Другов Ю.С., Родин А.А. Пробоподготовка в экологическом анализе

Подождите немного. Документ загружается.

íåïîñðåäñòâåííî ïðèñîåäèíÿëàñü ê êàïèëëÿðíîé õðîìàòîãðàôè÷åñêîé êîëîíêå

ñ SE-54. Ïîñëå îòáîðà ïðîáû âîçäóõà â ëîâóøêó ââîäèëè ñíà÷àëà âíóòðåííèé

ñòàíäàðò (1 ìêë í-îêòàäåêàíà â ãåêñàíå, êîíöåíòðàöèÿ 10 ppm), à ÷åðåç 1 ìèí

— 1 ìêë ðåàãåíòà (ñìåñü 1:1 óêñóñíîãî àíãèäðèäà è ïèðèäèíà). Ïîëó÷åííàÿ â ýòèõ

óñëîâèÿõ õðîìàòîãðàììà ïðîèçâîäûõ ïåíòàõëîðôåíîëîâ ïðèâåäåíà íà ðèñ. I.34.

Ïðè èñïîëüçîâàíèè ÝÇÄ â êà÷åñòâå äåòåêòîðà Ñ

ñîñòàâëÿåò 3—5 ìã/ì

Ìèêðîëîâóøêà ìîæåò ïðåäñòàâëÿòü ñîáîé óñòðîéñòâî, ñîñòîÿùåå èç ãàçîâîãî

øïðèöà, â èãëå êîòîðîãî íàõîäèòñÿ òîíêèé ñòåðæåíåê èç êâàðöåâîãî âîëîêíà,

ïîêðûòûé ïîëèìåðíîé ÍÆÔ (ïîëèñèëîêñàí, ïîëèàêðèëàò, ïîëèýòèëåíãëèêîëü

è äð.). Ïðîáû âîçäóõà îòáèðàþò øïðèöåì. Ïðè ýòîì ìèêðîïðèìåñè ñîðáèðóþòñÿ

(ðàñòâîðÿþòñÿ) â ÍÆÔ. Ïîñëå îòáîðà ïðîáû èãëó øïðèöà ââîäÿò â èñïàðèòåëü

õðîìàòîãðàôà (150—250°Ñ), âûäâèãàþò ñòåðæåíåê èç èãëû, è ñêîíöåíòðèðîâàí-

íûå íà êâàðöåâîì âîëîêíå ìèêðîïðèìåñè äåñîðáèðóþòñÿ è òîêîì ãàçà-íîñèòåëÿ

íàïðàâëÿþòñÿ â ðàçäåëèòåëüíóþ êîëîíêó.

Ýòîò ìåòîä îñîáåííî óäîáåí â ïàðîôàçíîì àíàëèçå, êîãäà àíàëèçèðóþò êîí-

öåíòðàò, ïîëó÷åííûé, íàïðèìåð, ïðè àáñîðáöèîííîì ñïîñîáå ïðîáîîòáîðà èëè

ïîñëå äåñîðáöèè ïðèìåñåé ñ ñîðáåíòà (ñì. ðàçäåë 4). Åùå ÷àùå ýòîò âàðèàíò àíà-

ëèçà ñ ïîìîùüþ øïðèöà ñ âîëîêíîì ïðèìåíÿþò ïðè îïðåäåëåíèè çàãðÿçíÿþùèõ

âåùåñòâ â âîäå (ñì. ãëàâó II). Îí íîñèò íàçâàíèå òâåðäîôàçíîé ìèêðîýêñòðàêöèè

(ÒÔÌÝ).

Ñ ïîìîùüþ ÒÔÌÝ ìîæíî óëàâëèâàòü ËÎÑ [234] è àëêàíû Ñ

–Ñ

[394]

èç âîçäóõà ïðè ïîëåâûõ àíàëèçàõ, ïðè÷åì âðåìÿ ïðîáîîòáîðà ñîñòàâëÿåò 1—75

ìèí. Çàòåì øïðèö òðàíñïîðòèðóþò â ëàáîðàòîðèþ äëÿ ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîãî

îïðåäåëåíèÿ ñêîíöåíòðèðîâàííûõ ïðèìåñåé â ìóëüòèäåòåêòîðíîé ñèñòåìå [234].

Ýòèì æå ñïîñîáîì èçâëåêàëè ìèêðîïðèìåñè ôåíîëîâ, êðåçîëîâ è íàôòîëîâ

èç ñèãàðåòíîãî äûìà [235]. Â êà÷åñòâå ëîâóøêè èñïîëüçîâàëè ïîëèàêðèëàòíîå

âîëîêíî, ïîñëå äåñîðáöèè ñ êîòîðîãî (275°Ñ) ïðîáó òîêñè÷íûõ âåùåñòâ àíàëè-

çèðîâàëè íà êàïèëëÿðíîé êîëîíêå (30 ì × 0,23 ìì) ñ ñèëèêîíîì HP-DB-5MS ñ

ïðîãðàììèðîâàíèåì òåìïåðàòóðû è ïðèìåíåíèåì ìàññ-ñïåêòðîìåòðà â êà÷åñòâå

äåòåêòîðà. Ñòåïåíü èçâëå÷åíèÿ ñîñòàâëÿåò 47,9—122,6%, à Ñ

ðàâåí 3,8—300 íã

íà ñèãàðåòó.

