CC BY
5
также были ниже ПДК для атмосферного воздуха населенных мест. Интересен тот факт, что максимальные их величины, достигающие значений разовых ПДК, зарегистрированы с наветренной стороны от электролизных цехов при сильном ветре, а не во время штиля.
В воздухе санитарно-защитной зоны и на территориях, примыкающих к ней с наветренной стороны от завода, содержания фтора, находящегося в газообразных соединениях, проходящих через фильтры, были или близки, или значительно выше (до 15 раз) количеств его, находящихся в растворимых аэрозолях. В воздухе при незначительном влиянии завода или вне его воздействия содержание изучаемых фторидов регистрировалось на уровнях у предела их обнаружения и ниже. При этом количество фтора в растворимых аэрозолях было в несколько раз выше, чем в газообразных фторидах.
К сожалению, полученных материалов оказалось недостаточно для выявления влияния на концентрации фтора в воздухе его температуры, давления и скорости ветра. Кроме сложности разграничения вышеуказанных факторов, это, возможно, связано и с неодинаковым поступлением в различное время фторидов от завода. Однако полученные материалы позволяют сделать вывод, что в населенных пунктах, даже ближайших к СаАЗу (7—8 км), при нормальной его работе и современном объеме производства достижение ПДК фтора за счет его промышленных выбросов маловероятно. Если же таковые вдруг регистрируются, то причины этого надо искать в наличии каких-то локальных его источников, а также в ошибках при определении фтора.
В настоящее время еще существуют трудности с определе-«" нием фтора, из-за чего часто даже в официальных справочниках приводимые материалы не соответствуют действительности. Как показали наши исследования, в криолите и трех-фтористом алюминии, используемом при выплавке алюминия, содержится 50—60 % фтора, в пыли на территории завода этот показатель составляет 3 %. В твердых аэрозолях снеговых вод у Саяногорска и в самом городе его количество равно 0,04—0,05 %. В то же время если соотнести количество твердых фторидов и количество пыли в Саяногорске, приведенные в «Справках о состоянии загрязнения природной
среды на территории деятельности Красноярскгидромета» за различные месяцы 1989—1992 гг., то получаемые величины большей частью в десятки и сотни раз выше и даже превышают 20%. Это относится как к среднемесячным концентрациям, так и к максимальным из ряда наблюдений. С учетом наших материалов это, наиболее вероятно, связано с ошибками определения.
В заключение отметим два вопроса, возникающие в настоящее время при исследовании фтора в воздухе. Во-первых, большинство газообразных фторидов, а тем более фтористый водород являются очень реакционными соединениями. На фильтрах же сразу после начала прокачивания воздуха оседает пыль и по мере увеличения ее количества газообразные соединения фтора могут во все большей степени реагировать с ней. Поэтому возможно, что исследователь получает явно заниженный результат и этот результат может быть тем более занижен, чем больше пыли в воздухе. Во-вторых, в случаях, когда концентрации газообразных фторидов ниже порогов острого н раздражающего действия, с учетом поступления фтора в организм человека принципиальной разницы между его поступлением с газами и с растворимыми аэрозолями, вероятно, нет. Исходя из решения этих вопросов, возможно, будет необходимо пересмотреть существующую в настоящее время методику отбора проб воздуха на содержание фторидов.
Литература
1. Методические указания по определению фторида водорода в атмосферном воздухе с отбором проб на пленочный хемо-сорбент,— Л., 1986."
2. Никольский Б. П., Матерова Е. А. Ионоселективные электроды.— М„ 1980.
3. Руководство по контролю загрязнения атмосферы.— Л., 1979.
4. Якимова В. П., Буренко Т. С., Распутнис И. И. и др. // Гиг. труда,— 1986 — № 1,— С. 42—44.
