Информационная система вольтамперометрического анализа тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

На правах рукописи

Петрова Наталья Яковлевна

Информационная система вольтамперометри-ческого анализа

02.00.02 - аналитическая химия •

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических каук

Москва - 1993г.

Расста гаптолнена в Московском государсГЕеш-ом институте радиотехники, электроники и автоматики (Технический университет)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Салихджанова Рашвда Мухамет-Фатиховна;

консультант кандидат технических наук Горобец Алексей Иванович.

Официальные оппоненты: дсктор технических наук Еогословсгай Владимир- Владимирович; :

доктор химических наук Петров Сергей Иосифович.

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов.

Защита диссертации состоится ,,, ■, 1998г.

//й ОЛ?

в час. на заседании диссертационного

совета

по адресу:

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

л

Автореферат разослан lV-.fr 1998г.

Ученый се!сретарь * /

диссертационного совета Л

ОЕЕАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.ГАВОТЫ

Актуальность темы. Волыгамперсметрия (Е'А;, как метод аналитического контроля я электрохимического исследования, существует уже тй лет. За время существования метода создан громадный информационный поток, который с кажднм годом Есе больше к больше пополняется за счет разработок новых методик определения, появления новых объектов анализа и определения. Сейчас число опубликованных методик перевалило далеко аа 1000. Зто естественно создает известные трудности для активного использования накопленного опыта в практическом анализе. В связи с зтин принимались меры для упорядочения, информации созданием библиографических указателей, подборам статей ч журналах по тематике путем периодических публикаций сйзороз. Однако такая систематизация информации ке отвечает современным представлениям по охвату информационного потока, по скорости обработки информации, не может непосредственно включаться в экспертные системы автоматизированных вольтамперометрических установок.

Целью настоящей работы является создание азтсмэ.тизировачно-го банка данных всльтгмперометрмческих методик (ВАМ) определения различных веществ в разнообразных объектах аяадоза я яа гго основе создание экспертных систем (ЭкС) для работы .автоматизированных установок для ВА.

Научная новизна. 1. Проведен анализ разлкчких источников информации в области ВА. П. Разработаны систеии представления зольтамлерометрической информации, иозволязсзде получать данны-по одному, двум и трем основным признакам методики, например, объекта-,', определения и анализа, ' режиму ВА, применяемому фону и т.д. Данные могут быть получены в краткой табличной форме или полной согласно литературной ссылке. 3.Се сдал банк данных ВАМ по литературным источникам, реферативным журналам, гостированиш и аттостевантш документам - всего'97*3 ыегедкк. 4. Создана эксперт- 1 нал система зля анализа атмосферного воздуха, питьевой, природной и сточных йод. а также пишезых продуктов. Данная ЗкС вовла в программное обеспеченно автоматизированной установки для ЬА.

Практическая значимость. 1. Банки .БАМ внедрены в практику работы Центральной лаборатории Еурятгеоякомз, Мсскосского заочного .мега^.лургичесгаго имстктута, МЭТ "Экош:кс'\Западко-Казахстанской СЗС (г.Уральск), доз им.В.3.Чернигова, ШО Городского хо-

аяйотаа г.Хшш», ШО км.П.0.Сухого и ЛР-

2. Внедрены и активно используются зксг.ерные-системы, бо-шедзиь е программное обеспечение автоматизированных полярографов 13У-1М и-ПЛС-iM s центрах сакзпиднадэора г.Москвы (Юго-западного, Северо-восточного, Северо-западного, Зеленоградского округов), г.Подлипки, "г.Буковского, г. Слояш; в станциях защиты растений г.Рзмеяскее, г.Калуги; в■Коломенском центре сертификации, в заочном Металлургическом институте, Западно-Казахстанской сэс (i .Уральск), ШО км.В..Б.Черникова", ПТО Городского хозяйства г.Химки, ИЗО им.П. 0. Сухого и др. • . }

На ващиту выносится '

1. Результаты анализа информационного потока волмамперо-ve-грическкх методик различных источников.

2. Системы построения банков данных и пакеты программ для автоматизированной работы с ними.

3. Банки ВАМ, содержащие сведения из литературных дачных и документов аттестованных к утверждениях различными организациями Госстандарта и метрологическими центрами.■

4. Экспертные системы, входящие в программное обеспечение автоматизированных вольтамлерометрических установок:

Апробация работы. ' Основные результаты работы были доложены на IY Межрегиональной икоде-семинаре "Электрохимические методы анализа в сельскохозяйственном производстве, экологическом мони-тсрккге и анализе пищевых продуктов" (Уральск, ,'1992г); на Ш Межгосударственной конференции "Проблемы преподавания аналитической химия" (Екатеринбург, 1953г.); Всероссийской конференции, по анализу объектов окружающей среди "Эксаналятика - 94". (Крас-. всдзр, 1394г.); на совещании по электрохимии органических соединений (Тамбов,1994г.); на МеэдуиарЬдвом симпозиуме по анализу -сяфужащей среды (Тарту, 1995г.); , Международном экологическом "конгрессе (Воронед, 199вг.);. Всероссийской. конференции по анализу объектов окружающей среды. "Экоаналитика-96" (Краснодар, 1995г.); Международном конгрессе по аналитической химии (Москва, 1997г.).

Личный Еклад автора б разработку проблемы выразился в проработке и систематизации информационных потоков ВАМ, создании Саюса ванаьк ВАМ и пакета'программ на языке Клнппер для управления информацией И, участии в разработке программного обеспеченая экспертной системы для автоматизированных установок ВА.

Публикации. Оскознсе содержание диссертации изложено з 5 ■ статьях и 17 тезисах докладов.

I

Структура 1! объем диссертации. Диссертационная работа игло-хена на 163 стрзиицач, содержит 35 рисунков и 14 таблиц. Ока включает введение, пять глав, заключение; список литературы и приложение.

■ СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ Информационные пото;и из литературных источников. За 75 лет существования волътамперометрии (ВА) накоплен большой опыт практического испольгования метода при анализе рзвлячных объектов. •Т&ч, са лергсд о* 1960 до 1997гг. ' было издано несколько десятков монографий и обсрк.гков по .полярографии и Больтамперсметрии сбяе-го и специагпги'ровааяого назначений." Специализированные монографии можно классифицировать г.о объектам анализа, по сбгекгш определения, по методам всльташеромётрии. В рассмотренных монографиях. 'содержится более 1500 полных описаний методик определения различных веществ в биэсубстратах, геологических объектах, почвах; описание методик -определения фармпрепаратов, полимеров, белиов,' загимов и аминокислот; методик определения с кспсльговэ-ниеи осциддографической, импульсной и. вероменнотоксвсй'всльтам-перометрии; вольтамперометраи с.исгсльгованием• твердо&агных и ультрамдароэдектродса. Достаточно большой информационным лоток поступает из монографий, посвяценних анализу различных сОъскгоз, например, атмосферного воздуха, вод, полммерсЕ, материалов черной и цветной металлургии, в которых вольтачлерометряя приводится как один; из методов контроля. ' Е рассмотренных монография* этого направления выделено 246 всльтамяйрометричесюк аетоди.ч (ВАМ) . Значительный поток информации по ВАМ поступает иг журналов отечественных и зарубежных издании. Анализ показал, что еж-годно публикуется от 120 до 350 статей, посменных ВШ. Особенно большой объем материалов поступает при проведении форумов Российского и международного масштаба, посвященных полярографии и вольгамперометряя (где в среднем 10 - 25") докладов посвягдаег-ся ВАМ); при проведешм форумов, посвященных электрохимическим методам анализа, аналитической химии, анализу отдельных видов объектов я методам мэктрохимвчвских исследований.

