عنوان المقالة:توصيف الخصائص البصرية لمياة الشرب بإستخدام تقنيات التحليل الطيفي لإنبعاثات البلازما المقترنة بالحث في ولاية الخرطوم بالسودان Optical Properties Characterization of Drinking Water Using Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy Techniques in Khartoum State, Sudan
في هذا البحث، لقد استخدم تقنية مطيافية انبعاث البالزما المقترنة حثيا للكشف عن العناصر السامة
والمشعة، وكذلك حساب تراكيزهم في عينات مياه الشرب بوالية الخرطوم بالسودان قبل وبعد تعريضهم ألشعة
الشمس وفترة التخزين. أيضا تقنية الطيف الضوئي لألشعة فوق البنفسجية تم استخدامها لدراسة الخصائص
البصرية لهذه العينات قبل التعرض ألشعة الشمس وفترة التخزين. عشر عينات لمياه الشرب تم اختيارها من
عشرة مصادر مختلفة تتضمن األنهار واآلبار في والية الخرطوم بالسودان أواخر فصل الخريف 2019م.
أظهرت نتائج التحليل بواسطة تقنية مطيافية انبعاث البالزما المقترنة حثيا قبل وبعد تعريض العينات
ألشعة الشمس وفترة التخزين الى ظهور عدد من الذرات المختلفة مثل )النحاس، الحديد، الصوديوم، الكبريت،
الباريوم، األنتيمون، األلمنيوم، البورون ، المنجنيز، الزنك، الرصاص ، الكالسيوم، اليود، البوتاسيوم، المغنيسيوم،
الريبديوم، السيلكون ، الليثيوم ،االسترنشيوم، االريبيوم، الهومليوم، السكانديوم البالتينيوم، الفانديوم ، السلينيوم،
االريبيوم، الليتيوم ،االريديوم ،الزئبق، النيكل ،واليتريوم( بمقادير مختلفة والتي كانت في مدى ضمن القيم
المرجعية باستثناء)الثليوم ،التيتانيوم ،الزرنيخ، البزيموث، ، التنجستن، األلمنيوم ،والثوريوم(. بعد تعريض
العينات ألشعة الشمس وفترة التخزين، بعض الذرات الجديدة ظهرت والبعض اآلخر اختفت، وتراكيز بعض
الذرات زادت واألخرى نقصت خالل هذه التجربة. هذه النتائج ترجع الى مواقع العينات، األنشطة الحيوية القريبة
من هذه المواضع، التفاعل الذي يحدث بين الماء والقوارير البالستيكية، وهجرة بعض هذه الذرات خالل هذا
التفاعل.
أظهرت نتائج التحليل بواسطة تقنية الطيف الضوئي لألشعة فوق البنفسجية أن جميع الخصائص البصرية
لهذه العينات المختارة يمكن وصفها كدوال بالنسبة للطول الموجي وطاقة فجوة النطاق البصرية. اكدت الدراسة
أن العينات المختارة كانت لها قيم امتصاصية عند )57 ،%40 ،%25 ،%20 ،%12، %12، ،%24 ،%14 ،%
4 ،%و11 )%على التوالي. أيضا، أثبتت النتائج أن معامالت االمتصاص البصرية للعينات ظهرت عند القيم
0.24،0.19 ،0.11 ،0.19 ،0.23 ،0.23 ،0.27،0.38 ،0.5،1.3(
-1
cm(على التوالي. باإلضافة الى ذلك،
أوضحت نتائج التحليل بواسطة هذه التقنية للعينات أن النفاذية تمت مالحظتها عند القيم )8.4 ،%32 ،%46 ،%
53 ،%70 ،%71 ،%42 ،%67 ،%85 ،%و66 )%على التوالي. كذلك أيضا، معمل التخمين للعينات حدثت
عند القيم )79 ،23 ،13 ،16 ،7 ،10 ،20 ،12 ،6 ،و15 )على التوالي لكل العينات. يرجع االختالف في قيم
الخصائص البصرية في هذه العينات الى كميات الشوائب مثل السليكا والطين المتواجدة في مصادر مياه الشرب
المختلفة بوالية الخرطوم بالسودان. ويمكن أن تعود هذه النتائج أيضا الى اختالف كثافة العناصر السامة، العناصر
األرضية، والعناصر المشعة الموجودة في العينات وكذلك ألوزانهم الجزيئية في العينات المختارة.
الملخص الانجليزي
In this work, Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy (ICPE) has
been used to detect, and calculate the concentrations, of toxic and radioactive
elements at the selected samples for drinking water in Khartoum State, Sudan before
and after exposure to sunlight and storage period. Also, the Ultraviolet-Visible
Spectroscopy (UV-Visible) technique has been utilized to study the optical properties
of samples before expose them to sunlight and storage period. Ten samples for
drinking water have been collected from ten various sources that were included
rivers and wells in Khartoum state, Sudan at the end of the fall season in 2019.
ICPE results before and after exposure samples to the sunlight and storage
period showed that many atoms such as (Cu, Fe, Na, S, Ba, Sb, Al, B, Mn, Zn, Pb,
Ca, Mg, K, Rb, Si, Li, Sr, Er, Ho, Sc, Pt, V, Se, Lu, Eu, Ir, Hg, Ni, and Yb) were
detected with different concentrations which were at range within background values
except for (Tl, Th, Ti, Al, Bi, W, and Ta). After exposing samples to sunlight and
storage period, some new atoms appeared, and some of them disappeared, and the
concentrations of some atoms also increased and decreased automatically during this
experiment. These results may be related to the locations of samples, vital activities,
the interaction between water and plastic bottles, and the migration of some atoms
during these interactions.
UV-Visible results displayed that all optical properties for the collected
samples can be described as functions for wavelength and the optical band energy.
The results confirmed that the absorption values were found at (57%, 40%, 25%,
20%, 12%, 12%, 28%, 14%, 4%, and 11%) respectively. Also, this study proved that
the optical absorption coefficients were exhibited at (1.3, 0.5, 0.38, 0.27, 0.23, 0.23,
0.19, 0.11, 0.19, and 0.24cm-1
) sequently. In addition, this technique displayed that
the transmittance values were observed at (4.8%, 32%, 46 %, 53 %, 70 %, 71 %, 42
%, 67 %, 85 %, and 66 %) consecutively. Furthermore, this experiment was
evidenced that the extinction coefficients were happened at (79, 23, 13, 16, 7, 10, 20,
12, 6, and 15) successively. These results may return to amounts for impurities li
د/ محمد عوض العامري | Dr/ Mohammed Awadh Al-Ameri | 6280