Научная статья на тему 'ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА С ПРОТОННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА, МАРГАНЦА, ЖЕЛЕЗА, НИКЕЛЯ, КОБАЛЬТА, ЦИНКА, ГЕРМАНИЯ, МЫШЬЯКА, РТУТИ, СВИНЦА, ВИСМУТА В ЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦАХ ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ'

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА С ПРОТОННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА, МАРГАНЦА, ЖЕЛЕЗА, НИКЕЛЯ, КОБАЛЬТА, ЦИНКА, ГЕРМАНИЯ, МЫШЬЯКА, РТУТИ, СВИНЦА, ВИСМУТА В ЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦАХ ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
27
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Т.И. Искандаров, Р. Убайдулласв, А.X. Камильджанов, Р. . Хайдаров, Т. Хамракулов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА С ПРОТОННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА, МАРГАНЦА, ЖЕЛЕЗА, НИКЕЛЯ, КОБАЛЬТА, ЦИНКА, ГЕРМАНИЯ, МЫШЬЯКА, РТУТИ, СВИНЦА, ВИСМУТА В ЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦАХ ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ»

Исходя из хлорокисляемости, легко получить растворы веществ с заданной степенью деструкции в целях последующего изучения токсических свойств образующихся продуктов и их влияния на качество воды. В частности, в опытах на белых крысах-самцах определяли ЛД50 (per os) продуктов, образующихся при 100% деструкции активным хлором хлорацетона, МБА и МБХ. Установлено, что после хлорирования токсичность всех 3 веществ уменьшалась: в случае хлорацетона — со 189,3 (157,9—220,7) до 269,3 (227,1—311,5) мг/кг, МБА — с 5635,2 (5218,8-6051,6) до 6189,8 (577,34-6606,2) мг/кг, МБХ—с 861,5 (732,9—990,1) до 1096,0 (967,4—1224,6) мг/кг. Поскольку по химической структуре МБХ отличается от МБА лишь наличием в молекуле атома хлора, а токсичность исходного МБХ выше токсичности исходного МБА, в процессе хлорирования происходит, очевидно, окисление веществ, а не образование хлорпроизводных (последнее, по-видимому, можно отнести и к хлор-ацетону).

В литературе имеются сведения о различной токсичности и опасности продуктов трансформации в зависимости от степени разрушения исходного вещества тем или иным деструктирующим агентом (Т. С. Капитульская; Е. В. Штанников и соавт., и др.). Подобные данные получены и нами. Так, при 50% деструкции МБА активным хлором его ЛД50 практически не отличалась от ЛД50 исходного вещества. В этой связи возникает вопрос о необходимости стандартизации условий разрушения исходных веществ (в частности, при хлорировании), регламентируемых в воде водоемов. Однако, по нашему мнению, решение этого вопроса требует одновременного учета потенциальных ролей гидролиза, температурных условий, влияния биофакторов и др. В тех случаях, когда хлорирование оказывается ведущим среди них, соответствующая 100% деструкция исходного вещества позволяет наиболее полно выявить возможные отрицательные эффекты действия образующихся продуктов.

Исходя из сказанного, представляется целесообразным при регламентации вредных веществ в воде

водоемов определять их хлорокисляемость как одну из существенных характеристик стабильности и трансформации изучаемых веществ. Кроме того, данные о хлорокисляемости могут быть использованы при оценке эффективных доз хлора в процессе водоподготовки на водопроводных сооружениях.

Литература. Горбачев С. В. — В кн.: Практикум

по физической химии. М., 1974, с. 322—394. Зарубин Г. П., Новиков Ю. В. — В кн.: Современные методы очистки к обеззараживания воды. М., 1976, с. 71 — 103.

Капитульская Т. С. Гигиеническая и сянитарно-токсико-логическая оценка флотореагента аллилизотиурония хлорида и продуктов его гидролиза применительно к проблеме санитарной охраны водоемов. Автореф. дис. канд. М., 1978. Королев А. А., Мазаев В. Т. — Гиг. и сан., 1975, № 7, с. 83—88.