Информационные потоки утЕ?;уаошай БАМ. Основной объем ска-лизое при сакгкгиенкческой сценке атмосферного воздуха, .¿¡од,

включая питьевую году, природныеи сточные воды, -почв, пищевого сырья и продуктов питания, а тагаке анализов при паспартизации материалов полупроводниковой- техники, производства черной и цветной металлургии производится по тестированным методикам, , а также методикам проиедшиы утверждение государственными метрологическими службами: всероссийскими, областными, городскими и отдельных учреждений. Нами было проанализировано 86 таких документов. Они содержат полное списание методик, включая пробслодго-тсвку и технические средства для ее реализации. .

Для активного использования информационного потока в практической деятельности требуется создание системы автоматизированного поиска. Именно такую роль и призваны выполнять автоматизированные банки данных ВАМ.

АЗТСШТКЗИРОВАНКЫЕ БАНКИ ДАННЫХ ВОЛЬТМЖЕРОМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДИК

СХЗаке принципы построения. Особенность вольтамперометркчес-кого метода заключается в том, что аналитический сигнал в воль-талшерометрии определяется несколькими специфическими:параметрами, в число которых входят: состав фонового злектролитз, потенциал полуволны (Е1/2) или потенциал пика тока (Еп); применяемый ' материал и конструкция индикаторного электрода (рабочего) и электрода сравнения (соответственно ИЗ и ЗС),"мешающее воздействие сопутствующих веществ,'используемая разновидность вольтам-перометрического метода. Эти параметры можно считать определяющими критериями какдом методики.

Для удобства поиска и повышения производительности этой работы целесообраено кнсЕюрмацио представлять в деух вариантах: в табличной (краткой) с перечнем определяющих критериев к в полной ■¿срые согласно описанию литературного источника. По этому принципу и были разработаны и построены автоматизированные банки данных. , 1

• Для создания банков данных ВАМ были собраны, методики из специализированных монографий по вольтамлерометрии; монографий, посвященных анализу или определению ¡конкретных' объектов; из гкур-налов, .включая'реферативные'журналы последних лет; ГОСТов и руководящих документов по анализу экологических объектов.

Автоматизированный банк ВАМ по литературным источникам. В этот банк данных вошли 874 методики в табличной и полной формах.'

В базу данных зошло 683 методик;', определения вецеств неорганической природы и 191 методика определения органических веществ. Лз рис.1 видно, что в базе данных наибольшее количество методик касается- анализа руд,.водя, почв. Рис.2 указызает на наличие в базе наибольшего количества методик определения свинца, кадмия, меди, олова.

Система включает программу управления базами дачных, программу создания специализированное база данных; программу создания и редактирования шрифтов для печати; крифт для принтера альтернативной кодировки ГОСТа; конфигурация управления принтером; системный файл обмена данными з системе и программу коррекция структур. Система использует язык Турбобейсик.

По объекту анализа выделены следуявде группы: рудн, НЕетнке металлы, гальваника, ядерное топливо, речная вода, фармацевтика, природная вода, кровь, яочзд, ?огдух, питьевая сода, прсюшеп-нке зоди. Сортлровка ВАМ, кмегздхся в Сазе дачных (БД), мохет быть проведена по льбему параметру, включенному в табличную информацию. Поиск интересующей информации можно осуществлять по одному, ,• двум и трем параметрам, например: но объекту определения; объектам определения и анализа; по объекту определения, объекту анализа и методу вольтамперсметрии.

Система управления вольтаетерометрпческимн бает,:;; дачных имеет режаш обработки, создания и редактирования баз дачных. На рис.За,б представлен пример табличной и фрагмент полной записи методики определения свинца в железных рудах (банк 1).

Автоматизированный банк аттестованных ВАМ, разработан авто-маткскрсзанний.банк аттестованных ВАМ, куда ковочекы ГОСТи. руководящие документа, методические указами, «этодики, прспедшке аттестация различными метрологическими службами. Банк включает 75 полных ВАМ и £9 ВАМ со сведениями рекламного характера. В банк вклаченц методики определения 1Э веществ. Из рис. Б Еидне;.' . что при анализе воздуха, воды и почз наибольшее количество аттестован них методик касается определения кадмия, хрома, цинка, меди, свинца. При анализе металлов и сплавов•наибольшее количество' аттестованных методик барка отражает определение свинца, цинка, беррилкя, слове, кадмия (рис.7). И при рассмотрении распределения аттестованных методик -по обтектам определения в шязаесм -сырье и продуктах питания отмечается наибольшее количество методик определения свинца, капмия кеда, «етса (рис.3).

Кол. ыетодкк

б

51

50

Объект анализа

Руда Вода Пов. Почва Био- Фарш-соль субстр.цез-ка

Рис.1 Рлснределение иагодик по объектам анализа.

Коя. методик

60 50 40 30 20 10

X

Объект определения

№ С<1 Си 5п 7л Аз Щ Вг Й1 Рис. 2 Распределение методик по объектам определения.

«

зггшсь: 88

»Запись : 88

Коо обьехта:спец.;вещество:1:*елезные:рь

fОН+ООбКСКИ Е 1/2

Виз всльт-и:Ен Рабочий алектроО Сравнения »лектроЭ Tun процесса ПроЭувка Литература Информативность

Н. s.

to.THMci

:-0.45

:н.к.э.

: 5 : п : 11 : 26

Нахнитг дабу» клавшзу

Номер гэписи: 26 Иня taP.na:fg1t.pIr

Опреаеление свинца в железных руэах

Метоэика применялась еля опреэелеиия 1Е-3 - tE-г/. свинца в различных типах железных руа, а также в клаках, окалинах к огарках. Сущность метоЭэ. После вскрытия пробы свинец етЭелнжт на ио-мообиенниках в визе хлориеного комплекса.Полярогрэ*ируит в срезе около 0,7 м HCl, Е1/2=-о.45 В нас.к.о,

Хоа анализа. Навеску пробы 1-2 г кипятят с 30 смЗ концентрированной HCl в течение 10 иин. Затем раствор окисля»'т 3-5 смЗ концентрированной HN03, добавляемой по. каплям.раствор упаривают аосуха. к остатку 9о6авля»зт 10 смЗ концентрированной HCl, которую опять упаривают аосухз. сухоЯ остаток рзстворявт в 10 сиз концентрированной HCl. Раствор разбавляют r-wOofc Эо 100 смЗ. Вывалившийся гель Si02.xH20 отфильтровывают и прокаливают в платиновом тигле. Остаток в тигле упарива;?т" со смесь» концентрированных кислот HF и HN03 (1:1). Получившийся остаток сплаэляат с 1 г Na2C03. охлажЭенная плав растворяют з необхоЭимом количестве раабавленной НС! (1:1) и полученный рэстэор соезикя»т с Фильтратом. ОбъеЗмнен-ные растворы упаривают Эосуха. остаток растворяют в 50 сйз 1,5 И

Нажните любую клавишу

' б

Рис.3 описание нетоЭики иг ванка !: а - табличная Форма б - Фрагмент полного описания метоЗики.

Км, методик

20 16 12 6 4

Объект ашш

Вазддх Св.азро- Вода Вода Вода Пот- Вта-р.зшш золь пркр. питьав сточи, ва да

Рис. 4 Распределение аттесташипых котодик по объекта» шшки (еоздцх, вода к почва).

Код.

шггодик ..."■-.

13 11 9 7 5 3 I

Объект -— опреде-

Сй Сг 7п Си РЬ "Л Ре Но и !И Со Ид Йз .ления

и

Рис, 5 Распределяете апестоваяих методик го объектам определения в воздухе, воде и почке.

Коя.

