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

Подождите немного. Документ загружается.

ìèíèìèçèðóåò êîëè÷åñòâî òî÷åê êîíäåíñèðîâàíèÿ ïðîáû è ïîçâîëÿåò ñóùåñòâåí-

íî ñíèçèòü ñòîèìîñòü îáîðóäîâàíèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ êëàññè÷åñêèìè âíåøíèìè

(ðàñïîëîæåííûìè îòäåëüíî îò õðîìàòîãðàôà) òåðìîäåñîðáåðàìè.

Àíàëîãè÷íûå ñèñòåìû èñïîëüçóþòñÿ è â íåêîòîðûõ îòå÷åñòâåííûõ ãàçîâûõ

õðîìàòîãðàôàõ (ñì. ðàçäåë 4.3.5), íàïðèìåð, â õðîìàòîãðàôå AGK-111 ñ ÔÈÄ,

â êîòîðîì òåðìîäåñîðáöèîííàÿ òðóáêà ïîìåùàåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî â êàíàë

ïðåäâàðèòåëüíî íàãðåòîãî äî íóæíîé òåìïåðàòóðû (150—250°Ñ) èñïàðèòåëÿ,

ïîñëå ÷åãî ñêîíöåíòðèðîâàííûå â íåé ïðèìåñè âûòåñíÿþòñÿ òîêîì ãàçà-íîñèòå-

ëÿ (ïåðåêëþ÷åíèå êðàíà) â õðîìàòîãðàôè÷åñêóþ êîëîíêó. Ýòà òåõíèêà îêàçàëàñü

ýôôåêòèâíîé, â ÷àñòíîñòè, ïðè èçâëå÷åíèè èç âîçäóõà â ëîâóøêå ñ Ïîëèäèôå-

íèëôòàëèäîì-1 óëüòðàìàëûõ êîíöåíòðàöèé ìåðêàïòàíîâ Ñ

—Ñ

, êîòîðûå ïîñëå

òåðìîäåñîðáöèè îïðåäåëÿëè íà óðîâíå äîëåé ïèêîãðàììîâ [277].

Òèïè÷íàÿ ñõåìà òåðìîäåñîðáöèîííîãî óñòðîéñòâà, ïðèìåíÿåìîãî â ãàçîâîé

õðîìàòîãðàôèè, èçîáðàæåíà íà ðèñ. I.76.

6.5. Âëèÿíèå óñëîâèé ýêñòðàêöèè íà ïîëíîòó èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé

Ãëàâíîé ïðè÷èíîé íèçêîãî èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé ÷àñòî ñëóæèò íåâûñîêàÿ ýôôåê-

òèâíîñòü äåñîðáöèè ñêîíöåíòðèðîâàííûõ ïðèìåñåé èç ñîðáåíòà. Èçâëå÷åíèå

(recovery) è ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè íå âñåãäà ðàâíû, òàê êàê ìíîãèå ôàêòîðû

(âëàæíîñòü, òåìïåðàòóðà, ñòàáèëüíîñòü ñîåäèíåíèé ê îêèñëåíèþ è äð.) ìîãóò

ïîíèæàòü èçâëå÷åíèå. Â îáùåì ñëó÷àå:

èçâëå÷åíèå = ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè ± äðóãèå ôàêòîðû

Êîãäà ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè îïðåäåëåíà, âëèÿíèå äðóãèõ ôàêòîðîâ ìîæåò

áûòü ïðîâåðåíî ëàáîðàòîðíûì ýêñïåðèìåíòîì è â ïðîèçâîäñòâåííûõ óñëîâèÿõ.

Òàáëèöà I.81. Ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé [345] (êîêîñîâûé óãîëü 0,5 ã, ýêñ-

òðàãåíò ñåðîóãëåðîä 0,5 ìë, êîíöåíòðàöèÿ ïðèìåñåé 0,2—0,3 ìã/5 ìë)

Ýôôåêòèâíîñòü Ýôôåêòèâíîñòü

äåñîðáöèè, % äåñîðáöèè, %

Ñîåäèíåíèÿ ïîñëå 1 ÷ ïîñëå 16 ÷ Ñîåäèíåíèÿ ïîñëå 1 ÷ ïîñëå 16 ÷

Áåíçîë 98 98 Äèôåíèëìåòàí 93 97

Òîëóîë 98 98 n-Ìåòèëäèôåíèë 76 80

Íàôòàëèí 43 40 ì-Ìåòèëäèôåíèë 81 86

Äèôåíèë 55 53 î-Ìåòèëäèôåíèë 84 91

Äèôåíèëîêñèä 93 98

Ïðèáëèçèòåëüíî ïðåäñêàçàòü ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè è èçâëå÷åíèÿ ìîæíî

íà îñíîâå ëèòåðàòóðíûõ äàííûõ èëè ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé äëÿ ñîåäèíåíèé,

ïîäîáíûõ àíàëèçèðóåìûì. Îäíàêî äî òåõ ïîð, ïîêà ìåõàíèçì äåñîðáöèè ïðèìå-

ñåé è âëèÿþùèå íà íåãî ôàêòîðû íå èçó÷åíû äîñêîíàëüíî, â ïðàêòèêå ïðîáîîòáî-

ðà ìîãóò âñòðå÷àòüñÿ îïðåäåëåííûå òðóäíîñòè [1].

Èçâëå÷åíèå íàôòàëèíà è äèôåíèëà èç óãëÿ íà ïðàêòèêå îêàçûâàåòñÿ ìíîãî

íèæå (òàáë. I.81), ÷åì ïðåäñêàçàííîå íà îñíîâå äàííûõ èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé

224 Ãëàâà 1. Âîçäó

äðóãèõ àðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Áîëåå ñèëüíîå ïðèòÿæåíèå ìîëåêóë íàôòàëè-

íà è äèôåíèëà ê ïîâåðõíîñòè ñîðáåíòà ìîæíî, î÷åâèäíî, îáúÿñíèòü íàëè÷èåì

ñòåðè÷åñêèõ ýôôåêòîâ. Äåñîðáöèÿ î-ìåòèëäèôåíèëà (84%)>ì-ìåòèëäèôåíèëà

(81%)>n-ìåòèëäèôåíèëà (76%) — ïîäòâåðæäàåò ýòó òåîðèþ. Èç ýòîé èíôîðìà-

öèè ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî èçâëå÷åíèå áåíçîëà äîëæíî áûòü î÷åíü íèçêèì,

÷åãî íå íàáëþäàåòñÿ â äàííîì ñëó÷àå.

Íàèáîëåå îáùàÿ òåõíèêà îïðåäåëåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè äåñîðáöèè ïðèìåñåé ñ

ñîðáåíòà ñâîäèòñÿ ê ââåäåíèþ èññëåäóåìîãî ñîåäèíåíèÿ èëè åãî ðàñòâîðà íåïîñ-

ðåäñòâåííî â òâåðäûé ñîðáåíò [256]. Ñìåñü îñòàâëÿþò íà íî÷ü, à çàòåì äåñîðáèðó-

þò ïðèìåñè è àíàëèçèðóþò èõ. Ýòîò ñïîñîá íåèäåàëåí. Áîëåå òî÷íûå ðåçóëüòàòû

ìîæíî ïîëó÷èòü, àñïèðèðóÿ èññëåäóåìûé âîçäóõ ñ òî÷íî èçâåñòíîé êîíöåíòðà-

öèåé òîêñè÷íûõ âåùåñòâ ÷åðåç ñîðáåíò ñ ïîñëåäóþùåé äåñîðáöèåé è àíàëèçîì

ïðèìåñåé. Ãàçû è ëåãêîëåòó÷èå âåùåñòâà îáû÷íî ââîäÿò êàê ñìåñü â âîçäóõå èëè â

àçîòå èç ïëàñòèêîâîãî ìåøêà (ïëåíêà «Ñàðàí») èëè èç äðóãîãî êîíòåéíåðà. Èçâëå-

÷åíèå (â %) îïðåäåëÿþò òåì æå ñïîñîáîì, äåëàÿ ïîïðàâêó íà ðàñõîä âîçäóõà, àñïè-

ðèðóåìîãî ÷åðåç ñîðáåíò. Åùå áîëåå òî÷íûå äàííûå ïîëó÷àþò ïðè ó÷åòå âñåõ ýòèõ

ýôôåêòîâ â âîçäóõå ðàáî÷åé çîíû èëè àòìîñôåðå.

Ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âûðàæåííîå â ïðîöåíòàõ îòíî-

øåíèå êîëè÷åñòâà äåñîðáèðîâàííîãî âåùåñòâà ê îáùåìó ñêîíöåíòðèðîâàííîìó

êîëè÷åñòâó àíàëèçèðóåìûõ ïðèìåñåé, êîãäà íåò ïðîñêîêà. Ýôôåêòèâíîñòü äåñîð-

áöèè ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå âàæíîé õàðàêòåðèñòèêîé ñîðáöèîííî-äåñîðáöèîííîé

ñèñòåìû. Íåêîòîðûå èç íàèáîëåå ïîïóëÿðíûõ ñèñòåì òàêîãî ðîäà ïðèâåäåíû â

òàáë. I.72.

Îáû÷íî ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè òðàêòóåòñÿ ýìïèðè÷åñêè, íî â ðàáîòå [348]

áûëî ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ íåêîòîðûõ òèïîâ ñîåäèíåíèé, ñîðáèðîâàííûõ íà óãëå,

ñèñòåìà ìîæåò áûòü ðàññìîòðåíà êàê ðàâíîâåñíàÿ. Áîëüøèíñòâî õèìè÷åñêèõ ñîå-

äèíåíèé â çàìêíóòîé ñèñòåìå, ñîñòîÿùåé èç ðàñòâîðèòåëÿ è òâåðäîãî ñîðáåíòà,

ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå íàõîäÿòñÿ â äèíàìè÷åñêîì ðàâíîâåñèè ìåæäó ñîð-

áåíòîì è ðàñòâîðèòåëåì. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò ñîåäèíåíèÿ, êîòîðûå ïîìèìî

âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ñîðáåíòîì, îáóñëîâëåííîãî ôèçè÷åñêîé àäñîðáöèåé, íåîáðàòè-

ìî âçàèìîäåéñòâóþò ñ ñîðáåíòîì èëè èçìåíÿþò åãî ïîâåðõíîñòü. Ïðåäâàðèòåëü-

íûå äàííûå ýòèõ æå àâòîðîâ ïîêàçûâàþò, ÷òî òà æå òðàêòîâêà ïðèìåíèìà ê ñèëè-

êàãåëþ è ïîðèñòûì ïîëèìåðàì.

Èçìåíåíèå îòíîøåíèÿ ðàñòâîðèòåëü—ñîðáåíò îêàçûâàåò ïðÿìîå âëèÿíèå íà

ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè. Ýòî âàæíîå ñâîéñòâî ñîðáöèîííî-äåñîðáöèîííûõ

ñèñòåì ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ïîâûøåíèÿ ñòåïåíè èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé èç

ñîðáåíòîâ. Íàïðèìåð, åñëè ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè 100 ìã óãëÿ ñ ïîìîùüþ 0,5

ìë ñåðîóãëåðîäà ñîñòàâëÿåò 50%, òî ïðè óâåëè÷åíèè êîëè÷åñòâà ýêñòðàãåíòà äî 5

ìë ìîæíî ïîâûñèòü ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè äî 91% [239]. Íî òàêîé ïîäõîä íå

âñåãäà îïðàâäàí, òàê êàê îäíîâðåìåííî ïðîèñõîäèò ðàçáàâëåíèå àíàëèçèðóåìîé

ïðîáû. Â îïòèìàëüíîé äåñîðáöèîííîé ñèñòåìå äîëæíî áûòü ó÷òåíî êàê íåîáõî-

äèìîå ðàçáàâëåíèå ïðîáû, òàê è ÷óâñòâèòåëüíîñòü àíàëèòè÷åñêîãî ìåòîäà [349].

Òåîðèÿ ïðîöåññà äåñîðáöèè, ïî êîòîðîé ýôôåêòèâíîñòü çàâèñèò ëèøü îò

êîýôôèöèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ è îòíîøåíèÿ ìàññ ñîðáåíòà è ðàñòâîðèòåëÿ è íå

çàâèñèò îò êîíöåíòðàöèè àäñîðáàòà, áûëà ïîäòâåðæäåíà ýêñïåðèìåíòàëüíî íà

6. Âûáîð îïòèìàëüíûõ óñëîâèé ñîðáöèè ïðèìåñåé 225

òàêèõ ñîåäèíåíèÿõ, êàê ïåíòàí, ýòèëìåòèëêåòîí è 1,1,2-òðèõëîðýòàí [356, 348].

Àíàëîãè÷íûå âûâîäû ñäåëàëè è äðóãèå èññëåäîâàòåëè, íî ïîçæå îêàçàëîñü, ÷òî

äëÿ áîëåå ïîëÿðíûõ ñîåäèíåíèé ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè ñòàíîâèòñÿ çàâèñè-

ìîé îò êîíöåíòðàöèè.

Â îáùåì ñëó÷àå ìîäåëü ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ, íà êîòîðîé îñíîâàíà òåîðèÿ

äåñîðáöèè ïðèìåñåé, íå äîëæíà èçìåíÿòüñÿ ñ êîíöåíòðàöèåé ïðèìåñåé. Äëÿ

áîëüøèíñòâà ìåòîäîâ äåñîðáöèè îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ ñ óãëÿ ýòà êîíöåïöèÿ

âûïîëíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ ±5% äëÿ êîíöåíòðàöèé âðåäíûõ âåùåñòâ, ïðåäñòàâëÿþ-

ùèõ èíòåðåñ äëÿ ïðîìûøëåííîé ãèãèåíû [349]. Òåì íå ìåíåå íåêîòîðûå ñîåäè-

íåíèÿ èìåþò òåíäåíöèþ ê áîëåå íèçêîé äåñîðáöèè, êàê ýòî ïðîèëëþñòðèðîâàíî

íà ïðèìåðå ìîíîìåðà ñòèðîëà (ðèñ. I.77). Êàê ñëåäóåò èç ýòîãî ðèñóíêà, ïî ìåðå

óìåíüøåíèÿ êîíöåíòðàöèè ìîíîìåðà íàáëþäàåòñÿ óìåíüøåíèå ýôôåêòèâíîñòè

äåñîðáöèè ýòîãî ñîåäèíåíèÿ. Ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ è òîò ôàêò, ÷òî ôàêòîðû, âëè-

ÿþùèå íà äåñîðáöèþ ïðèìåñåé (òåìïåðàòóðà, âëàæíîñòü, ïðîäîëæèòåëüíîñòü

äåñîðáöèè è äð.), èìåþò áîëåå ñóùåñòâåííîå çíà÷åíèå, ò. å. ñèëüíåå âëèÿþò íà

äåñîðáöèþ ïðè íèçêèõ êîíöåíòðàöèÿõ ñîðáàòà [345].

