ТЕТРАЭТИЛСВИНЕЦ И СВИНЕЦ В АТМОСФЕРНЫХ АЭРОЗОЛЯХ

       Международные стандарты ИСО 9855 и 8518 регламентируют атомно-абсорбционный метод определения свинца в атмосферном воздухе и воздухе рабочих. Сущность метода заключается в отборе проб воздуха с частицами свинца на фильтры из целлюлозы с порами 0, 8-1, 2 мкм или стекловолокна, растворении фильтра и анализе раствора пламенным или электротермическим атомно-абсорбционным методами. Атомно-абсорбционный метод основан на поглощении света свободными невозбужденными атомами, находящимися в газовой фазе, после их облучения резонансным электромагнитным излучением с частотой, удовлетворяющей условию Ei – E₀ = hн. Оно испускается атомами при переходе их возбужденных электронов на основной уровень Е₀.

Ослабление резонансного излучения, падающего на атомный пар, с интенсивностью I₀ до интенсивности I для выходящего светового потока происходит по экспоненциальному закону.

    Описана электротермическая атомно-абсорбционная методика определения паров ТЭС в воздухе после его предварительного концентрирования на силикагеле, экстракции с твердого сорбента этанолом с последующим разложением ТЭС, выделением свинца

и его определением в графитовой печи. Для разрушения ТЭС к этанольному экстракту добавляют несколько кристаллов иода:

(С2Н5)4Pb + I2 = PbI2↓ + 2 CH3(CH2)2CH3

    Осадок иодида свинца растворяют в растворе ацетата аммония и полученный раствор дозируют в графитовую печь вместе с градуировочными и холостым растворами. Нижний предел обнаружения 0, 0005 мкг, измеряемые концентрации ТЭС от 2, 7·10^–6 до 2, 2·10^–5 мг/м³. Мешающее влияние других соединений свинца устраняют, задерживая их

фильтром АФА-ХА в процессе отбора пробы воздуха. Такой же способ концентрирования паров ТЭС на силикагеле используют и в газохроматографическом методе определения 5·10^–7 до 2, 5·10^–4 мг/м³ ТЭС на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором. Для определения среднесуточной концентрации ТЭС воздух со скоростью 15 л/мин аспирируют 30 минут через поглотительный прибор, содержащий силикагель, в течение суток. Из полученного твердого концентрата экстрагируют ТЭС четыреххлористым углеродом и полученный экстракт микрошприцем вводят в хроматографическую колонку. Температура термостата колонок 130º С, испарителя 180º С. Время удерживания ТЭС 5 мин 15 с.

       Современное состояние экоаналитического контроля содержания ТЭС в воздухе – это элементспецифическое хроматографическое его определение с атомно-абсорбционным детектором. Воздух пропускают через капиллярную колонку с сорбентом Порапак, а затем пары ТЭС, выходящие из колонки, попадают на атомно-абсорбционный детектор и регистрируют аналитический сигнал свинца при 283, 3 нм. Этим же методом возможно определение алкильных производных олова (тетраэтилолово, бутилэтилолово и др), ртути, селена, хрома. Другие углеводороды и ЛОС не мешают определению. Недостатком метода является возможность определять только один компонент. Гораздо большие перспективы открываются при использовании атомно- эмиссионного детектора, например, гелиевой или аргоновой плазмы. Возможно определение сразу нескольких металлов и неметаллов. Возможно проводить определение при неидеальной хроматограмме (неполное разделение), высокая чувствительность детектирования. Сопряжение такого детектора с газохроматографическими системами не требует сложных интерфейсов. В принципе атомно-эмиссионный детектор может регистрировать любой элемент, который элюируется из хроматографической колонки.

