CC BY
3
Таблица 2
Рекомендуемые уровни ограничения интенсивности выпадения на подстилающую поверхность вредных веществ в условиях Западной Сибири
Примесь щ пдк Уровень выпадения. мг/дм1 в год
атмосферный воздух, мг/м3 природные йоды, мг/л для атмосферного воздуха дЛИ природных вод
Пыль 0,15 500
Сви нец 3-ю-4 0,1 0,8 0,2
Медь 2- Ю-3 1,0 6 3
Никель 1 -10—3 0,1 4 0,2
Тита н — 0,1 — 0,3
Ванадий 2-Ю"3 0,1 7 0,3
Марганец 0,01 —. 30 —
Мышьяк 3- Ю-3 0,05 7 0,1
Ртуть з-ю-« 5-10"3 1 0,01
Бром — 0,2 — 0,3
Кобальт МО"3 1,0 3 2
Железо 0,04 0,5 160 1
Сурьма — 0,05 -— 0,1
Полученные уровни могут быть рекомендованы для контроля атмосферных загрязнений достаточно простым способом с использованием природных планшетов — снегового покрова и торфяной залежи. При этом учитывается вредное влияние загрязнений как на атмосферный воздух, так и воду природных водоемов. Для ртути и железа уровни для воздуха значительно выше таковых для воды, но для большинства других металлов (свинец, медь, никель, ванадий, мышьяк, кобальт) эти уровни или близки между собой, или различаются в пределах одного порядка.
Описанные методы в основном рассматривались с точки зрения применения их в условиях Западной Сибири, однако они могут лечь также в основу мониторинга загрязнения окружающей среды промышленными центрами, расположенными в лесных и таежных зонах с достаточно длительным залеганием снегового покрова.
Литература
1. Безуглая Э. Ю.// Атмосферная диффузия и загрязнение воздуха. — Л., 1969. — С. 42—47.
2. Бердянд М. Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. — Л., 1975.
3. Бояркина А. П., Васильев Н. В., Кривякова Э. Н. и др.//Гиг. и сан. — 1978. — № 2. — С. 92—95.
4. Бояркина А. П., Васильев Н. В., Шелудько С. И. и др.//Ядерно-физические методы анализа в контроле окружающей среды. — Л., 1980. — С. 53—60.
5. Бояркина А. П.// Экологические аспекты городских систем. — Минск, 1984. — С. 110—116.
6. Василенко Б. Н., Назаров И. М., Фридман М. Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. — Л., 1985.
7. Воробьева А. И., Бардовская Л. И., Бахтияров В. Г. // Гиг. и сан. — 1978. — № 2. — С. 95—97.
8. Метеорология и атомная энергия: Пер. с англ. — М., 1959.
9. Минх А. А. Методы гигиенических исследований. — М„ 1967.
10. Михайлов В. А., Пушкин С. Г., Назаров В. А. и др.// Труды Зап.-Сиб. регионального науч. исслед. гидрометеорологического ин-та. М., 1979. — Вып. 40. — С. 55—78.
11. Руководство по контролю загрязнения атмосферы.— Л., 1979.
12. Стыро Г. И., Шопаускас К■ К // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей среды. — Л., 1980, —С. 173—179.
13. Теверовский Е. Н., Артемова И. Е„ Бондарев А. А. и др. Допустимые выбросы радиоактивных и химических веществ в атмосферу.—М., 1985.
Поступила 08.07.88
613.632.4:678.029.831-074
В. М. Жизневский, М. А. Дудыкевич, С. И. Белицкая
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧИХ ЗОН ПРОИЗВОДСТВА ФОТОПОЛИМЕРНЫХ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ
Львовский политехнический институт
В производстве фотополимерных печатных форм применяются диметилэтаноламин (ДМАЭ), мопометакриловый эфир этиленгликоля (МЭГ), глицидилметакрилат (ГМА) и диметиламино-этилметакрилат (ДМАЭМ). Из этих соединений наиболее низкую величину ПДК имеет ДМАЭ
^мг/м3 для воздуха) [1, 3]. Этот же компонент ляется и наиболее летучим соединением (температура кипения 134 °С) [6], в связи с чем его содержание в воздухе должно быть значительно больше по сравнению с другими компонентами. Анализ указанной выше смеси, в состав которой входят вещества, имеющие различную природу, довольно затруднителен. Наиболее приемлемым
для этой цели является газохроматографический метод.
Известно, что чувствительность пламенно-ионизационного детектора (ПИД) по какому-либо веществу пропорциональна содержанию углерода в данном соединении, поэтому она будет минимальной по ДМАЭ, который содержит меньше углерода по сравнению с другими анализируемыми компонентами.
Предварительными опытами установлено, что чувствительность ПИД хроматографа «Выру-хром» по ДМАЭ в условиях наших исследований находится на уровне 2-10~3 мг. Таким образом, для того чтобы определить данный компонент
в воздухе на ПИД, необходимо подать в хроматограф 0,4 л газа, что практически невозможно. Следовательно, для выполнения анализа необходимо применять концентрирование компонентов. Анализ смеси этих веществ без растворителя показал, что они четко делятся на хроматоне Ы-АШ-ОМСБ с нанесенными жидкими фазами: БЕ-ЗО, Яеор1ех-400, Аргёгоп Ь. Однако в случае разбавленных растворов разделение значительно ухудшается, особенно для продуктов ДМАЭ и ДМАЭМ, у которых появляются сильно растянутые «хвосты». Наиболее подходящей из этих жидких фаз является Ар1егоп Ь (15 % от массы носителя), на которой наблюдается четкое разделение растворов.
Отбор проб воздуха и концентрирование содержащихся в нем микропримесей описаны в обзоре [2].
Хорошие результаты по концентрированию примесей указанных веществ, содержащихся в воздухе, получены нами при использовании вымораживания. В этом случае при концентрации компонентов на уровне ПДК для ДМАЭ (5 мг/м3) через охлаждаемую жидким азотом ловушку, учитывая чувствительность ПИД хроматографа по ДМАЭ (2-10-3 мг), необходимо пропустить не менее 0,5 л воздуха.
В качестве ловушки мы использовали капиллярную трубку с наружным диаметром 2 мм, длиной 400 мм. Эту С-образную ловушку подключали к крану-дозатору хроматографа, который размещали в обогреваемом до 100 °С термостате, расположенном непосредственно над ПИД. При выполнении анализа и-образную ловушку погружали в сосуд Дьюара с жидким азотом и продували анализируемым воздухом с контролируемой по реометру скоростью потока (4 л/ч) в течение 45 мин. Объем поданного воздуха замеряли газовым счетчиком типа ГСБ-400. После подачи определенного объема воздуха кран-до-затор переключали на ввод пробы в хроматограф, убирали сосуд Дьюара с жидким азотом, быстро погружали ловушку в электропечь, нагретую до 200 °С, и регистрировали пики анализируемых веществ на самописце хроматографа.
Анализ компонентов выполняли на колонке длиной 3 м, внутренним диаметром 4 мм, заполненной хроматоном Ы-А\¥-ЭМС5 с 15 % (от массы носителя) жидкой фазы Ар1егоп Ь. Условия хроматографирования: температура термостата колонок 160 °С, термостата ПИД 250 °С, термостата катарометра 150°С, испарителя 200°С, скорость потока газа-носителя (гелия) 2 л/ч, водорода 1,5 л/ч, воздуха 15 л/ч.
