Detailnejší pohľad na extrakčné postupy vhodné na separáciu nanočastíc zlata z environmentálnych vôd

Abstrakt

Gold nanoparticles (AuNP) are being utilized in an ever-expanding number of applications ranging from scientific research to industrial processes. Increasing nanoparticle emissions in the environment have become of public and academic concern. Since the effects of AuNP on human health are not fully understood, the accumulation of reliable and detailed data is critical for the assessment of their potential risk of harm to humanity. Even their concentrations in natural and engineered water systems do not belong to commonly published data. To obtain such information, the environmental chemists use various sophisticated analytical methods that are often very expensive. Therefore, this paper aims to challenge the analytical potential and advantages of cheaper and equally reliable alternatives that couple the well-established extraction procedures with common spectrometric methods to quantify the ultratrace concentrations of AuNP in complex aqueous matrices. Both types of extraction procedures, solvent extractions as well as sorbent extractions, are discussed in the text. A detailed inspection of different types of interactions that are responsible for the ability to selectively separate AuNP from mixtures containing various ionic species, gold ions, other metallic nanoparticles, and dissolved organic matter can be found in this overview. The examples of the tolerance limits reported for several coexisting components of interest are also given. Practical applications of the extraction procedures, summarized in this article, were demonstrated in analysis of actual environmental matrices, such as tap, river, lake, brook, mineral, and sea waters.

Nanočastice zlata (AuNP) nachádzajú využitie v stále sa rozširujúcom počte aplikácií, od vedeckého výskumu až po rôzne priemyselné procesy. S narastajúcim počtom aplikácií súvisí zvyšovanie ich koncentrácií v rôznych zložkách životného prostredia, čo následne vedie k zvýšenému záujmu, ktorý je týmto nanočasticiam venovaný. Účinky AuNP na ľudské zdravie nie sú stále úplne pochopené, a tak získavanie spoľahlivých kvantifikačných údajov je dôležité pre posúdenie ich potenciálneho rizika, ktoré môžu predstavovať. K bežne publikovaným údajom zatiaľ nepatria ani len ich koncentrácie v prírodných a umelých vodných matriciach. Na získanie takýchto informácií používajú environmentálni chemici rôzne sofistikované analytické metódy, ktoré sú často veľmi drahé. Cieľom tohto článku je preto poukázať na analytický potenciál a výhody lacnejších a rovnako spoľahlivých alternatív, ktoré možno získať spojením zavedených extrakčných postupov s bežne dostupnými spektrometrickými metódami, ktoré možno použiť na kvantifikáciu ultrastopových koncentrácií AuNP v komplexných vodných matriciach. V texte sú diskutované obidva typy extrakčných postupov, extrakcie v systéme kvapalina-kvapalina ako aj extrakcie v systéme tuhá fáza-kvapalina. V tomto prehľade možno nájsť podrobnejší pohľad na rôzne typy interakcií, ktoré sú zodpovedné za schopnosť selektívne odseparovať AuNP zo zmesí, ktoré obsahujú rôzne iónové doprevádzajúce zložky, iónové formy zlata, iné nanočastice kovov alebo rozpustenú organickú hmotu. V práci sú uvedené aj príklady tolerančných limitov pre niektoré koexistujúce zložky. Praktické aplikácie extrakčných postupov, ktoré sú zhrnuté v tomto článku, boli zdokumentované analýzami reálnych environmentálnych matríc, akými sú vodovodné, riečne, jazerné, minerálne a morské vody.