Ñ òî÷êè çðåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè äåñîðáöèè ïðèìåñåé ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ ýêñïå-

ðèìåíòàëüíàÿ ðàáîòà äàòñêèõ õèìèêîâ, êòîðûå èñïîëüçîâàëè äëÿ äåñîðáöèè ïîëÿð-

íûõ ñîåäèíåíèé N,N-äèìåòèëôîðìàìèä [350]. Ïîìèìî âûñîêîé òîêñè÷íîñòè

ïðåäëîæåííûé NIOSH (Íàöèîíàëüíûé èíñòèòóò ïðîôåññèîíàëüíîé áåçîïàñíîñòè

è çäîðîâüÿ, ÑØÀ) äëÿ öåëåé ýêñòðàêöèè ïðèìåñåé ñåðîóãëåðîä îáëàäàåò äîâîëüíî

âûñîêèì äàâëåíèåì ïàðîâ (37 êÏà ïðè 20°Ñ) è íèçêîé ýôôåêòèâíîñòüþ ïðè ýêñòðà-

226 Ãëàâà 1. Âîçäó

Ðèñ. I.75. Òåðìîäåñîðáöèîííîå óñòðîéñòâî (êîíöåí-

òðàòîð), âìîíòèðîâàííîå â ãàçîâûé õðîìàòîãðàô ôèðìû

Âàðèàí [33].

Ðèñ. I.76. Ñõåìàòè÷åñêàÿ äèàãðàììà óñòà-

íîâêè äëÿ òåðìîäåñîðáöèè è õðîìàòîãðà-

ôè÷åñêîãî îïðåäåëåíèÿ ËÎÑ ïîñëå

êîíöåíòðèðîâàíèÿ íà ñîðáåíòàõ [24]: 1

— èíæåêòîð; 2 — ëîâóøêà ñ ñîðáåíòîì; 3 —

íàãðåâ; 4 — êðàí-ïåðåêëþ÷àòåëü ïîòîêà ãàçà-

íîñèòåëÿ; 5 — õðîìàòîãðàôè÷åñêàÿ êîëîíêà:

6 — äåòåêòîð; 7 — áàëëîí ñ ãàçîì.

êöèè ïîëÿðíûõ ïðèìåñåé èç òâåðäûõ ñîðáåíòîâ. Êðîìå òîãî, âñëåäñòâèå ìàëîãî âðå-

ìåíè óäåðæèâàíèÿ ñåðîóãëåðîä íà áîëüøèíñòâå õðîìàòîãðàôè÷åñêèõ êîëîíîê (çà

èñêëþ÷åíèåì àíàëèçà ñ èñïîëüçîâàíèåì ÏÈÄ) ìåøàåò àíàëèçó íàèáîëåå âàæíûõ

ëåòó÷èõ ñîåäèíåíèé ïðîáû. Õîòÿ N,N-äèìåòèëôîðìàìèä (ÄÌÔ) òîæå òîêñè÷åí,

îí èìååò íà äâà ïîðÿäêà ìåíüøåå äàâëåíèå ïàðîâ (0,35 êÏà ïðè 20°Ñ) è áîëüøîå âðå-

ìÿ óäåðæèâàíèÿ íà ïîëÿðíûõ õðîìàòîãðàôè÷åñêèõ êîëîíêàõ, ò. å. ÄÌÔ íå ìåøàåò

îïðåäåëåíèþ âàæíåéøèõ êîìïîíåíòîâ èññëåäóåìûõ çàãðÿçíåíèé âîçäóõà.

Äëÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî ïîäòâåðæäåíèÿ ïðåèìóùåñòâ ÄÌÔ ïåðåä ñåðîóã-

ëåðîäîì áûë ïðîâåäåí ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêèé àíàëèç 25 èñïîëüçóåìûõ â ïðî-

ìûøëåííîñòè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, ïðè÷åì âñåãî áûëî ïðîàíàëèçèðîâàíî

5 ïðîá, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ñîäåðæàëà ïî 5 õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé îäíîãî èç

ïåðå÷èñëåííûõ íèæå êëàññîâ: ñïèðòû, ýôèðû, êåòîíû, àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäî-

ðîäû è õëîðèðîâàííûå (è àçîòñîäåðæàùèå) îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà. Èç äàííûõ

ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà ïðèìåñåé ñ ó÷åòîì ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ â ñèñ-

òåìàõ æèäêîñòü — òâåðäîå òåëî è òâåðäîå òåëî — æèäêîñòü áûëà âû÷èñëåíà ýôôåê-

òèâíîñòü äåñîðáöèè ïðèìåñåé ÄÌÔ è ñåðîóãëåðîäîì (òàáë. I.82).

Êàê âèäíî èç òàáë. I.82, ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöè ïîëÿðíûõ ñîåäèíåíèé ñ

ïîìîùüþ ÄÌÔ áëèçêà ê 100%, òîãäà êàê ñåðîóãëåðîä çíà÷èòåëüíî ëó÷øå èçâëå-

êàåò èç óãëÿ íåïîëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ. Ïðîáû â ÄÌÔ çíà÷èòåëüíî ëó÷øå ñîõðàíÿ-

þòñÿ, ÷åì â ñåðîóãëåðîäå.

Òåõíèêà ýôôåêòèâíîé äåñîðáöèè ìèêðîïðèìåñåé òîêñè÷íîãî ñòèðîëà

èç òðóáêè ñ àêòèâíûì óãëåì îïèñàíà â ðàáîòå [351]. Ïîñëå óëàâëèâàíèÿ æèð-

íûõ êèñëîò Ñ

—Ñ

íà ñèëèêàãåëå îíè ìîãóò áûòü èçâëå÷åíû èç ëîâóøêè äëÿ

ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà ñ ÏÈÄ ýêñòðàêöèåé âîäîé, àöåòîíîì èëè

1%-íûì ðàñòâîðîì ìóðàâüèíîé êèñëîòû ñ ýôôåêòèâíîñòüþ îò 85 äî 98% [352].

Òåìïåðàòóðà. Ïðè âûñîêîé òåìïåðàòóðå íà àêòèâíîé ïîâåðõíîñòè ñîðáåíòà

ìîãóò ïðîèñõîäèòü ðàçëîæåíèå, ïîëèìåðèçàöèÿ è äðóãèå õèìè÷åñêèå ðåàêöèè êîì-

ïîíåíòîâ ïðîáû. Îáû÷íûì ïðàêòè÷åñêèì ïðèåìîì äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîäîáíîãî

ýôôåêòà ÿâëÿåòñÿ îõëàæäåíèå ðàñòâîðèòåëÿ ïåðåä äåñîðáöèåé ïðîáû, ÷òî ïîíèæàåò

òåìïåðàòóðíûé ýôôåêò. Îäíàêî â ýòîì ñëó÷àå êîíñòàíòà ðàâíîâåñèÿ áóäåò èçìåíÿòü-

ñÿ ñ òåìïåðàòóðîé, è êîíå÷íàÿ òåìïåðàòóðà äåñîðáöèè ìîæåò áûòü êðèòè÷åñêîé.

Íàïðèìåð, ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè ìåòèëýòèëêåòîíà èçìåíÿëàñü îò 89,5 äî

66,8% ïðè ñíèæåíèè òåìïåðàòóðû ñ 25 äî 0°Ñ [348]. Ýòîò ýôôåêò çàâèñèò îò ïðè-

ðîäû àíàëèçèðóåìîãî ñîåäèíåíèÿ. Òàê, âèíèëõëîðèä íå îáíàðóæèâàåò ïîäîáíîãî

ýôôåêòà ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû äåñîðáöèè â òàêîì èíòåðâàëå. Ïîñëåäíåå

îáñòîÿòåëüñòâî ÷ðåçâû÷àéíî âàæíî, ïîñêîëüêó âèíèëõëîðèä î÷åíü ëåòó÷, è åãî àíà-

ëèç è âñå îïåðàöèè ïðîáîîòáîðà, äåñîðáöèè è îáðàáîòêè ïðîáû ñëåäóåò ïðîâîäèòü

ïðè íèçêîé òåìïåðàòóðå [2].

