CC BY
5
Хроматографические характеристики разделения компонентов
смеси
Компонент ь. г К «а N н
Азот 50 6 5,9 1 1250 0,24
ДМЭА 115 13,8 6,4 0,67 1260 0,24 23
МЭГ 269 29,3 2,3 1 U.00 0,2 79
ГМА 356 38,9 1,2 1 1500 0,2 110
ДМАЭМ 410 44,3 1 1545 0,19 148
Примечание. — удерживаемый объем, см3; ¿>; — ширина пиков на половине высоты, с, N — число теоретических тарелок; И — высота (в см), эквивалентная тео-
ретической тарелке; К — критерий разделения =
= ^ jLRb j; Ка — коэффициент асимметрии пиков; —
абсолютный удерживаемый объем. Азот использован з качестве неадсорбирующегося компонента (запись на ката-рометре).
ДМАЭМ), не превышает 30 %. Особенно трудно во всех случаях извлекается ДМЭА.
Был исследован также метод концентрирования на твердых адсорбентах. В ходе экспериментов выявлено, что и в этом случае адсорбент необходимо подвергать предварительной химической обработке для нейтрализации сильных кислотных центров поверхности.
Удовлетворительные результаты концентрирования получены нами на активном угле АР-3, обработанном следующим образом: 20 см3 угля отмывали водой и ацетоном (5 раз по 20 см3), сушили в течение 2 ч при 200°С, заливали 50 см3 воды, содержавшей по 2 г ДМЭА и ' ДМАЭМ, промывали водой и ацетоном (10 раз по 10 см3), сушили 2 ч при 150°С и прокаливали 4 ч при 350 °С. Полученный адсорбент изолировали от доЬт-упа воздуха.
5 см3 полученного угля (фракция 0,25— 0,5 мм) загружали з поглотительную трубку и пропускали приготовленный раствор анализируемых компонентов в воде с концентрацией на уровне 0,1 мг/л. Пропускали через адсорбент 1000 см3 раствора со скоростью 20 см3/мин.
После этого адсорбированные углем компоненты экстрагировали сначала ацетоном (10 см3), потом диэтиловым эфиром (20 см3). Сливали растворители вместе и отдували потоком воздуха, проходящим над поверхностью растворителя, до объема 1—2 см3, ззвешивали остаток и анали- ^ зировали на ПИД хроматографа.
Анализируемые компоненты разделяли на колонке из нержавеющей стали (3000X4 мм), заполненной хроматопом N-AW-DMCS (зернение 0,125—0,160 мм), с нанесенной стационарной жидкой фазой (15 мае. % от массы носителя) Apieson L. Оптимальные условия хроматографи-рования: температура термостата катарометра 150 °С, термостата ПИД 250 °С, испарителя 200 °С; расход газа-носителя гелия 2 л/ч, водорода 1,5 л/ч, воздуха 15 л/ч; скорость движения диаграммной ленты 600 мм/ч.
Хроматографические характеристики разделения компонентов, рассчитанные по формулам [2], приведены в таблице. *
Расчет содержания компонентов в анализируемой смеси выполняли методом абсолютной калибровки по каждому соединению.
Выход продуктов (среднее из 3 определений) по отношению к расчетному составил: ДМЭА — 91,6 %, МЭГ - 96,7 %, ГМА — 78,2 %, ДМАЭМ — 85 % ■
Таким образом, разработанную методику можно использовать для анализа процентного содержания указанных выше компонентов как в исходных (без концентрирования), так и в обработанных растворах. Методика может применяться при выполнении научно-исследовательских работ и для контроля производственного процесса.
Литература
1. Грушко Я. М. Вредные органические соединения в промышленных сточных водах. — Л., 1982.
2. Коган Л. А. Количественная газовая хроматография. — М.. 1975.
3. Лурье Ю. /О. Аналитическая химия промышленных сточных вод. — М., 1984.
Поступила 27.01.88
УДК 628.4.038:614.8761-07
А. А. Логинов, В. В. Шаталов, JI. А. Стрелков, В. И. Макаров,
JI. Д. Сафонова
ПРИМЕНЕНИЕ ГАММА-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ПРИ РАДИАЦИОННО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ТВЕРДЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
Добыча и переработка урановых и ториевых вызывает нехватку природных строительных ма-
руд приводят к накоплению большого объема териалов, и это стимулирует использование про-
твердых отходов с повышенным содержанием мышленных отходов, часто имеющих повышен-
естественных радиоактивных элементов (EPH), мое содержание EPH.
