CC BY
3
зируемой воде. При отсутствии такого К.ПАВ определение ведут по условному стандартному КЛАВ — бромиду цетилтриметиламмония. Оптическую плотность растворов измеряют относительно раствора сравнения, содержащего все ^ компоненты, кроме К.ПАВ. Количество КПАВ в анализируемом растворе определяют по калиб-
ровочному графику с учетом произведенного разбавления. Литература
1. Дорогова Е. И., Лурье Ю. Ю., Дедков Ю. М.// Методы анализа природных и сточных под.—М., 1977.— С. 232—243.
2. Лурье Ю. 10., Рыбников А. И. Химический анализ производственных сточных вод. — М., 1974.
Поступила 10.03.88
УДК 613.155.3:615.2851-074.543.544
Л. П. Щербаков,. В. В. Курпель, Г. А. Газиев
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Г\1,ГЧ-ДИЭТИЛХЛОРАЦЕТАМИДА В ВОЗДУХЕ
Ы.Ы-диэтилхлорацетамнд (ХДЭА) относится к классу гербицидов, его расчетная ПДК для воздуха рабочей зоны составляет 0,2 мг/м3 [1, 5]. Для высокочувствительного и селективного ана-9- лиза хлорорганических гербицидов успешно применяют газовую хроматографию [2, 4]. В литературе отсутствуют сведения о методиках газо-хроматографического анализа ХДЭА в воздухе.
В настоящей работе предлагаются два варианта методики газохроматографического определения ХДЭА в воздухе с помощью хроматографов с пламенно-ионизационным детектором (типа «Цвет-102») и детектором по захвату электронов (типа ЛХМ-80).
Исходя из физико-химических свойств ХДЭА были испытаны неподвижные фазы: полиэтилен-гликоль ПЭГ-6000, силикон ДС-560, апнезон Ь+2 % КОН, простой эфир поли(оксиэтилен-окенпропилена), укон 50-НВ-5100+2 % КОН и иолиметилфенилсилоксановое масло (ПМФСМ), нанесенные в количестве 10—15% на хроматон Щ Ы-АШ, обработанный диметилдихлорсиланом — ОМСБ (ЧССР), а также полиметафениловын эфир РРЕ-20, нанесенный в количестве 3 % на супелкопорт (США) [3].
При длительном кондиционировании (около 12 ч) колонки с ПЭГ-6000 при температуре 170 °С флюктуации нулевой линии ограничивали нижний предел чувствительности прибора в 100—200 раз. Другие неподвижные фазы, нанесенные на хроматон М-А\У-ОМСБ (за исключением масла ПМФСМ), после длительного кондиционирования и получения удовлетворительной нулевой линии обладают нелинейной изотермой адсорбции к ХДЭА. В этом случае задний фронт выходной хроматографической кривой ХДЭА сильно растянут. Хорошие результаты при хроматографировании ХДЭА были получены на стеклянных колонках длиной 1 м, внутренним диаметром Змм, заполненных 15% ПМФСМ, $ нанесенным на хроматон Ы-АШ-ОМСБ, или 3 % РРЕ-20, нанесенным на супелкопорт.
При рассмотрении способа полного концентрирования ХДЭА в поглотительной колонке на
слое сорбента следует отметить, что при концентрации исследуемого вещества в воздухе, равной 0,1 мг/м3 (0,5 ПДК), и чувствительности хроматографа «Цвет-102» с пламенно-ионизационным детектором 10~7 г для определения ХДЭА потребуется проба воздуха объемом 1 л.
При концентрировании ХДЭА в поглотительной колонке и одновременном использовании аналитической колонки был применен дозирующий кран, входящий в комплект хроматографа. В процессе работы было установлено, что узел ввода пробы требует конструктивного изменения, так как дозирующий кран и промежуточные участки газовых линий в приборе «Цвет-102» не обогреваются, и, кроме того, в объеме испарителя анализируемый компонент контактирует с металлической поверхностью, что приводит к искажению формы хроматографического пика ХДЭА.
Для устранения указанных недостатков была изменена конструкция узла ввода пробы в хроматограф с целыо включения в газовую схему поглотительной колонки с использованием дозирующего дискового крана хроматографа и обогревом газовых линий до 200—220 °С. Дисковый кран хроматографа установлен вблизи испарителя и соединен с ним газовой линией, припаянной к испарителю. Кран и радиатор дополнительно обогревались термоэлементами, а общее термостатирование узла обеспечивалось теплоизолирующим кожухом. Термоэлемент выполнен из нержавеющей стали толщиной 0,1 мм в виде трубки. Поглотительную колонку устанавливали внутрь термоэлемента. При вводе пробы из поглотительной колонки кран-дозатор переводили в положение, при котором она включается в линию газа-носителя.
В качестве сорбента в поглотительной колонке была использована та же насадка, что и в аналитической колонке, т. е. 15% ПМФСМ на хро-матоне М-А'\У, силанизированным ОМСБ.
