CC BY
580
ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ КАК МЕТОД КОНТРОЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
А.А. Павленко, к.х.н., Л.Т. Рязанцева, к.б.н., ФГБОУ ВПО Воронежский государственный
технический университет
Хроматографические методы обладают наибольшим спектром возможностей для контроля загрязнения различных объектов окружающей среды. Характерными особенностями газовой хроматографии являются:
• Высокая разделительная способность: по своим возможностям анализа многокомпонентных смесей газовая хроматография не имеет конкурентов.
• Универсальность: разделение и анализ самых различных смесей -от низкокипящих газов до смесей жидких и твердых веществ с температурой кипения до 500 °С и выше - характеризует универсальность метода.
• Высокая чувствительность: высокая чувствительность метода обусловлена тем, что применяемые детектирующие системы позволяют надежно определять концентрации 10-8 - 10-9 мг/мл.
• Экспрессность: экспрессность газовой хроматографии подчеркивается тем, что продолжительность разделения в большинстве случаев составляет 10-15 минут.
• Легкость аппаратурного оформления: газовые хроматографы относительно дешевы, достаточно надежны, имеется возможность полной автоматизации процесса анализа.
• Малый размер пробы.
• Высокая точность анализа: погрешность измерений ±5 % относительных легко достигается практически на любой газохроматографической аппаратуре.
Газовая хроматография пригодна для определения любых соединений, которые могут быть воспроизводимо определены. Этот метод пригоден для анализа любых типов проб воздуха окружающей среды при условии соответствующей их подготовки. С помощью метода ГХ возможен анализ воздуха с целью обнаружения вредных примесей, в том числе аэрозолей, определение газов и веществ в неизвестном физическом состоянии (пары или аэрозоли), а также проведение производственного токсикологического анализа. В промышленности локально высокие концентрации химических веществ, например, на химических заводах, можно обнаружить и определить этим методом. Газовая хроматография применяется при определении вредных примесей в воздухе, состава выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, поскольку в них
содержится большое число токсичных компонентов, а также для получения информации о содержании того или иного конкретного соединения, когда невозможно обойтись без предварительного разделения смеси.
Метод, обладая достаточно высокой чувствительностью при малых концентрациях веществ, может быть применен для эффективного контроля загрязнений, попадающих в поверхностные воды, когда необходимо идентифицировать отдельные примеси и измерить их концентрацию. Определение наличия отдельных соединений часто необходимо и для обнаружения источника загрязнения, и для более эффективного повседневного контроля. При проведении анализа отдельно определяют содержание полициклических ароматических и высокомолекулярных углеводородов. Газовая хроматография позволяет точно, быстро и с высокой чувствительностью определять пестициды, экстрагированные из почвы, осадочных пород и тканей растений.
Газохроматографический анализ загрязнений воздуха может выполняться одним из следующих двух способов.
1. Пробу анализируемого воздуха вводят непосредственно в хроматограф, где содержащиеся в воздухе примеси разделяются в хроматографической колонке и регистрируются детектором.
2. Определенный объем исследуемого воздуха пропускают через концентратор (ловушку) того или иного типа. Задержанные в ловушке и таким образом сконцентрированные примеси переводят в колонку хроматографа, разделяют в ней и регистрируют с помощью детектора.
Современный уровень газохроматографической техники позволяет вводить пробы воздуха с объемом порядка 100 мл. Ввод пробы в виде пара, разбавленного большим объемом воздуха, значительно ухудшает возможности разделения близких по свойствам компонентов, что является существенным недостатком такого метода. Чувствительность существующих детектирующих систем позволяет при таком способе анализа регистрировать примеси, присутствующие в воздухе в концентрациях порядка 10-7 %. Такой уровень чувствительности достаточен для многих случаев применения первого способа газохроматографического анализа загрязнений воздуха в обитаемых помещениях или в открытой атмосфере. Так же могут быть выполнены анализы смога, анализы воздуха производственных помещений, анализы выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. Таким путем определяли весьма малые концентрации токсичных загрязнений воздуха, присутствовавшие в воздухе в концентрациях порядка 0,4-3 мг/м3 алифатических и ароматических углеводородов, хладонов разного состава, сероуглерода, диоксида серы, и других веществ.
В целом, уровень чувствительности, достигаемый при прямом анализе воздуха, удовлетворителен при определении загрязнений в воздухе производственных помещений, а во многих случаях и в свободной
атмосфере. Второй способ, хотя и несколько более трудоемкий и длительный, позволяет отбирать большое число проб, сохранять их в течение длительного времени, транспортировать на большие расстояния. Объем пробы воздуха может в этом случае составлять 1-100 л, а в отдельных случаях и несколько кубических метров. Концентрации примесей в отбираемых пробах могут быть в 103-105 раз меньшими, чем при первом способе, что позволяет определять загрязнения атмосферы в концентрациях 10-10 % и менее. [1,2].
Таким образом, газовая хроматография - метод количественного определения содержания вредных веществ в атмосферном воздухе, в питьевой воде, поверхностных и сточных водах, позволяющий дать оценку состояния окружающей среды, на основе которой возможна разработка мероприятий по улучшению состояния.
Список использованной литературы:
1. Винарский В.А. Хроматография [Электронный ресурс]: Часть 1. Газовая хроматография. Мн.: Научно-методический центр "Электронная книга БГУ", 2003. URL:
http://anubis.bsu.by/publications/elresources/Chemistry/vinarski.pdf .
2. Другов Ю.С. Газохроматографический анализ газов / Ю.С. Другов, Л.А. Конопелько. М.: Монимпекс, 1995.