Ñïîñîá òâåðäîôàçíîé ìèêðîýêñòðàêöèè öåëåâûõ êîìïîíåíòîâ èç ðàâíîâåñíî-

ãî ïàðà (ÒÔÌÝ/ÏÔÀ) ïîçâîëèë ïðè èñïîëüçîâàíèè ÃÕ/ÌÑ îïðåäåëèòü ìåòèë-,

ýòèë-, áóòèë- è âèíèëàöåòàòû â òàáàêå íàèáîëåå ïîïóëÿðíûõ â ÑØÀ ñèãàðåò. Ñ

íà óðîâíå íàíîãðàììîâ [236].

Èçó÷åíî 4 òèïà âîëîêíà èç êâàðöà, ïîêðûòîãî ïîëèäèìåòèëñèëîêñàíîì

(òîëùèíà ïëåíêè ÍÆÔ 100 ìêì), ïîëèàêðèëàòîì (85 ìêì), ïîëèäèìåòèëñè-

ëîêñàíîì è ñîïîëèìåðîì ñòèðîëà ñ äèâèíèëáåíçîëîì (65 ìêì) è Êàðáîâàêñîì

ñ äèâèíèëáåíçîëîì (65 ìêì) [237]. Ïîñëå ïðîáîîòáîðà è äåñîðáöèè (200°Ñ)

àíàëèò èññëåäîâàëñÿ ìåòîäîì ÃÕ/ÌÑ. Áîëüøåé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ìîæíî

äîñòè÷ü ïðè èñïîëüçîâàíèè âîëîêíà, ïîêðûòîãî ïîëèäèìåòèëñèëîêñàíîì è

äèâèíèëáåíçîëîì. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü èçâëå÷åíèÿ 1 ìèí, òåðìîäåñîðáöèè

— 15 ñ. Ïðåäåë îáíàðóæåíèÿ ïðè S

= 0,02—0,06 ñîñòàâëÿë ñîîòâåòñòâåííî 5,8;

1,8 è 0,3 íìîëü/ë äëÿ ðàçíûõ âîëîêîí ïðè îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè àíàëèçè-

ðóåìîãî âîçäóõà 98% è òåìïåðàòóðå 35°Ñ.

104 Ãëàâà 1. Âîçäó

Ìèêðîëîâóøêè òàêîãî òèïà èñïîëüçîâàëè ïðè îïðåäåëåíèè ËÎÑ â âûäûõàå-

ìîì âîçäóõå (àöåòîí, èçîïðåí, ïåíòàí) [237, 238]. Ïîñëå óëàâëèâàíèÿ ïðèìåñåé

è èõ äåñîðáöèè ñ âîëîêíà êîíöåíòðàò àíàëèçèðîâàëè íà êàïèëëÿðíîé êîëîíêå

(30 ì × 0,25 ìì) ñ CP Sil-19 CB (õèìè÷åñêè ñâÿçàííàÿ ÍÆÔ — äèìåòèëôåíèëöè-

àíîïðîïèëñèëèêîí) ïðè ïðîãðàììèðîâàíèè òåìïåðàòóðû (30—150°Ñ) ìåòîäîì

ãàçîâîé õðîìàòîãðàôèè èëè ÃÕ/ÌÑ. Âðåìÿ àíàëèçà 4 ìèí.

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ)

Ñîðáöèîííîå èçâëå÷åíèå ïðèìåñåé òîêñè÷íûõ âåùåñòâ èç çàãðÿçíåííîãî âîçäóõà

ÿâëÿåòñÿ ãëàâíûì è øèðîêî ïðèìåíÿåìûì ñïîñîáîì ïðîáîîòáîðà êàê â Ðîññèè,

òàê è çà ðóáåæîì [2]. Ýòîò ñïîñîá óíèâåðñàëåí è ïîçâîëÿåò èçâëåêàòü èç âîçäóõà

ñ îäíîâðåìåííûì êîíöåíòðèðîâàíèåì êîíòðîëèðóåìûõ êîìïîíåíòîâ ïðàêòè÷å-

ñêè âåñü ñïåêòð çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ (êðîìå òâåðäûõ ÷àñòèö è àýðîçîëåé, ñì.

ðàçäåë 6) — îò ãàçîâ äî âûñîêîêèïÿùèõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Ïðè ýòîì

ýôôåêòèâíîñòü èçâëå÷åíèÿ î÷åíî âûñîêà è ìîæåò äîñòèãàòü 95—100%.

Âîçäóõ ñ ïîìîùüþ ðàçëè÷íîãî ðîäà àñïèðàöèîííûõ óñòðîéñòâ (ñì. òàêæå ðàç-

äåë 1) ïðîïóñêàþò ÷åðåç òðóáêó ñ ñîðáåíòîì, à ïîñëå çàâåðøåíèÿ ïðîáîîòáîðà

òðàíñïîðòèðóþò åå â ëàáîðàòîðèþ, ãäå ñêîíöåíòðèðîâàííûå ïðèìåñè èçâëåêàþò

(òåðìîäåñîðáöèÿ, ýêñòðàêöèÿ) è àíàëèçèðóþò ïîäõîäÿùèì ìåòîäîì (õðîìàòîãðà-

ôèÿ, ñïåêòðàëüíûé àíàëèç, ýëåêòðîõèìè÷åñêèå ìåòîäû è äð.).