Ïðè ïðîâåäåíèè äåñîðáöèè äëÿ ïîâûøåíèÿ åå ýôôåêòèâíîñòè àâòîðû ðàáîòû

[348] ðåêîìåíäóþò îõëàæäàòü ýêñòðàãåíò äî òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåãî âîçäóõà.

Ñ ýòîé æå öåëüþ äëÿ ýêñòðàêöèè íèêîòîðûõ ïîëÿðíûõ ñîåäèíåíèé (íàïðèìåð,

ñïèðòîâ), ïðî÷íî óäåðæèâàåìûõ ñîðáåíòîì, ñëåäóåò ïðèìåíÿòü ñìåñü ðàñòâîðè-

òåëåé [239].

Âëàæíîñòü. Âûñîêàÿ âëàæíîñòü àíàëèçèðóåìîãî âîçäóõà â ïðîöåññå êîíöåíò-

ðèðîâàíèÿ ìèêðîïðèìåñåé ìîæåò ïðèâåñòè ê íèçêîé ñòåïåíè äåñîðáöèè ïðîáû

6. Âûáîð îïòèìàëüíûõ óñëîâèé ñîðáöèè ïðèìåñåé 227

ëåãêîãèäðîëèçóþùèõñÿ è ðåàêöèîííîñïîñîáíûõ ñîåäèíåíèé. Åñëè íà ñîðáåíòå

ñêîïèëîñü áîëüøîå êîëè÷åñòâî âîäû, ýòî ìîæåò ïîìåøàòü õîðîøåìó êîíòàêòó

ñ íåïîëÿðíûì ðàñòâîðèòåëåì-äåñîðáåíòîì èëè èçìåíèòü ñîðáöèîííîå ðàâíîâå-

ñèå, åñëè âîäà ðàñòâîðÿåòñÿ â äåñîðáèðóþùåì ðàñòâîðèòåëå. Ýòîò ýôôåêò â áîëü-

øåé ñòåïåíè âûðàæåí ïðè ýêñòðàêöèè ïðèìåñåé èç ïîëÿðíûõ ñîðáåíòîâ [345].

Ñîàäñîðáöèÿ. Íà ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè öåëåâûõ êîìïîíåíòîâ ïðîáû

ìîæåò òàêæå âëèÿòü è ñîàäñîðáöèÿ äðóãèõ ñîåäèíåíèé àíàëèçèðóåìîãî âîçäóõà.

Ïðè âûáîðå ìåòîäà ýêñòðàêöèè ïðèìåñåé èç ñîðáåíòà ñëåäóåò ó÷åñòü õèìè÷åñêèå

ñâîéñòâà âñåõ ñîðáèðóåìûõ ñîåäèíåíèé è èõ âîçìîæíîå âçàèìíîå âëèÿíèå äðóã

íà äðóãà è óñëîâèÿ ñîðáöèè. Ïîñëåäíåå îáñòîÿòåëüñòâî íóæíî ïðîâåðÿòü â ëàáî-

ðàòîðèè äî âûïîëíåíèÿ àíàëèçîâ âîçäóõà ðàáî÷åé çîíû ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðè-

ÿòèé èëè àòìîñôåðíîãî âîçäóõà.

Òàáëèöà I.82. Ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé N,N-äèìåòèëôîðìàìèäîì è ñåðî-

óãëåðîäîì, % [350]

N,N-Äèìåòèëôîðìàìèä Ñåðîóãëåðîä

Ñîåäèíåíèÿ æèäêîñòü— òâåðäîå ðàçíîñòü, æèäêîñòü— òâåðäîå ðàçíîñòü,

òâåðäîå òåëî— % òâåðäîå òåëî %

òåëî æèäêîñòü òåëî æèäêîñòü

Ñïèðòû

002-ìåòèëïðîïàíîë-2 102,37 100,30 2,07 86,13 87,20 –1,1

00ïðîïàíîë-2 101,55 91,63 9,9 82,04 75,54 6,5

002-ìåòèëïðîïàíîë 101,14 93,82 7,3 82,54 77,74 4,8

002-ýòîêñèýòàíîë 100,00 92,67 7,3 60,87 53,32 7,6

002-áóòîêñèýòàíîë 99,66 97,51 2,2 37,82 41,94 –4,1

Ýôèðû

00ýòèëàöåòàò 102,71 107,76 -5,0 99,26 103,92 –4,7

00ìåòèëìåòàêðèëàò 97,33 93,69 3,6 92,93 91,43 1,5

00áóòèëàöåòàò 99,61 90,23 9,4 98,34 90,66 7,7

00ãåêñèëàöåòàò 96,25 93,52 2,7 100,31 95,98 4,3

002-ýòîêñèýòèëàöåòàò 101,12 98,05 3,1 98,37 91,82 6,6

Êåòîíû

00àöåòîí 100,91 94,42 6,5 94,51 93,75 1,0

00áóòàíîí 101,50 87,31 14,2 98,12 80,19 9,0

004-ìåòèëïåíòàíîí-2 100,57 94,84 5,7 93,49 88,02 5,5

004-ìåòèëïåíòåí-3-îí-2 95,00 79,87 15,1 81,34 72,00 9,3

00öèêëîãåêñàíîí 99,04 67,77 31,3 86,58 58,22 28,4

Óãëåâîäîðîäû

00áåíçîë 84,13 81,83 2,3 101,01 101,77 –0,7

00òîëóîë 76,15 74,59 1,6 99,60 95,20 4,4

00ýòèëáåíçîë 97,98 85,44 2,5 97,84 93,69 4,2

00ñòèðîë 52,45 49,28 3,2 84,87 82,13 2,7

00èíäåí 0,04 00,00 — 81,27 32,05 —

Õëîðèðîâàííûå è íèòðî-

ñîåäèíåíèÿ

00äèõëîðìåòàí 99,78 91,26 8,5 100,74 102,25 –1,5

001,2-äèõëîðïðîïàí 100,49 98,15 2,3 103,95 101,89 2,1

001,2-äèõëîðýòàí 97,05 93,78 3,3 100,78 97,03 3,8

002-íèòðîïðîïàí 11,66 0,01 — 23,19 0,02 —

001,2,3-òðèõëîðïðîïàí 73,04 63,26 9,8 101,15 96,97 4,2

Âðåìÿ äåñîðáöèè. Äëÿ ïîëíîé äåñîðáöèè ïðèìåñåé ñ ñîðáåíòà îáû÷íî äîñòà-

òî÷íî 30 ìèí ïðè âñòðÿõèâàíèè äåñîðáöèîííîãî ñîñóäà. Ñîêðàùåíèå ýòîãî âðå-

228 Ãëàâà 1. Âîçäó

ìåíè ìîæåò ïðèâåñòè ê ïîòåðå âåùåñòâà ïðîáû [349]. Ïðè îïòèìàëüíûõ óñëîâèÿõ

äåñîðáöèè ñèñòåìà ñîðáåíò — ðàñòâîðèòåëü — àíàëèçèðóåìûå ïðèìåñè îáû÷íî

ñòàáèëüíà. Îäíàêî ìîãóò áûòü è èñêëþ÷åíèÿ. Òàê, ðèñ. I.77 èëëþñòðèðóåò óìåíü-

øåíèå ñòåïåíè äåñîðáöèè ñòèðîëà çà 16 ÷. Ýòîò ýôôåêò áîëåå çàìåòåí ïðè íèçêèõ

êîíöåíòðàöèÿõ ìîíîìåðà. Â ýòîì ñëó÷àå äëÿ ïîëó÷åíèÿ êîððåêòíûõ ðåçóëüòàòîâ

ýêñòðàêò ëó÷øå âñåãî óäàëèòü èç ñîðáåíòà, åñëè åãî íåëüçÿ àíàëèçèðîâàòü ïîñëå

îïòèìàëüíîãî (íåáîëüøîãî) âðåìåíè äåñîðáöèè. Ýòîò òèï óìåíüøåíèÿ äåñîðá-

öèè íàáëþäàåòñÿ äëÿ íàôòàëèíîâ, áèôåíèëîâ è íåêîòîðûõ äðóãèõ àðîìàòè÷åñêèõ

óãëåâîäîðîäîâ [345].

