CC BY
6
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
вг
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАФТАЛИНА В ВОЗДУХЕ ПОМЕЩЕНИИ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Кандидат биологических наук М. Д. Манита Из Московской городской санитарно-эпидемиологической станцци
Для определения паров нафталина в воздухе в санитарно-гигиенической практике пользуются методом, основанным на нитрировании наф. талина до тринитронафталина, который в спиртовом растворе со щелочью окрашен в розовый цвет. Отбор проб при этом методе производится в нитрационную смесь. Чувствительность этого метода — 0,01 мг/5 мл пробы. Метод неспецифичен в присутствии других ароматических углеводородов. Одно определение с приготовлением шкалы занимает больше часа. Шкала очень неустойчива; и часто окраску пробы не удается сравнить с окраской шкалы из-за мешающей желтой окраски примесей.
Нами была сделана попытка определить количество нафталина с концентрацией 0,001—0,01 мг/10 мл в спиртовом растворе спектрофото-метрически на спектрофотометре СФ-4.
Электронные спектры поглощения нафталина в спирте, по данным А. Гилле-ма и Е. Штерна, при Я макс 220 гп(.1 характеризуются очень высокой оптической плотностью, логарифм молярного коэффициента погашения (МКП) которого равен 5,05 (габл. 1), что соответствует шестизначному числу 112 200. Такой высокий коэффициент обеспечивает обнаружение микроколи-
Т аблица 1
Избирательное поглощение полициклических ароматических углеводородов линейного типа1
Соединение Число конденсированных колец ''макс (в т;1) 'бЕмакс
Бензол 1 200 3,65
Нафталин .... 2 220 5,05
Атрацен..... 3 250 5,20
Нафтацен .... 4 480 4,05
Пентацен .... 5 580 4,10
1 Таблица составлена по данным А. Гиллема и Е. Штерна
честв нафталина в спиртовом растворе при помощи метода абсорбционной спектроскопии. Как видно из табл. 1, при увеличении числа конденсированных бензольных колец наблюдается смещение групп максимумов поглощения в сторону длинных волн.
Изложенное указывает на достаточную специфичность поглощения при А макс 220 шц. нафталина по сравнению с другими ароматическими углеводородами линейного типа.
Согласно теоретическому расчету, раствор нафталина в спирте с концентрацией 1 мг/л (что соответствует 0,01 мг/10 мл) характеризуется оптической плотностью, равной числу, полученному делением молярного коэффициента погашения (112 200) на миллимоль нафталина (128060), т. е. 0,876.
На спектрофотометре СФ-4 мы определили оптическую плотность спиртового раствора сублимированного нафталина с концентрацией
0,01 мг/10 мл (мг/л) в кварцевой кювете с толщиной слоя 1 см при А. макс 220 тц (как эталон ставился 94—96% этиловый спирт с оптической плотностью, при этих условиях равной 0,0). Она оказалась равной 0,870, очень близкой к теоретической (0,876).
Затем опытным путем проверяли соблюдение закона Бера в спиртовом растворе нафталина с концентрацией от 0,005 до 0,02 мг/10 мл при указанных условиях (Хмакс —220 шр-, толщина слоя—1 см, эталон—94—96% этиловый спирт). Результаты опытов представлены на рисунке, из которого видно, что наблюдается прямолинейная зависимость оптической плотности от концентрации нафталина в спиртовом растворе, т. е. соблюдается закон Бера. Таким образом, первые опыты показали, что для определения малых количеств нафталина могут быть
использованы электронные спектры поглощения спиртового раствора нафталина, замеренные на спектрофотометре СФ-4.
Учитывая высокую чувствительность определения (0,001 мг/10 мл) и ожидаемые концентрации нафталина в воздухе помещений ломбардов (от сотых до десятых долей миллиграмма в 1 л), достаточно отбирать для определения 0,2—1 л воздуха. В качестве поглотительного сосуда использовали поглотитель с пористой пластинкой емкостью 10—15 мл, который по своей конструкции обеспечивает хороший контакт между молекулами нафталина и растворителя.
Исследования по проверке поглощения паров нафталина в этиловый спирт, помещенный в поглотители с ¡пористой пластинкой, показали, что сопротивление пластинок не влияет на полноту поглощения (табл. 2).
ЦВВ5 W 4015 концентраций /мг/Юмл)
Зависимость оптической плотности от концентрации.