ы8т0дцк

PO

б 4 2 1 í

liôbGKT

егаяиза

ites и 0.:n¡!a:- fti Ci- Cu Hi Со Бриш

v«W¡G¡atn, Ï:|)BH сны?«

Рис.- °

Кол.

методик'

Ващхдашш» штярюшю ГОСТов га» таким и сшибйм, !'"•;! объектах кшмза.

12 10 0 G 4 ?.

1.....L_.

í'b In Ri Sri Cd Си Sb ns S

Ofir.cirr опреде-

jTf^íaií!

Рис. ' Га1;ир9Д5Л!":к ктрклоп ГОПТш» im объектам спределя'нч и кчтаидях и сплавах.

Кол. катод-л;

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2

РЬ са Си гп Со 5п Бита- Ре На Ш;

каш

Объект определения

Рис. 8 Распределение аттестованных методик по объекта* опред&гаш в гщевок сырье и продуктах иктаиия.

ПрогрАтаое обеспечение балка етгестозашых методик и со-ставлахдае его объекты (базы данных, управляю«!«; програмуы) выполнены с псшвдо системы управления базами дайнах (СУБД) Клап-пер. Даинкй язык позволил создать програкмгше продукты с улуч-кеаньш характеристика® в часта быстродействия к' сокращенил о&ьема памяти, Нк&ормациовяся система, выполненная ка Клпппзре, позволяет одновременно просматривать до 15 записей ЕД.

■ I?днк содержит базы дгшшх ВАМ по объектам анализа: я!::д.з, вода, воздух, почвы, оплаты и другие. Диалог пользователя с ¡ш-форькчпяовкой системой реализуется по следуюогму тнв: ^просмотр, г. поиск, 3.методика, ¿.модификация, 5.печать, О.ьыход. Для отдельных вукктоз мены яредусйстреиы подмело. Например, для второго пункта ктнв "поиск" имеется подмена: 1. пс-иск, 2. просмотр, З.вькод. Ка р::с.з и 10 представлены пример краткой и фрагмент полной записи етхестагаапой методики «с измерению концентрации меда, никеля и кобальта з воздухе рабочей зон:.! (банк 2).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ШЗДЕНШБ БАЗ О ШЯЬТД151ЕРЙ.Е1ТШ

. Поиск оптимальней ме-тодикч определении дли, конкретной аналитической задачи. Разработанная автемзткзлроггкна« система позволяет производить поиск методик опрэделевш вещества из всего информационного потока, залеченного в база;; дачных. При этом создается частный массив. Методики этого массиза могут бить разной степени приближения :: поставленной задаче. Возможна следуй-?дие степени приближения:

- Перхая степень вряОваятая, нргда выборка щзонаьстяеа по одному парк,игру поиска. Чзд;з - это сОгект определения, ■ реяе -объект анализа, состав фона, вид ИЗ или другой параметр из табличной форму базы дджих. В это,: случае излучаете-? частный масона, ьо всех методидах которого постолннзм остается указанный параметр пояска, а все остальнкз параметр;; могут меняться в-за.\ иксимости зт ко!Iкр-зтнсй аналитической задача.

- Вторая степень вриЗдихе-тш. В згем случае нмборка производится но д&ум параметром поиска, например, оОгекту определения и сбгекту гяатеза согласно постаел-енлсй задаче. Во всех методи-

этого частного массива постоянными остается указанные дна параметра поиска.

В зззлючмоод:; от того, сксг'ьен Судет еч^за-я параметров поиска, мззно гсьо;.".гл. о тр-тьей, аагззс-й и с.д. от^агз'дх при-

В 0 3 Д У X . П Р 0 с И 0 Т Р .

NZAP NOM oeлN OBOPR FON

1 1 возвух раб.гены Си анм.+суль*ит Na+ДНК

г 1 воздух раб.зоны Ni . амм. (-сульфит Na+ДМК

3 1 возвух раб.зоны СО змм.-"-сульфит На+ДМК

г возЗух СО . 1М НЗР04

S 3 сварочный аврозоль си хл. амм. ♦сульфит Na

6 . 3 сварочный аароголь , Wi ' хл.амм.+сульфит Na

7 3 сварочный аерозоль са хл.амм.+ суль-нп- Na

0 3 сварочный эорозоль Zn хл. амм. +сульфит Мз

9 4 сварочный эорозоль Си хл.амм.+еульФит Ыэ

10 4 сварочный аерозоль Ni хл . амм.+суль+ит Na

1 1 4 сварочный аэрозоль со хл,амм.+сульФит Na

12 S сварочный аэрозоль re ацетатныя+трилон Б

13 g сварочный аэрозоль Ti ацетатный+трилон Б

14 сварочный аэрозоль мо ацетатный+трилон Б

15 5 сварочный аерозоль Сг(111). ацетатный+трмлон Б

Ir=---:--■ --

Pa/Up, Pg/Dn. Помощь - Ctrl/А. ВыхоЭ - ESC

ВОЗДУХ. ПР0СН07Р.

1 о 1АРлгом ЕУОЫЧ Егк 1 иту 1 ЫГ РОМЕН 1

О.15-0.5ИГ/НЗ -0. £5 впт РТ. а. РКО ну п Ге>гомкг

0.05-0.5МГ/НЗ -0. 85 ВП7 РТ. 0. РКО ну П ре>гонкг

0.1-0.7НГ/МЗ -I ог впт РТ. э. рка ну п ге>гонкг

-0. 6 впт РТ. 0. ро . ку п

0.02-7.ОИГ/МЗ -0. 35 впт ВП РТ . е. РКО к у п Ге>20нкг

о.ог-в.онг/нз -0. 92 впт вп РТ е. РКО ку п ге>£омкг

о.ог-з.онг/мз -0. 66 впт ВП РТ. э. РКО ну п ге>£0мкг

0,02-7.ОнГ/НЗ -1. г впт вп РТ д. РКО ну п Гй>£ОИКГ

0.5-1Омг/мЗ -0. 25 впт ■РТ. а. РКО ну п ге>20нкг

0,0£-1.Омг/МЗ -0, 36 ВПТ \ РТ . а. РКО ну п Ге>20нкг '

0.03-1.СНГ/ИЗ -1. 02 ВПТ РТ , е. рка НУ п Ре>гонкг

г-8'мг/мз -0. 23 впт РТ, а. РКЭ ну п

2-1О^нг/мЗ -0. 6 ВПТ РТ. а. РКО ну п

¡0,4-104ИГ/МЗ -С'. 9 впт РТ. 3. РКО ну п

¡0.г-4£»г/НЗ зпт РТ а. РКО му Г,

и...............

---; : ---¡1

Рд/ир, Ра/оп. понощь - сгп/А. зыхое - езс

-- ---- ... ........ .. .. ".

б

Рис.? табличная -¡'Орна »¿писи аттестованных нетоэик из банка 2: а - начало, & - продолжение

ЧТЕНИЕ ,—Т-—:--—-==г==т=====

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР

метоэические указания по измерению концентраций егеоных вешесг» в возэухе рабочей зоны.

(переработанные у. выполненные технические условия, выпуск N10)

Москва 198вг. (стр.74-31.)

Утвержэар Зан.главного госуЗарствен-ного врача СССР

А.И.Заиченко 30 марта 1993г. N 4579-88 .

методические указания по полярографическому измерению концентрация меви, никеля,

V , Рд/ир, Ро/Оп

Выхоэ - Евс

т! 2

ЧТЕНИЕ

по полярографическому иьнерени» концентраций неэи, никеля, и кобальта в еозаухе рабочей зоны.