Èñïîëüçóåìûå äëÿ ýêñòðàêöèè ðàñòâîðèòåëè è ðåàãåíòû äîëæíû áûòü ñòàáèëü-

íû, ÷òîáû èçáåæàòü êàòàëèòè÷åñêèõ ýôôåêòîâ íà àêòèâíîé ïîâåðõíîñòè ñîðáåí-

òà. Â íåêîòîðûõ ìåòîäàõ àíàëèçà ñ èñïîëüçîâàíèåì óãëÿ â êà÷åñòâå ñîðáåíòà äëÿ

óâåëè÷åíèÿ ýôôåêòèâíîñòè äåñîðáöèè ïîëÿðíûõ ñîåäèíåíèé ê ñåðîóãëåðîäó

äîáàâëÿþò 1% ìåòàíîëà. Åñëè òàêóþ ñèñòåìó îñòàâèòü áîëåå ÷åì íà 4 ÷, îáðàçóþò-

ñÿ íîâûå ñîåäèíåíèÿ (ñóëüôèäû, ìåðêàïòàíû, òèîýôèðû), êîòîðûå áûëè îáíàðó-

æåíû ïîñëå õðîìàòîãðàôèðîâàíèÿ ýêñòðàêòà. Ïðè çàìåíå ìåòàíîëà èçîïðîïàíî-

ëîì ýòè ñîåäèíåíèÿ íå îáðàçóþòñÿ [256].

Âûáîð ðàñòâîðèòåëÿ. Ðàçëè÷íûå ðàñòâîðèòåëè äàþò ðàçëè÷íîå èçâëå÷åíèå

(ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè, ýêñòðàêöèè) ïðèìåñåé. Êàê ïðàâèëî, äëÿ âûáîðà

îïòèìàëüíûõ ðàñòâîðèòåëÿ è ñîðáåíòà íåîáõîäèìî èñïûòàòü ðàçëè÷íûå êîìáèíà-

öèè ñîðáåíò — ðàñòâîðèòåëü äëÿ êîíêðåòíûõ ñîåäèíåíèé ïðîáû.

Ìåõàíèçì äåñîðáöèè ïðîáû ðàñòâîðèòåëåì ñâîäèòñÿ ê ñåëåêòèâíîìó ïåðåìå-

ùåíèþ (âûòåñíåíèþ) ïðèìåñåé èç ñîðáåíòà. Ýòîò ïðîöåññ ìîæåò îñóùåñòâëÿòü-

ñÿ êàê ñ ïîìîùüþ áîëåå ïîëÿðíîãî (÷åì âûòåñíÿåìûå ïðèìåñè) ðàñòâîðèòåëÿ,

íàïðèìåð ñ óãëÿ, òàê è ñ ïîìîùüþ áîëåå àêòèâíîãî èîíà, êîòîðûì çàìåùàþò

ìåíåå àêòèâíûå èîíû, íàïðèìåð, â ñëó÷àå èîíîîáìåííûõ ñìîë. Ïîäõîäÿùèé

ðàñòâîðèòåëü îáû÷íî âûáèðàþò ñ ó÷åòîì ïîëÿðíîñòè è ðàñòâîðèìîñòè ïðîáû.

Íàïðèìåð, ñåðîóãëåðîä, ÷àùå äðóãèõ èñïîëüçóåìûé äëÿ èçâëå÷åíèÿ îðãàíè÷å-

ñêèõ ñîåäèíåíèé èç àêòèâíîãî óãëÿ, î÷åíü ïëîõî âûòåñíÿåò èç ýòîãî àäñîðáåíòà

ïðîñòûå ñïèðòû. Â ýòîì ñëó÷àå äëÿ óëó÷øåíèÿ äåñîðáöèè ê ñåðîóãëåðîäó íåîáõî-

äèìî äîáàâëÿòü 1—5% äðóãîãî ñïèðòà.

Îáùèå òðåáîâàíèÿ ê ðàñòâîðèòåëÿì-ýêñòðàãåíòàì ïðèìåñåé òîêñè÷íûõ ñîåäè-

íåíèé èç òâåðäûõ ñîðáåíòîâ ìîæíî ñôîðìóëèðîâàòü ñëåäóþùèì îáðàçîì [1, 2].

1. Ðàñòâîðèòåëü äîëæåí ñîîòâåòñòâîâàòü àíàëèòè÷åñêîé ìåòîäèêå. Òàê, ÷àñòîå

ïðèìåíåíèå ñåðîóãëåðîäà â ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêèõ ìåòîäèêàõ âïîëíå îïðàâäà-

íî, ïîñêîëüêó îí äàåò î÷åíü ñëàáûé ñèãíàë ïðè èñïîëüçîâàíèè ÏÈÄ. Ðàñòâîðè-

6. Âûáîð îïòèìàëüíûõ óñëîâèé ñîðáöèè ïðèìåñåé 229

Ðèñ. I.77. Çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîñòè äåñîðáöèè

ñòèðîëà ñåðîóãëåðîäîì èç àêòèâíîãî óãëÿ îò êîí-

öåíòðàöèè ìîíîìåðà ïðè ïðîäîëæèòåëüíîñòè

äåñîðáöèè 1 (1), 2 (2) è 16 ÷ (3) [345].

òåëè, ñëàáî ïîãëîùàþùèå â ÓÔ-îáëàñòè ñïåêòðà, èñïîëüçóþò â âûñîêîýôôåêòèâ-

íîé æèäêîñòíîé õðîìàòîãðàôèè ñ ÓÔ-äåòåêòîðîì. Ýòîò æå ïðèíöèï ïîëîæåí â

îñíîâó âûáîðà ðàñòâîðèòåëåé äëÿ ÈÊ-ñïåêòðîôîòîìåòðèè, â êà÷åñòâå êîòîðûõ

îáû÷íî èñïîëüçóþò õëîðîôîðì, òåòðàõëîðèä óãëåðîäà, ìåòèëåíõëîðèä è ñåðîóã-

ëåðîä.

2. Ðàñòâîðèòåëü íå äîëæåí ðåàãèðîâàòü ñ àíàëèçèðóåìîé ïðîáîé. Íàïðèìåð,

òàêîé ïîïóëÿðíûé ýêñòðàãåíò ïðèìåñåé, êàê ñåðîóãëåðîä, íåëüçÿ èñïîëüçîâàòü

äëÿ äåñîðáöèè àìèíîâ, ïîñêîëüêó ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò õèìè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ.

3. Ðàñòâîðèòåëü äîëæåí áûòü ñîâìåñòèì ñ èñïîëüçóåìûì ñîðáåíòîì. Íåêîòî-

ðûå îñíîâàíèÿ ìîãóò îáðàçîâûâàòü ãåëåïîäîáíûå âåùåñòâà ïðè ýêñòðàêöèè ïðè-

ìåñåé ñ ñèëèêàãåëÿ, ÷åãî ñëåäóåò èçáåãàòü. Íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü è âîçìîæíîñòü

ðàñòâîðåíèÿ ÏÏÑ â íåêîòîðûõ ÷àñòî èñïîëüçóåìûõ ðàñòâîðèòåëÿõ, íàïðèìåð â

ìåòèëõëîðèäå èëè ñåðîóãëåðîäå. Â ïîñëåäíåì ñëó÷àå õîðîøèå ðåçóëüòàòû äàåò

ïðèìåíåíèå íåïîëÿðíûõ óãëåâîäîðîäíûõ ðàñòâîðèòåëåé, íàïðèìåð ãåêñàíà èëè

äèýòèëîâîãî ýôèðà.