Òèïè÷íûìè òðóáêàìè (ëîâóøêàìè) ñ ñîðáåíòàìè, èñïîëüçóåìûìè äëÿ ïðî-

áîîòáîðà â àòìîñôåðå èëè âîçäóõå ðàáî÷åé çîíû, ÿâëÿþòñÿ, íàïðèìåð, òðóáêè ñ

àêòèâíûì óãëåì — íàèáîëåå äåøåâûå è ýôôåêòèâíûå ïðîáîîòáîðíûå óñòðîéñòâà

(ðèñ. I.35). Ýòè ñòåêëÿííûå òðóáêè (5–6 ñì × 4–6 ìì) ñîäåðæàò îêîëî 100 ìã ñîð-

áåíòà â ïåðåäíåé (ôðîíòàëüíîé) ñåêöèè è 50 ìã â çàäíåé ñåêöèè, ðàçäåëåííûõ

ìåæäó ñîáîé ïåíîïîëèóðåòàíîâîé ïðîáêîé. Äðóãèå âèäû òðóáîê ñ ñîðáåíòîì ïðè-

3. Êðèîãåííîå êîíöåíòðèðîâàíèå 105

Ðèñ. I.33. Àâòîìàòè÷åñêîå ÃÕ/ÌÑ-îïðåäåëåíèå (â ðåæèìå ìîíèòîðèíãà) ôòîðõëîð-

óãëåâîäîðîäîâ â âîçäóõå ïîñëå óëàâëèâàíèÿ â ìèêðîëîâóøêå [229]. Óñëîâèÿ â òåêñòå.

1 — CF

HCF

; 2 — CH

; 3 — CF

; 4 — CH

FCF

; 5 — CH

CHF

; 6 — CHF

Cl;

7 — CF

; 8 — CF

CFHCl; 9 — CH

Cl; 10— CF

CHCl

; 11 — CFCl

; 12 — CH

CFCl

ìåíÿþò â çàâèñèìîñòè îò èõ çíà÷åíèÿ, ïðè÷åì ãëàâíîå îòëè÷èå çàêëþ÷àåòñÿ â

ñîðáåíòå, çàïîëíÿþùåì òðóáêó. Êîëè÷åñòâî ñîðáåíòà ìîæåò áûòü óâåëè÷åíî äëÿ

ïîâûøåíèÿ ìîùíîñòè òðóáêè (ñîðáöèîííîé åìêîñòè), à óâåëè÷åíèå âíóòðåííå-

ãî äèàìåòðà ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ñíèæåíèÿ äàâëåíèÿ (ñîïðîòèâëåíèÿ ïîòîêó

âîçäóõà) è äîñòèæåíèÿ áîëåå âûñîêèõ ñêîðîñòåé ïðîáîîòáîðà. Ñîðáåíò çàäíåé

ñåêöèè ÷àñòî ïîìåùàþò â îòäåëüíóþ òðóáêó, åñëè íàïðèìåð, äëÿ èçâëå÷åíèÿ ïðè-

ìåñåé èç êîíöåíòðàòîðà èñïîëüçóþò òåðìîäåñîðáöèþ, èëè äëÿ îáíàðóæåíèÿ ìèã-

ðàöèè ñêîíöåíòðèðîâàííîãî âåùåñòâà â ïðîöåññå õðàíåíèÿ ïðîáû.

Òðóáêó ñ ñîðáåíòîì â ïðîöåññå ïðîáîîòáîðà ìîæíî ïîìåùàòü íåïîñðåäñòâåí-

íî â çîíå äûõàíèÿ ðàáîòàþùèõ è åå âûõîä ñîåäèíÿþò ñ ïåðñîíàëüíûì ïðîáîîò-

áîðíûì àñïèðàòîðîì, îáû÷íî ïðåäñòàâëÿþùèì ñîáîé ìèíèàòþðíûé íàñîñ,

óêðåïëÿåìûé íà ãðóäè ðàáîòàþùåãî. Ïðè ýòîì çà îïðåäåëåííûé îòðåçîê âðåìåíè

÷åðåç òðóáêó ïðîïóñêàþò èçâåñòíûé îáúåì âîçäóõà. Íàðÿäó ñ ýòèìè ïðèáîðàìè

ïðèìåíÿþò è ïàññèâíûå ïðîáîîòáîðíèêè, íå òðåáóþùèå íàëè÷èÿ àñïèðàòîðà.

Â ÑÑÑÐ, à çàòåì è â Ðîññèè äîëãîå âðåìÿ îñíîâíûì ñðåäñòâîì ïðîáîîòáîðà

áûëè ýëåêòðîàñïèðàòîðû («âîçäóõîäóâêè») Ì-822 — ïåðåíîñíûå ïðèáîðû (ìàñ-

ñà 8 êã) ñ ðó÷íûì ñïîñîáîì ðåãóëèðîâàíèÿ ðàñõîäà (0,1—20 ë/ìèí), ïðåäíàçíà-

÷åííûå äëÿ ìíîãîêàíàëüíîãî îòáîðà ïðîá âîçäóõà íà ñîðáåíòû èëè â æèäêèå

ïîãëîòèòåëüíûå ñðåäû [26]. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ íåêîòîðûå ôèðìû â Ðîññèè [25]

âûïóñêàþò àñïèðàöèîííûå óñòðîéñòâà íîâîãî ïîêîëåíèÿ äëÿ îòáîðà ïðîá âîçäó-

õà ðàáî÷åé çîíû, àòìîñôåðíîãî âîçäóõà è ïðîìûøëåííûõ âûáðîñîâ (òàáë. I.33).

Òàáëèööà 1.33. Àâòîìàòè÷åñêèå ïîðòàòèâíûå óñòðîéñòâà îòáîðà ïðîá âîçäóõà [25].

