CC BY
8
циями по 5 мл и выпаривают содержимое колбы до получения белого осадка. Обмывают стенки колбы водой и снова выпаривают досуха. Приливают 3 мл раствора соляной кислоты (1:3), 10 мл воды и растворяют соли при нагревании.
Растворы фильтруют в мерную колбу емкостью 100 мл, промывая фильтр горячей водой. К фильтрату прибавляют в строгой последовательности 2 мл 20% раствора сегнетовой соли, 2 мл 1% спиртового раствора йода, 2 -ил 1 % спиртового раствора диметилглиоксима, 25 мл 20% раствора соды, 5 мл 8% раствора трилона Б (если муть не исчезает, то количество трилона увеличивают), доводят объем в колбе водой до метки, перемешивают и измеряют оптическую плотность полученного раствора на фотоколориметре с синим светофильтром в кювете с толщиной слоя 50 мм.
Раствором сравнения служит холостой опыт на содержание никеля в реактивах, проведенный через все стадии анализа.
Колориметрирование ведут следующим способом: на пути левого светового потока устанавливают кювету с холостой пробой, а на пути правого светового потока кювету с анализируемой пробой и устанавливают стрелку гальванометра на нулевое деление шкалы. Затем кюветы с растворами меняют местами и с помощью левого измерительного барабана снова ставят стрелку гальванометра на нулевое положение. Отсчет ведут по левому барабану.
Количество никеля в пробе находят по калибровочному графику, для построения которого в мерные колбы емкостью 100-ил отбирают 1, 2, 3, 4, 5 мл и т. д. (до 10 мл) стандартного раствора, содержащего 1 мкг никеля в 1 мл, прибавляют все реактивы, начиная с сегнетовой соли, и далее поступают, как описано в ходе анализа. В качестве раствора сравнения при ко-лориметрировании используют раствор с нулевым содержанием никеля. По полученным значениям оптических плотностей строят калибровочный график.
ЛИТЕРАТУРА. Булатов М. И., Калинки« И. П. Практическое руководство по фотометрическим и спектрофотометрическим методам анализа.
Поступила 2/1 1973 г
УДК 613.481-073.093-71:63.087.92
Проф. И. Д. Карцев, канд. физ.-мат. наук М. Б. Фридзон, канд. мед. наук С. А. Полиевский
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПОДОДЕЖНОЙ ВЛАЖНОСТИ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ
Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения СССР, Москва
Электрические гигрометрические датчики (ЭГД) перспективны для гигиенических исследований из-за их малого веса и объема, небольшой стоимости, электрического выхода и малой инерционности.
К классу ЭГД относятся датчики, имеющие чувствительный элемент, изготовленный из гигроскопического материала, который при измерениях влажности находится в гигротермическом равновесии с контролируемым газом. Выходной величиной ЭГД является тот или иной электрический параметр. Основными ЭГД являются электролитические хлористолитиевые неподогревные и подогревные, угольные, полиэлектролитические, керамические, оксидно-алюминиевые, кварцевые и ряд других (М. А. Берлинер). Показания этих датчиков служат функцией относительной влажности или точки росы, точность не хуже +3% относительной влажности, а постоянная времени не превышает 10 сек.
По данным Д. Хлека и Ф. Броузайдеса, один из лучших ЭГД — оксидно-алюминиевый. Он реагирует на абсолютную концентрацию водяного пара и почти не реагирует на изменения атмосферного давления. Низкий температурный коэффициент датчика позволяет проводить исследования при значительных изменениях температуры среды. К тому же на датчик не влияют загрязнения воздуха, и он не повреждается при высокой влажности—даже кратковременное погружение в воду не вызывает выхода его из строя (А. С. Джонсон; Д. Кобаяси; А. Майата, и др.).
Процесс изготовления датчика заключается в следующем. Из алюминия АВ-3-336 делают заготовку соответствующей формы. После тщательной очистки, обезжиривания, промывки и химической полировки в горячем растворе серной кислоты заготовку оксидируют в ванне со свинцовыми катодами. Мы использовали датчики с толщиной пленки окиси алюминия 5—6 мкм. Для создания второго электрода (первым электродом служит сама алюминиевая основа) на поверхность Al2Os напыляют слой золота толщиной 400—600 А. Такой слой является проницаемым для паров воды и в то же время обеспечивает хороший электрический контакт. Конструктивно датчик представляет собой цилиндр длиной 35 мм и диаметром 8 мм. Функционирование его основывается на явлении сорбции паров воды порами окисного слоя. Поры имеют цилиндрическую форму и не доходят до поверхности чистого алюминия на 0,01 мкм. Диаметр пор 0,05 мкм. Общая регулярная пористость составляет в среднем 14% объема окисного слоя.