Си Д.н. 63,54

Неэь - металл красного цвета, плотность 6,92 г/снЗ, Тпл. 1083 град.с, т кип, ¿350 грзЭ.С, растворяется в азотной кислоте и горячей концентрированной серной кислоте, в воаеухе нахобится в виЭе аэрозоля. Окэгывает реакое рагэрзжающее Эейстене на слизистые оболочки верхних выхательных путей и желузочно-кишечного тракта. ПДК меби a оогауне t кг/мЗ.

Hi Л.М. 5Т,ТО

никель - металл серебристо-белого цвета, плотность 8,9 г/смЗ, т пл. К53 граэ.с, т кип,зооо грзэ.с, медленно растворяется в серной и ааотнсй кислотах, легче разбавляется в аготной кислоте.

В Bosayze накопится в в пае аероголя. Облазает канцерогенным действием, ПДК никеля в вйзэу>:е о,05 нг/.чз.

Со А.н. 53,90

Ко&злът - металл с характегпым олекснои, по цвету напоминает

Г t- РЭ/ио, Pg/Dn ЗыкоЗ esc , ...... u

6

— . :: --' -=- . ЧТЕНИЕ .. , . ' ... , -тт—--гг:--.;--г^

Кобальт - металл с характерным блэкском, по цвету напоминает никель с синеватым отливом, плотность 8,64, в возЭухе кэкобится в ви8е аарозоля. Облазает канцерогенным вействием. ПДК кобальта в возЭухе 0,5 мг/мгЗ.

Характеристика метоза.

Метоэ основан на восстановлении Эиметил глюксиматных комплексов неби, никеля и кобальта на РКЭ на о, 1 н хлор^Оно-аммиачном фоне в присутствии сульфита натрия в переменно-токовом режиме, потенциал восстановления относительно Вонной ртути:'Си - 0,£5В, N1 - 0.Р6В, Со - 1,02 В, нижний превел измерения в полярогра+ируемом Р-Ре: Си - 0>3 мкг/мл, N1 - 0,01 нкг/мл, со - о,ог нкг/мл. Нижний г.ревел измерения -в возеухе меои - 0,15 мг/мз, N1 - о.оозмг/мз, со - 0,1 мг/мз (при отборе 50 л возЭуха). Диапазон измеряемых концентраций в возеухе от 0,15 ао 0,5 нг/мЗ меЭи, от 0,05 во 0,5 мг/мз никеля, от 0,1 во о,7 мг/мз кобальта, измерению не меиают А1, гI. РЬ, гп. Железо мешает при соэержании более го мкг в полярографируемс-и объеме. Суммарная погрешность измерения не превышает +-20Х. Время

ра/ир, ро/сп выхоа - esc .

.,■... 1.....- ..........:■ '.. - -.,.■-.. ........ ......-а

Рис.10 фрагмент полной записи нетоэики и» банка 2: а - начало, бив --проеолжение

ближения информации частного массива к аналитической гадаче.

Информация, полученная из частного массива первой степени приближения, как правило, нуждается в доработке под условия конкретного анализа. Методики, отобранные в случае использования второй, третьей и т.д. степеней приближения, могут использоваться аналитиком без доработки.

В табл.1 приведены примеры практического использования баз данных в аначитической практике.

Так, в Центральной лаборатории Бурятгеолкома (та5л.1 . п.4), благодаря информационной системе, в результате установш*. одного критерия поиска (объекта определеяия) из всего массива БАМ, посвященных определению С г и Sri, были выбраны те. которые обеспечивали наибольшую селективность в присутствии большего набора сопутствующих компонентов с возможностью применения доступных реагентов для пробоподготовки и приготовления фоновых электролитов: для определения Сг - методика N £33 и Sn - методика H S4.

Сходные задачи были решены и для Северо-восточной СЭС, Завода "Знамя' труда", СЗС г.Щелково.

В Рамеиском производственно-техническом объединении городского хозяйства (табл.1, п.1) при устанвке трех критериев поиска информационная система выбрала методик/ N 131 для определения Ni и методику N 335 для определения Fo в сточных водач в режиме ВПТ-П.

Аналогичные вадачи были решены для СЭС г.Жуковского, Î.210 ;м. П.О,Сухого и станции защиты растений г.Калуги.

Базы данных в автоматических всиатамперометрических системах. Информационный материал баз данных ВАМ напел практическое применение и при создании'экспертных систем, соаедшлх в программное обеспечение автоматизированных вольтамперсметрических установок. Созданные автоматизированные пслярографы ПЛС- ÎM к ГО'-Ш, связаны с 3E3.1 и снабжены программным обеспечением, позво-лятаим: элиминировать помехи шумового и ¡мпульсного характеров, проводить дифференцирование и сужение аналитического с;:гн;-ла; проводить обработку кривых ступенчатой к пиковой Форм прямой и обратной направленности, причем величина пика молет обрабатываться классическим методом по левому или правом склони.): осуществлять статистическую обработку кривых; производить расчет концентрации веи.еств с учетом волмаоюго гагрягнения фона по калибровочному графику, методом добврки ил и по стандартном-,' раст-

Таблица 1.

Примерц использования баз данных при выполнении аналитических задач.

¡.¡к ПП.

Предприятия н организации

Объект опред-н

Параметры поиска

т----т

Режим

т

Объект анзл-а

Тип ИЗ

т I

Кол-во найденных методик

Раменское производствекно-техничзское объединение городского хозяйства, лаборатория очистных сооружений сточных вод

Ре

сточн. вода

ВПТ-П

1

СЗС, г.Жуковский

АЭ

РКЭ

Северо-восточная СЭО, г.Москва

Аз

пжцев. продук ти

гра-фито

БЫК

Центральная лаборатория Гус п'1 геолксма

Сг 2п

-- -Ь

А'; лаг; ,шеское отделение '.ипитута одаякологии ГАИ г.Ка'пнинрад

морская

вода

и

•.зьод "Знамя труда"

И

2Ь Мп Мз нь

1

вору и'расчитывать концентрации секеетм в янали.'-шруенои щх^о. На рис.11 приведена регистрируемая на мониторе гольтамнсрогргг.»!.". с идентификацией веществ и расчетом их концентраций с ¡[роге.

.........! : : ' -.V

..................г.........'"т:;.;]...................1...........

. . : ;

; : ! ./

;\ ! ! ля

-151 -130- ■ 48 -И

7.321 «Ю- >

*№■ 3 гт.-Г

\ -л:;}

ЛЬ

9 »омч-ге Л ": г IX' V -О-

Т'-ч :ЛС'Х1 Кзггн чч^ *

Про т о!Го п ? Ипиг.-< Iи

Дата ^.н-'Пи"-; л /.сфс«!-:т<?р и о: »■»■■г лсъ *

га г?: 1щщ и::;

Рис.11 регистрируемая на мониторе оольтамперограмил с иаенти-♦икацней веществ и расчетон их концентраций в пробе.

Программа позволяет рокотать в дгух реатга: днакгговси и о в го матизпрованном. Лвтоматизирокишмй режим иредстамяог большой практический интерес для реялиспции рутинного явасиза, «{.-и котором минимизируется участие оператора при о«??йг.<? реоуль"» атоь она лиэа. Диалоговый режим предназначен для мэтод!:-гел:::л и исследовательских работ; обладает бо-и-иой г.;б':естме щктк'ммпж проиэ-ДУР при достаточно широкой стелен;; «пто.'.гдтигощя! р;йот.

