CC BY
9
УДК 914.72:546.49-074.5-
НОВЫЙ МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РТУТИ В ВОЗДУХЕ
Канд. техн. наук М. К■ Пактер Центральная исследовательская лаборатория Макеевского коксохимического завода
При определении ртути в воздухе представляет интерес поглощение-паров ее в статических условиях слоем сорбента за длительный срок, что позволит установить среднее содержание этого вещества. В качестве сорбента мы выбрали активную двуокись марганца, отличающуюся исключительно высокой сорбционной способностью по отношению к парам металлической ртути (Е. В. Алексеевский), сулемы и каломели (Ф. А. Петрачков с соавторами). Ртуть, поглощенная активной двуокисью марганца, легко
рекуперируется при нагревании. Поэтому исследование ее в этом сорбенте не вызывает затруднений и может быть проведено возгонкой одним из многочисленных методов (С. М. Мельников). Мы пользовались разработанным нами методом (М. К- Пактер с соавторами), обеспечивающим чувствительность определения порядка 0,1 мкг ртути. Сущность метода заключается в отгонке ртути из двуокиси марганца 1 и поглощении ее подкисленным 1% раствором перманганата калия с применением в конце ди-тизонового метода (Г. Иванчев).
Наибольшую трудность представляет установление связи между количеством ртути, поглощенной сорбентом в данных условиях, и содержанием ртути в воздухе. Эту связь устанавливали, исходя из следующих соображений. Количество ртути, поглощенной реактивом в статических условиях (а), пропорционально поверхности (5), времени экспозиции (/) и упругости паров ртути (Р'). Ввиду того что коэффициент диффузии пропорционален отношениям Р0Р и (Т1Т0)'/«, учитывают также их влияние на количество поглощенной ртути. Тогда получают:
* = (!)
где К — коэффициент пропорциональности; Т — температура окружающей среды (в градусах /С); Р — атмосферное давление (в мм рт. ст.); Т0= =273° К; Р0= 760 мм рт. ст.
Для определения значения К поставлены опыты по поглощению ртути активной двуокисью марганца из воздуха в эксикаторе с ртутью, термостатированном для этого при 35°. Поверхность сорбента в лодочке 5=7,2 см2, экспозиция /=30 мин., давление в эксикаторе уравнивали с атмосферным (Р=745 мм рт. ст.). Результаты экспериментов приведены в табл. 1. Сред-
1 Лодочку с сорбентом помещают в кварцевую трубку и прокаливают 20 мин. при
900° в токе воздуха. Расход воздуха 2 л/мин.
Таблица 1
Количество ртути, поглощенной из воздуха активной двуокисью марганца в эксикаторе со ртутью
Содержание
ртути в пробе. (Qj — а) (Oj-â)'
а-{ мкг
37,0 3,6 13,0
31,1 —2,3 5,3
32,0 —1,4 2,0
42,2 8,8 77,6
27,9 —5,5 30,3
27,4 —6,0 36,0
31,6 —1,8 3,2
38,0 4,6 21,1
Итого... 188,5
Среднее значе- Средняя квадрати-
ние а=33,4 ческая ошибка
Sx=5,2
_ 5 2
няя квадратическая ошибка среднего арифметического = -~= = 1,8 мкг.
Среднее количество поглощенной ртути для одной навески а=33,4±1,8 мкг.
При 35° упругость паров ртути Р'=0,004135 мм рт. ст. Тогда коэффициент пропорциональности из формулы (1) равен:
а (1о_У,г (Л_\ - 33,4 /273\*/«
Р' V Т / \р0 / 7,2 0,5-0,00414'4308/ Х
к =
X (Ш) = 2055
\760/ см2¡час¡мм рт. ст.
Находят выражение для упругости паров ртути из формулы (1) и подставляют значение К:
Р' =
2055 5
Содержание ртути в воздухе (X .ловиям, равно (С. М. Мельников): Р■200,59-1000 Т0-Р
г^Г'Ш-
(2)
мкг л
), приведенном к нормальным ус-
X =
= Ц 784-Р'. (£-).(£).
