CC BY
3
togr.— 1981.—Vol. 226, N 2.— P. 291—299.
27. Iversen H. L., Damgaard S. E. // Clin. chim. Acta.— 1983.—Vol. 135, N 2.—P. 151 — 158.
28. Jones A. W., Maardh G., Aenggaard E. // Pharmacol Biochem. Behav.— 1983.—Vol. 18, Suppl 1.—P. 267—272
29. Jones A. W., Skagerberg S., Borg S., Aenggaard E. // Drug Alcohol Depend.— 1984.— Vol. 14, N 2.— P. 113—119.
30. Klug E., Schmidt G. // Blutalkohol.— 1981.— Bd 18, N 4.— S. 237—241.
31. Knop JAngelo H., Christensen J. M. // Lancet.— 1981.— Vol. 2, N 8237.— P. 102.
32. La Droitte ?., Lamboeuf Y., Sent Blanquat G. de // Analyt. Biochem.— 1983.—Vol. 135, N 1—P. 180—185.
33. Lucas D., Menez J. F., Becthow F. et al. // J. Chromatogr.—
1986.—Vol. 382.—P. 57—66.
34. Lynch C., Lim C. K.r Thomas M., Peters T. J. // Clin. chim. Acta.— 1983.—Vol. 130, N 1.—P. 117—122.
35. Martin M., Haerdi W. // Mitt. Geb. Lebensmittelunters. Hyg.— 1982.— Bd 73, N 2.— S. 212—217.
36. Maruyama J. // Arukoru Kenkyu.— 1980.—Vol. 15, N 1.—
p [9_3(5
37. Nagy J. L., Leiszther L., Veghelyi P. V. // Analyt. Biochem.— 1985.—Vol. 151, N 2.—P. 365—368.
38. Peterson C. M., Polizzi C. M. // Alcohol.— 1987.— Vol. 4, N 6.— P. 477—480.
39. Pezzoli C., Galli-Kienli M., Di Padova C., Stramenti-
noli G. // J. Liquid Chromatogr.— 1984.— Vol. 7, N 4.— P. 765—778.
40. Pikkarainen P. H., Salaspuro M. P., Lieber C. S. II Alcoholism.— 1979.—Vol. 3, N 3.— P. 259—261.
41. Raymer J., Hotland M. L., Wiesler D. P., Novothy M. // Analyt. Chem.— 1984.—Vol. 56, N 6.—P. 962—966.
42. Rideout J. M., Lim С. K., Peters T. J. II Clin. chim. Acta.— 1986.—Vol. 161, N 1.—P. 29—35.
43. Sane R. Т., Kamat S. S. II Indian Drugs.— 1981.— Vol. 19, N 3.— P. 118—120.
44. Savolainen И., Pfäffli P., Elouaara E. // Acta pharmacol. (Kbh.).— 1985.—Vol. 56, N 3.— P. 260—264.
45. Stowell A. R. // Clin. chim. Acta.— 1979.—Vol. 98, N 3.— P. 201—205.
46. Tillian H. M., Guebitz G., Korsatko W., Wintersteiger R. // Arzneimittel.-Forsch.— 1985.—Bd 35, N 2.—S. 552—554.
47. Tomita M., Ijiri I., Shimosato K., Kawai S. // J. Chromatogr.— 1987.—Vol. 414, N 2.— P. 454—459.
48. Tsukamoto S., Sudo Т., Karasawa S. et al. // Nihon Univ. J. Med.— 1982.—Vol. 24, N 5.—P. 327—345.
49. Ung-Chhun N. SCollins M. A. // Alcohol.— 1987.— Vol. 4, N 6.— P. 473—476.
50. Wartburg J. P. von, Ris M. M. // Experientia (Basel).— 1979.—Vol. 35, N 12.—P. 1682—1683.
51. Wolf M., Urban R., Weiler J. P., Troeger H. D. // Blutalkohol.— 1985.— Bd 22, N 4.— S. 321—332.
Поступила 20.04.89
E. E. СОТНИКОВ, 1990
УДК 614.72-074:543.544
Е. Е. Сотников
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕМ
Научно-производственное объединение «Пластмассы», Москва
Анализ вредных веществ в воздухе является частью общей программы охраны окружающей среды [1]. В последнее время значительное внимание уделяется разработке газохроматогра-фических (ГХ) методов определения индивидуальных соединений в воздухе на уровне в десятки раз меньше значений ПДК. Эти методы основаны на обогащении примесей на сорбенте в трубках-концентраторах с последующей термодесорбцией в автоматических и полуавтоматических термо-десорбционных системах или непосредственно в испарителе хроматографа [3].