Аитшатиепроваинис ПЛ'.'- Ш и ПУ-Ш испояюукисл

> Диалоговая среда

О ПрО'рЗМИС-

Тип обработки Аетоаизли^атор Тест интерфейса Директории Ыстансгкэ цвета Выход

> Заги^сК г.рограсм Стандартные прогреты Описание стандартны/ программ Создать иосуе» программу Реджтировачь прегражу Удалить програмпу Выход

рисЛЙагУшмое ней». "Автоанали»атора*

Рис.12бпоеменю "Автоана/ызатора"

> Расчет 2п,Сс;,Н1,Си,Со РлнизчныП буфер добавки РКЭ Расчет ,вг Ацетатный буфер рН5,5 добавки РКЭ Расчет Сй/5п,РЬ,Си Аммиачный буфер добавки РКЗ* Построение и печать ка/иЗроеочных графиков по 3-м точкам Графики,статистика 6 кривых на кзвдуо точку по 3 точкам Расчет Кон. по калибровочным графикам Расчет Кон. гп,С4,РЬ/Си,детоаом добагок <тв*рд*й ИЗ) . Расчет Кон.Лп/М,РЬ,Си дз&вки без фона <теврдый ИЗ) расчет КОН. 2п/У,РЬ,Си методом добаэок со статистикой Расчет КОН. методом стандартных растворов Расчет КОН. 2п,С^РЬ,Си негоддм добаеок на РКЗ,СРЗ Расчет КОН. 2п,Сс!,РЬ,Си добг£*и,статистика,ГКЭ,СРЭ Доб-эеии Коя.2п,Си а Сс),РЬ (При бояызоя рзс-няце в ПД10 Регистрация и г.ечать ео№Та№рогр4мни прсбы .Паеерка полярогрзфа по методике РОС-ТЕСТ гЛоеква Демонстрации методе« выделения пмлоо Выход_. _'

РисД2рЛ£речЕнь ирограш аттсстсеаших кетодик, шдаашх в экспертная сдаезд

в санэпидстанциях, станциях г-адати растений, экологических центрах и т.д. Представляет интерес включение в'программное обеспечение -системы распознавания образа, т.е.' системы для определения природы вещества.

Экспертная система з автоматическом вольтанпероу.етрическом KoJiîfioie^ Табличная'форма баз данных использована при разработке экспертной системы, которая включена в программное обеспечение автоматизированных вольтачперометрических анализаторов. Экспертная система проводит идентификацию вещества по полученным водь-тамлерограммач. Для идентификации были отобраны определяющие критерии: состав фона, диапазон потенциалов, при котором проявляется аналитический сигнал, тип лр»меняемого индикаторного электрода - информация, которая содержатся в базе данных ВАМ в его табличной форме. Поскольку для рутинного анализа представляет особый интерес аттестованные методики, то действующая экспертная система использует информации второго банка. Система позволяет неограниченно ее расширять салим оператором, lia рис.12 приведены меню и подмене для входа в экспериую систему со стандартными методиками. Экспертная система включена в последнюю версию программного обеспечения к пслярографам ПЛС-1М и 11У-1М и используется широко в практическом анализе экологических объектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

За 76 лет существования вольтамперометрии создан больной перечень методик определения различных веществ. Это показан наа анализ информационных потоков, поступающих из разных истсчн;;ксв. Нами были разработаны системы для.создания.банков ' данных воль-тамперометрических методик, собран матерка.?, который был включен в эти системы. Разработанные системы позволяют по одному, двум и трем параметрам осуществлять поиск интересующей информации. Разработаны автоматизированные лолярогрзфк ПУ-1М и Ш1С-1М, программное обеспечение которых использует информацию баз данных. Это позволило создать экспертные систеш, обеспечиваюкие рагпоз-нование природы вещества, что важно в автоматизированном ьоль-тамперометрическом анализе для автоматической идентификации определяемого вещества. -Автоматизированные полярографц ПУ-îM и ЯЛЗ-1М, снабженные дадкши эксперткши система.«, вкедревд во многие организации. Итак, итоги работы саклзчактся в следугсцс-м:

ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ информационных потоков в области аналитического кспольвсвашш вольтамперометрического метода по источника:.! с различной полнотой данных, включая монографии, статьи, опубликованные в различных журналах и сборниках, тезисы докладов конгрессов, конференций и совещаний, а также методические указания, вошедшие в ГОСТы, Руководящие документы и Методические руководства. .

2. Рагработана структура банка данных вольтамперометричес-:;их методик, включгюдзя табличные данные методик и их полное описание согласно литературным материалам. Для табличного варианта банка произведен обоснованный выбор определяющих ' параметров, способных достаточно полно и информативно представлять в краткой форме каждую методику, куда вошли объекты определения и анализа, используемый фон, Е1/2 или Еп, применяемая разновидность всльтамперометрического метода, литературная ссылка.

3. Разработано программное обеспечение на языке Турбобей-сик, позволяющее в автоматическом варианте проводить поиск требуемой информации по одному, двум и трем ключевым параметра».

4. Собран банк волътааперометрических методик по литературным данным . последних; лет, куда вошли 874 методик определения неорганических и органических веществ в материалах цветной и черной металлургии; теологических объектах; речной .морской, вит;,свой и промышленных водах; воздухе; почве; медицине, фармакологии и других объектах. . -

Г>. Для банка вовьтамперометрических методик, прошедших аттестация разработано программное обеспечение на явыке Клиппер, отличавшееся по срашотзо с языком Турбобёйсик. большим быстродействием и улучшенными сервисными характеристиками.

6. Собран банк 104 Еольтачперометрических методик, прошедшие аттестацию по анализу природных, .. сточных и питьевой вод, почв, шщевого сырья и продуктов'питания, атмосферного воздуха и продуктов черной' и цветной металлургии.

7. Разработан алгоритм работы экспертной системы на основа-1 нки дачных банка вольтамперомэтрических методик для автоматизированного варианта обработки волъташерогрзш. Система обеспечивает автсмигическо-з распознавание природы определяемого вкцест-ьа.

8. Созданные зкепертше системы изыи в программкой осеспе-

ценно авгсмаишрованных пеллрографов ШВ-1М и ПУ--Ш, .агору«

Енедрены в практику аналиэа более, чем в 50 организациях России,

Белоруссии, Украины и Эстонии.

Материалы диссертации изложены в работах:

1. Салихдзеанова Р.М.-Ф., Горобец А.И., Петрова Н.Я. К вопросу создания .банка данных Больташороыетрических методик.//В КН. ИГ Межгосударственная конференция "Проблемы преподавания аналитической химии". 20-24 сентября 1933г. Тезисы доКладоз. Екатеринбург: Ур.ГУ.-1993.-С.230

2. Петрова Н.Я. Применение 'вольтамперскетрии в мониторинге сельскохозяйственных объектов и пищевых продуктов.//В кн. Тезисы докладов IY Межрегиональной школк-семинаров "Электрохимические методы аначига в сельскохозяйственном производстве, экологическом мониторинге и 'анализе лицевых продуктов". г.Уральск. 15-20 июня 1992г. С.11-

3. Воронина В.А., Скрябина Т.Г., Сзлкхдхзнова Р.М.-Ф.. Петрова Н.Я., Соколова А.А., Горобец А.И. Вольтамперометрвчгский анализ сточных вод предприятий нефтепереработки //В кн. Всероссийская конференция гго анализу объектов опухающей среды "Эксаналлтика-94". Тезисы докладов. Краснодар, 9-13 октября 1994г. С.20-21

4. Salikhcfeano/a R.M. -F, Gcrobets Л. I., Petruva fi.Ya. .Kadykova Y.A. Yoltammetry in ecological control of objects of environment //In Б. international ecological congress, September 22-28 1996". •• Voronezh, Russia; Kansas State University, Manhattan, Kansas, USA,. 1990, P.54.

5. Sallkhdzanova R.M.-F, Gorobets A. 1., Petrova H..Ya. .Kadykova Y.A. Problems of voltammetric determination of' food ran material and meal products//TaM xe.P- 54-55.