В то же время широкий размах строительства Твердые отходы образуются на различных
этапах при добыче и переработке руд и складируются в основном в виде отвалов пустых пород при отработке месторождения подземным и открытым способами, «хвостов» радиометрического и гравитационного обогащения, кучного выщелачивания и выщелачивания руд на гидро-металлургических заводах (ГМЗ).
Особой разновидностью «хвостов» выщелачивания являются фосфогипс и мел, получаемые при переработке рудных концентратов апатита и фосфорита.
За последнее время проанализированы и исследованы различные варианты использования твердых отходов [1, 3, 4, 6, 8] и намечены направления работ по их утилизации.
В СССР концентрация ЕРН в строительных материалах, используемых во всех вновь строящихся жилых и общественных зданиях, не дол-с жна превышать величин, приведенных в «Нормах» радиационной безопасности НРБ-76» [7]. Концентрация радия-226 не должна превышать £ ЫО-8 Ки/кг (10 пКи/г), тория-232 — 7-Ю-9 Ки/кг (.7 пКи/г), калия-40 — 1,3-Ю-7 Ки/кг (130 пКи/г). Для смеси указанных радионуклидов должно выполняться условие:
Сш . ст)1 Ск ,
1- ю-8 7- Ю-8 ' 1,3-Ю-' ^ '
где Ci — содержание соответствующего радионуклида, Ки/кг. Мощность дозы, создаваемая указанными радионуклидами, зависит от их концентрации, а также энергии и выходов испускаемых ими гамма-кзантов.
Для сравнительных оценок радиоактивности строительных материалов используется величина — эффективная удельная активность ЕРН ф [5], которая рассчитывается по уравнению:
Сэф = СКа + 1,260x1! + 0,086К,
где Сг — содержание соответствующего радио-*. нуклида, пКи/г. Эффективную удельную активность ЕРН с учетом коэффициентов в приведенном выше уравнении принято называть эффективной удельной активностью радия. Твердые пробы с эффективной удельной активностью радия более 10 пКи/г могут использоваться лишь для, некоторых видов строительства.
Классификация твердых отходов по радиоактивности и области их использования представлена в табл. 1.
В настоящее время широкое распространение получил контроль за содержанием ЕРН по их гамма-излучению, поскольку в этом случае не требуется сложная пробоподготовка [2]. Исполь-А зование сцинтилляционного гамма-спектрометра с кристаллом большого объема для определения содержания ЕРН в твердых отходах имеет ряд преимуществ: высокую эффективность регистра-
Таблица 1 Классификация твердых отходов по концентрации ЕРН
(- о Эффективная удельная
Класс ходов Область применения
Бк/кг пКи/г
I Сэф<370 Сэф<10 В строительстве без ограничений
11 370<Сэф<740 Ю<Сэф<20 В промышленном и дорожном строительстве вне жилой зоны в качестве наполнителя железобетонных и бетонных плит
III 740<Сэф<2200 20<СЭф<60 В промышленных зонах вне населенных пунктов, для дамб и плотин
IV 2200 <СЭф< 3700 60<СЭф<100 В регионе их получения для строительства плотин, дамб, хвсстохрани-лищ, закладки выработок
V СЭф>3700 Сэф>100 Только для захоронения и закладки горных выработок
ции сравнительно жесткого гамма-излучения (до 3 МэВ), большую чувствительность детектора, простоту конструкции сцинтилляционного детектора, сравнительно равномерную чувствительность в широком энергетическом диапазоне (от 0,2 до 3 МэВ).
В свете изложенных выше задач по радиогигиенической оценке твердых отходов нами была смонтирована и испытана автоматизированная гамма-спектрометрическая установка.
Автоматизированная гамма-спектрометрическая установка состоит из сцинтилляционного детектора с кристаллом Nal (TI) с колодцем, многоканального амплитудного анализатора импульсов типа NTA-1024 и микроЭВМ типа 666/В (производство ВНР). Преимуществом такой системы является то, что в ней микроЭВМ используется не только для обработки данных, но и для управления функциями анализатора. Объем колодца детектора позволяет измерять пробы массой около 200—250 г. Автоматическое управление функциями анализатора NTA-1024 обеспечивается наличием в анализаторе встроенных программ. Они переводят анализатор в определенный режим работы при приходе заданной команды.
После выполнения режима амплитудного анализа (РНА) анализатор переходит в режим DISPLAVY. Этот режим используется для автоматической экспрессной обработки результатов измерений с помощью специальной подпрограммы. Результаты обработки данных выводятся на дисплей ЭВМ в виде значений удельных активностей калия-40, радия-226, тория-232 в исследуе-
Таблица 2
Радиационно-гигиеннческая оценка ряда твердых отходов предприятий отрасли
Наименование отходов Раднй-226 Торий-232 КалнЛ-40 сэф> пКн/г Класс отходов
Бк/г Кн/кг Бк/г Ки/кг Бк/г Ки/кг
Породные отвалы:
образец № 1 0,12 0,3-10-« 0,11 0,3-10-" 1,16 3,1-10~8 9,5 1
» № 2 0,16 0,4- Ю~8 0,09 0,2-10-« 1,03 з,о-ю-8 9,9 I
» № 3 0,30 0,8-Ю-8 0,12 0,3- Ю-8 0,26 0,7-Ю-8 20,1 II
«Хвосты» РОФ 0,55 1,5-10-8 0,11 0,3-ю-8 0,63 1,7-Ю-8 12,7 И
«Хвосты» ГМЗ по
крупности, мм:
<0,074 14,1 3,8-10-? 0,10 0,3-Ю-8 1,51 4, ЬЮ-8 V
>0,074 2,89 7,8-10-s 0,09 0,2-10"8 1,17 3,2- Ю-8 IV
>0,3 2,70 7,3-Ю"8 0,09 0,2-10-8 1,25 3,4-Ю-8 IV
мой пробе относительного среднего квадратиче-ского отклонения удельных активностей, а также значения эффективной удельной активности радия.
Программа состоит из 5 частей, обеспечивающих выполнение следующих задач: градуировку гамма-спектрометра, ввод и измерение параметров исследуемой пробы, вычисление удельных активностей, вычисление эффективной удельной активности радия, запись характеристик градуи-ровочных препаратов на магнитную ленту. Программным частям присвоены индексы: й, О, Е, Ь соответственно, и любая часть может быть вызвана с клавиатуры ЭВМ нажатием клавиши с одноименным индексом. В свою очередь отдельная программная часть состоит из нескольких блоков. Необходимость выполнения того или иного блока определяется оператором ЭВМ в диалоговом режиме после вызова нужной программной части. Программа составлена на машинном языке данной ЭВМ объемом свыше 2000 программных шагов и записана на кассетной магнитной ленте для одновременного хранения программы и градуировочных параметров.
Твердые порошкообразные градуировочные препараты калия-40. радия-226, тория-232 готовили путем добавления известного количества радионуклида в радиационно чистый наполнитель. В качестве наполнителя использовали натрий двууглекислый с удельной массой 1,2 г/см3. Для градуировки брали значения удельных активностей в препаратах, составляющие для радия-226 и тория-232 двойное значение удельной активности, допустимые НРБ—76 [7] в строи-
тельных материалах, а для калия-40 — значение, равное 0,5. В единицах удельной активности это составляет 0,71, 0,518 и 2,405 Бк/г соответственно. Такие значения обеспечивают хорошее приближение к условиям измерения реальных проб по скорости счета и одновременно небольшое время снятия гамма-спектров градуировочных препаратов. Градуировку гамма-спектрометра проводили по градуировочным препаратам, причем все характеристики градуировочных препаратов записывали на магнитную ленту, чтобы избежать градуировки при каждом измерении.
Для проведения измерений вызывают программную часть ввода параметров исследуемой пробы и с клавиатуры ЭВМ вводят эти параметры (Массу и время измерения). Результаты анализа отображаются на дисплее ЭВМ.
Нами проанализированы различные виды твердых отходов с целью их радиационно-гигиениче-ской оценки. Содержание калия-40 определяли по его гамма-излучению 1,46 МэВ, а радия-226 и тория-232 — по излучению их дочерних продуктов 1,76 и 2,62 МэВ соответственно. Минимально определяемые удельные активности для ра-дия-226, тория-232 и калия-40 составили 0,19, 0,13 и 2,4 пКи/г. Время одного измерения выбирали от 100 до 1000 с. Результаты представлены в табл. 2.
Использование автоматизированного гамма-спектрометрического метода целесообразно не только на конечной стадии образования твердых отходов, ио и в процессе их формирования, т. е. при технологической переработке руд. В этом случае экспрессное представление результатов
Таблица 3
Распределение ЕРН в продуктах переработки торневои руды
Наименование продукта Раднй-226 Торий-232 Кални-4 0 с'эФ-пКи/г Класс отходов
Бк/г Кн/кг Бк/г Кн/кг Бк/г Ки/кг
Исходная руда 2,7 7,3-Ю-8 31,0 8,4-10-' 1,9 5,1-Ю-8 1133 V
Ториевый кек 14,0 3,8-10-' 81,0 2,2-10"° 4,8 1,3-10-' 3147 V
Двойные сульфаты 2,5 6,8-Ю-8 19.0 5,1-10-' — — 715 V
Сульфат аммония 0,28 0,8-Ю-8 0,51 1,4* Ю-8 0,74 2-Ю"8 26,7 II
измерений позволяет оценить уровень загрязнения отдельных промежуточных продуктов и распределение радионуклидов по фракциям.