106 Ãëàâà 1. Âîçäó

Ðèñ. I.34. Õðîìàòîãðàììà ïðîèçâîäíîãî ïåíòàõëîðôåíîëà (àöåòàò), ïîëó÷åííàÿ [233] íà

ñòåêëÿííîé êàïèëëÿðíîé êîëîíêå (20 ì × 0,33 ìì) ñ SE-54 (ïëåíêà 3 ìêì) ïðè ïðîãðàììè-

ðîâàíèè òåìïåðàòóðû (30°Ñ, 130—235°Ñ) ñ ÏÈÄ. 1 — âíóòðåííèé ñòàíäàðò (í-îêòàäåêàí);

2 — ïåíòàõëîðôåíîë (àöåòàò).

Òèï ÏÓ-1Ï ÏÓ-2Ï ÏÓ-1Ýï ÏÓ-2Ýï ÏÓ-4Ýï ÏÓ-4Ý

ÏÓ-3Ýï/220 ÏÓ-3Ýï/12 ÏÓ-1Á

Ïðèíöèï äåéñòâèÿ ïíåâìàòè÷åñêèé

ýëåêòðè÷åñêèé

Íàçíà÷åíèå

Îòáîð ïðîá ïðè êîíòðîëå

âîçäóõà ðàáî÷åé çîíû, àòìîñôåðíîãî âîçäóõà, âûáðîñîâ

âîçäóõà ðàáî÷åé çîíû, àòìîñô.

âîçäóõà

ìèêðîáíîé îáñåìåíåí-

íîñòè âîçäóõà

×èñëî êàíàëîâ

1 2 1 2 4 4

1–5 1–5 1

Äèàïàçîí ðàñõîäà, ë/ìèí 0,5—6,0

0,2—5,0

2—20

0,1—1,5

(4,0)

0,2–4,0

(1—20)

ëþáîå ôèêñè-

ðîâ. çíà÷åíèå

îò 0,1 äî 2,5

2 êàíàëà

0,2—1 (4)

2 êàíàëà

1—10 (20)

80—400 40—200

îáúåì ïðîá 100 ë

è 250 ë (200)

Ñóììàðíûé ðàñõîä, ë/ìèí 6,0 25 1,5 (4) 8,0 (24) 4,0 22 (48)

400 200

Ñîïðîòèâëåíèå

ïîãëîòèëåëÿ, êÏà

0—25 0—20 0—20 0—15 0—15 0—15

4 2

—

Ïîãðåøíîñòü, % ±5 ±5 ±5 ±3 ±5 ±5

±10 ±10 ±10

Àãðåãàòíîå ñîñòîÿíèå ïðîáû

ãàçû + ïàðû +

àýðîçîëè

ãàçû +ïàðû

àýðîçîëè áèîëîãè÷. àýðîçîëè

Ïèòàíèå

îò ñåòè ñæàòîãî

âîçäóõà

îò ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè, àêêóìóëÿòîðà

îò ýëåêòð.

ñåòè

îò àêêóìóëÿòîðà

îò ýë. ñåòè,

àêêóìóëÿòîðà

Âðåìÿ îòáîðà, ìèí íå îãðàíè÷åíî 2—99 2—99 2—99 2—99

2—30 2—30 îò 30 ñåê äî 1,5 ìèí

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ) 107

Ìàññà, êã 3,0 5,5 4,0 7,0 4,5 7,0

5,0 5,0 2,0

108 Ãëàâà 1. Âîçäó

Ðèñ. I.35. Ëîâóøêà-êîíöåíòðàòîð äëÿ èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé èç âîçäóõà [168]: 1 — çàãëóø-

êè èç ïëàñòèêà, íå çàãðÿçíÿþùèå ïðîáó; 2 — ñòåêëÿííàÿ òðóáêà ñî ñïåöèàëüíî îòòÿíó-

òûì êîíöîì; 3 — òî÷íî èçâåñòíîå êîëè÷åñòâî âûñîêî÷èñòîãî ñòåêëîâîëîêíà; 4 — ñåïà-

ðàòîð èç ïåíîïëàñòà îïðåäåëåííîé ïîðèñòîñòè; 5 — ïðóæèííûé çàïîð äëÿ ôèêñèðîâà-

íèÿ ñëîÿ óãëÿ; 6 — îñíîâíîé ñëîé àêòèâíîãî óãëÿ (100 ìã) ñ òî÷íî èçâåñòíîé óäåëüíîé

ïîâåðõíîñòüþ è ðàçìåðîì ÷àñòèö; 7 — ðåçåðâíûé ñëîé óãëÿ (50 ìã); 8 — ïðåäîõðàíèòåëü,

ïîçâîëÿþùèé ïðè íåîáõîäèìîñòè ëåãêî îòëîìàòü êîí÷èê òðóáêè.

Ðàçëè÷íûå òèïû àñïèðàòîðîâ è ïîðòàòèâíûõ àâòîíîìíûõ ïðîáîîòáîðíèêîâ, âûïóñêàåìûõ çàðóáåæíûìè ôèðìàìè [29,

30], èçîáðàæåíû íà ðèñ. I.36 è I.37. Ýòî, êàê ïðàâèëî, àâòîíîìíûå ïðèáîðû (ðàáîòàþùèå íà áàòàðåéêàõ ñ íàïðÿæåíèåì 9 â),

êîòîðûå äàþò âîçìîæíîñòü â òå÷åíèå 8—10 ÷ àñïèðèðîâàòü âîçäóõ ÷åðåç ñîðáöèîííûå òðóáêè ñ ðàñõîäîì îò 1 äî 3000 ìë/ìèí

(ðèñ. I.36). Íà ðèñ. I.37 èçîáðàæåíû ìîìåíòû îòáîðà ïðîá àòìîñôåðíîãî âîçäóõà (1) è âîçäóõà ðàáî÷åé çîíû (2). Â ïîñëåäíåì

ñëó÷àå ïîðòàòèâíûé ïðîáîîòáîðíèê ðàñïîëàãàåòñÿ â çîíå äûõàíèÿ, à ïîñëå ðàáî÷åé ñìåíû îí òðàíñïîðòèðóåòñÿ â ëàáîðàòî-

ðèþ, ãäå èç íåãî èçâëåêàþòñÿ è àíàëèçèðóþòñÿ âñå ñêîíöåíòðèðîâàííûå â òðóáêå âðåäíûå ïðèìåñè.