В качестве сорбента в концентраторе используют чаще тенакс (марки CG или ТА), обладающий высокой термостабильностью, или некоторые типы хромосорбов.
При концентрировании из воздуха токсичных газов (H2S, COS, SO2) и паров низкокипящих жидкостей сорбцию осуществляют при температуре кипения жидкого азота [4]; примеси высококипящих жидкостей обогащают на сорбенте при комнатной температуре [2].
В настоящей работе приведена конструкция термодесор-бера, совмещенного с испарителем хроматографа; представлены методические приемы сорбции и десорбции соединений и некоторые результаты высокочувствительного определения токсичных веществ в воздухе ГХ-методом с использованием различных детекторов и хроматографических колонок.
Обогащение токсичных газов и паров жидкостей осуществляли в концентраторе с тенаксом CG при температуре кипения жидкого азота (—196 °С).
Концентратор изготовлен из кварцевой трубки длиной 86 мм с внешним диаметром 6 мм и толщиной стенки 0,8—1 мм. Нижний конец трубки опаян, диаметр выходного отверстия не превышает 1 —1,2 мм; внутренний объем трубки заполнен на 80 мм тенаксом с размером пор 60/80 меш (0,2—0,25 мм). С обоих концов трубки сорбент ограничен слоем (1—3 мм) стекловаты. После заполнения концентратора сорбентом его кондиционируют в течение 12—14 ч при
температуре 290—295 °С в потоке гелия; в последующем перед каждой очередной стадией концентрирования сорбент продувают гелием со скоростью 20—30 мл/мин при 290 °С в тече-
Газ- 6 носи те ль
Рис. 1. Схема термодесорбционного устройства.
Объяснение в тексте.
/
о ю
Рис. Z
20 пин
17
1U ß
30 мин
Рис.3
Рис. 2. Хроматограмма легколетучих серосодержащих веществ
в воздухе.
Здесь и на рис. 3 по оси абсцисс — время удерживания компонентов; / — H2S,
2 — COS, 3 — метилмеркаптан; 4 — этилмеркаптан.
Рис. 3. Хроматограмма летучих веществ в воздухе.
- метиленхлорид; 5 — хлороформ-f серосодержащее соединение; 7 — бензол;
- гептан; 10 — серосодержащее соединение; 11 — толуол; 13 — хлорбензол;
14 — фенол.
2 9
ни.е 2 ч. Затем обогрев сорбента отключают и в концентраторе при включенном потоке гелия температуру доводят до комнатной. Далее концентратор подсоединяют широким концом к емкости с воздухом (шприцу на 150 мл или фторопластовому мешку) с помощью фторопластового или полипропиленового переходника и опускают на 60 мм в жидкий азот. Через 30—60 с ходом поршня шприца или сжатием мешка воздуха со скоростью 200—500 мл/мин прокачивают через сорбент. Затем концентратор вынимают из азота и нагревают до комнатной температуры, при этом сконденсировавшийся кислород выходит через узкое отверстие концентратора. При обогащении примесей из "больших объемов влажного воздуха, например выдыхаемого, перед емкостью и концентратором устанавливают трубку-поглотитель влаги с 0,3 г прокаленного СаС12-2Н20. После нагрева концентратора до комнатной температуры с внешней стенки его чистой ватой удаляют сконденсированную влагу и переносят его в термодесорбционную установку, совмещенную со стандартным испарителем хроматографа (рис. 1).
Установка состоит из четырехходового крана-переключателя /, трех запорных кранов 2, 3, 4, съемной крышки 5 с силиконовым уплотнителем 6, который герметизирует резьбовое соединение и концентратор 7 в корпусе испарителя 8. К нижней части испарителя подсоединена капиллярная или набивная колонка 9.