6. Салихдасакова Р.М.-Ф., Горобец АЛ!,, Петрова Н.Я. .Воронина З.А. Современная техника вольтачперомегрнческсго анализа// В Кн. Всероссийская конференция по анализу объектов окрулахг»й среды "Зкоанадитика-94". Тезисы докладов. Краснодар, S-ifi октября 1994г. С.28-29 '

7. Салихджанова Р.М.-Ф., ГсробецА.И., Петрова Н.Я. Модернизированные полярографы ПЛС-Ш и ПУ-1И //В кн.' Новости алчктрехи-

. мни органических соединений 1024. Сазекакие по электрохимия органических соединении. Тегпсч докладов. "Ltj/'of.:

ТГТУ.-С.13Й-134. .

8. Садихдланага Р.М.-Ф., Горобец А.И., Петрова Н.Я.,Вольтамперо-метрические средства анализа //В кн.Тезисы докладов Российской электрохимической сколи "Новейшие достижения в области электрохимических методов анализа". 25-30' сентября 1995г. г.Тамбов,--С.?*-10. .

9. Salikhdsanova R.M.-F, Gorobets А.I., Petrova N. Ya. .Kadykova Y. А. РгсЫ ems cí voltsKraetric determination of food raw materials and foodstuffs //In B.International congress on Analytical Chemistry Abstracts.V. 1. 'Moscow, Russia,June 15-21 199?, E-29.

Ю.Петрова Н.Я., Горобец А.И., Салихджакова Р.М.-Ф. Основы экспертных тлтьтампероыетрических систем - банк данных вольтам-перометрических методик //В кн.Тезисы докладов Российской электрохимической школы "Новейшие достижения в области электрохимических методов анализа". £5-30 сентября 1995г.,г.Тамбов. С. 70-73.

И.Салихджанова Р.М.-Ф., Горобец А.И., Петрова Н.Я. Пришгат автоматизации водьтампероыетрической аппаратуры //Заводская лаборатория. -1994.-МЗ.-С.8-11

¿Е.Салихджанова Р.М.-Ф., Горобец А.И., Петрова Н.Я. Общая характеристика электрохимических методов анализа и сотояние выпуска электрохимической аппаратуры //В кл.Тезисы домадоз Российской электрохимической школы "Новейшие достижения в области электрохимических методов анализа". 25-30 сентября 1995г., г.Тамбов.C.4-?.

13.Салихджанова P.M.-Ф..Петрова . H.H., Горобец А.Я., Принцип построения банка данных вольтамперометрических методик //В кн.Новости электрохимии органических соединений. Тезисы докладов, г. Тамбов. 1994г. С.134-135.

14.Петрова Н.Я., • Сал ихджапова P.M.-Ф., Горобец А.И., Информационная система ьолтьтамперометрических методов //Заводская лаборатория. -1997. -Кб. -С. 7-10. .■"*■■

15.Салихдяанова Р.М.-Ф., Горобец A Ai., Петрова Н.Я. Автоматизация полярографов и заяьтзыперсметрических анализаторов //Измерительная техника.-1394.-Ñ7.-С.65-68.

15.Горобец А.И., Петрова Н.Я., Каяыкоьа Е.А., Саяихдяанова P.M.-О., Построение программного обеспечения модернизированных полярограрок ПУ-1М и ПЛС-1М //В кн. Тезкск докладов Foe-

еийекой электрохимической школы "Ноьейшие доет!иен;н s сблас-

. , ти электрохимических методоа анализа". £5-30 сентября 1995г., г.Тамбов.С.66-70.

1?.Salikhdzanova R.M.-F, Gorobets A.1., Petrova N.Ya.. Automatization of voltsrrraetric apparatures //in .8. Publications on chemistry XXI11. Extended Abstracts of the Simposiusi Environmental Analiyae. Tartu, 19g5. University of Tartu Departament of Chemistry.P.145-143

18.Гсробец A.M., Петрова Н.Я., Салихдаавова Р.М.-Ф.-, Программке* обеспечение для вольтамперсметрического анализа //Заводская лаборатория.-N2.-С.6-9.

19;Горсбец А.И., Петрова Н.Я,, СалкхДжанова P.M. -I., Ксяольгова-ние экспертных систем в автоматическом контроле пслярогрсДов ПУ-1М и ПЛС-1М //В кн.Всероссийская койферегпмя по ша^кгу объектов окружающей среды "Зяоакавитика-9б,!. Тезисы докладов.

' Краснодар, 29 сентября - 4 октября 1996г. С. 311

20.Горобец А.И., Петрова Н.Я., Салихджанопа Р.М.-Ф. ,■ Экспертные системы в автоматическом воль тамперометричоском контроле //Заводская лаборатория.-IMS. -Н12.-С. 14-15

21.Горойец Л.И., Петрова Н.Я. , Дзвлетчик Д.И..Быкова Л.Н., Кали-коза Е. А., Салихджанова Р.М.-Ф..Информационная система вольт-амперометрических методик для контроля различных воз //Третий Международный конгресс. "Экгзтэк_98". Тезис:.; дсйкздсв. !.!:>:;:за, 25-30 мая 1993г. -С.510.

22.Gorobets А.I., Gorobets N. I., Petrova H.Ya., Salikhctesrjva R.M-F., Kolbanev A., Davietchin D.I. and Kadikova E.A. Expert systems with techniques for automatic voltanmetric analysis for environmental control // in 3. EtrpeaiSociety for ElectroAnalytical chesistry. 1998, P-150.

Лицензия ¡i 0i.045e or 0-4.03.97.

Поппьсыю в почать 13.11.08. Формст ВО x 34 1/16.'

Сумогд офсет11г.я. Печать о-}«гег:;яя. Усл.г^.л. 1,63, Усл. кр.-огт. »3,32.

УЧ.-изд.л. 1,75. Тираж 100 эхо. Закал 067. Бесплатно.

.Московский гссударстое><ныД институт радиотехник», ?.-;ект!хшики и

автомптикк ( Tewiv^ecKi.f. унис-орелтег)

117454 Мосхьа, просп. Вернадского, 73

Московский Государственный институт радиотехники» электроники

и лдтпмлтики

(Технический университет)

На правах рукописи

Петрова Наталья Яковлевна

ЧЛК пДЛ

ЙШюпйационнай система вольтампеоометрического анализа

Ы

Ниггрптатша

на соискание ученом степени кащщата

ТРУЦЪШРРИШГ НД11И ПП РПР1 шл пъыпрты

02.00»02 — аналитическая химия

НяТПШЫЙ ШТНГтППИТР ш

1 С? «.уг.-и-^»!-.-«!!

ПГЖТПП ТРХНШ1РГИД\' НЙ!П?

-, Г(4 1 и^ & £ и и а. ¿V.* '-лй лл м ъ & ^

поофессор Салихджанова Р,.М»—Ф,

Научный консультант

! и

; ППГЩОГ! и И - '-'е----

Москва - 1У98г

- 2 -

С0ДЕР1ЙНЙЕ

СПИСОК ВВЕДЕННЫХ СОКВДЕНШ 3

1, ВВЕ/рйЕ 4

2, ЖГЕРЙТЗРНШ ОБЗОР, СОЗДйШЕ БЙЗМ ДШ№ нШШИТИЧЕСКОГО НОШРОЛЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ

2Д, Наукометрические исследование 7

2,2, Библиографические дказатеди и сборники 9

2,3» СпециалйЗйрованнме реферативные журналы и аналитичес-

шв журналы, содержащие рефераты и подборки статей 18 2,4, Экспертные системы в аналитической химии 19

3, ШОРМШрННМЁ ПОТОКИ В ВО/шТйиШРОМЕТРИИ

ЗД, йнфоршщюнкне потоки из литературных источников 23

3,2, Информационные потоки утвершденншс ВАМ 40

4, ЮТОМШМЗИРОВЙШЙЕ БАНКИ ЯШ ВОЛЬТЙЖЕРОМЕТРЙЧЕСШ МЕТОДИК

4Д, Обще принципы построения 3!

