CC BY
8
нитарных врачей. Необходимо ставить вопрос об организации санитарной милиции по опыту Узбекской ССР. Думается, все это позволит повысить эффек-
тивность и качество работы санитарно-эпидемиологической службы в решении проблем улучшения народного здоровья. |
Поступила 09.07.85
УДК 613.632.44-614.72]:661.4871-074
И. Э. Линде, В. Н. Лобарев, Б. Л. Рагинский
НЕПРЕРЫВНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ФТОРИСТОГО ВОДОРОДА
Высокие требования к чистоте воздуха рабочей зоны обусловливают необходимость создания средств и методов оперативного контроля его качества. В условиях загрязнения атмосферы особо опасными веществами, к которым относится фтористый водород (НР), необходимо применять автоматические измерительные приборы с непрерывной или через короткие промежутки времени индикацией.
В настоящее время для автоматической регистрации низких (до 1 мг/м3) концентраций НР в атмосфере используют приборы типов «Имко-метр» и «Миниадак». Принцип работы этих приборов основан на спектрофотометрической регистрации обесцвечивания ионом фтора цветного лака, например циркония с эриохромцианином И, тория с ализарином и др. [1]. Приборами можно пользоваться при измерении как средних значений за получасовой период, так и мгновенных максимальных.
Для определения концентрации воздух прокачивают через емкость, содержащую поглотительный раствор с индикатором, который обновляют перед каждой операцией пробоотбора и измерения. Чувствительность метода достаточно высока: нижний предел обнаружения НР 1—35 мкг/м3. Недостатками метода и применяемой аппаратуры являются сложность электромеханической части приборов, обеспечивающей замену поглощающего раствора, малая представительность проб воздуха из-за небольшой (20 л/мин) объемной скорости пробоотбора, ограниченность диапазона измерений, обусловленная применяемым индикатором, и дискретность определения концентраций фтора.
В то же время для анализа растворов широко применяется потенциометрический метод, отличающийся простотой и высокой чувствительностью за счет селективного электрода, подключенного к измерительному прибору типа ионо-мера [1, 2]. Один из способов автоматического анализа заключается в определении концентрации ионов в непрерывно движущейся струе раствора [3], которая в виде сплошной тонкой пленки стекает по поверхности селективного электрода. Одна сторона слоя жидкости контактирует с поверхностью электрода, другая — с атмосферой ячейки, в которой давление такое же, как и снаружи.
Этот принцип анализа был положен в основу непрерывного определения концентрации НР в паровоздушной смеси при оценке защитных свойств образцов противогазовых респираторов (коробок) марки В и сорбционно-фнльтрующих материалов на динамическом стенде типа ДП-3. Таким же образом измеряется содержание НР в воздухе производственных помещений. Рассматриваемая схема предусматривает использование пробоотборного устройства (см. рисунок)£ которое обеспечивает практически полное улавливание НР из паровоздушного потока и состоит из емкости 1 и крышки 2 с выходным штуцером 3, изготовленных из полиметилметакрилата. В корпусе крышки находятся гнезда для крепления электрода сравнения 4 и фторидселективно-го электрода 5. Электроды погружают в поглотительную жидкость, состоящую в равных пропорциях из буферной смеси и дистиллированной воды с бутаколом. Последний обеспечивает пе-нообразование при барботировании анализируемого воздуха с объемным расходом до 15— 20 л/мин, что способствует увеличению поверхности границы раздела фаз и эффективности адсорбции молекул НР, которая достигает 99,5 %.
Г&&-3
I I А-А
г
1
Схема пробоотборного устройства.
Объяснения в тексте.
Электроды соединяют с измерительным прибором типов рН-121, ЭВ-74 и др., показания с которого можно снимать практически каждые 10— 60 с.