Так как концентрирование производили в режиме полного поглощения, то необходимо было определить максимальный объем воздуха, при пропускании которого через поглотительную ко-
лонку не наблюдалось бы проскока ХДЭА. Для обнаружения проскока вещества были применены две последовательно соединенные одинаковые поглотительные колонки. Смеси ХДЭА с воздухом готовили в гермоемкости объемом 5 л. Диапазон концентраций ХДЭА в воздухе гермоемкости составлял от 0,2 до 100 мг/м3. Отбор пробы воздуха из гермоемкости объемом 200, 400, 600, 800, 1000 и 1200 мл производили со скоростью пропускания от 30 до 240 мл/мин на две последовательно соединенные колонки длиной 140 мм и диаметром 4 мм каждая. Верхний предел скорости воздушного потока (240 мл/мин) определялся сопротивлением колонок и характеристиками аспирирующего устройства (аспиратор Мигунова). После отбора пробы определяли количество ХДЭА, адсорбированного в 1-й и 2-й колонках. Линейное изменение количества ХДЭА, сорбированного в 1-й колонке в зависимости от объема пробы, наблюдалось до объема 1100 мл при максимальной скорости отбора воздуха 240 мл/мин. При объеме пробы воздуха 1200 мл был обнаружен проскок ХДЭА во 2-ю колонку.
Установлено, что анализ ХДЭА в воздухе при концентрациях 0,2 мг/м3 и выше может быть надежно осуществлен на хроматографе типа «Цвет-102» с пламенно-ионизационным детектором. Условия анализа: стеклянная колонка (длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм) заполнена хро-матоном М-А\\^-ОМС5, содержащим 15% ПМФСМ; температура термостата колонок 140°С, испарителя 170°С, крана-дозатора 200°С; расход гелия 40 мл/мин, водорода 30 мл/мин, воздуха 250 мл/мин; объем пробы 1 л. Шкала усилителя 50-10~12. Время удерживания ХДЭА 3 мин 55 с, предел обнаружения 0,1 мг/м3. Температура десорбции ХДЭА из поглотительной колонки 210°С.
Предлагаемая методика может быть рекомендована для контроля за содержанием ХДЭА в воздухе рабочей зоны.
Применение хроматографа ЛМХ-80 с более чувствительным детектором по захвату электронов может существенно упростить методику анализа ХДЭА в воздухе и позволит изыскать возможность его анализа в воде. Учитывая хорошую растворимость ХДЭА в воде, мы исследовали возможность извлечения его из воздуха путем барботирования потока через поглотитель с водой с последующей экстракцией растворителем и анализом пробы экстракта. Для этого была установлена чувствительность используемого прибора ЛХМ-80 к ХДЭА, произведен выбор хроматографической насадки, режимов хромато-графирования, поглотительного раствора, экс-трагента и условий экстракции. В качестве экс-трагентов исследовали хлороформ, диэтиловый эфир, бензол, толуол, этилацетат, четыреххлори-стый углерод и йодистый метил.
Экстракцию проводили из 100 мл воды, со-
держащей 200 мг ХДЭА, 10 мл экстрагента. Затем пробу экстракта объемом 1 мкл вводили в испаритель хроматографа и по площади хрома-тографического пика определяли общее количество ХДЭА в экстракте. Коэффициент распределения рассчитывали по отношению равновесных ^ концентраций ХДЭА в экстракте и воде. *
Полученные данные показали, что наибольший коэффициент распределения ХДЭА установлен в системе хлороформ — вода (8,1). Однако детектор по захвату электронов обладает высокой чувствительностью к хлороформу, что мешает определению микропримеси ХДЭА. Наиболее приемлемым экстрагентом оказался толуол (коэффициент распределения 5,5).
При выборе газохроматографической колонки выявлено, что фон ПМФСМ при температуре 140°С сильно снижает чувствительность детектора по захвату электронов. Хорошие результаты были получены на колонке, заполненной 3 % РРЕ-20, нанесенным на супелкопорт. После ^ предварительного кондиционирования колонки при температуре 200°С в течение 24 ч была получена возможность работы на самой чувствительной шкале хроматографа ЛХМ-80. При температуре колонки 160 °С и расходе газа-носителя 40 мл/мин время удерживания ХДЭА составляет 40 с и толуола, который выходит узким пиком,— 4 с.
Чувствительность детектора к ХДЭА и линейный диапазон измерения определяли при помощи его модельных растворов в толуоле в интервале от 5-Ю-4 до 2-Ю-2 мг/мл. Объем пробы был равен 5 мкл. Установлено, что линейный диапазон детектора заключен в пределах концентраций от 1 -10-3 до 2-Ю-2 мг/мл.
В качестве поглотительной жидкости была взята дистиллированная вода. Ее количество, л требуемое для полного улавливания ХДЭА из воздуха, а также скорость отбора пробы определяли при помощи двух последовательно включенных поглотительных приборов с одинаковым количеством воды (по 10 мл), через которые барботировали воздух, содержащий ХДЭА заданной концентрации. Показано, что полное улавливание ХДЭА обеспечивается в первом поглотительном приборе при скорости отбора пробы 0,5 л/мин.