 

ДРУГИЕ МЕТАЛЛЫ, РТУТЬ

       Эмиссионный спектральный анализ является одним из основных методов определения следовых количеств тяжелых металлов в объектах окружающей среды. Стандартные методики Госкомсанэпиднадзора России предусматривают использование атомно-эмиссионного метода при определении в воздухе рабочей зоны Sn, Pb, Cu, Cr, Ni, V, Al, Mg, Zn, Sb, Ti, Li, Si, оксидов РЗЭ, а в атмосферном воздухе – Be, Sn, Pb, Cd, Cu, Cr,

Ni, Co, Bi, Mo, V, Fe, Al, Ca, Mg. Анализируемый воздух аспирируют через аэрозольные фильтры (обычно АФА-ХА-18 или АФА-ХП-18) с определенной скоростью в течение времени, указанного в методике. Фильтры переносят в фарфоровые тигли, добавляют 10-15 мг графита (коллектор) и сжигают их в муфельной печи при температуре 450-600º С. В ряде методик озоление проб проводят смесью кислот. Пробу охлаждают, переносят на часовое стекло и добавляют графитовый порошок. Полученную смесь тщательно перемешивают, набивают в кратер графитового электрода и анализируют на кварцевом спектрометре типа ИСП-30 с использованием в качестве источника возбуждения спектров

дуги переменного тока. Атомно-эмиссионный метод с источником возбуждения в видеэлектрического разряда в последнее время практически полностью вытеснен индуктивно-связанной плазмой (ИСП). ИСП-спектроскопия во многих странах является одним из основных методов определения металлов в воздухе, воде, почве. На ее основе разработаны стандартные методики, утвержденные на государственном уровне, определения в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий следовых количеств Ta, Hf, Ag, B и многих других металлов и их соединений. ИСП-плазма образуется в горелке за счет индукционного нагрева аргона током высокой частоты (40-50 МГц) и поджигается автоматически с помощью искры. Горелка изготовлена из кварца и снабжена инжектором из оксида алюминия, устойчивым к воздействию любых кислот, включая плавиковую кислоту и царскую водку. Пробу в виде аэрозоля впрыскивают в центральную зону горелки с помощью распылителя. Спектрометр оснащен полихроматором (например, Эшелле полихроматор со скрещенной дисперсией). Разрешение оптической системы спектрометра очень высокое – 0, 007 нм при длине волны 200 нм. Детектор на основе фотодиодной матрицы (более 6000 ячеек на кремниевой подложке). Конструкция датчиков позволяет одновременно измерять параметры более чем 5000 спектральных линий, включая измерение фона.

       К стандартным методам определения приоритетных металлов- загрязнителей воздуха (Hg, Cr, Ni, Co, Cd, Cu, As, Pb, Be и др.) относится также атомно-абсорбционная спектроскопия. Низкие пределы обнаружения, высокая селективность и доступность аппаратуры сделали этот метод одним из главных методов определения металлов в воздухе, воде и почве. Более 25 элементов и их соединений определяется в воздухе в соответствии со стандартными атомно-абсорбционными методиками. Определение, как правило, основано на концентрировании металлов и их соединений на ацетилцеллюлозных фильтрах (например, АФА-ХП-18), кислотном разложении фильтров (смеси азотной и серной кислот, азотной кислоты и пероксида водорода, царская водка), растворении остатка в растворе азотной кислоты и определении содержания определяемых металлов в этом растворе атомно-абсорбционным методом.

       Атомно-абсорбционный метод обеспечивает чрезвычайно низкие пределы обнаружения паров ртути в воздухе – нижний предел обнаружения 0, 0001 мг/м³, диапазон определяемых концентраций 0, 0001- 0, 004 мг/м³. Анализируемый воздух прокачивают через поглотительный раствор (смесь азотной кислоты и дихромата калия) для окисления ртути и переведения ее в форму Hg²⁺:

3Hg + Cr₂O₇^2– + 14H⁺ = 3Hg²⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

       Аликвоту полученного раствора вносят в реактор анализатора ртути (известны модели «Юлия», «Ртуть»), добавляют восстановитель (SnCl₂) и пары ртути прокачивают через кювету, где и происходит поглощение резонансного излучения атомными парами ртути: Hg²⁺ + Sn(II) = Hg↑ + Sn(IV)

       Наряду с атомно-абсорбционным методом описаны многочисленные спектрофотометрические методы определения соединений металлов в воздухе.

 

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться: