МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЯЧИХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ Со80 ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Инден определяли разработанным нами методом, стирол — при помощи бумажной хроматографии (Н. И. Казнина, 1968). При исследовании возможности миграции в воздух фталевого ангидрида мы применили метод 3. М. Пименовой (1966).

Результаты исследований приведены в табл. 1.

Клей СПП-1 (смола полимерная полистирольная) исследовали в натурных условиях. В экспериментальной комнате кубатурой 36 см3 пол площадью 12 л2 был покрыт клеем СПП-1 толщиной 3—4 мм. Пробы отбирали спустя месяц со дня покрытия на уровне пола и в 1 л от него при комнатной температуре.

Воздух в производстве кумароновых плиток изучали в 4 узлах: над смесителем СН-300, над вальцами, у первого каландра, у второго каландра. Средняя температура воздуха в помещении составляла 30°.

Выборочные данные анализов проб представлены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты исследований в натурных условиях

Материал, место отбора Температура воздуха (в градусах) Определено (в мг/мг)

инден стирол фталевый ангидрид

Клей СПП-1, в помещении *20 Не обнаружен 0,0325 Не обнаружен

Инден-кумароновые плитки

(пластифицированные СЖК)

в процессе производства:

над смесителем ..... 30 1,35 Следы —

» вальцами ...... 30 0,53 » —

у первого каландра . ^ . 30 0,3 » —

» второго » 30 0,4 >

Таким образом, проверяя разработанный нами колориметрический метод определения индена, основанный на реакции индена с 1,2- или 1,4-динитробензолом, мы показали, что материалы, изготовленные на основе инден-кумароновых смол, выделяют в воздушную среду инден, стирол и в отдельных случаях фталевый ангидрид.

ЛИТЕРАТУРА

Б ы х о в с к а я М. С. и др. Методы определения вредных веществ в воздухе. М., \966. — Казнина Н. И. Гиг. и сан., 1968, №5, с. 65. — Б а ту 1 с к 1 Е., Б I а п -1 е у Т. N о е I., Апа1у1. СЬегп., 1960, V. 32, р. 816.

Поступила 5/1X 1968 г.

УДК 616-073.916:546.73.02.60-092.»

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРЯЧИХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ Со80 ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

А. В. Быховский, В. В. Резвушкин

Для проведения исследований по оценке степени радиационной опасности горячих аэрозольных частиц и при разработке методов их выведения из организма требуется использовать радиоактивные частицы с заданными диспансерным составом и удельной активностью.

Из радиоизотопов, обусловливающих активность горячих частиц, большой интерес представляет Со60, являющийся основным загрязняющим элементом радиоактивных аэрозолей, образующихся при работе некоторых производственных установок (А. В. Быховский и соавт.; СоПеЫ), с размером частиц респирабельного диапазона, т. е. не превышающим 5 мк.

В настоящей статье описаны методы получения суспензий радиоактивных частиц из радиоактивной пыли, осевшей на фильтрах технологических систем радиационно-химических установок с препаратами Со60, и из частиц Со304, приготовленных из смеси препаратов радиоактивного и стабильного изотопов кобальта.

Для приготовления суспензии радиоактивных частиц из пыли, осевшей на фильтрах, фильтрующую ткань ФПП-15 с радиоактивной пылью отделяли от марлевой подложки фильтра, помещали в предварительно прокаленные фарфоровый тигель и прокаливали в течение 1 часа в муфельной печи при температуре около 700°. При этом содержащийся в пробе кобальт переводили в нерастворимые в воде окислы и пробу освобождали от материала фильтрующей ткани и органических примесей, которые при дальнейшей работе с суспензией могут оказать нежелательное действие, способствуя слипанию частиц в крупные конгломераты. После охлаждения полученный радиоактивный порошок осторожно растирали в агатовой ступке, разбавляли бидистил-лированной водой и Определяли дисперсный состав полученной суспензии методом се-диментационного анализа с применением микровесов (Г. И. Ромашов; Ф. М. Маршак) и непосредственного измерения диаметра частиц под микроскопом. Частицы заданных размеров отделяли методом отмучивания в высоком цилиндре (Г. И. Ромашов). Установка для разделения частиц по фракциям показана на рис. 1. Диафрагма «а», введенная в установку по предложению акад. И. В. Пе-трянова, позволяет существенно повысить эффективность ее действия, препятствуя взмучиванию осадка при сливе надосадочной жидкости.

Все операции отмучивания вели в бидистиллированной воде и при весовом содержании частиц взвеси в суспензии не более 0,1%. При расчете режима отмучивания пользовались формулой Стокса:

_ 18--Ц-Я т~ (Р-Р')г^ '

где т — время (в сек.) оседания частиц с удельным весом р (в г1см3) и диаметром с1 (в см) на глубину Я (в см) в жидкости, имеющей плотность р' и вязкость г] (пуаз); ^ — ускорение силы тяжести.