Королев А. А., Михайловский Н. Я., Ильницкий А. П. —

Там же, 1980, № 8, с. 11 — 14. Красовский Г. Н., Михайловский Н. Я-, Сутокская И. В. и др. — Гиг. окружающей среды (Экспресс-информ.), 1981, № 2, с. 26. Окислители в технологии водообработки./Шевченко М. А.,

Марченко П. В., Таран П. Н. и др. Киев, 1979. Симецкий М. А. Исследование эффективности аэрозолей циодрина, хлорофоса, севина и дикрезила в борьбе с иксодовыми клещами на крупном рогатом скоте. Автореф. дис. канд. М., 1970. Скворцов А. Ф. Сравнительная гигиеническая оценка сильных окислителей, предлагаемых для обезвреживания химического загрязнения пресных и морских вод при хозяйственно-питьевом и оздоровительно-лечебном использовании. Автореф. дис. канд. М., 1979. Скопинцев Б. А. — Труды Гос. океанограф, ин-та, 1950,

вып. 17 (29), с. 33—34. Штанников Е. В., Ильин И. Е. — Гиг. и сан., 1979, № 1, с. 15-20.

Штанников Е. В., Степанова Н. Ю., Подземельни-

ков Е. В. — Там же, № 3, с. 15—18. Штанников Е. В., Степанова Н. Ю. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. Саратов, 1979, с. 20—23. Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики. М., 1962.

Даниэльс Ф., Олберти Р. — В кн.: Физическая химия.

М., 1978, с. 283—339. Уильяме В., Уильяме X. — В кн.: Физическая химия для биологов. М., 1976, с. 322—370.

Поступила 06.10.81

УДК 614.71:543.42.062

Т. И. Искандаров, Р. Убайдуллаев, А. X. Камильджанов, Р. А. Хайдаров,

Т. Хам раку лов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА С ПРОТОННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА, МАРГАНЦА, ЖЕЛЕЗА, НИКЕЛЯ, КОБАЛЬТА, ЦИНКА, ГЕРМАНИЯ, МЫШЬЯКА, РТУТИ, СВИНЦА, ВИСМУТА В ЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦАХ ПРИ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ

Институт ядерной физики АН Узбекской ССР и Узбекский НИИ санитарии, гигиены

и профзаболеваний, Ташкент

Ускоренное развитие народного хозяйства может приводить к увеличению выбросов в окружающую среду загрязняющих веществ, среди ко-

торых особо опасными являются токсичные элементы (Сг, Мп, Ре, N1, Со, Си, 2п, бе, Ав, РЬ, В1, Р^) и их соединения. В связи с этим чрезвы-

чайно важно изучение загрязнения атмосферного воздуха с целью выявления указанных элементов.

Недостатками существующих химических методов анализа являются низкая производительность, а также недостаточная чувствительность и точность.

Нами проведена разработка метода рентгено-спектрального анализа ряда токсичных элементов с возбуждением ускоренными протонами, отличающегося высокой чувствительностью, точностью и экспрессностью. Метод заключается в облучении отобранной на присутствие определяемых элементов пробы воздуха (фильтра) протонами, ускоренными на циклотроне или другом ускорителе, с одновременной регистрацией характеристического рентгеновского излучения с помощью (Ы)-де-тектора. Чувствительность определения Сг, Мп, Ре, N1, Со, Си, Хп, йе, Аб, РЬ и Ей составляет соответственно 0,01, 0,01, 0,01, 0,01, 0,01 0,02, 0,02; 0,03, 0,08 , 0,07, 0,07 и 0,08 мкг в анализируемом объеме.

Для проведения анализа необходимы циклотрон или любой ускоритель протонов до энергии 4— 6 МэВ, полупроводниковый детектор (1л), анализатор импульсов АИ-256, электроаспиратор, бумажные беззольные фильтры (синяя лента) МРТУ 6-09-2411—65 или АФА-Х11-20, патроны для фильтров, мерные колбы на 100 мл, микропипетка, а также реактивы: бихромат калия (ГОСТ 4220—65), хлорид никеля (ГОСТ 4038—61), 1 н. 5% Н2504 (ГОСТ 4204—66), сульфат меди — Си БО 4 • Н 20 (ГОСТ 4165—68), 1 н. концентрированная НС1 (ГОСТ 3181—67), металлический цинк (ГОСТ 989—62), двуокись германия (ЦМТУ 3431—53), трехзамещенный арсенат натрия — ЫаАБО.,-12Н,0 (МРТУ 6-09-3924—67), нитрат свинца (ГОСТ 4236—67), химически чистый сернокислый кобальт (II) — Со504-7Н20 (ГОСТ 4462—68), сернокислый марганец (II)—Мп5045-Н20 (ГОСТ 435—67). фосфорнокислый висмут — ЕНР04 (МРТУ 6 09-5507—68), ртуть йодная — ВД, (ГОСТ 3206—46), химически чистое сернокислое железо (III) — Ре2(504)3-9 НгО (ГОСТ 9485—60).