Â êà÷åñòâå ñîðáåíòîâ äëÿ çàïîëíåíèÿ êîíöåíòðàöèîííûõ òðóáîê ïðèìåíÿþò ðàçëè÷íûå óãëè è ñèëèêàãåëè, à òàêæå ñîð-

áåíòû íà èõ îñíîâå è ìíîãî÷èñëåííûå ïîëèìåðíûå ñîðáåíòû (òàáë. 1.34), ïîçâîëÿþùèå ýôôåêòèâíî èçâëåêàòü ïðèìåñè

çàãðÿçíèòåëåé èç âîçäóõà, à çàòåì äîñòàòî÷íî ïîëíî (íå ìåíåå, ÷åì íà 75—80%) äåñîðáèðîâàòü èõ èç êîíöåíòðàöèîííîé òðóá-

êè ðàñòâîðèòåëåì èëè ñ ïîìîùüþ òåðìîäåñîðáöèè.

Îñíîâíûå ïðîáëåìû ñîðáöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ è êîíöåíòðèðîâàíèÿ ïðèìåñåé ëåòó÷èõ ñîåäèíåíèé èç çàãðÿçíåííîãî âîç-

äóõà èçëîæåíû â îáçîðàõ [19, 24, 239] è ìîíîãðàôèÿõ [1, 2, 9—14].

Ñîðáåíòû äëÿ êîíöåíòðèðîâàíèÿ ïðèìåñåé èç âîçäóõà äîëæíû óäîâëåòâîðÿòü ñëåäóþùèì òðåáîâàíèÿì [239]: 1) ýôôåê-

òèâíî óëàâëèâàòü èç âîçäóõà íèçêèå êîíöåíòðàöèè çàãðÿçíèòåëåé è ñîõðàíÿòü èõ äî àíàëèçà; 2) èìåòü äîñòàòî÷íî áîëüøóþ

ñîðáöèîííóþ åìêîñòü; 3) íå âçàèìîäåéñòâîâàòü ñ çàãðÿçíèòåëÿìè ïðè õðàíåíèè ïðîáû; 4) ýôôåêòèâíî ñîðáèðîâàòü çàãðÿç-

íèòåëè â ïðèñóòñòâèè äðóãèõ ïðèìåñåé; 5) íå âûäåëÿòü âåùåñòâ, ïðèâîäÿùèõ ê ïîÿâëåíèþ «ëîæíûõ» çàãðÿçíåíèé. Äîëæíû

ñóùåñòâîâàòü óäîáíûå è êîëè÷åñòâåííûå ìåòîäû èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé èç ñîðáåíòà [239].

Õîòÿ â ñîðáöèîííûõ òðóáêàõ ïëîõî çàäåðæèâàþòñÿ àýðîçîëè è òâåðäûå ÷àñòèöû, ñîðáöèþ ïðèìåñåé òâåðäûìè ñîð-

áåíòàìè ÷ðåçâû÷àéíî øèðîêî ïðèìåíÿþò äëÿ èçâëå÷åíèÿ èç âîçäóõà î÷åíü íèçêèõ êîíöåíòðàöèé ðàçíîîáðàçíûõ òîêñè÷-

íûõ âåùåñòâ äëÿ èõ ïîñëåäóþùåãî îïðåäåëåíèÿ ëþáûìè ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ìåòîäàìè àíàëèçà. Ìåòîä ñîðáöèè î÷åíü

ýôôåêòèâåí è äàåò âîçìîæíîñòü àíàëèçèðîâàòü øèðîêèé êðóã âåùåñòâ, íàõîäÿùèõñÿ â âîçäóõå â âèäå ãàçîâ è ïàðîâ.

Äîñòîèíñòâàìè ìåòîäà ÿâëÿþòñÿ òàêæå ñîõðàííîñòü ïðîáû ïðè õðàíåíèè è òðàíñïîðòèðîâêå, ïðîñòîòà è äåøåâèçíà.

Ãëàâíîé òðóäíîñòüþ ïðè êîíöåíòðèðîâàíèè ïðèìåñåé íà ñîðáåíòàõ ÿâëÿåòñÿ âûáîð äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíîãî ñïîñîáà

äåñîðáöèè. Êðîìå òîãî, ïðè îïðåäåëåíèè î÷åíü íèçêèõ êîíöåíòðàöèé òîêñè÷íûõ âåùåñòâ ïðèîáðåòàåò çíà÷èòåëüíî áîëüøåå

âëèÿíèå íàêîïëåíèå íà ñîðáåíòàõ ïàðîâ âîäû è ìèêðîïðèìåñåé äèîêñèäà óãëåðîäà.

Òàáëèöà I.34. Ñâîéñòâà àäñîðáåíòîâ, èñïîëüçóåìûõ äëÿ èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé âðåäíûõ âåùåñòâ èç âîçäóõà [19].