При наличии в полидисперсной суспензии очень мелких (меньше 1 мк) частиц во время ее отстаивания наблюдалось интенсивное слипание частиц. Из приведенных на рис. 2 седиментограмм видно, что если через 1 час после приготовления суспензии на долю частиц диаметром свыше 5 мк приходится менее 50% (по весу), то через 10 суток после приготовления суспензии на долю частиц крупнее 5 мк приходится уже более 90% общего веса частиц. За это же время резко уменьшается количество мелких частиц: если через 1 час после приготовления суспензии в ней найдено около 20% (по весу)

\

Л

/

Рис. 1. Установка для разделения частиц по

фракциям путем отмучивания. / — цилиндр с сифоном; 2 — конец сифона с диафрагмой «а»; 3 — лопаточка для взмучивания сус-

Диаметр частиц (вмн)

Рис. 2. Изменение дисперсного состава полидисперсной суспензии в зависимости от времени. 1 — седиментограмма, полученная через 1 час после приготовления суспензии; 2— через 10 суток после приготовления суспензии; 3 — через 20 суток после приготовления суспензии.

частиц меньше 2 мк, то через 10 суток в той же суспензии частиц меньше 2 мк практически необнаружено. Дисперсный состав суспензии, содержащей частицы размером в диапазоне 1-^5 мк, оставался практически постоянным в течение нескольких месяцев.

При проведении отмучивания мелкие частицы отделялись в первую-очередь. Для этого суспензию после ее тщательного перемешивания отстаивали в цилиндре (см. рис. 1) в течение времени, достаточного для оседания частиц крупнее 1 мк (при Н, равной 20 см, это время составляет 8 дней),

а жидкость, находящуюся выше отметки глубины Н и содержащую неосевшие более мелкие частицы, сливали. Учитывая захват некоторой части тонкодисперсных частиц более крупными при оседании, операцию отмучивания повторяли не менее 5 раз, каждый раз разбавляя оставшуюся часть суспензии до первоначального объема свежей порцией бидистиллята.

После отделения мелких частиц отделяли частицы больше 5 мк, для чего, предварительно разбавив суспензию свежей порцией бидистиллята, снова проводили отстаивание, но на этот раз в течение относительно короткого срока, достаточного для оседания частиц более 5 мк (при Н, равной 20 см, время оседания составляет 81/2 часов).

Таким образом получают суспензию, состоящую преимущественно из частиц респирабельного диапазона при сравнительно малом содержании частиц тонкодисперсной фракции. Далее суспензию, содержащую частицы заданных размеров, концентрировали до минимального объема путем отстаивания и последующего слива надосадочного слоя воды, определяли удельную активность суспензии (в микрокюри в 1 мл) и концентрацию частиц (в миллиграммах в 1 мл), после чего суспензию разбавляли до требуемых кондиций раствором поваренной соли с таким расчетом, чтобы содержание последней в итоге соответствовало физиоло-

гическому раствору (0,85%). Дисперсный состав суспензий/5*"

Таким способом была получена сус- ^^„Гшей3 „ГЦГрГ* пензия с размером частиц 14-5 мк (см. таб- технологических воздушных линий лицу) при удельной активности суспензии кобальтовых установок

1,32 мккюри/мл, концентрации частиц 0,98 мг1мл и удельной активности сухого остатка 1,35-10"3 кюри!г.

Суспензии, приготовленные из пыли, осевшей на фильтрах технологических систем кобальтовых радиационно-химических установок, имеют сложный химический состав: кроме соединений кобальта, в состав частиц суспензии входят соединения железа, алюминия, кремния и др. Авторадиографическое исследование суспензии показало, что из всех частиц размером 1—5 мк _

большую часть (свыше 90%) составляют м "jР " "

J 4 ' делении дисперсного состава суспен-

неактивные частицы или частицы с очень зии с помощью микроскопа каждый низкой удельной активностью. Однако сре- раз измерялось не менее 500 частиц.

Размер До После

разделе- разделе-

частиц ния ния

(в мк) фракций фракций

(в %) (в %)

Менее 1,6 79,5 15,2

1,6—3,2 15,9 78,8

3,2—4,8 3,0 4,8

4,8—9,6 1,3 1,2.

Более 9,6 0,3 Нет

.ди них встречались частицы и с довольно высокой удельной активностью— порядка нескольких десятков кюри на 1 г в зависимости от удельной активности сердечника активного препарата (О. М. Зараев и соавт.).

Хотя такая суспензия и характеризует реальные условия, для проведения эксперимента с целью оценки радиационной опасности определенных горячих частиц необходимо приготовлять суспензии частиц, имеющих однородный химический и радиохимический состав. Были приготовлены суспензии частиц Со304 из радиоактивного раствора азотнокислого кобальта, меченного Со80. В качестве материала для этого выбрана закись-окись кобальта, практически нерастворимая в воде и физиологическом растворе. Для получения Со304 радиоактивный раствор азотнокислого кобальта высушивали под лампой и прокаливали в течение 1 часа в муфельной печи при температуре около 700°. Образующийся черный порошок Со304 (КиЬо) тщательно растирали в агатовой ступке, готовили водную суспензию и затем отделяли фракцию с размером частиц от 2 до 4 мк описанным выше медом отмучивания.