Поступила 07.05.93
© С. В. СВЕРГУЗОВА. Н. Н. ГАРКАВАЯ. 1993 УДК в 14.72:546.1421 +613.155.3:546.1421 -074:543.544
С. В. Свергузова, И. Н. Гаркавая
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ В ПРИСУТСТВИИ БРОМИСТОГО ВОДОРОДА
Белгородский технологический институт строительных материалов
При производстве брома из морских рассолов в воздух выделяется хлористый и бромистый водород. Для оперативного контроля качества воздуха в рабочих помещениях и на территории предприятия необходимо измерять концентрации анализируемых веществ селективными и высокочувствительными методами. Для измерения концентраций данных соединений в различных средах часто используют варианты объемного йодо-метрического метода [1]. Однако для определения указанных
веществ в воздухе этот метод недостаточно чувствителен, кроме того, он является довольно время- и трудоемким при проведении массовых анализов.
Описанные в литературе [2—5] и часто применяемые фотометрические методы определения хлорид- и бромид-ионов в различных средах не дают возможности раздельно определять один из перечисленных компонентов при совместном их присутствии, так как и хлорид-, и бромид-ионы с боль-
Таблица 1
Результаты определения оптимальных условий селективного окисления бромид-ионов (объем пробы 40 м3, концентрация бромид-
ионов в пробе I -10—3 М)
Объем 0,5
5 н. КМпО,. см' Объем 39 % раствора Н1ЧО,. см1 Время кипячения с КМпО,. мни Объем НгО>. капли Время кипячения с НзОг. мин Наличие Вг~-ионов
0,3 0,3 10 2 2 Присутствует
0,3 0.3 15 2 2 э
1,0 1,0 10 10 5 >
1,0 1,0 15 10 5 »
0,5 1,0 10 10 2 >
0,5 1,0 15 2 5 »
1.0 0,5 10 10 2 »
1.0 0,5 15 10 5 »
0,5 0.5 20 2 5 Отсутствует
0.5 0.5 20 2 5 »
0,5 0,5 20 2 5 >
Таблица 2
Результаты анализов стандартных газовых смесей
Обнаружено, иг
Вещество Введено, мг метод ионной хроматографии относительная ошибка определения, % фотоколо-риметрн-ческий метод относительная ошибка определения. %
НС1 3,78 3,68 2.6 3,62 4,2
НВг 2,93 2,82 3,75 2,76 7,4
НС1 3,22 3,12 3,1 3,04 9,4
НВг 3,54 3,40 3,95 3,72 5,1
НС1 2,97 2,79 6,0 2,89 2,7
НВг 3,42 3,34 2,3 3,26 4.7
шинством реагентов ведут себя идентично. Так, использование в качестве индикаторов метилового оранжевого |2], дифенил-карбазона [3], о-толуидина [5], фуксина [6| не позволяет раздельно определять хлориды и бромиды, если в пробе присутствуют оба аниона. Методика определения хлористого и бромистого водорода в воздушной среде с нитратом серебра также дает сумму хлоридов и бромидов, так как хлорид- и бромид-ионы образуют с ионом серебра похожие осадки хлорида и бромида серебра.
Метод определения хлоридов и бромидов в смеси с помощью ионной хроматографии [4] является высокочувствительным и высокоселективным, однако из-за высокой стоимости оборудования и некоторых технических сложностей в его обслуживании указанный метод становится недоступным для ряда заводских лабораторий.
Нашей целью была разработка простого и надежного фотоколориметрического метода определения хлористого водорода в воздухе в присутствии бромистого водорода.
Стандартный потенциал процесса окисления хлорид-ионов отличается от потенциала окисления бромид-ионов:
2С1 —2е=С1г Е°= +1,358 В 2Вг~—2е=Вг2 Е= +1,087 В.