Работа концентратора состоит из нескольких стадий. В начальный момент концентратор 7 вставляется в отверстие силиконового кольца 6 крышки 5, отсоединенной от испарителя, при этом крышка 5 находится вне испарителя при комнатной температуре; на верхней части испарителя хроматографа имеется стандартная головка с силиконовой мембраной для ввода жидких проб; кран-переключатель 1 соединяет поток газа-носителя с испарителем через линию а, минуя магистраль б; запорные краны 2, 3, 4 закрыты.
На второй стадии снимается стандартная головка с разогретого испарителя прибора и на ее место быстро наворачивается крышка 5 с концентратором 7; открывается на 1—2 с кран 3 и сбрасываются остатки воздуха, попавшие внутрь испарителя при смене головок; через 10—20 с краном-переключателем 1 газ-носитель отключается от магистрали а и подается в б, одновременно открывается кран 4 и даются все команды для регистрации хроматограмм.
При анализе серосодержащих газов H2S, COS, S02 метил-и этилмеркаптанов разделение проводят на стеклянной набивной колонке длиной 2 м с внутренним диаметром 4 мм, заполненной хромосорбом 105 (60/80 меш). Температура колонки 150 °С, испарителя и детектора 230 °С. Скорость газа-носителя (азот, гелий) 50 мл/мин.
На рис. 2 приведены хроматограмма легколетучих серосодержащих веществ, выделяющихся в окружающий воздух при нагреве 2 г полимера (полисульфона) до 70—80 °С, записанная с помощью пламенно-фотометрического детектора (ПФД). Объем сконцентрированного воздуха 150 мл. ПФД зафиксировал пики H2S, COS, метилмеркаптана, этилмер-каптана.
При концентрировании примесей из 100—1000 мл выдыхаемого человеком воздуха в нем обнаружены H^S и метилмеркаптан на уровне 0,005—0,5 мг/м3.
При анализе парообразных веществ в воздухе разделение компонентов проводят на капиллярной колонке длиной 50 м с внутренним диаметром 0,32 мм с иммобилизованной жидкой фазой SE-30 (полидиметилсилоксаном) при толщине ее пленки 5 мкм. Колонка работает в программируемом режиме температуры: изотерма 40 °С в течение 7 мин, затем повышение температуры со скоростью 5 °С/мин до 250 °С. Скорость газа-носителя (азота, гелия) 10—12 мл/мин. Температура испарителя и детектора 250—270 °С.
На рис. 3 представлена хроматограмма летучих веществ в воздухе после нагрева полисульфона до 80 °С в течение 1 ч, записанная пламенно-ионизационным детектором (ПИД). Объем воздуха, пропущенного через концентратор, 150 мл. ПИД зафикисровал более 17 пиков, из которых при использовании ПФД и кондуктомсгрического детектора (селективного к галогенам) удалось идентифицировать метиленхлорид, хлороформ серосодержащее вещество, бензол, гептан, серосодержащее соединение, толуол, хлорбензол, фенол.
Применение концентратора и высокоэффективной колонки позволило работать на максимальной чувствительности детекторов и в зависимости от класса соединений достичь предела обнаружения от Ю-8 до 5-Ю-6 мг/мл.
Таким образом, разработаны методические приемы и простое термодесорбционное устройство для ГХ-анализа различных токсичных соединений в воздухе на уровне в десятки раз меньше значений ПДК.
Литература
1. Алимарин И. П., Золотое Ю. А. // Журн. аналит. химии.— 1975.—Т. 30, № 7.—С. 1253—1257.
2. Дмитриев М. Т., Ратянников Е. Г. и др. // Гиг. и сан.— 1980.— № 5.— С. 42—45.
3. Pankow J. F., Ligocki M. P., Rosen M. E. et al. // Analyt. Chem.— 1988.—Vol. 60, N 1.— P. 40—46.
4. Tanyerman A. // J. Chromatogr.— 1986.— Vol. 366, N 24.— P. 205—209.
Поступила 28.08.89