Удельная активность частиц полученной суспензии зависит от удельной активности исходного раствора азотнокислого кобальта и концентрации в нем стабильного кобальта: чем выше отношение количества Со80 к количеству стабильного кобальта, тем выше удельная активность частиц полученной суспензии.

Для приготовления частиц Со30 4 микронного диапазона размеров с абсолютной активностью Ю-10 кюри использовали специально приготовленный в препарационной лаборатории исходный раствор азотнокислого кобальта, содержащий в 0,3 мл раствора 29,7 мкюри Со80 и 50 мг стабильного азотнокислого кобальта.

Описанным выше способом последовательно было отделено в виде суспензии достаточное для проведения эксперимента количество частиц размером 2-^-4 мк. Размер и активность частиц измеряли под микроскопом и на радиометрических приборах, а также описанным О. М. Зараевым методом авторадиографии с обратимым проявлением.

Полученные экспериментальные результаты согласовались с расчетными данными: удельная активность частиц составила 1,2 кюри!г (расчетная удельная активность равна 1,36 кюри!г) и абсолютная активность частиц— от 2- Ю-10 кюри (на 1 частицу) для частиц с диаметром 4 мк до 0,28-10~10 кюри для частиц с диаметром 2 мк при расчетной активности частиц, равной 2,7- Ю-10 и 0,32-10~10 кюри соответственно.

Все отходы, оставшиеся после отделения частиц нужных фракций, собирали, концентрировали, высушивали и растворяли в небольшом объеме (2—3 мл) концентрированной азотной кислоты при слабом цЪдогреве. Полученный таким образом радиоактивный раствор азотнокислого кобальта снова использовали для приготовления частиц Со304.

Для получения частиц с меньшей удельной активностью к исходному активному раствору азотнокислого кобальта добавляли рассчитанное количество неактивного азотнокислого кобальта в виде соли или водного раствора и все операции по приготовлению суспензии повторяли.

Таким образом, показана возможность получения частиц, содержащих Со80, с заранее заданными показателями удельной активности и размеров. Дисперсный состав полученных суспензий в течение нескольких месяцев остается практически неизменным, и они могут использоваться в экспериментальных исследованиях.

ЛИТЕРАТУРА

Быховский А. В. и др. Научные работы ин-тов охраны труда ВЦСПС, 1965, №13, с. 52. — Зараев О. М. Научные работы ин-тов охраны труда ВЦСПС, 1966, в. 3 (41), с. 49. — Зараев О. М., Красногорова Г. А., Ларичев А. В. и др. В кн.: Материалы 1-й Научно-практической конференции по радиационной безопасности.

М., 1967, с. 78. — М а р ш а к Ф. М. Завод, лабор., 1949, № 3, с. 364. — Ромашов Г. И. Основные принципы и методы определения дисперсного состава промышленных пылей. Л.,,1938. — Со I 1 е 1 (1 К. Е., НИИ РЬуз., 1963, V. 9, р. 283.

Поступила 16/X11 1968 г.

Ц

ОБЗОРЫ

УДК 613.34

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ

Член-корр. АМН СССР С. Н. Черкинский, проф. Е. В. Штанников

Недостаток пресной воды уже сейчас серьезно тормозит развитие производительных сил, а в связи с непрерывным ростом экономики и населения эта проблема приобретает еще большую актуальность и становится одной из важнейших проблем современности. Это относится ко многим странам Африки, Среднего и Ближнего Востока. В нашей стране недостаток в воде испытывают Туркмения, Узбекистан, Прибалхашье, Караганда, Восточный и Западный Казахстан, Донбасс, Криворожье и другие районы. Вместе с тем большая часть воды на земном шаре (до 97%) находится в морях и океанах * и не может быть использована из-за высокого содержания в ней солей.

Проведенное Советом по изучению производительных сил Госплана СССР сопоставление данных о водных ресурсах и намечаемом водопотребле-нии приводит к выводу, что к 1980—1990 гг. может оказаться реальной потребность в значительном объеме пресной воды. Многие ученые мира видят один из путей решения проблемы в опреснении соленых вод.

Создание экономичных опреснительных установок требует наряду с решением большого числа научно-технических вопросов разносторонней апробации и проверки многих вопросов гигиенического характера.

В получении питьевой воды из соленой уже сейчас наметились возможности применения способов, основанных на привлечении различных синтетических материалов (ионнообменных полимеров, ионитовых мембран), а также внедрении некоторых приемов (например, вымораживание), технология которых предусматривает использование химически активных про- * дуктов — углеводородов (бутан, изобутан, пропан и др.). Указанные материалы, а также значительная часть исходных компонентов, применяемых для их синтеза, не только не безразличны для организма, а наоборот, отличаются высокой токсичностью. Так, распространенные в производстве иони-тов вещества (стирол, дивинилбензол, эпихлоргидрин и многие другие) оказывают выраженное неблагоприятное влияние на организм (С. Н. Крем-нева и М. С. Толгская; В. А. Покровский, и др.). Как показывают исследования, они способны отщепляться от макромолекулы полимера и переходить в опресненную воду, сообщая ей токсические свойства. Современная ги-