Учитывая это различие, можно подобрать окислитель, который будет селективно окислять бромид-ионы, не затрагивая при этом ионы хлора. Для этой цели нами выбран перманганат калия
(Е°М„ОГ/М„2+=+1-52 В>-
К 40 см3 раствора, содержащего хлорид- и бромид-ионы, добавляли 0,5 н. раствор перманганата калия (для окисления бромид-ионов) и азотную кислоту (для создания способствующей протеканию реакции среды). Раствор кипятили, после чего добавляли пероксид водорода для удаления избытка перманганата калия и снова кипятили для удаления остатков перок-сида водорода. Оставшийся раствор разбавляли водой и анализировали смесь на содержание хлорид- и бромид-ионов методом ионной жидкостной хроматографии, используя для этой цели ионный жидкостный хроматограф «ЦВЕТ-3006» (табл. 1). Оптимальными условиями для селективного окисления бромид-ионов при их начальной концентрации в пробе Ы0~~3 моль/л оказались следующие: объем 0,5 н. раствора перманганата калия — 0,5 см , объем 39 % раствора азотной кислоты —
0,5 см3, объем 33 % раствора пероксида водорода — 2 капли, время кипячения пробы для окисления — 20 мин, время кипячения с пероксидом водорода — 5 мин (см. табл. 1).
Для измерения концентрации хлористого водорода в воздухе рабочей зоны в присутствии бромистого водорода пробу воздуха аспирировали через два поглотительных сосуда, содержащих по 10 см3 дистиллированной воды со скоростью 0,5 л/мин в течение 20 мин. После окончания отбора пробы жидкость из поглотителей количественно переносили в химический стакан вместимостью 100 см3. Поглотители ополаскивали дистиллированной водой, сливая ее в тот же химический стакан, добавляли 0,5 мл 0,5 и. раствора перманганата калия, 0,5 мл 39 % раствора азотной кислоты и кипятили стакан на электроплитке в течение 20 мин. В горячий раствор добавляли 2 капли 33 % раствора пероксида водорода и кипятили еще 5 мин. Раствор охлаждали, переносили в мерную колбу вместимостью 50 см' и доводили до метки дистиллированной водой. Из колбы отбирали аликво-ту и анализировали по методике, основанной на фотометрическом определении ионов хлора по реакции с роданидом ртути и трехвалентным железом. Величина аликвоты зависит от содержания хлорид-ионов в анализируемом растворе.
Содержание хлористого водорода в пробе определяли по калибровочному графику.
Концентрацию хлористого водорода С (в мг/м3) в воздухе рассчитывали по формуле:
д. 50
С—
где ¡7 — содержание хлористого водорода, определенное по калибровочному графику, мкг; а — объем аликвоты, взятой для анализа, см3; У0 — объем воздуха, пропущенный через поглотители, приведенный к нормальным условиям, л; 50 — объем мерной колбы, см3, в которую переносят раствор из поглотителей.
Для проверки точности разработанной методики готовили содержащие хлористый и бромистый водород искусственные газовые смеси, которые аспирировали через поглотители с дистиллированной водой и затем анализировали описанным выше способом и методом ионной жидкостной хроматографии. Результаты анализов представлены в табл. 2.
Предлагаемая методика позволяет быстро и надежно определять содержание хлористого водорода в присутствии бромистого водорода в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий.
Литература
1. Аналитическая химия элементов. Бром. / Под ред. Ю. А. Золотова,— М„ 1980.
2. Бабко А. К-, Пилипенко А. И. Фотометрический анализ.— М., 1974.
3. Муравьева С. И., Казнина Н. И., Прохорова Е. К. Справочник по контролю вредных веществ в воздухе.— М., 1988.- С. 106; 110; 224.
4. Свергузова С. В., Гаркавая Н. Н. // Охрана окружающей среды,— М., 1991- Вып. 4.— С. 10—14.
5. Скотникова Г. А. Современные методы химико-аналитического контроля.— М., 1980.— С. 7—11.
6. Фрумина Н. С.. Лисенко Н. Ф., Чернова М. А. Аналитическая химия элементов. Хлор.— М., 1983.
Поступила 28.04.93