4.2, ютоштизированный банк ВйМ по литературным источникам 0S

4.3, йвтоматизйрованнай банк аттестованных ВАМ /3

5, ПРЙОТЕСКОЕ ПРШНЕНИЕ БЙЗ ДЙ1Ж В ВОЛЬ'ШМПЕРОМЕТРИМ

3.1, Поиск оптимальной методики определения для конкретной аналитической задачи 108

3.2, База данных в автоматических вольтамперометрических системах 113

3,2,1, Автоматизированные вольтамперометрические системы

Ш1С-1М и ПН-1М и их программное обеспечение 113 0,2,2, Экспертные системы в программном обеспечении автоматизированных вольтамперометрических анализаторов 120 о, ЗнКшНЕНЙЕ 132 ?, ЛКТЕРйТНРй 134 8, ПРИШЕНИЕ 134

- 3 -

СПИСОК ВВЕДЕНИИ СОМЩ1Ж

База данннх - БД Вольтамперометрия - Вн Вольтамперометричесше методики - ВАМ Вольтамперометрия с быстрой разверткой напряжения •• ВБРН Вспомогательный электрод - ВЗ даФФерешдашнаы импульсная вольтамперометрия - дав Потенциал полуволны - Ei/2 Потежрал индишторного электрода - Еиэ Потенциал пика тот - Еп Потенциал электрода сравнения - Езс Инверсионная вольтамперометрия - ИВ Ищоршщшнно-поисковая система - ИПС ищдаеторный электрод - ИЗ Нормальная импульсная вольтамперометрия - НИВ Поверхностно-активные вещества - Пш Предельно допустимые концентрации - ПДК Реферативный журнал - РФ Система управления базами данных - СУБД Электрошо-вычислительная мамина - ЭВМ Экспертная систем - ЗкС электрод сравнения - ЗС Электрохимически активные вещества - ЗХнВ

... 4 -ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы, Вольтамперометрия (Вн), как метод аналитического контроля и электрохимического исследования существует уже 76 лет. За время существования метода создан громадный информационный поток, который с каждым годом все больше и больше попшашетса за счет разработок новых методик определения, появления новых объектов анализа и определения, Сейчас число опубликованных методик перевалило далеко за 1000, Это естественно создает известные трудности дш активного использования накопленного опыта в практическом анализе, В связи с этим принимались меры для упорядочения информации созданием бибшграфичешк указателей, подборками статей в шуршяах по тематике путем периодических пдблшаций обзоров, Одаако такая систематизация информации не отвечает современным представлениям по охвати информационного потока» по скорости обработки информации, не моют непосредственно вшшчаться в экспертные системы автоматизированных вольтамперометрических установок.

Целы настоящей работы является создание автоматизированного банка данных вольтамперометрических методик (ВАМ) определения различных веществ в разнообразных объектах анализа и на его основе создание экспертных систем (ЭкС) для работы автоматизированных установок для Вй,

Научная новизна, 1,Проведен анализ различных источников информации в области Вн, 2.Разработаны системы представления вольтампеоометрической информации, позводящие получать данные по одному, двум и трем основным признакам методики, например, объектам определения и анализа, решиму Вй, применяемому фону и т.д. Данные могут быть получены в ¡шаткой табличной Форме иди полной;согласно литературной ссылке, 3,Создан банк данных Вш по литературным источникам» реферативным журналам, гостированным и аттестованным документам - всего 9?8 методик, 4.Создана экспертная система для анализа атмосферного воздуха, питьевой, природной и сточных вод, а

- í) -

также пищевых продуктов. Данная ЗкС вошла в программное обеспечение автоматизированной установки для ВЙ,

Практическая значимость» i»Банки ВАМ внедрены в практику работы Центральной лаборатории Бурмтгеолкома» Московского заочного металлургического института» ШП "Зконшс"» Западно-Казахстанской СЗС С г/Уральск), МПО им»В »ВЛерныиова* ГГГО Городского хозяйства г »Химки, MIO им»П»0»Сухо-го и до» ¿»Внедрены и активно используатся зксперные системы» вошедшие в программное обеспечение автоматизированных полярографии 1Ш-1М и 1ШС-1М в центрах санзпиднадзора г »Москвы (¡го-западного, Северо-восточного» Северо-западного, Зеленоградского округов), г»Подлипш1, г»1уковского» гчСлонима; в станциях защиты растений г.Раменское, г»Калуги* в Коломенском центре сертификат»» заводе "Знамя труда"» в заочном Металлургическом институте» Западао-Казахстанской СЗС (г»Нральск), МПО ны»В»В»Черны~ шова, ПТО Городского хозяйства г»Химки» МПО им»П*О»Сухого и да» На защиту выносится

i» Результаты анализа информационного потока вольтамперометрических методик различных источников»

2» Системы построения банков данных и шкеты программ для автоматизированной работы с ними»

3» Банки ВАМ» содержанию сведения из литературных данных и документов, аттестованных и утвержденных различными организациями Госстандарта и и метрологическими центрами»

4» Экспертные системы» входящие в программное обеспечение автоматизированных вольтамперометрических установок»

Апробация работы» Основные результаты работы были доложены на IY Межрегиональной школе-семинаре "Электрохимические методы анализа в сельскохозяйственном производстве, экологическом мониторинге и анализе пищевых продуктов" (Уральск» 1992г); на III Мешгосударственной конференции "Проблемы преподавания аналитической химии" (Екатеринбург, 1993г.); Все-

_ в ^

российской конференции по анализд объектов ощравдей среда "Экоаналмти-иа - 94" (Краснодар, 1Э94г,): на совещании по электрохимии органических соединений (Тамбов, 1994г.): на Мевдународном симпозиуме по анализу ок-ружащей среда (Тарту, 1995г.); Международном экологическом конгрессе (Воронеж, 19901%): Всероссийской конференции по анализу объектов окруша-щей среда "Зкоанадитиш-96;! (Краснодар, 1996г.); Международном конгрессе по аналитической химии (Москва, 1997г.).

Личный вклад автора в разработку проблемы выразился в проработке и енстештизации информационных потоков ВйМ, создании банка данных ВнМ и шкета программ на языке Клиппер для управления информацией БД, участии в разработке программного обеспечения экспертной системы для автоматизированных установок Вн,

Публикации, Основное содержание диссертации изложено в 5 статьях и 1? тезисах докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 163 страницах» содержит 33 рисунков и 14 таблиц. Она содержит введение, пять глав» заюшчение, список литературы и приложение.

2. /МТЕРАШШЙ ОБЗОР. СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДОННЫХ АНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ.

На протяжении существования всех направлений науки и техники для обмена информацией специалисты публиковали полученные результаты своих исследований, открытий и наблюдений. В результате в журналах общего и специализированного назначения появляются краткие сообщения и статьи. Позднее накопленные знания собираштся в сборниках и монографиях. По мере накопления этих публикаций появляется необходимость их упорядочения и систематизации. Это было необходимо для ориентации в потоке информационно» -о материала и активного использования публикуемых сведений в практической и исследовательской деятельности, а также для установления хода развития научных направлений и определения их перспективности.

