CC BY
5
УДК в13.в32.4+вМ.72]:Ы7.391.Г,-074:543.544
И. И. Казнина, Н. П. Зиновьева
ГЛЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКРИЛОНИТРИЛА В ВОЗДУХЕ
Институт общей м коммунально» гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Акрилонитрнл широко используется в производстве полимерных материалов, применение которых в народном хозяйстве и быту создает возможность загрязнения окружающей среды токсичными веществами. Необходимость определения малых количеств акрнлонитрнла обусловлена его высокой токсичностью: он действует подобно неорганическим цианидам.
Большинство существующих методов определения малых количеств акрнлонитрнла основано на использовании химико-аналитических реакций и полярографии (М. С. Быховская и соавт.; Е. А. Перегуд и Е. В. Гернет; В. Д. Безуглый; Б. М. Булыгнн и соавт.). Однако в процессе производства полимеров и их эксплуатации акрилонитрнл может выделяться в воздух вместе с другими веществами, которые составляют сложные аналитические смеси. В связи с этим указанные методы, как правило, не позволяют анализировать воздушные загрязнения, содержащиеся на уровне и ниже ПДК для атмосферного воздуха, ввиду их недостаточной селективности и чувствительности.
Целью настоящих исследований была разра-^ ботка чувствительного и избирательного метода определения микроколичеств акрилонитрила в присутствии ряда органических соединений с использованием газовой хроматографии в сочетании с предварительным концентрированием его из воздуха.
Работа выполнена на хроматографе серии «Цвет» с пламенно-ионизационным детектором. При выборе неподвижной фазы для разделительной колонки использовали р, р'-тиоднпропионит-рил и апиезон Ц которые обеспечивают эффективное разделение непредельных и ароматических соединений. Лучшее разделение акрнлонитрнла достигалось на апиезоне Ь. Установлены оптимальные условия определения: температура термостата хроматографической колонки 100 °С, испарителя 150°С, скорость газа-носителя (азот) 50 мл/мин, водорода 50 мл/мин, воздуха 500 мл/мин, диаграммной ленты 60 мм/ч. Идентификацию акрилонитрила проводили на хроматографической колонке из нержавеющей стали * длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм, заполненной насадкой, состоящей из апиезона Ь, нанесенного на хроматон 1М-А\\Г в количестве 15 % от массы носителя. Время выхода акрилонитрила 38 с.
Чувствительность газохроматографнческого анализа не позволила определить акрилонитрнл на уровнях ПДК для атмосферного воздуха и
допустимого уровня для полимерных материалов. В связи с этим возникла необходимость концентрирования его из воздуха. Применение жидких поглотительных сред (уксусной кислоты, спиртов) не дало положительных результатов, так как введение в прибор для анализа незначительных количеств жидкой пробы не обеспечило необходимой чувствительности. Увеличение объема анализируемого воздуха за счет повышения скорости или времени его аспирации вносило значительную ошибку (до 40%) в результаты анализа ввиду улетучивания акрилонитрила. В связи с этим нам казалось целесообразным использовать для этих целей твердый сорбент с высокоразвитой поверхностью (хроматон Ы-А\А/ с нанесением апиезона Ь из расчета 15% от массы носителя).
Сорбент в количестве 1,5 г помещали в концентрирующую колонку, представляющую собой и-образную трубку из молибденового стекла с внутренним диаметром 2 мм и расширением у основания.
Изучены условия адсорбции акрилонитрила из воздуха в зависимости от концентрации вещества, скорости аспирации воздуха и температуры сорбента. Лучшие результаты получены при охлаждении сорбента до 0°С в интервале скоростей воздушного потока от 0,5 до 0,1 л/мин и концентрации акрилонитрила от 0,02 до 0,5 мг/м:}. Концентрирующую колонку с отобранной пробой подсоединяли к прибору через кран-дозатор в поток газа-носителя.
Газохроматографический анализ накопленных компонентов из воздуха проводили в сочетании с термодссорбцией. Полноту поглощения акрилонитрила из воздуха, а также полноту десорбции его твердым сорбентом проверяли на калибровочных парогазовых смесях. Установлено, что при адсорбции до 0,1 мкг акрилонитрила полная десорбция наблюдалась при 150°С и скорости газа-носителя 50 л/мин. Калибровку детектора осуществляли методом абсолютной калибровки с использованием калибровочных парогазовых смесей, полученных на диффузионно-динамическом дозаторе. Для создания стабильного потока акрилонитрнл — воздух с низкой концентрацией применяли капиллярные дозаторы. Один из них представлял собой капилляр, в нижней части которого находится поршень, регулирующий уровень жидкости в капилляре, второй состоял из капилляра с расширением у основания, заполненный исследуемой жидкостью (Б. Я. Экштат и соавт.). Создание калибровочных смесей основа-
Зависимость постоянной дозатора от температуры. По оси абсцисс — температура (а °С>; по оси ординат — постоянная дозатора (в Г'см/с).