4. Ðàñòâîðèòåëü ïî âîçìîæíîñòè äîëæåí áûòü íåòîêñè÷íûì. Ïîýòîìó íåæå-

ëàòåëüíî ïðèìåíåíèå òàêèõ òîêñè÷íûõ ýêñòðàãåíòîâ, êàê áåíçîë, ñåðîóãëåðîä,

òåòðàõëîðèä óãëåðîäà è íåêîòîðûå ãàëîãåíóãëåâîäîðîäû.

Ïðè âûáîðå ðàñòâîðèòåëÿ íåîáõîäèìî ïðåäâàðèòåëüíîå èñïûòàíèå ñîðáöèîí-

íî-äåñîðáöèîííîé ñèñòåìû, âêëþ÷àþùåå îïðåäåëåíèå ýôôåêòèâíîñòè äåñîðá-

öèè àíàëèçèðóåìûõ ïðèìåñåé. Èçâëå÷åíèå âåùåñòâà èç ñîðáåíòà äîëæíî áûòü ïî

êðàéíåé ìåðå 75%, õîòÿ ïðåäïî÷òèòåëüíåå ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè 80—90%.

Äëÿ ïðîâåðêè ýôôåêòèâíîñòè èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé òîêñè÷íûõ õèìè÷åñêèõ ñîå-

äèíåíèé èç âîçäóõà è ïîñëåäóþùåé ïðîâåðêè ïîëíîòû äåñîðáöèè èõ èç ñîðáåíòà

ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ äàííûìè NIOSH [1].

Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî îáúåì äî ïðîñêîêà ïðè îòáîðå ïðîáû âîçäóõà íà òâåð-

äûå ñîðáåíòû äîëæåí áûòü ïî êðàéíåé ìåðå â 1,5 ðàçà ìåíüøå ðåêîìåíäîâàííîãî

îáúåìà âîçäóõà, íåîáõîäèìîãî ïðè îïðåäåëåíèè ÏÄÊ ïðè 80%-íîé îòíîñèòåëü-

íîé âëàæíîñòè [256]. Ýòî òðåáîâàíèå íåîáõîäèìî äëÿ òîãî, ÷òîáû ñîðáöèîííàÿ

òðóáêà ñ ñîðáåíòîì èìåëà äîñòàòî÷íûé çàïàñ åìêîñòè äëÿ óñòðàíåíèÿ ìåøàþùå-

ãî âëèÿíèÿ ñîïóòñòâóþùèõ ïðèìåñåé, ïðèñóòñòâóþùèõ â àíàëèçèðóåìîì âîçäóõå

íàðÿäó ñ öåëåâûìè êîìïîíåíòàìè ïðîáû.

Ñòàáèëüíîñòü ïðîáû ïðè õðàíåíèè äîëæíà áûòü òàêîâà, ÷òîáû çà 7 äíåé îíà

èçìåíÿëàñü íå áîëåå ÷åì íà 10%. Ýòî óñëîâèå îáåñïå÷èâàåò äîñòàòî÷íîå âðåìÿ

äëÿ äîñòàâêè ïðîáû îò ìåñòà îòáîðà â ëàáîðàòîðèþ. Èíîãäà ïðîáó òîò÷àñ æå

èçâëåêàþò èç ñîðáåíòà è õðàíÿò â âèäå ðàñòâîðà äî àíàëèçà. Âûáîð ñïîñîáà êîí-

ñåðâèðîâàíèÿ è ñîõðàííîñòè ïðîáû çàâèñèò îò êîíêðåòíîãî ñîñòàâà èññëåäóåìî-

ãî âîçäóõà.

Òàáëèöà I.83. Ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ñ àêòèâíîãî óãëÿ [2, 239]

Ðàñòâîðèòåëè-ýêñòðàãåíòû

Ñîåäèíåíèå

ñåðîóãëåðîä õëîðáåíçîë í-áóòèëàöåòàò õëîðîôîðì

Öèêëîãåêñàí 100 93

Áåíçîë 96—100 90 95

Òîëóîë 92—98 90 93

230 Ãëàâà 1. Âîçäó

Êñèëîë 95—98 86 90

Ñòèðîë 80—87 83

Ìåòàíîë 21 86 93 80

Ýòàíîë 54—67 80 95 Ïëîõî

í-Áóòàíîë 70—91 86 95

Àöåòîí 86

Ýòèëìåòèëêåòîí 62—96

Ýòèëàöåòàò 89 95

Äèîêñàí 88—91 90

Äèõëîðìåòàí 95

Äèõëîðýòàí 88 93

Õëîðîôîðì 96—100 88

Ìåòèëåíõëîðèä 98 91

Òåòðàõëîðèä óãëåðîäà 97—101 86

Òðèõëîðýòèëåí 96—100 88 68

Òåòðàõëîðýòèëåí 96 86

Âèíèëõëîðèä 90 87—88

Ñóùåñòâóþò ìíîãî÷èñëåííûå äàííûå îá ýôôåêòèâíîñòè ýêñòðàêöèè ïðèìå-

ñåé àêòèâíîãî óãëÿ ñ ïîìîùüþ ñåðîóãëåðîäà. Äàííûå òàáë. I.83 äåìîíñòðèðóþò

õîðîøóþ èçâëåêàåìîñòü ýòèì ýêñòðàãåíòîì îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, çà èñê-

ëþ÷åíèåì íåêîòîðûõ ïîëÿðíûõ âåùåñòâ, è îñîáåííî ìåòàíîëà. Äëÿ åãî èçâëå÷å-

íèÿ ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ õëîðîôîðìîì (ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè 80%) èëè

õëîðáåíçîëîì (ýôôåêòèâíîñòü äåñîðáöèè 86%). Äëÿ ïîâûøåíèÿ ñåëåêòèâíîñòè

è ýôôåêòèâíîñòè ýêñòðàêöèè ñïèðòîâ ìîæíî ê ñåðîóãëåðîäó äîáàâëÿòü îêîëî 1%

èçîáóòàíîëà èëè èçîïðîïàíîëà èëè ïðîâîäèòü ýêñòðàêöèþ âîäîé, ÷òî ïîçâîëÿåò

îäíîâðåìåííî îòäåëÿòü ïðèìåñè ñïèðòîâ Ñ

—Ñ

îò ñîïóòñòâóþùèõ èì óãëåâîäî-

ðîäîâ. Ñïîñîá ïðèìåíÿëñÿ ïðè îïðåäåëåíèè íèçêèõ êîíöåíòðàöèé ìåòàíîëà â

ïðîäóêòàõ èñïàðåíèÿ áåíçèíîìåòàíîëüíîãî òîïëèâà [353]. Ñóùåñòâóåò ìíåíèå,

÷òî ýêñòðàêöèþ ñåðîóãëåðîäîì ëó÷øå ïðîâîäèòü ïðè îõëàæäåíèè ñîðáåíòà è ðàñ-

òâîðèòåëÿ [1].

Ïðàêòè÷åñêè ïîëíîãî (93—100%) èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé òîêñè÷íûõ âåùåñòâ

èç ñèëèêàãåëÿ ìîæíî äîáèòüñÿ ýêñòðàêöèåé ïîëÿðíûìè ðàñòâîðèòåëÿìè, íàïðè-

ìåð äèìåòèëñóëüôîêñèäîì, ñïèðòàìè, âîäîé èëè âîäíûìè ðàñòâîðàìè. Îò 83 äî

93% àìèíîâ èçâëåêàþò èç ñèëèêàãåëÿ ñåðíîé êèñëîòîé, à î÷åíü òîêñè÷íûé äèìå-

òèëñóëüôàò ïîñëå óëàâëèâàíèÿ íà ñèëèêàãåëå äåñîðáèðóþò àöåòîíîì íà 90—95%

[1].