Особенно зта систематизация важна для научных направлений с многолетней историей развития, к которым относятся полярография и вольтампе-рометрия. Эта необходимость усугубляется еще и особенностью метода, которая заключается в том, что исследование и определение каждого вещества или группы веществ осуществляется по индивидуальным методикам. В этих методиках указываются: способы пробоподготовки, среда исследования, режим вольтамперометрического определения, влияние мешавдих факторов и т.д.

Способы систематизации информационных потоков развивались по мере развития общей культуры анализа публикаций и прошли несколько этапов ^ развития, каждый из которых способствовал прогрессу метода и его внедрении в практику анализа различных объектов.

2.1. Наукометрические исследования.

Идея упорядочения потока информации о научных зданиях и в основном попытка установления приоритетов в общем развитии научного направления

и внутри каждой разновидности этих направлений вылилась в наукометрические исследования по публикациям. По этому вопросу были изданы монографии, в которых излагались основы метода наукометрического исследования [1,2] и гфшшдились итоги некоторых оценок по конкретным направлениям науки, например, в химии [23; статьи, написанные на основе анализа работ отдельных подвидов направлений науки, например, работ по аналитической химии [3,4,Г),0], электрохимии [7-12] и даже более частных направлений, как например, полярография [131 и инверсионная вольтамперометрия !14.151,

Были проведены и оригинальные наукометрические исследования, в основе которых лежит цитируемость работ различных авторов £6,10,12], Такой анализ опосредствовано также говорит о развиващихся и перспективных научных направлениях. Эти исследования показали, что, несмотря на развитие новых направлений аналитической химии, положение электрохимических методов достаточно прочное. В последние годы число публикаций по этим методам возросло приблизительно на 20У. и сейчас составляет почти Щ от публикаций по аналитической химии. Причем значительная часть опубликованного материала посвящена вольтамперометрии. Так, в 198?г. из 2351 статьи, опубликованной в различных изданиях мира по электрохимическим методам анализа неорганических веществ, 802 статьи были из области вольтамперометрии; и 1989г. без учета монографий и обзоров из 826 статей по электрохимическим методам анализа 484 статьи относятся к вольтамперометрии [81. В 1990-1992гг. общее число работ по вольтамперометрии составляло 302 от всех публикаций по электрохимическим методам анализа. Так, что по числу о! публикованных работ ВА в эти годы была на втором месте после нотенциометрических методов (36-38%), Такое же соотношение сохраняется приблизительно и сейчас. ■

Из наукометрических исследований [12] видно, что одним из основных направлений использования электрохимических методов сейчас является эко-

логия и особенно анализ воды. При этом в 1991-1992гт. 11% всех публикаций» посвященных этому вопросу» отражали вольтамперметрические методы анализа (10? из 1485), что составило 41 У. от всех электрохимических работ. Наукометрические работы показали, что наибольшей популярностью пользуются инверсионная вольтамперометрия (ИВ), постояннотоковая и пере-мешштокооая, кроме работ по анализу воды сточной, питьевой и природной, включая и морскую. Наиболее часто анализируется пищевой сырье и продукты питания. П основными объектами определения в этом контроле являются медь, свинец, кадмий, цинк, никель, хром, ртуть, мышьяк, молибден, фенол. Большой вклад во внёдрение электрохимических методов анализа, в том числе и оольтамперометрии в наукометрические исследования сделала Й.М.Ориент - первый автор в нажей стране в течение многих лет публиковавшая результаты своих оценок и анализов литературных источников, связанных с аналитической химией, электрохимическими методами и вольтампе-рометрией. Многое в этом направлении сделали и А.Г.Стромберг и О.Л.Кабанова» которые продолжают эту работу и в настоящее время.

Итак, наукометрические исследования прослеживают информационный поток и выявляют приоритетные направления в определенные периоды существования аналитического метода. Причем эти вывода основаны на изучении большого объема публикаций. Они представляют большой интерес при определении направления работы, ориентируя аналитиков на прогрессивные и перспективные направления, направления, которые наиболее отвечают требованиям настоящего момента. Однако, для практического применения информационный поток должен быть более конкретным, и это было учтено, например, при создании библиографических сборников.

2.2. библиографические сборники и указатели.

Большую роль в сохранении наследия достижений прошлых лет сыграли

картотеки с подборкой материалов по тематикам, библиографические сборники и указатели но отраслям. Вольтамперометрии в этом отношении особенно попезло, поскольку отслеживание публикаций проводилось, начиная с 1938г.» когда ежегодно стали публиковаться Я.Гейровским и его сотрудниками "BiMiography of publications dealing with the Polarographie method" koi' приложение к журналу Collection [163. В первом номере приложения были собраны работы, начиная с 1922г. по 1937г. Далее эти приложения переросли в солидное издание "Collection of czechoslovak cheiical cofflMinications. Bibliograph^ of Publications Dealing with the Polarographie Metiiod",которое с 1950 по 1958гг." публиковалось под игидой Чехословацкой Академии наук. В этих библиографических сборниках помимо публикаций текущего года приводились материалы, упущенные в предыдущие годы [ГЛ. Так, например, в сборнике 1956 года приводятся материалы за 1947, 1951-1955гг. Далее с 1959 по 1964гг. эти библиографические материалы стали выпускаться отдельными ежегодными сборниками "Bibliograph^ of Publications Dealing with the Polarographic sethod Составителем сборников был Я.Гейровский [18].

К первому Международному съезду по полярографии в 1951г. в г.Праге был составлен и издан "Сборник 1 Международного полярографического съезда в Праге" чЛI. Библиография полярографических работ от 1922 до 1950г. Согласно чешским библиографическим сборникам, выходившим в свет с 1938 по 1984гг., в мире было издано 17306 публикаций, посвященных развитии теории метода, приборному оснащении, полярографическим исследованиям и в основном методикам контроля различных объектов анализа и определения. В этих сборниках приводился авторский коллектив, название материала, место, год и другие координаты публикации. Ссылки давались на языке оригинала. В конце каждого сборника содержался авторский указатель. Эти сбор-пики сыграли большую роль в развитии теории и практики вольтамперометри-ческого метода и особенно в его популяризации. Это было связано с тем,

- И -

что известия о достижениях в различных странах мира, публикуемые в известных и малодоступных журналах на различных языках доходили до всех, кто получал этот сборник с опозданием в основном на 1 год и только по некоторым материалам - на 2-4 года.

С 1919 но 1962гг. в Италии также издавался библиографический сборник "В1ЬПодгаПа РоЗагодаПса", в который за 1922 - 1981гг. вовшо 12845 публикаций [193. В первой части сборника приводились фамилии авторов, название материала и место публикации. Мак и в чешских изданиях, в конце каждого сборника имелся авторский указатель. Новым было издание второй части каждого сборника, в котором содержались тематические разделы и ссылки на оригинальные работы в этом направлении. Для российских специалистов эти сборники были малодоступны. Поэтому их значение для развития метода в нашей стране было невелико. Кроме того в сборниках отсутствовали работы, опубликованные на русском языке.

В СССР первый библиографический сборник был опубликован в 1960г. [203. В сборнике были представлены работы, изданные на русском языке, включая статьи, книги, рецензии и диссертации. Материал был разбит на 12 разделов: общие вопросы теории (3 подраздела), вольтамперомет-рическое титрование (2 подраздела), осциллографические исследования, полярография на ртутном и твердом электродах, применение полярографии для решения физико-химических вопросов, полярография неорганических соединений (9 подразделов), полярография органических соединений С8 подразделов), применение полярографии в промышленности (? подразделов), исследования биологических, пищевых и органических объектов, аппаратура, обзоры, диссертации и алфавитный указатель авторов, В сборник вошли 683 публикации. Зто издание существенно пополнило список работ в области полярографии, поскольку многие работы советских авторов упускались в чешском и особенно в итальянском изданиях.

■ ч»

С