Àäñîðáåíò Óäåëüíàÿ Äèàìåòð ïîð, Ïðåäåëüíàÿ

ïîâåðõíîñòü, ìì òåìïåðàòóðà

/ã èñïîëüçîâàíèÿ, °Ñ

Àêòèâíûé óãîëü

rrrêîêîñîâûé 800—1000 2,0

rrríåôòÿíîé 800—1000 1,8—2,2

rrräðåâåñíûé

Ñèëèêàãåëü 100—800 2—4 300

Îêñèä àëþìèíèÿ 300 1—2 300

Ïîðàñèë 100—185 8—10 400

Ñôåðîñèë 5—500 8—300

Ïîðèñòûå ïîëèìåðû

rrrÒåíàêñ GC 19—30 140 400—450

rrrÕðîìîñîðá 101 350 300—400 300

rrrÕðîìîñîðá 102/ÕÀÄ-2 300—400 85 250

rrrÕðîìîñîðá 103 350 300—400 275

rrrÕðîìîñîðá 104 100—200 60—80 250

rrrÕðîìîñîðá 106 700—800 5 250

rrrÕðîìîñîðá 108 100—200 25 200

110 Ãëàâà 1. Âîçäó

Ðèñ. I.36. Àâòîíîìíûå àñïèðàòîðû (1,2,3)

è ïðîáîîòáîðíîå óñòðîéñòâî (4), îñíà-

ùåííîå ñîðáöèîííûìè òðóáêàìè (11,5

ñì õ 6 ìì), ïîëèìåðíûìè ìåøêàìè (6

1-ëèòðîâûõ èëè 10-ëèòðîâûõ ìåøêîâ) è

ïîðòàòèâíûì íàñîñîì. Ìàññà 9,5 êã [29,

30].

rrrÏîðàïàê Q 500—600 7,5 250

rrrÏîðàïàê N 225—350 12 200

rrrÏîðàïàê Ò 250—350 9,1 200

rrrÏîðàïàê R 500—550 7,6 250

Ãðàôèòèðîâàííûå ñàæè è óãëå-

ðîäñîäåðæàùèå ïîëèìåðû

rrrÊàðáîñèâ Â 1000 1,0—1,2

rrrÊàðáîñèâ Ñ 1000 200

rrrÊàðáîïàê Â 100 300 300

rrrÊàðáîïàê ÂÍÒ 100

rrrÊàðáîïàê Ñ 10 200 500

rrrÊàðáîñôåð 20 120

rrrÀìáåðñîðá ÕÅ-340 400 30

rrrÊàðáîñèë 130—400 40—60

rrrÊàðáîõðîì Â 7—9

Ìîëåêóëÿðíûå ñèòà 5À 0,3—0,5 350

Ôëîðèñèë (ñèëèêàò ìàãíèÿ) 320

Ìîëåêóëÿðíûå ñèòà 13Õ 1 350

Ïîëèñîðá-1 200—250 13 200

Ïîëèäèôåíèëôòàëèä 85 — 360—380

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ) 111

Ðèñ. I.37. Îòáîð ïðîá àòìîñôåðíîãî

âîçäóõà (1) è âîçäóõà ðàáî÷åé çîíû

(2) [29].

4.1. Àêòèâíûé óãîëü

Äëÿ îòáîðà ïðîá âîçäóõà øèðîêî èñïîëüçóþò óãëè ðàçëè÷íûõ ìàðîê. Çà ðóáåæîì

— â îñíîâíîì àêòèâíûé óãîëü èç ñêîðëóïû êîêîñîâûõ îðåõîâ èëè íåôòÿíîé

êîêñ. Â íàøåé ñòðàíå äëÿ ýòèõ öåëåé îáû÷íî ïðèìåíÿþò àêòèâíûå óãëè ìàðîê

ÑÊÒ è ÁÀÓ.

Îñíîâíóþ ðîëü â ïðîöåññå àäñîðáöèè èãðàþò ìèêðîïîðû. Îäíàêî åñëè àäñîð-

áåíò ïðîíèçàí ìèêðîïîðàìè áîëüøîé äëèíû, òî àäñîðáöèÿ ïðîèñõîäèò ìåäëåí-

íî, òàê êàê ïóòü, ïðîõîäèìûé àäñîðáèðóåìûìè ìîëåêóëàìè â ìèêðîïîðàõ, î÷åíü

âåëèê. Åñëè æå ìèêðîïîðû ïåðåñåêàþòñÿ ìàêðîïîðàìè, òî ïóòü óìåíüøàåòñÿ è

ñêîðîñòü àäñîðáöèè âîçðàñòàåò. Åñëè ñêîðîñòü àäñîðáöèè çàâèñèò ãëàâíûì îáðà-

çîì îò ñòðóêòóðû ïîð, ïî êîòîðûì àäñîðáèðóåìûå ìîëåêóëû ïåðåäâèãàþòñÿ ê

ìèêðîïîðàì, òî îíà ìîæåò áûòü çíà÷èòåëüíî ïîâûøåíà ïîñðåäñòâîì èçìåëü÷å-

íèÿ óãëÿ, — ýòî ñîêðàùàåò ïóòü ïåðåìåùåíèÿ ìîëåêóë. Àäñîðáöèîííàÿ æå ñïîñîá-

íîñòü ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèåé ñòðóêòóðû ìèêðîïîð.