Ñåðîóãëåðîäîì èçâëåêàþò èç óãëÿ îêîëî 90% î÷åíü ëåòó÷åãî âèíèëõëîðèäà.

Îäíàêî ïðàêòè÷åñêè ñ òàêîé æå ýôôåêòèâíîñòüþ ìîæíî îñóùåñòâèòü ýêñòðà-

êöèþ ýòîãî êàíöåðîãåííîãî âåùåñòâà õëîðáåíçîëîì ïðè îõëàæäåíèè ñîðáåíòà

ëüäîì [354].

6.6. Ïîâûøåíèå ýôôåêòèâíîñòè äåñîðáöèè

Îäíèì èç ïóòåé ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè äåñîðáöèè ÿâëÿåòñÿ óâåëè÷åíèå ñîîò-

íîøåíèÿ ðàñòâîðèòåëü: ñîðáåíò, î ÷åì óæå óïîìèíàëîñü âûøå ïðè ðàññìîòðåíèè

ôàçîâîãî ðàâíîâåñèÿ â ñîðáöèîííî-äåñîðáöèîííîé ñèñòåìå. Äâà äðóãèõ ïîäõîäà

ñîñòîÿò â èñïîëüçîâàíèè ñìåñè ðàñòâîðèòåëåé èëè äâóõôàçíîé ñèñòåìû ðàñòâî-

ðèòåëåé.

Ñìåñü ðàñòâîðèòåëåé. Ïîëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ èçâëåêàþòñÿ èç óãëÿ õóæå íåïî-

6. Âûáîð îïòèìàëüíûõ óñëîâèé ñîðáöèè ïðèìåñåé 231

ëÿðíûõ. Ïðè äîáàâëåíèè ê ñåðîóãëåðîäó ïîëÿðíîãî ðàñòâîðèòåëÿ (íåñêîëüêî

ïðîöåíòîâ) ìîæíî óëó÷øèòü èçâëå÷åíèå ñêîíöåíòðèðîâàííûõ íà óãëå ïðèìåñåé

íà 10—20% [256]. Òàêîé ïðèåì ýôôåêòèâåí, åñëè îí íå ìåøàåò ãàçîõðîìàòîãðàôè-

÷åñêîìó îïðåäåëåíèþ ïðèìåñåé, êîòîðûå ìîãóò áûòü è â äîáàâëÿåìîì ðàñòâîðè-

òåëå. Åñëè èñïîëüçóþò ñèñòåìó ìåòàíîë — ñåðîóãëåðîä, ñîðáåíò îáðàáàòûâàþò íå

ïîçæå, ÷åì ÷åðåç 4 ÷ ïîñëå äåñîðáöèè, òàê êàê ìåòàíîë â ïðèñóòñòâèè óãëÿ ðåàãè-

ðóåò ñ ñåðîóãëåðîäîì [345]. Â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ äëÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè

äåñîðáöèè ê ñåðîóãëåðîäó äîáàâëÿþò ýòàíîë, áóòàíîë, èçîïðîïàíîë èëè àöåòîí.

Äëÿ óâåëè÷åíèÿ èçâëå÷åíèÿ èç óãëÿ àöåòîíèòðèëà ê ñåðîóãëåðîäó äîáàâëÿþò

1—2% àöåòîíà. Êîëè÷åñòâî àöåòîíà ìîæåò áûòü è çíà÷èòåëüíî áîëüøå, åñëè ýòî

òðåáóåòñÿ ïðè ýêñòðàêöèè ñêîíöåíòðèðîâàííîé ïðîáû äðóãèõ ñîåäèíåíèé, òàê

êàê àöåòîí ñìåøèâàåòñÿ ñ ñåðîóãëåðîäîì â ëþáûõ ñîîòíîøåíèÿõ. Õîðîøèì äåñîð-

áåíòîì äëÿ èçâëå÷åíèÿ èç óãëÿ ñêîíöåíòðèðîâàííûõ íà íåì óãëåâîäîðîäîâ ðàç-

ëè÷íûõ êëàññîâ ÿâëÿåòñÿ ñìåñü (4:1) í-äåêàíà è 1,3,5-òðèìåòèëáåíçîëà. Ïåðâûé

èç ðàñòâîðèòåëåé õîðîøî èçâëåêàåò ïðèìåñè ïàðàôèíîâ, îëåôèíîâ, íàôòåíîâ, à

âòîðîé ýôôåêòèâåí ïðè ýêñòðàêöèè ñîäåðæàùèõñÿ â ïðîáå àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâî-

äîðîäîâ, ïðè÷åì îáùåå èçâëå÷åíèå óãëåâîäîðîäîâ íå íèæå 80% [355].

Îðèãèíàëüíàÿ òåõíèêà ýëþèðîâàíèÿ àäñîðáèðîâàííûõ â ëîâóøêå ñ ãðàôè-

òèðîâàííîé òåðìè÷åñêîé ñàæåé ïðèìåñåé õëîðñîäåðæàùèõ ïåñòèöèäîâ è ÏÕÁ

èñïîëüçîâàíà â ðàáîòå [356]. Äåñîðáöèÿ ýòèõ ñîåäèíåíèé 2—4 ìë ñìåñè ìåòàíîëà

è ýôèðà, ïðèìåíÿåìûõ ïîñëåäîâàòåëüíî, ïîçâîëÿåò óæå â ïåðâîé ôðàêöèè ýëþ-

àòà (ìåòàíîë) èçâëå÷ü èç ëîâóøêè îñòàòî÷íóþ âîäó, ïîñëå ÷åãî ýôôåêòèâíîñòü

äåñîðáöèè ïðèìåñåé ýôèðîì çíà÷èòåëüíî âîçðàñòàåò. Ýòî äàåò âîçìîæíîñòü

ñîêðàòèòü îáúåì ðàñòâîðèòåëÿ äî 1—2 ìë âìåñòî ðàíåå ïðèìåíÿåìîãî 50 ìë, ÷òî

óâåëè÷èâàåò ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïîñëåäóþùåãî ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíàëèçà

ïåñòèöèäîâ è ïîëèõëîðáèôåíèëîâ íà ñòåêëÿííûõ êàïèëëÿðíûõ êîëîíêàõ ñ ÝÇÄ.

Äâóõôàçíàÿ äåñîðáöèîííàÿ ñèñòåìà. Ïðèìåíåíèå ñìåøàííûõ ðàñòâîðèòåëåé

îãðàíè÷åííî, îñîáåííî ïðè ïðîáîîòáîðå è ïîñëåäóþùåé äåñîðáöèè ïðîá, ñîñòî-

ÿùèõ èç ìíîãî÷èñëåííûõ ïðèìåñåé ðàçëè÷íîé õèìè÷åñêîé ïðèðîäû. Ñèëüíî ïðî-

ÿâëÿåòñÿ ìåøàþùåå âëèÿíèå ðàñòâîðèòåëåé â ñëó÷àå ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîãî àíà-

ëèçà (äîáàâëåíèå ïîëÿðíûõ ðàñòâîðèòåëåé, äîáàâëåíèå ïðèìåñåé, óæå èìåþùèõñÿ

â èññëåäóåìîé ïðîáå è ò. ä.), îáëàäàþùåãî î÷åíü âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ. Â òî

æå âðåìÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè äâóõôàçíûõ ñèñòåì ðàñòâîðèòåëåé ñòàíîâèòñÿ âîçìîæ-