Эквивалентная электрическая схема датчика показана на рисунке. Емкость между 2 внешними проводящими слоями обозначена через С„, сопротивление утечки через твердую кристаллическую окись алюминия — через R0- Остальные элементы учитывают специфические эффекты пористости: С2 — емкость основания поры; Ri — сопротивление стороны поры между проводящими слоями золота и емкостью С2; R2—сопротивление утечки через основные поры. Сопротивление стороны поры Rx сильно зависит от количества воды, адсорбированной на поверхности поры, поэтому R! является господствующим параметром. Общее сопротивление и емкость датчика зависят также и от состояния среды внутри поры (С0). Поэтому при изменении влажности меняются одновременно активное электрическое сопротивление датчика и его емкость, т. е. его импеданс.
Изотерма адсорбции паров воды на окиси алюминия подчиняется уравнению полимолекулярной адсорбции Брунауэра, Эмметта и Теллера (уравнению БЭТ)
атСР/Ра (1-Я/Я, [1+(С-1) Я/Я, •
где а — величина адсорбции (в моль/г), ат — величина адсорбции при пол-ном заполнении монослоя, С = — отношение константы равновесия
реакции заполнения первого слоя /Сх к константе конденсации Kl'> Р — давление пара адсорбента над поверхностью окиси алюминия; Р, —давление насыщенного пара.
Из этого уравнения следует, что адсорбция паров воды окисью алюминия в функции относительной влажности не должна зависеть от температуры, так как в уравнение входит отношение 2 аналогичных функций температуры: P/Ps.
Й".
о/ h J «о
c2j у**
Электрическая цепь, моделирующая структура окисного слоя для единичной поры. Обозначения в тексте.
1 Я- Д е Бур. Динамический характер адсорбции. Изд-во ИЛ. М., 1962.
Датчик включают во вторичную обмотку трансформатора генератора прямоугольных импульсов, последовательно с выпрямительным мостом. Изменение реактивного сопротивления датчика влияет на величину напряжения, подводимого к выпрямительному мосту. Выпрямленное напряжение, пропорциональное влажности воздуха, поступает на вход электронного потенциометра ЭПГТ-09. Для увеличения точности измерения влажности прибор имеет 2 поддиапазона. Генератор прямоугольных импульсов питается от накальной обмотки трансформатора ЭПП. Выпрямленное напряжение стабилизировано стабилитроном 2С156А. Частоту генератора выбирают с учетом градуировочных кривых датчика влажности, на которых строят зависимость импеданса от относительной влажности среды.
Градуировку датчика производили при помощи гигростата ПО-34, который в комплексе с аспирационным психрометром Ассмана обеспечивает точность градиуровки с максимальной ошибкой 2% (Е. А. Гершкович). Для проверки стабильности работы прибора вместо датчика подключали емкости и сопротивления, эквивалентные определенным значениям относительной влажности. Величины емкости и сопротивления брали из градуи-ровочного графика.
В результате такой многократной проверки выявлена высокая стабильность работы прибора.
Одной из основных характеристик датчика является его инерционность. Инерционность гигрометра по влажности принято характеризовать коэффициентом инерции. Коэффициент равен промежутку времени, в течение которого первоначальная разность между значениями влажности газа и показаниями гигрометра уменьшается на 63%. Инерция датчика является сложной функцией исходного значения влажности, величины и знака ее изменения, температуры и давления газа. Большое значение имеют условия вентиляции датчика — скорость движения газа и расположение датчика относительно газового потока. Наиболее надежным способом определения динамических характеристик гигрометра является экспериментальный. Экспериментальное определение инерции сводится к установлению переходной характеристики, описывающей реакцию датчика на однократное скачкообразное изменение входной величины. Скачкообразное изменение влажности воздуха в наших условиях создавали следующим образом. Из гигростата ПО-34, в котором влажность, замеренная психрометром Ассмана, составила 90—95%, датчик вносили в комнату с относительной влажностью 40%. Запись осуществляли на ленту потенциометра ЭПП-09. Постоянная величина X, вычисленная по результатам эксперимента, составила около 10 сек. в сторону осушения и менее 1 сек. в сторону увлажнения. При работе в сторону осушения необходимо учитывать гистерезис датчика, составляющий 4—5%. Точность измерения относительной влажности описанным прибором, выявленная путем многократного сравнения с данными образцового психрометра Ассмана, не хуже +2,5%.