Рабочие растворы с содержанием 100 мкг элементов на 1 мл готовят следующим образом. Для Сг в мерной колбе на 100 мл в бидистнллированной воде растворяют 0,0282 г перекристаллизованного бихромата калия, для N1 в 100 мл бидистнллированной воды растворяют 0,455 г хлорида никеля, для Си в 100 мл 5% Н2504 растворяют 0,0393 г сульфата меди, для Ъп 0,0100 г металлического цинка растворяют в 10 мл 1 н. НС1 и доводят бидистнллированной водой до 100 мл, для йе 0,1441 г двуокиси германия растворяют в горячей бидистнллированной воде и по охлаждении доводят до 100 мл, для Аэ 0,0565 г трехзамещенного арсената натрия растворяют в 0,1 н. Н2804 и доводят раствор водой до 100 мл.

Для РЬ исходный раствор с содержанием 1 мг/мл готовят путем растворения 0,1598 г перекристаллизованного нитрата свинца в мерной колбе вмести-

мостью 100мл в 1% НЫ03, а рабочий стандартный раствор с содержанием 0,1 мг/мл—разбавлением исходного в 10 раз. Для Со 0,04770 г перекристаллизованного сульфата кобальта вносят в мерную колбу на 100 мл, растворяют в подкисленной воде и доводят водой до метки, для Мп 0,04387 г сернокислого 5-водного Мп (II) растворяют в 100 мл раствора Н2504 (1:20) для Ш 0,01454 г фосфорнокислого В1 (III) растворяют в 10% НС1 и им же доводят до метки, для Ре 0,0358 г сернокислого 9-водного железа (III) растворяют в 100 мл 10% Н2504, для Ь^ основной стандартный раствор, содержащий Нд 100 мкг на 1 мл, готовят из йодида 1-^:0,0226 г йодида растворяют в небольшом количестве подготовительного раствора и им же доводят объем до 100 мл. Подготовительный раствор готовят следующим образом: 2,5 г очищенного возгонкой кристаллического йода и 30 г йодида калия растворяют в небольшом объеме дистиллированной воды и доводят раствор до 1 л листилли-рованной водой.

Для приготовления эталонов вырезают несколько фильтров по размерам мишенедержателя (диаметр 30 мм), установив на тонкостенное кольцо диаметром 25 мм, взвешивают, наносят на каждый фильтр около 0,05 мл исследуемого раствора с помощью пульверизатора, снова взвешивают и высушивают на том же кольце при комнатной температуре.

Содержание элемента в этаноле определяется по формуле:

Мэт = 0,1 с „ мкг/см*, оэ-р

где М, и Мг — масса фильтра-эталона соответственно до и после нанесения раствора во влажном виде (в мг); 5Э — площадь вырезанного фильтра (в см2); р — плотность раствора (в г/см3); 0,1 — содержание эталонного элемента в растворе (0,1 мг/см3).

Для отбора проб исследуемый воздух протягивают через фильтр, помещенный в патрон, со скоростью 10 л/мин. Продолжительность отбора 30 мин.

Пробу (фильтр) воздуха, отобранную для определения присутствия в ней соединений Сг, N1, Мп, Ре, Си, Со, Хп, йе, Аэ, РЬ и В1, помещают в мишенедержатель (алюминиевую рамку), который устанавливают в камеру для облучения протонами. За мишенедержателем, расположенным под углом 45° к оси пучка, устанавливают цилиндр Фарадея. Пучок протонов через никелевую фольгу выводится в воздух и через графитовый коллиматор диаметром 10 мм попадает на образец. Одновременно регистрируется ХРИ с помощью (Ы)-де-тектора. Интегральный заряд пучка протонов измеряется интегратором тока.

Энергию протонов выбирают не более 4 МэВ, ток облучения 10—100 нА, время облучения 2— 10 мин, (Ы)-детектор устанавливают под углом 90° к оси пучка на расстоянии 20 мм под мишенедержателем. Детектор подключают через зарядо-

3*

— 67 —

чувствительный предусилитель и усилитель-экспандер к анализатору импульсов АИ-256. После облучения исследуемых образцов в тех же условиях облучают эталон.

Сг, Мп, Ре, N1, Си, Со, ве и Ав определяют по Кв-серии ХРИ, а РЬ — по Ц-серии. Метод специфичен. Только при определении мышьяка мешает Ьа-серия ХРИ РЬ, когда соотношение количества Аэ и РЬ менее 0,2.

Анализ можно проводить и на более низкоэнергетических ускорителях с энергией протонов Ер< <4 МэВ, но наибольший выход ХРИ, а следовательно, и большая чувствительность достигаются при высокой энергии протонов. Увеличение последней выше 4 МэВ ведет к ухудшению чувствительности в связи с усилением фона.

Содержание элементов в пробах X! (мкг) вычисляется по формуле:

V \л о

=

УДК вн.71У73-07(048.8)

Атмосферные загрязнения чрезвычайно разнообразны и могут быть весьма устойчивыми или реакционноспособ-ными. Промежуточные продукты в ряде случаев бывают более токсичными, чем исходные. Кроме того, химические продукты могут подвергаться трансформации в атмосферном воздухе с образованием более токсичных, чем исходные (М. Т. Дмитриев).

Под контролем за выбросами понимают системы мер, направленных на своевременное получение достаточно точной информации о качественном и количественном составе выбросов для разработки и принятия необходимых гигиенических рекомендаций по их существенному или полному сокращению с целью недопущения неблагоприятных воздействий на здоровье населения (детей, лиц с ослабленным здоровьем, беременных, людей пожилого возраста), а также на флору и фауну (И. П. Герасимов; Г. И. Сидоренко, 1978, 1979; Ф. Г.'Кротков; Н. А. Щер-бань и соавт.; М. Т. Дмитриев и А. П. Лестровой; К. А. Буштуева; К. А. Буштуева и И. С. Случанко).

Поскольку контроль за выбросами требует больших капиталовложений, этому вопросу в последние годы уделяется большое внимание. Расходы на контроль за загрязнением могут быть разделены на капитальные и эксплуатационные: капитальные идут на создание и промышленное освоение производства новой аппаратуры, подготовку кадров, единовременные затраты — на приобретение аппаратуры, строительство станций контроля за загрязнением (С КЗ). Эксплуатационные затраты расходуются на эксплуатацию автоматизированных СКЗ воздуха (АСКЗВ), грплату сотрудникам, амортизационные — на текущий

где ф 0, (?э —интегральный заряд протонов соответственно для образца и эталона (в мк Кл); Уа — число квантов Ка- или Ьв-линии ХРИ соответственно п образце и эталоне; Мэ — содержание элемента в эталоне (в мкг/см2); 5 — площадь всей поверхности фильтра, через который пропущен воздух.

Содержание определяемого вещества в воздухе вычисляют по формуле:

у

Xа = —у— мг/м®,

где V — объем исследуемого воздуха (в м3), отобранный для анализа и приведенный к нормальным условиям по общепринятой формуле; К — коэффициент пересчета с элемента на определяемое соединение.

Ошибка метода не превышает 15%.

Поступила 20.03.81

ремонт и замену пришедших в негодность элементов, кг либровку и проверку приборов, дистанционную передачу полученных данных. Наиболее перспективным является применение АСКЗВ. Обработка получаемой информации в современных АСКЗВ обычно ведется в центре анализа и обработки на ЭВМ, куда она поступает по каналам связи от отдельно расположенных СКЗ. За рубежом такие АСКЗВ являются собственностью предприятия, а расходы по их созданию и эксплуатации входят в стоимость создаваемой продукции (Д. В. Коптев и А. П. Лестровой),'Под АСКЗВ понимают совокупность управляемого объекта и автоматических управляющих устройств, в которой часть функций управления выполняет оператор. Совместные АСКЗВ осуществляют сбор информации с объекта управления — контрольно-аналитических приборов СКЗ, преобразование получаемой с приборов информации в удобную для анализа и обработки на электронно-вычислительных машинах форму, передачу получаемой информации в информационно-вычислительный центр для обработки и анализа, обработку, анализ, разработку предложений и составление прогноза уровней загрязнения среды на перспективу, формирование управляющих команд и их реализацию на управляемом объекте — приборах СКЗ.

Действующие АСКЗВ регистрируют одновремено содержание в выбросах токсичных веществ десятков наименований, метеопараметры, определяющие их распределение, фоновые уровни загрязнения среды. СКЗ при этом работают в автоматическом режиме и управляются из информационного центра/СКЗ представляет собой совокуп-

Обзоры

М. Т. Дмитриев, А. П. Лестровой

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕМ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.