Определение органических соединений в воздухе
Алещенкова А.О.
Башкирский государственный университет,
Уфа, Россия.
Студент V курса.
Научный руководитель: Хатмуллина Р.М.
Промышленный комплекс Республики Башкортостан имеет многоотраслевую производственную структуру и специализируется на нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической, машиностроительной, металлообрабатывающей, легкой и лесной отраслях промышленности. Промышленное производство в наибольшей степени сконцентрировано в городах и существенно превышает общероссийские показатели, особенно в части размещения предприятий нефтепереработки и химии. В результате этого города становятся центрами возникновения основных экологических проблем, большая часть которых связана с загрязнением атмосферного воздуха токсичными веществами. Так, например, для нашей страны характерно близкое расположение жилой зоны и промышленных предприятий, поскольку еще в советские времена для поспешного создания промышленного потенциала жилье строилось рядом с промплощадками. Такое расположение населенных кварталов по отношению к источникам промышленных выбросов приводит к загрязнению атмосферного воздуха в городах. В этих условиях важнейшим инструментом обеспечения качества городской среды является экоаналитический контроль промышленных выбросов и атмосферного воздуха. В связи с этим разработка новых и совершенствование известных методик определения загрязняющих примесей атмосферы является актуальной задачей.
Органические растворители (низшие спирты, ацетон, этилацетат, бутилацетат, этилцеллозольв, толуол и другие) относятся к ряду соединений, оказывающих общетоксическое, раздражающее действие на живые организмы. Для определения органических веществ в выбросах источников и атмосферном воздухе на уровне предельно допустимых (ПДК) и более низких концентраций, как правило, необходимо концентрирование определяемых компонентов на стадии пробоотбора. Так, одним из наиболее известных методов определения этих соединений в промышленных выбросах является метод, основанный на отборе проб выбросов с одновременным концентрированием их в пробоотборнике с волокнисто-углеродистым сорбентом (ВУС). Определяемые вещества десорбируют диметилформамидом, полученный элюат анализируют на газовом хроматографе с пламенно-ионизационным детектором. Преимущества данного метода заключаются в том, что при отборе проб воздуха одновременно концентрируются несколько определяемых компонентов. Однако при анализе проб выбросов на содержание органических растворителей с отбором проб на ВУС и отбором проб в поглотительные растворы полученные результаты различались. В связи с этим цель данной работы заключалась в подборе рабочих условий отбора проб промышленных выбросов и атмосферного воздуха в сорбционные трубки с ВУС, подготовки отобранных проб к анализу методом газожидкостной хроматографии. Для достижения цели была проведена следующая работа:
· установлена степень извлечения аналитов с сорбента;
· проведен подбор условий отбора проб и подготовки их к анализу;
· построены градуировочные зависимости определяемых компонентов.
Для оценки степени извлечения аналитов с сорбента были проведены эксперименты с использованием модельных растворов. Для этого известные количества органических растворителей наносили на сорбент, и проводили последовательное элюирование ДМФА, анализируя затем отдельно каждую смывную порцию элюата. Установлено, что степень извлечения исследуемых компонентов составляет 58-83 %.
Поскольку адсорбция возрастает при понижении температуры, при увеличении температуры должна повышаться десорбция соединений с сорбента, поэтому было исследовано влияние температуры на степень извлечения компонентов.
Следующим этапом исследований был подбор оптимальной скорости и объема отбираемой пробы воздуха. Для выбора рабочих параметров отбора проб воздуха с помощью аспиратора пропускали через пробоотборное устройство одинаковый объем воздуха с различной скоростью. По результатам полученных экспериментальных данных подобраны рабочие условия отбора и подготовки проб воздуха к анализу.
Градуировочную характеристику устанавливали, используя для построения градуировочных графиков элюаты, полученные в соответствии с выбранными условиями пробоподготовки. Для этого готовили градуировочные растворы, наносили их микрошприцем на трубки с сорбентом, элюировали и элюаты анализировали. Коэффициенты корреляции варьировали от 0,94 до 0,99. Диапазон определяемых концентраций составляет 0,01 мг/м3 – 500 мг/м3.