;31(6):1187-93. https://doi.org/10.1002/bio.3088
  18. Plotnikova OA, Mel’nikov AG, Tikhomirova EI, Adylova AZ. Matrix type effect on sorption concentration process and luminescent determination of pyrene. Russian Journal of Physical Chemistry B. 2020;14:145-151. https://doi.org/10.1134/S1990793120010261

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».