760-22,4-Г-Р0
Подставляют в формулу (3) выражение для Р' по формуле (2):
(3)
Изменение чувствительности анализа в зависимости от изменения условий
^-»784(£)■(£)(4)
При 20° и 740 мм рт. ст. формула (4) упрощается:
Х = 4,6-^г> (5)
где X — содержание ртути в воздухе (в мкг/л)\ а — количество ртути, поглощенной сорбентом за время экспозиции (в мкг)\ Б — поверхность сорбента (в см2)\ t — время экспозиции (в часах).
Формулой (5) можно пользоваться при изменении атмосферного давления в пределах 730—750 мм рт. ст. и температуры воздуха в пределах 10— 30°. При этом ошибка не превышает 10 отн.%. Для более точных расчетов или при иных внешних условиях следует пользоваться формулой (4).
Предварительными экспериментами установлено, что изменение активности МгЮ2 (способы получения и активации подроб- Таблица 2 но описаны Е. В. Алексеев-■ским) и скорости воздуха от 0 до 1 м!сек не влияет на результаты. Время экспозиции можно изменять в пределах от нескольких часов до нескольких недель, а пробы после экспозиции могут сохраняться в закрытых бюксах весьма длительный срок.
Таким образом, разработанная методика определения ртути сводится к следующему. Для поглощения ртути из воздуха навеску тонко измельченной активной двуокиси марганца 0,3—1 г помещают в прямоугольную фарфоровую лодочку и распределяют в ней равномерным слоем по всей поверхности. Лодочку с реактивом помещают на время экспозиции в точке, где необходимо установить •содержание ртути. Замечают температуру воздуха и атмосферное давление.
Время экспозиции (в часах)
Минимальное обнаруживаемое содержание ртути в воздухе (в мкг/л)
(чувствительность определения принята равной 0,1 мкг ртути в пробе)
5 = 17 см'
0,6
0,3
0,1
60
27
180
0,01
0,001
0,0003
После экспозиции двуокись марганца переносят в бюкс и хранят до анализа, как описано выше. По результатам анализа, зная количество сорбированной ртути, время экспозиции и поверхность сорбента, рассчитывают содержание ртути в воздухе по формуле (4) или (5).
Регулируя размер лодочек и время экспозиции, можно изменять чувствительность анализа в широких пределах (табл. 2).
Сравнение разработанного метода с общепринятым методом Н. Г. Полежаева дало вполне удовлетворительное совпадение.
Выводы
1. Разработан метод количественного определения ртути в воздухе с поглощением ртути активной двуокисью марганца в статических условиях.
2. Разработанный метод позволяет производить анализ одновременно во многих точках и получать средние результаты за длительный срок.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеевский Е. В. Активная двуокись марганца. Л., 1937. — И в а н ч е в Г. Дитизон и его применение. М., 1961. — Мельников С. М. Ртуть. М. 1951. — П а к -тер М. К., Дубровская Д. П., Першин А. В. и др. Химия твердого топлива, 1967, №6, с. 145. — Петрачков Ф. А., Жигулина Н. С., Готьмано-ва Т. Т. Хим. пром., 1964, № 4, с. 301.
Поступила U/1 II 1968 г.
УДК 613:[612.751.1-088.1:543.42.'
ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОГРАФИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Кандидаты мед. наук Ю. В. Новиков и А. Ф. Аксюк, А. Н. Ленточников
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Метод спектрографии еще не нашел широкого применения в экспериментальных гигиенических исследованиях, несмотря на его высокую чувствительность, большую точность при анализе малых концентраций макро-и микроэлементов, небольшой вес исследуемой пробы, объективность, документальность. Метод эмиссионного спектрального анализа дает возможность проводить относительное определение содержания 10—20 макро-и микроэлементов в одной пробе костной ткани животных.
Учитывая особенности исследования костной ткани животных, подвергавшихся воздействию различных факторов внешней среды малой интенсивности, мы поставили перед собой задачу разработать методические подходы к использованию эмиссионного спектрального анализа для относительного количественного определения макро- и микроэлементов костной ткани различных животных. Этот метод анализа макро- и микроэлементов в костной ткани позволяет существенно снизить трудоемкость исследования. Если относительный метод измерения выявляет достоверные изменения в содержании макро- и микроэлементов в пробах костной ткани различных групп животных, то необходимо перейти к количественному определению одним из классических методов количественного спектрального анализа.
При данных исследованиях большое внимание мы уделяли подготовке биологического материала к спектральному анализу, так как режим.