íûì èññëåäîâàíèå îáåèõ — ïîëÿðíîé è íåïîëÿðíîé ôðàêöèé (êîìïîíåíòîâ) ïðè-

ìåñåé îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, ïðèñóòñòâóþùèõ îäíîâðåìåííî â âîçäóõå ðàáî÷åé

çîíû. Â ýòîì ñëó÷àå, íàïðèìåð, ñêîíöåíòðèðîâàííûå â ïðîáîîòáîðíûõ òðóáêàõ ñ

óãëåì ïðèìåñè äåñîðáèðóþò ñìåñüþ (50:50) ñåðîóãëåðîäà è âîäû. Ïîñëå äåñîðáöèè

âîäíûé è îðãàíè÷åñêèé ñëîé ýêñòðàãåíòà ðàññëàèâàþòñÿ, è èõ àíàëèçèðóþò îòäåëü-

íî. Ïî ñóùåñòâó, ýòîò ìåòîä ÿâëÿåòñÿ ïðèëîæåíèåì õðîìàòî-ðàñïðåäåëèòåëüíîãî

ìåòîäà, ðàçðàáîòàííîãî ïðèìåíèòåëüíî ê ãàçîõðîìàòîãðàôè÷åñêîìó àíàëèçó ïðè-

ìåñåé Ïàíêîâûì è Áåðåçêèíûì ñ ñîàâò. [357]. Âûñîêàÿ ñòåïåíü èçâëå÷åíèÿ ïîëÿð-

íûõ ñîåäèíåíèé îáóñëîâëåíà áîëüøèì çíà÷åíèåì êîíñòàíòû ðàñïðåäåëåíèÿ â ñèñ-

òåìå âîäà — ñåðîóãëåðîä, ÷òî ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó îáîãàùåíèþ âîäíîé ôàçû

ïðèìåñÿìè ïîëÿðíûõ ñîåäèíåíèé ïîñëå äåñîðáöèè ïðîáû èç óãëÿ ñåðîóãëåðîäîì.

Â òàáë. I.84 ïðèâåäåíû äàíûõ îá ýôôåêòèâíîñòè èçâëå÷åíèÿ ïðèìåñåé äëÿ 15 ÷àñòî

232 Ãëàâà 1. Âîçäó

èñïîëüçóåìûõ â àíàëèçå âîçäóõà ðàñòâîðèòåëåé.

Òàáëèöà I.84. Ýôôåêòèâíîñòü èçâëå÷åíèÿ íåêîòîðûõ ðàñòâîðèòåëåé ïðè äâóõôàçíîé äåñîðáöèè (âîäà

— ñåðîóãëåðîä) [2]

Ñîåäèíåíèå Ìîëåêóëÿð- Ïëîòíîñòü, Âðåìÿ óäåð- Êîýôôèöèåíò Èçâëå÷åíèå, %

íàÿ ìàññà ã/ñì

æèâàíèÿ, ìèí ðàñïðåäåëåíèÿ

â âîäíîé ôàçå, %

Ýòàíîë 46 0,801 1,83 100 97

Àöåòîí 58 0,791 2,41 74 100

Ïðîïàíîë-2 60 0,782 3,20 96 95

Ïðîïàíîë-1 60 0,804 4,06 85 94

Ìåòèëýòèëêåòîí 72 0,805 5,21 47 83

Ýòèëàöåòàò 88 0,902 6,10 16 92

1-Ýòîêñèýòàíîë 70 0,965 6,33 100 95

Áóòàíîë-1 74 0,810 7,70 71 91

èçî-Ïðîïèëàöåòàò 102 0,872 8,85 5 97

2-Ýòîêñèýòàíîë 90 0,980 9,23 100 95

í-Ãåêñàí 86 0,660 9,33 0 99

í-Ïðîïèëàöåòàò 102 0,888 10,10 4 92

Ìåòèëèçîáóòèëêåòîí 100 0,801 11,90 3 91

í-Ãåïòàí 100 0,684 13,60 0 100

Òîëóîë 92 0,865 13,70 0 102

Ðàñïðåäåëåíèå àíàëèçèðóåìûõ ïðèìåñåé ìåæäó ïëîõî ñìåøèâàþùèìèñÿ ðàñ-

òâîðèòåëÿìè èñêëþ÷àåò ìåøàþùåå âëèÿíèå íåêîòîðûõ ïîëÿðíûõ è íåïîëÿðíûõ

êîìáèíàöèé èññëåäóåìûõ ñîåäèíåíèé, à êîýôôèöèåíòû ðàñïðåäåëåíèÿ äàþò

äîïîëíèòåëüíóþ êîëè÷åñòâåííóþ èíôîðìàöèþ, êîòîðàÿ ñ óñïåõîì èñïîëüçóåòñÿ

äëÿ äîñòîâåðíîé èäåíòèôèêàöèè ñëîæíûõ ñìåñåé çàãðÿçíåíèé âîçäóõà [3, 357].

Â äðóãèõ ìîäèôèêàöèÿõ ìåòîäà èñïîëüçóþò êèñëûå èëè îñíîâíûå ðàñòâîðè-

òåëè èëè íåñìåøèâàþùèåñÿ ðàñòâîðèòåëè, òàêèå, êàê ñåðîóãëåðîä — ìåòàíîë.

Åñëè íåîáõîäèìî, ïîñëå äåñîðáöèè ñîåäèíåíèé èç ñîðáåíòà ïåðåä àíàëèçîì ïðî-

áû ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà è áîëåå ñëîæíàÿ ýêñòðàêöèîííàÿ ðàçäåëèòåëüíàÿ

ñõåìà [256].

Ïðàêòè÷åñêèé âûáîð ðàñòâîðèòåëÿ-äåñîðáåíòà ïåðâîíà÷àëüíî ïðîâîäÿò íà

îñíîâå ëèòåðàòóðíûõ äàííûõ ñ ó÷åòîì ïðèðîäû àíàëèçèðóåìûõ ïðèìåñåé è

ýôôåêòèâíîñòè ïðåäïîëàãàåìîé ñîðáöèîííî-äåñîðáöèîííîé ñèñòåìû. Îäíàêî

äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ êîððåêòíûõ îïðåäåëåíèé íåîáõîäèìî ïîñëåäóþùåå áîëåå

òùàòåëüíîå èññëåäîâàíèå óñëîâèé èçâëå÷åíèÿ öåëåâûõ êîìïîíåíòîâ, íàïðèìåð

ñ ïîìîùüþ êðèâûõ ýêñòðàêöèè, ñ ó÷åòîì âñåõ âûøåïåðå÷èñëåííûõ ôàêòîðîâ [1,

2].

Ñóùåñòâåííûì ìîìåíòîì ïðè âûáîðå ñïîñîáà ýêñòðàêöèè ÿâëÿåòñÿ îòñóòñò-

âèå â ðàñòâîðèòåëå ïðèìåñåé, ìåøàþùèõ ïîñëåäóþùåìó àíàëèçó, äîñòóïíîñòü

ðàñòâîðèòåëÿ è âîçìîæíîñòü åãî î÷èñòêè îáû÷íûìè ñïîñîáàìè íåïîñðåäñòâåí-

íî â ëàáîðàòîðèè. Ê ñîæàëåíèþ, ÷àñòî èìåííî ýòè îáñòîÿòåëüñòâà ëèìèòèðóþò

èëè äåëàþò íåâîçìîæíûì ïðèìåíåíèå ýôôåêòèâíûõ ýêñòðàãåíòîâ, óäîáíûõ äëÿ

èñïîëüçîâàíèÿ â ðåàëüíûõ óñëîâèÿõ ïðè àíàëèçå ñëîæíûõ êîìïîçèöèé çàãðÿçíè-

òåëåé âîçäóõà.

6. Âûáîð îïòèìàëüíûõ óñëîâèé ñîðáöèè ïðèìåñåé 233