Изучено распределение радия-226, тория-232 и калия-40 в технологической схеме по переработке ториевой руды. Результаты измерений представлены в табл. 3.
Как видно из табл. 3, удельная активность некоторых фракций (ториевый кек) достигает 2Х XI О-6 Ки/кг. Твердые отходы с такой удельной активностью классифицируются как «радиоактивные отходы» и подлежат захоронению.
Выводы. 1. Предложен автоматизированный гамма-спектрометрический метод контроля радия-226, тория-232, калия-40 в твердых отходах для радиационно-гигиенической оценки с целыо возможного использования их в прикладных целях.
2. Экспрессность и удобство измерений позволяют рекомендовать метод также для контроля при переработке руд, складировании и использо-
вании твердых отходов в процессе технологических операций.
Литература
1. Изучение радиоактивности строительных материалов: ООН: Науч. комитет: Сессия по действию атомной радиации, 28-я: Пер. с англ. — М., 1980.
2. Коган Р. М., Назаров И. М., Фридман Ш. Д. Основы гамма-спектрометрии природных сред. — М„ 1976.
3. Крисюк Э. М. Исследование и нормирование радиоактивности строительных материалов. — М., 1976.
4. Крисюк Э. М. Нормирование радиоактивности строительных материалов при различных видах их использования. Staatliches Amt für Atomischerheit und Strachlen-schuts. Report SAAS-250, 1979, S. 205—213.
5. Крисюк Э. M. Радиационная безопасность населения при использовании строительных материалов: Автореф. дис. „. д-ра техн. наук. — М., 1982.
6. Лопатин А. Е.. Бурмин Г. М. // Горный журн. — 1977. — № 1, —С. 48—50.
7. Нормы радиационной безопасности НРБ-76. — М., 1978.
8. Орлова И. В., Румянцева Ю. В., Школ А. Ф. //Цветные металлы. — 1978. — № 5. — С. 85—86.
Поступила 19.02.83
УДК 613.287:547.484.7|-074:543.544
Т. А. Рубцова, О. М. Зимина, М. А. Гаврикова, Т. Г. Тархова
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАТРИЕВОЙ СОЛИ ДЕГИДРАЦЕТОВОЙ КИСЛОТЫ В ВЕРХНИХ СЛОЯХ «КОСТРОМСКОГО» СЫРА
НИИ химикатов для полимерных материалов, Тамбов
Натриевая соль 3-ацето-4-окси-6-метил-пиро-нон-2 (Ыа-ДГК) является консервантом большого числа пищевых продуктов, в том числе и молочных (молока, масла, маргарина, сыра).
Для решения вопроса о возможности использования Ыа-ДГК в составе латексных покрытий для сыров, а также с целью санитарно-гигиени-ческой оценки покрытий необходимо было разработать методику количественного определения №-ДГК, мигрирующей из покрытия в верхние слои сыра.
Известные в литературе способы определения сорбиновой, бензойной и дегидрацетовой кислот в пищевых продуктах [1—3] оказались неприемлемыми для оценки микроколичеств Ыа-ДГК в сыре из-за трудоемкости процесса очистки экстракта от неорганических солей и высококи-пящих компонентов сыра, что связано с длительностью анализа и потерями анализируемого продукта.
В настоящей работе для определения микроколичеств Ыа-ДГК, мигрирующей из покрытия в верхние слои сыра, использовали метод жидкостной хроматографии под давлением с предварительной экстракцией Ыа-ДГК из сыра подкисленным метанолом и последующим концентрированием путем отдувки метанола азотом и хро-матографированием метанольной эмульсии.
Образец верхнего слоя сыра около 10 г из-
мельчают и обрабатывают двумя порциями по 30 см3 подкисленного метанола (рН 2,0—3,0), встряхивая на магнитной мешалке в течение 1 ч. При этом Ыа-ДГК полностью извлекается из сыра в виде ДГК. Полученный раствор фильтруют и отдувают током азота до объема точно 3 см3, тщательно перемешивают и вводят в хроматограф 10 мкл полученной эмульсии.
Хроматографирование проводили на жидкостном хроматографе «Вариан 5000» (США) при
Градуирэвочный график зависимости высоты хроматогра-фического пика от концентрации Ыа-ДГК-
По оси абсцисс — концентрация №-ДГК. иг/см1; по осн ординат — высота хром атографнческого пика. мм.