Прибор высокостабилен в работе, позволяет проводить наблюдения в течение любого заданного времени, в том числе круглосуточно, без выемки датчика с места исследования. Вместе с тем датчик практически не нарушает характера изучаемого пространства. Высокая чувствительность датчика позволила условить изменения влажности соответственно циклу дыхания не только под маской фехтовальщика, но и в пододежном пространстве в зависимости от подсасывания наружного воздуха и изменения объема подкостюмного пространства при дыхании. Благодаря очень малой инерционности датчика в сторону увлажнения им можно абсолютно точно зафиксировать момент насыщения пододежного пространства, что особо важно для гигиенических исследований при высокой температуре окружающего воздуха.
Таким образом, прибор представляет определенную ценность для изучения микроклимата пододежного пространства при физической нагрузке в различных условиях внешней среды.
ЛИТЕРАТУРА. БерлинерМ. А. Электрические измерения, автома тический контроль и регулирование влажности. М. — Л., 1965. — Гершкович Е. А. Приборы и системы управления, 1970, № 1,0. 39. — К о б а я с и Д. Кэйсо, 1969, V. 12, с. 6. — Влажность. Измерение и регулирование в научных исследованиях и технике. Материалы Международного симпозиума по влагометрни. Л., 1967.
Поступила 13/1Х 1972 г.
Обзоры
УДК 614.72:615.285.7
Проф. Е. И. Спыну, Л. Н. Иванова, А. В. Болотный
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИМИ
ПЕСТИЦИДАМИ
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс, Киев
Уровень и длительность загрязнения воздуха фосфорорганическими пестицидами (ФОП) зависит от метода и способа обработки ими сельскохозяйственных культур, физико-химических свойств препаратов, климатических условий и других факторов.
Согласно данным ряда исследователей (Ю. С. Каган; В. С. Бурый, и др.), использование ручных опрыскивателей приводит к загрязнению воздуха рабочей зоны различными ФОП. Применение авиационного метода обработки приводит к значительному загрязнению ФОП воздуха рабочей зоны сигнальщиков и в меньшей степени пилотов. Кроме того, при авиационном опрыскивании происходит рассеивание ФОП в атмосферном воздухе на значительном расстоянии (Ю. С. Каган и соавт. и др.).
На уровень содержания ФОП в воздухе рабочей зоны оказывают влияние также скорость движения воздуха и его температура, направление ветра и др. Так, в районах с жарким климатом содержание октаметила в воздухе рабочей зоны заправщиков и сигнальщиков было в 6—10 раз выше, чем в районах с умеренным климатом при прочих равных условиях применения (В. С. Бурый). При скорости движения воздуха 4 м/сек концентрации бутифоса были в 26 раз выше, чем при безветренной погоде (X. 3. Лю-бецкий и соавт.).
Таким образом, изучение уровня загрязнения ФОП воздуха рабочей зоны в зависимости от факторов внешней среды дает возможность регламентировать условия их применения, сводящее к минимуму вредное воздействие пестицидов на организм работающих.
Уровень загрязнения ФОП атмосферного воздуха, по данным Tabor, колеблется в пределах 0,0001—25 мкг/м3, препараты обнаруживаются в отдельных районах их применения в течение ограниченного времени. Как указывают Г. А. Белоножко и Ю. А. Кучак, концентрации ФОП в сезон интенсивного использования пестицидов на некоторых территориях составляли десятые — тысячные доли миллиграммов в 1 м3, что связано с повсеместным, многократным опрыскиванием больших площадей при жарком и сухом климате. В этой обстановке отмечается вторичное поступление ме-тилмеркаптофоса в воздух в течение 10 суток, бутифоса — в течение 6 суток. Ряд ФОП обнаруживают на удалении 50—2000 м от мест обработки в течение 3—8 суток (Б. К. Ахмедов, и др.). Малатион найден на расстоянии 1 мили в течение 3 недель от момента применения, тогда как тиофос