Èçìåëü÷åíèå óãëÿ ìîæåò ëèøü íåçíà÷èòåëüíî ïîâûñèòü åãî ïîãëîòèòåëüíóþ

ñïîñîáíîñòü. Ñîãëàñíî êëàññèôèêàöèè ÈÞÏÀÊ, â óãëå ñëåäóåò ðàçëè÷àòü ïîðû

ñëåäóþùèõ ðàçìåðîâ (r — ðàäèóñ ïîð): ìàêðîïîðû — r > 25 íì; ìåçîïîðû — 1 íì

< r < 25 íì; ìèêðîïîðû — 0,4 íì < r < 1 íì è ñóáìèêðîïîðû — r < 0,4 íì. Ëó÷øèå

ñîðòà óãëÿ, ïðèìåíÿåìûå äëÿ àäñîðáöèè ïðèìåñåé èç âîçäóõà, èìåþò ïëîùàäü

óäåëüíîé ïîâåðõíîñòè îêîëî 1000 ì

/ã, ïðè÷åì 70—75% ïîâåðõíîñòè ñîäåðæèò

ïîðû äèàìåòðîì ìåíåå 2 íì [1].

Àêòèâíûé óãîëü èç êîêîñîâîãî îðåõà ïðèîáðåë ñòàòóñ ïî÷òè óíèâåðñàëüíîãî

òâåðäîãî ñîðáåíòà. Óãîëü èç íåôòè ìåíåå àêòèâåí, íî åãî òàêæå ÷àñòî èñïîëüçó-

þò äëÿ ïðîáîîòáîðà. Óãîëü î÷åíü ýôôåêòèâíûé ñîðáåíò, åãî îáû÷íî èñïîëüçóþò

äëÿ óëàâëèâàíèÿ èç âîçäóõà ïàðîâ íåïîëÿðíûõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Óãîëü

ìîæåò êîíöåíòðèðîâàòü è ïîëÿðíûå âåùåñòâà, íî ýòè ñîåäèíåíèÿ î÷åíü òðóäíî

èçâëåêàþòñÿ èç ñîðáåíòà. Òåì íå ìåíåå, ìíîãèå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, êîòî-

ðûå ÿâëÿþòñÿ ðåàêöèîííîñïîñîáíûìè, ïîëÿðíûìè èëè ëåãêîîêèñëÿåìûìè,

íàïðèìåð õëîðîïðåí, óêñóñíàÿ êèñëîòà èëè àöåòîí, ìîãóò áûòü óñïåøíî ñîáðà-

íû íà òðóáêå ñ óãëåì è çàòåì äîñòàòî÷íî ïîëíî èçâëå÷åíû èç ýòîãî ñîðáåíòà.

Íèæå ïåðå÷èñëåíî îêîëî 150 îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, äëÿ êîòîðûõ êîíöåíòðèðîâà-

íèå â òðóáêå ñ óãëåì ÿâëÿåòñÿ ïðîâåðåííûì ìåòîäîì (òàáë. I.35).

Õîðîøèì ïðèìåðîì èñïîëüçîâàíèÿ àêòèâíîãî óãëÿ â êà÷åñòâå àäñîðáåí-

òà ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå ïàðîâ òîêñè÷íîãî ñåðîóãëåðîäà â âîçäóõå ðàáî÷åé

çîíû ïðîèçâîäñòâà âèñêîçû [240]. Âîçäóõ àñïèðèðóþò â òå÷åíèå 4 ÷ (ðàñõîä

20 ìë/ìèí) ÷åðåç òðóáêó ñ àêòèâíûì óãëåì, äåñîðáèðóþò ñêîíöåíòðèðîâàííûå

ïðèìåñè òîëóîëîì (1 ÷) è õðîìàòîãðàôèðóþò 1 ìêë ïîëó÷åííîãî ýêñòðàêòà íà

êàïèëëÿðíîé êîëîíêå (25 ì × 0,32 ìì) ñ õèìè÷åñêè ñâÿçàííûì ñèëèêîíîì.

Ïîëó÷åííàÿ â ýòèõ óñëîâèÿõ õðîìàòîãðàììà ïðèâåäåíà íà ðèñ. I.38. Â òå÷åíèå

1 ÷ â òàêîé ëîâóøêå ìîæíî íàêîïèòü 63 ìêã CS

, à Ñ

ïðè èñïîëüçîâàíèè ÝÇÄ

è àíàëèçèðóåìîé ïðîáå 1 ìêë ññòàâëÿåò 150 ïã.

Òàáëèöà I.35. Ñîåäèíåíèÿ, óëàâëèâàåìûå èç âîçäóõà íà àêòèâíîì óãëå [239].