С целью повышения степени извлечения ХДЭА из водного раствора экстрагентом был применен метод высаливания путем добавления в раствор хлорида натрия до концентрации 0,17 г/мл. Установлено, что при увеличении концентрации соли от 0,05 до 0,17 г/мл (до насыщения) коэффициент извлечения ХДЭА увеличивается с 5,5 до 8,2. Объемное соотношение толуола и воды составляло 1:10. £
Таким образом, отбор пробы при анализе ХДЭА осуществляли, пропуская поток воздуха со скоростью 0,5 л/мин в течение 20 мин через два последовательно соединенных поглотителя с
10 мл воды. Затем воду из поглотителей выливали в пробирки, добавляли в каждую по 1,7 г хлорида натрия и после его растворения — по 1 мл толуола. Из экстракта отбирали пробу объемом 5 мкл для ввода в испаритель хроматографа ЛХМ-80. Условия газохроматографического анализа: стеклянная колонка (длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм) заполнена 3 % РРЕ-20, нанесенным на супелкопорт; температура термостата 160°С, испарителя 170°С, детектора 230°С; расход газа-носителя (азота) 40 мл/мин, предел обнаружения 0,03 мг/м3. Погрешность определения ХДЭА в воздухе 20 доопределению не мешают диэтиламин, диэтилаце-тамид и монохлоруксусная кислота.
УДК 614.777-074(048.8)
XXVII съезд КПСС, утвердивший «Основные направления экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года», придал вопросам бережного и экономного использования природных ресурсов страны первостепенное значение, наметил конкретные задачи по дальнейшему обеспечению потребностей страны всеми видами топлива и энергии при существенном снижении вредного воздействия их на окружающую среду [24]. В этих условиях освоение новых, экологически чистых источников энергии трудно переоценить.
В последние годы повсеместно возрастает внимание к использованию возобновляемых (нетрадиционных) источников энергии, к которым относят энергию солнца, ветра, морей и океанов, а также геотермальное тепло подземных источников. Проблема использования тепла Земли для производства электроэнергии предполагает, что при соответствующем развитии геотермальных тепловых электростанций (ГеоТЭС) энергия, вырабатываемая ими, будет дешевле энергии, полученной любым другим способом [18].
Кроме того, по оценкам [40], общие ресурсы тепловой энергии на глубинах до 10 км составляют 1,8-108 млрд т условного топлива. Минимальная оценка в 3,5 тыс. раз превышает величину мировых ресурсов традиционных видов минерального топлива (уголь, нефть, газ, сланцы,
Литература
1. Беспамятное Г. П., Богушевская К■ К-, Беспамятнова А. В. и др. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде.—Л., 1975.
2. Другое 10. С., Беликов А. Б., Дьякова Г. А., Тульчин-ский В. М. Методы анализа загрязнений воздуха. — М., 1984.
3. Король А. Н. Неподвижные фазы в газожидкостной хроматографии. — М., 1985.
4. Чармс Ш., Фишбейн Л., Вагман Дж. и др. Хроматография, практическое приложение метода: Пер. с англ. / Под ред. Э. Хефтмана. — М., 1986. — Ч. 2.
5. Шампурин А. А.. Кример М. 3. Физико-химические свойства пестицидов: Справочник. — М., 1976.
Поступила 22.06.88
торф и др.) [37, 40]. Ресурсы геотермальной энергии достаточны для удовлетворения потребностей мира в течение 5 млрд лет. Они экологически чисты и дешевы.
В настоящее время в различных районах планеты на ГеоТЭС производится более 1000 МВт электроэнергии [20]. На протяжении более 20 лет успешно работает на Камчатке Паужет-ская ГеоТЭС мощностью 11 тыс. кВт, использующая пароводяную смесь, поступающую с глубины 600—900 м. Там же строится Мутновская ГеоТЭС мощностью 200 тыс. кВт, проводятся работы по использованию глубинного тепла для целей теплоснабжения и выработки электроэнергии в районах Дагестана, Сибири, Грузии, Чечено-Ингушетии, в Крыму, Краснодарском и Ставропольском краях [1, 3, 5—8, 12, 17, 33]. Прогнозные запасы термальных вод в нашей стране составляют 20—22 млн м3 в сутки с температурой от 50 до 250°С. Они могут обеспечить 140—150 млн т условного топлива [21].
Идея использования тепла Земли не нова. Начало практического применения геотермальных теплоносителей теряется в глубокой древности. К бронзовому веку относятся обнаруженные археологами остатки ванн около термальных источников Грузии и Армении. Древние жители Камчатки, Ирана, Новой Зеландии пользовались природными парогидротермами для приготовления пищи. Со времен Римской империи во мно-
Обзоры
И. П. Козярин, О. П. Гульчий
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ВОД
Киевский медицинский институт