Результаты изучения приготовленных смесей веществ в воздухе с концентрацией на уровне ПДК для ДМАЭ показали, что отклонение расчетного содержания продуктов от полученного при анализе составляет для ДМАЭ 28,8 %, МЭГ 16,3 %, ГМА 10 %, ДМАЭМ 24,5 %. Обнаруженные отклонения можно в какой-то мере объяс-
нить тем, что искусственную смесь готовили в газовом баллоне и часть продуктов могла поглотиться его поверхностью и коммуникациями хроматографа.
Опробовано концентрирование на твердом адсорбенте с последующей экстракцией растворителем и отдувкой большей части последнего. В качестве адсорбентов испытаны активированный уголь БАУ и АР-3, силикагели разных мд^ рок, А1203 для хроматографии, хроматографиче1 ские твердые носители (хемосорб А, хроматон-Ы, сферохром, динахром П).
Объем использованной стеклянной ловушки составлял 5 см3. Применяли следующую методику. Готовили в баллоне (вместимость 10 л) методом двойного разбавления парогазовую смесь с концентрацией компонентов на уровне ПДК для ДМАЭ. Первоначально в вакуумированный баллон вводили 1 г смеси с примерно равной концентрацией компонентов, после этого доводили гелием давление в баллоне до 2 ат. Для полного испарения баллон нагревали до 40 °С, охлаждали, снова вакуумнровали и готовили аналогичную смесь повторно. Повторное вакуумиро-вание предпринималось с целью насыщения поверхности баллона хемосорбированными ществами. Далее из этого баллона отбирали рассчитанное количество полученной газовой смеси и разбавляли ее до необходимого объема в другом вакуумированном баллоне. Причем в этом баллоне смесь готовили трехкратным вакуумиро-ванием и заполнением. Концентрацию продуктов в газовой смеси, приготовленной в первом баллоне, определяли хроматографически. Адсорбент промывали водой, ацетоном (5-кратЕ1ая промывка 2-кратным объемом растворителя), сушили 2 ч при 200 °С в токе азота, после просушки изолировали от воздуха. 5 см3 адсорбента (фракция 0,25—0,5 мм) помещали в поглотительную тр^-ку и пропускали 20 л приготовленной смеси в воздухе со скоростью 20 л/ч. Как показано в [2], скорость может колебаться от 100 мл/мин до 1 л/мин. После этого экстрагировали поглощенные поверхностью адсорбента продукты 25 см3 ацетона, пропуская его через ловушку со скоростью 1—2 см3/мин. Объем ацетона для экстракции выбран в соответствии с рекомендациями [5] для аминов, где приведено отношение растворитель/адсорбент, равное 3,8. После этого большую часть растворителя отдували воздухом, оставшееся количество взвешивали и анализировали па хроматографе, соблюдая указанные выше условия хроматографирования.
Полученные результаты по концентрированию анализируемых компонентов из газовой смбси на некоторых твердых адсорбентах показали, что все эти носители без дополнительной обработки не пригодны для улавливания содержащихся в газе компонентов. Особенно большие расхождения между поданным количеством продукта и полученным по анализу наблюдаются для азот-
Хроматографии еские характеристики разделения компонентов
Компонент VR- см3 bj, с К ка N Н. см Vg
ДМАЭ 115 13,8 6,4 0,67 1260 0,24 23
МЭГ 269 29,3 2,3 1 1500 0,2 79
ГМА 356 38,9 1,2 ■1. ' 1500 0,2 110
»ДМАЭМ 410 44,3 В] 1545 0,19 148
^Азот 50 6 5,9 1 1250 0,24
Примем а н и е. Vr — удерживаемый объем: Vg — абсолютный удерживаемый объем; bj — ширина пиков на половине высоты; К — критерий разделения; Ка — коэффициент асимметрии пиков; N — число теоретических тарелок; Н — высота, эквивалентная теоретической тарелке.