Таблица 2
Влияние сопротивления пористых пластинок поглотителей на полноту поглощения
нафталина в спирт
Скорость Найдено нафталина (в мл) при поглотителе пористой пластинке с сопротивлением (в мм водяного столба)
Дата проведения опыта просасывания возду- 100—110 300—320
ха (в л/мин) 1-й поглотитель 2-й поглотитель 1-й поглотитель 2-й поглотитель
1959 г. 24/VII 24/VII 30/VII 31 /VII 0,1 0,2 0,2 0,2 0,110 0,180 0,356 0,333 0,000 0,000 0,000 0,000 0,112 0,160 0,356 0,313 0,000 0,000 0,000 0,000
Скорость просасывания воздуха 0,1—0,2 л/мин обеспечивает полноту поглощения паров нафталина из воздуха при концентрациях десятых долей миллиграмма в 1 л, так как во всех опытах (см. табл. 2) во вторых поглотителях нафталина не обнаружено.
На основании проведенных опытов можно рекомендовать поглощение паров нафталина в спирт, соблюдая следующие условия: в погло-
титель с пористой пластинкой емкостью 10 мл помещают 10 мл этилового спирта и просасывают воздух со скоростью 0,2 л/мин, отбирая от 0,2 до 1 л воздуха в зависимости от предполагаемых концентраций нафталина.
Расчет концентрации нафталина в воздухе производят по калибровочной кривой (см. рисунок) с учетом взятого для анализа объема испытуемого воздуха. Так как при указанных условиях соблюдается закон Бера, можно также производить расчет по формуле.
Е ■ 1000 87 V '
где Е — оптическая плотность спиртового раствора нафталина, найденная на приборе; 87 — постоянное число, полученное, «сходя из того, что спиртовой раствор нафталина с концентрацией 0,01 мг в 10 мл характеризуется оптической плотностью 0,87; V — объем просасываемого воздуха, приведенного к нормальным условиям.
Таблица 3
Сравнительная оценка химического и спектрофотометрнческого методов определения
нафталина в натурных условиях
Темпе- Найдено нафталина (в иг/л)
Дата отбора проб Место отбора проб воздуха ратура воздуха химическим методом спектрофото-метрнческпм методом
1959 г.
4/УН Ломбард Киевского района Москвы: 25' Результатов нет, 0,15
кладовая № 12 так как мешала желтая окраска пробы
И/УН Ломбард Пролетарского района:
кладовая № 7 24° 0,312 0,264
П/УН > № 9 18° 0,075 0,081
11/VII рабочее место приемщицы 26° Результатов нет, так как мешала желтая окраска пробы 0,05
25/VII Ломбард Бауманского района:
кладовая № 6 — То же 0,092 0,029
25^11 Ломбард Бауманского района:
25/У11 кладовая № 4 у входа 26° 0,15 0,11
25/VII » № 4 в глубине 26° 0,075 0,085
25/Л/11 » № 6 у входа 26' 0,015 0,05
25/УП » № 6 в глубине Ломбард Бауманского района: 26' 0,045 0,098
рабочее место приемщицы 26° Не обнаружено 0,005
25/VII Там же 26э То же 0,007
Для сравнительной оценки нового спектрофотометрнческого метода с химическим методом определения нафталина в воздухе в виде трини-тронафталина в помещениях ломбардов отбирали пробы воздуха параллельно в нитрационную смесь для химического определения (химическое определение нафталина в воздухе производил химик Московской городской санитарно-эпидемиологической станции К. П. Панин) и в этиловый спирт для спектрофотометрнческого определения.
Результаты этих определений представлены в табл. 3, из которой видно, что результаты анализов воздуха, полученные новым спектрофо-тометрическим методом, хорошо согласуются с результатами анализа воздуха, полученными химическим методом.
4 Гигиена н санитария, № 5
49
Выводы
1. Разработан спектрофотометрический метод определения нафталина в воздухе, метод специфичен и позволяет определить 0,001 мг/10 мл. Одно определение на спектрофотометре занимает не более 5 минут.
2. Спектрофотометрическое определение нафталина следует производить в спиртовом растворе при Хмакс 220 тр. в кювете с толщиной слоя 1 см.
3. В спиртовом растворе нафталина с концентрацией от 0,001 до 0,02 мг/10 мл соблюдается закон Бера, т. е. имеется прямолинейная зависимость оптической плотности от концентрации нафталина в растворе.
4. На основании проведенной работы разработана рабочая инструкция по определению нафталина в воздухе спектрофотометрическим методом.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеева М. В., Андронов Б. Е., Гурвнч С. С. Определение вредных веществ в воздухе производственных помещений. М„ 1954, стр. 275.—Б ы х о в-ская М. С., Гинзбург С. Л., Хализова О. Д. Практическое руководство по промышленно-санитарной химии. М., 1954, стр. 149.—Гиллем А., Штерн Е. Электронные спектры поглощения органических соединений. М., 1957, стр. 173.
Поступила 7/1Х 1960 г-
-й-