Ñîåäèíåíèå Ò. êèï., Ñîåäèíåíèå Ò. êèï., Ñîåäèíåíèå Ò. êèï.,

°Ñ °Ñ °Ñ

112 Ãëàâà 1. Âîçäó

Àêðèëîíèòðèë 75—79 1,2-Äèõëîðýòèëåí 48—60 Ïðîïèëåíäèõëîðèä 87

Àëëèëîâûé ñïèðò 97 Äèõëîðýòèëîâûé ýôèð 178,7 í-Ïðîïèëíèòðàò 46—48

Àëëèëõëîðèä 45,1 1,1-Äèõëîðýòàí 83,4 Ïðîïèëîâûé ñïèðò 97,1

í-Àìèëàöåòàò 149,2 Èçîàìèëàöåòàò 142 Ñòèðîë 145,2

Àðñèí –62,5 Èçîàìèëîâûé ñïèðò 132 Òåòðàãèäðîôóðàí 64—66

Àöåòîí 56,2 Èçîáóòèëàöåòàò 118 Òåòðàõëîðèä óãëåðîäà 76,8

Àíåòîíèòðèë 81,6 Èçîáóòèëîâûé ñïèðò 107,9 1,1,2,2-Òåòðàõëîðýòàí 146,2

Áåíçîë 80,1 Èçîïðîïèëàöåòàò 82,2 Òîëóîë 110,6

Áðîìîôîðì 149,6 Èçîïðîïèëîâûé ñïèðò 83,4 Òðèõëîðôòîðìåòàí 24,1

Áóòàäèåí-1,3 10,3 Èçîïðîïèëîâûé ýôèð 68,3 1,1,2-Òðèõëîðýòàí 113,5

Áóòàíîí-2 79,5 Èçîôîðîí 214,0 Òðèõëîðýòèëåí 88—90

âòîð.-Áóòèëàöåòàò 112,3 Êñèëîëû 138—144 Ôåíèëîâûé ýôèð 259

òðåò.-Áóòèëàöåòàò 116 Êóìîë 152,4 Ôòîðòðèõëîðìåòàí 24,1

âòîð.-Áóòèëîâûé ñïèðò 99,5 Ìåòèëàêðèëàò 80,0 Õëîðáåíçîë 131,7

í-Áóòèëîâûé ñïèðò 117,7 Ìåòèëàöåòàò 56,3 Õëîðîïðåí 59,4

ï-òðåò.-Áóòèëòîëóîë 198 Ìåòèëáðîìèä 3,6—4,5 Õëîðîôîðì 61,1

Âèíèëôåíèëîâûéé ýôèð 156 Ìåòèëåíõëîðèä 41,6 Öèêëîãåêñàí 80,7

Âèíèëõëîðèä –13,9 Ìåòèëèçîáóòèëêàðáèíîë 131,8 Öèêëîãåêñàíîë 161,1

í-Ãåêñàí 68,7 Ìåòèëéîäèä 42,5 Öèêëîãåêñàíîí 155,6

Ãåêñàíîí-2 127,2 ·-Ìåòèëñòèðîë 160,5 Öèêëîãåêñåí 82,6

Ãåêñîí 115,6 Ìåòèëõëîðèä -24,2 Ýïèõëîðãèäðèí 117

Ãåêñàôòîðèä òåëëóðà –35,5 Ìåòèëõëîðîôîðì 74,1 Ýòèëàêðèëàò 99,5

í-Ãåïòàí 98,4 Ìåòèëöåëëîçîëüâ 124,4 Ýòèëàöåòàò 77,1

Ãåêñàõëîðýòàí 187 Ìåòèëöèêëîãåêñàí 100,9 Ýòèëáåíçîë 136,2

Ãëèöèäîë 162,0 2-Ìåòèëöèêëîãåêñàíîë 162,0 Ýòèëáðîìèä 38,4

Äèàöåòîíîâûé ñïèðò 166 Íàôòàëèí 218,0 Ýòèëåíäèáðîìèä 131,7

Äèèçîáóòèëêåòîí 165 Îêèñü ìåçèòèëà 131,4 Ýòèëåíäèõëîðèä 83,4

Äèìåòèëàìèí 6,9 Îêñèä ïðîïèëåíà 36,5—38 Ýòèëîâûé ñïèðò 78,3

Äèîêñàí 100—106 Îêñèä ýòèëåíà 10,7 Ýòèëîâûé ýôèð 34,4

Äèñóëüôèä óãëåðîäà 46,3 í-Îêòàí 125,6 Ýòèëôîðìèàò 54,2

î-Äèõëîðáåíçîë 180,5 í-Ïåíòàí 36,0 Ýòèëõëîðèä 12,7

ï-Äèõëîðáåíçîë 174,1 Ïåíòåí-2 36,4 2-Ýòîêñèýòàíîë

124,4

Äèõëîðäèôòîðìåòàí 29,8 Ïèðèäèí 115,6 Óêñóñíàÿ êèñëîòà 117,7

(Ôðåîí-12)

Äèõëîðìîíîôòîðìåòàí 8,9 í-Ïðîïèëàöåòàò 101,5

Òàáëèöà I.36. Ñîðáöèîííîå èçâëå÷åíèå ïðèìåñåé ãàëîãåíóãëåâîäîðîäîâ èç âîçäóõà

Ñîåäèíåíèÿ Àäñîðáåíò Ëîâóøêà, Îáúåì Ñêî-

ðîñòü Êîíöåí- Äåòåêòîð Ëèòåðàòóðà

ìì âîçäóõà, ë ïîòî-

êà âîç- òðàöèÿ, ìã/ì

äóõà,

ë/ìèí

Ôðåîíû Êàðáîïàê Ñ –78°Ñ 10 × 5 10 0,2

5 ppt ÝÇÄ 5

Ôðåîíû Êàðáîïàê Â 100 × 6 3 0,1

ppb ÝÇÄ 5

Ôðåîíû è õëîðóãëåâîäîðîäû Êàðáîñèâ G 100 × 2,6 144 0,2

ppb ÝÇÄ 242

Õëîð- è áðîìóãëåâîäîðîäû Òåíàêñ ÒÀ 250 × 3 1 0,1

ïã ÝÇÄ 243

Òî æå Òåíàêñ ÒÀ 260 × 4 5 0,2

50—115 ïã ÀÝÄ* 244

Ëåãêèå ãàëîãåíóãëåâîäîðîäû Àêòèâíûé óãîëü 250 × 4 20 0,3

0,001 ÝÇÄ 19

4. Ñîðáöèÿ (àäñîðáöèÿ) 113