содержащих компонентов (ДМАЭ, ДМАЭМ). Мы предполагаем, что это связано с их прочной хе-мосорбцией на кислотных центрах носителя. При последующей экстракции продуктов растворителем они не переходят в последний. Это предположение было проверено на одном из адсорбентов (активированный уголь АР-3) путем установки после угля ловушки, охлаждаемой жидким Дзотом. Анализ содержимого этой ловушки показал, что ДМАЭ и ДМАЭМ в указанных выше условиях полностью поглощаются углем АР-3. Следовательно, наблюдаемое расхождение вызвано неполной экстракцией этих компонентов растворителем.
С целью дезактивации кислотных центров 20 см3 угля АР-3 отмывали водой и ацетоном 5 раз по 10 мл, высушивали при 200 °С з течение 2 ч, заливали 50 мл воды, содержащей по 5 мае. % ДМАЭ и ДМАЭМ, промывали 5 раз по 20 мл водой и 10 раз по 10 мл ацетоном, сушили 2 ч при 150 °С, прокаливали 4 ч при 350 °С и изолировали от воздуха. В поглотительную ловушку загружали 5 см3 адсорбента и после подачи определенного объема анализируемого воздуха экстрагировали сначала ацетоном (10 мл), а потом диэтиловым эфиром (15 мл), пропуская их через ловушку со скоростью I см3/мии. Далее растворители сливали вместе и отдували воздухом до объема 1—2 см3. Остаток взвешивали и анализировали. Выход продуктов после
экстракции по отношению к расчетному составил для ДМАЭ 90 %, МЭГ 97 %, ГМА 82 %, ДМАЭМ 84 %.
Во всех случаях для расчетов использовали метод абсолютной калибровки.
Хроматографические характеристики анализируемых компонентов, полученные па хроматоне Ы-А\У-ОМС5 с 15 мае. % Ар1егоп Ь и рассчитанные по формулам [4], приведены в таблице. Для определения хроматографических характеристик азота в качестве детектора использовали ката-рометр.
Таким образом, определение концентрации ДМАЭ, МЭГ, ГМА и ДМАЭМ в воздухе на рабочих местах производственных цехов можно осуществлять либо вымораживанием анализируемых веществ из воздуха в ловушке, погруженной в жидкий азот, с последующим хроматографиро-ванием пробы, либо улавливанием на угле АР-3, подвергнутом специальной обработке, с последующей экстракцией растворителем. Применение других адсорбентов для концентрирования смеси без предварительной дезактивации не дает желаемых результатов.
С нашей точки зрения, наиболее подходящим методом концентрирования смеси анализируемых продуктов является вымораживание.
Разработанная методика дезактивации адсорбентов и концентрирования продуктов, очевидно, может применяться для контроля за содержанием других азотсодержащих веществ, используемых в химической промышленности и содержащихся в воздухе рабочих зон.
Литература
1. Вредные вещества в промышленности. — Л., 1976.— Т. 1.
2. Другое Ю. С. и др. Методы анализа загрязнений воздуха,—М.. 1984.
3. Захаоов Л. Н. Техника безопасности в химических лабораториях.— Л., 1985.
4. Коган Л. А. Количественная газовая хроматография.— М„ 1975.
5. Муравьева С. И. и др. Санитарно-химический контроль воздуха химических предприятий. — М., 1982.
6. Справочник химика. — М.; Л., 1964. — Т. 2.
Поступила 07.06.88
УДК 614,777:678.044.21]-074:543.544
М. Т. Дмитриев, И. В. Зайцева, В. 10. Малков, Т. С. Уланова
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Щ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ В ВОДЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. И. Сысина АМН СССР, Москва
Ароматические амины — анилин, М-метилани- пых продуктов в производстве красителей. В во-
лии (МА), л4-толукдин (МТ), Ы-этиланилин доемы ароматические амины попадают со сточ-
(ЭА), М-этил-о-толуидин (ЭОТ), Ы-этил-лг-толуи- ными водами анилино-красочиой промышлеппо-
дин (ЭМТ) используются в качестве промежуточ- стп, в связи с чем возникает необходимость коит-