Содержание фторид-иона в поглотительной жидкости определяют по градуировочному графику, построенному с использованием стандартных растворов ЫаР с заданной концентрацией от 0,1 до 1 мг/мл. При построении графика снимают показатели электродвижущей силы электродной системы по шкале измерительного прибора и строят его в полулогарифмических координатах концентрация (в микрограммах на 1 мл) — разность потенциалов (в милливольтах) .
Описанная схема непрерывного измерения концентрации НР в паровоздушных смесях эксплуатировалась при следующих параметрах: концентрация иона фтора в растворе от 0,1 до 103 мкг/мл, объемный расход паровоздушной смеси до 20 л/мин, относительная влажность па-"%)Овоздушной смеси до 94 %, температура 10— 50 °С, объем поглотительного раствора 50— 200 мл.
Минимальную определяемую концентрацию НР в паровоздушной смеси можно вычислить из следующего соотношения:
Л-У
СтШ = ~ мг/м3,
где А — нижний предел обнаружения концентрации фторид-иона в поглотительном растворе (в мкг/мл): V — объем поглотительного раствора (в мл); <2 — объемный расход анализируемой паровоздушной смеси (в л/мин); t — продолжительность отбора пробы (в мин).
Из этого соотношения следует, что нижний предел обнаружения НР в воздухе устанавливается соответствующим выбором параметров про-боотбора. Например, при /4 = 0,1 мкг/мл, V— = 50 мл, <3 = 10 л/мин концентрация НР ниже ^ПДК фиксируется за 11 мин.
При недостаточной чувствительности (особенно в первый момент анализа воздуха при низком содержании фтористого водорода) в поглотительный раствор добавляли фтор-ион в виде фторида натрия. Это обеспечивало проведение измерений в области линейной зависимости электродвижущей силы электролита (раствора) от концентрации в нем иона фтора. При использовании фторидселективных электродов, у которых электродвижущая сила дистиллированной
воды составляла 250—300 мВ при 20±2°С, начальную концентрацию фторид-иона за счет введения фторида натрия создавали на уровне 1 мкг/мл. Следует отметить, что величина добавки зависела от чувствительности применяемого электрода: чем выше электродвижущая сила дистиллированной воды, тем меньше добавка фторида натрия.
Отличительной особенностью метода является возможность включения используемого устройства в систему аварийной сигнализации для регистрации мгновенных превышений над заданной концентрацией или автоматического контроля с применением мини-ЭВМ. Следует отметить, что к выходу измерительной аппаратуры может быть подключен также самописец, например типа КСП, для непрерывной графической регистрации изменения концентрации иоиа фтора. Эта схема измерений особенно перспективна для применения в составе динамического стенда типа ДП-3 при оценке защитных свойств противогазов (респираторов) марки В и фильтров к ним. Это обусловлено тем, что регистрируемое с помощью самописца изменение концентрации иоиа фтора представляет собой практически выходную кривую фтористого водорода, прошедшего через противогазовую коробку или фильтр. Введение в измерительную схему дополнительного элемента — запоминающего устройства — позволяет через заданные промежутки времени считывать интегральную величину содержания в анализируемом воздухе НР и его среднюю концентрацию за это время.
Таким образом, применение принципа непрерывного улавливания НР из паровоздушного потока при его прохождении через поглотительную жидкость в случае одновременного измерения электродвижущей силы фторид-иона в растворе с помощью селективного электрода позволяет практически непрерывно определять концентрацию НР в воздухе.
Литература
1. Лейте В. Определение загрязнений воздуха в атмосфере и на рабочем месте: Пер. с нем./ Под ред. П. А. Коу-зова, В. А. Симонова. Л., 1980.
2. Никольский Б. П., Матерова Е. А. Ионоселективные электроды. Л., 1980.
3. Naerum J. Н., Lyngby Е. Н. Н,— Pat. № 4227Э73 (USA). Int. CI. GOl № 27/46. Official gazette, 14.10.1980, vol. 999, № 2.
Поступила 30.07.85