■_I_I_I_
19 гг гз 25
но на диффузии паров акрилонитрила через открытый конец капилляра в поток воздуха. Для получения устойчивого потока в течение длительного времени необходимо защищать капилляр от колебаний температуры окружающей среды и соблюдать постоянство скорости потока воздуха. С целью использования диффузионно-динамических дозаторов без термостатирования капилляров были построены графики зависимости постоянной дозатора от температуры в интервале 19—25°С (см. рисунок). Полученные парогазовые смеси с содержанием 0,005, 0,01, 0,05, 0,08 и 0,1 мкг акрилонитрила в объеме 200 мл вводили в прибор через концентрирующую колонку и анализировали аналогично пробам.
Калибровочный график строили в координатах концентрация — площадь пика. Минимально определяемое количество акрилонитрила в воздухе 0,025 мг/м3.
Определению не мешают стирол, этилакрилат, диметнлформамнд, хлоропрен, четыреххлорнстый углерод.
Предложенная методика использована во многих гигиенических исследованиях: при анализе загрязнений воздуха жилых помещений, атмосферы, при миграции токсичных веществ из полимерных материалов.
Литература. Безуглый В. Д. Полярография в химии
и технологии полимеров. Л., 1968. Булыгин Б. М., Швецова Л. Н.. Емелин Е. А.— Аналит.
химия, 1968, т. 23, № 2, с. 301—306. Быховская М. С.. Гинзбург С. А.. Хализова О. Д. Методы определения вредных веществ в воздухе. М„ 1966. Перегуд Е. А., Гернет Е. В. Химический анализ воздуха
промышленные предприятий. М., 1965. Экштат Б. Я.. Степаненко В. Е.. Помазова Е. Н. — Гиг. и сан., 1976, № 9, с. 55—58.
Поступила 12.01.81
УДК 614.72:678.745.8341-074:543.5«
Г. В. Ильичева, Л. В. Кузнецова
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИНИЛХЛОРИДА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Горьковский НИИ гигиены труда и профзаболеваний «
Производства винилхлорида (ВХ), поливинил-хлорида и полимерных материалов на их основе являются одной из быстро развивающихся отраслей промышленности. Эти производства загрязняют окружающую среду ВХ, который относится к канцерогеноопасным веществам. Для атмосферного воздуха населенных мест в качестве среднесуточной ПДК его рекомендована 0,15 мг/м3 в условиях умеренного климата и 0,07 мг/м3 в условиях сухого и жаркого климата (М. М. Муратов и М. Т. Тахнров). Возникает необходимость организации контроля за содержанием выбросов указанных производств и изучения влияния их на состояние окружающей среды. Для решения этой задачи требуется высокочувствительный метод определения малых количеств ВХ в воздухе.
Описанные в отечественной и зарубежной литературе газохроматографическне методы определения ВХ имеют недостаточно высокую чувствительность или требуют сложного и труднодоступного оборудования (АШэ^от; Р?игес1).
Нами разработан метод определения ВХ на отечественных хроматографиях серии «Цвет-100» с пламенно-ионизационным детектором, позволяющий обнаруживать следовые количества ВХ в присутствии ацетилена, этилена, метанола,
трихлорэтилена, дихлорэтана-1,2, ацетона, влаги. Анализ проводили на стеклянной колонке размером 300X0,3 см, заполненной целитом-545 (зернение 80/100 меш) с 15 % динонилфталата. Температура колонки 50°С, испарителя 100°С, скорость газа-носителя (азота) 35 мл/мин, водорода 35 мл/мин, воздуха 350 мл/мин, диаграммной ленты 600 мл/мин.
Методика предусматривает адсорбционное концентрирование ВХ во время отбора пробы. В качестве адсорбентов испытан активированный уголь марок АГ-3, АГ-5, АР-3 (фракция 0,5—1,0 мм). Уголь в количестве 400 мг помещали в концентратор (У-образная стеклянная трубка внутренним диаметром 4,2—4,5 мм и длиной 10—12 см), с одного конца закрепляли пробкой из стеклоткани и активировали в токе очищенного азота при 400—450 °С в течение 10 мин.
При разработке условий концентрирования в качестве статистических дозаторов применяли у мешки из газонепроницаемой лавсановой пленки вместимостью 500 л. Концентрация ВХ в газовоздушной смеси варьировала от 0,5 до 10 мг/м3 и устанавливалась хроматографически по градуировке с непосредственным вводом пробы в прибор из дозатора экспоненциального разбавления. Для определения адсорбционной ем-
