Большинство постоянных газов, из которых состоит атмосфе (азот, кислород, диоксид углерода, инертные газы) не относит« к токсичным веществам. Однако они обычно сопутствуют главн му загрязнителю атмосферного воздуха — оксиду углерода — и ] хроматографическое разделение и анализ следует рассматрива1 вместе.[ ...]
Основные количества оксидов углерода образуются в результате различных процессов сгорания топлива (лесные пожары, двигатели внутреннего сгорания, теплоэлектростанции и др.), причем примерно 14% общего количества С02 воздуха имеет промышленное происхождение. Одним из главных источников загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода являются выхлопные газы автомобилей, мировой парк которых в настоящее время превышает 300 миллионов [1]. Средняя концентрация СО в атмосфере составляет коло 10 5%, причем она может возрастать до З-Ю-30/ в районах скопления‘автотранспорта в часы пик [172].[ ...]
Оксиды углерода и большая часть других постоянных газов атмосферы отличаются малой полярностью и высокой инертностью, что затрудняет применение химических методов для их анализа. В связи с этим для анализа постоянных газов особенно важное значение получила газовая хроматография. Однако из двух основных методов газовой хроматографии — газо-адсорбци-онной и газо-жидкостной — для анализа постоянных (низкокипя-щих) газов преимущественное значение имеет газо-адсорбцион-ная хроматография, - причем в качестве адсорбентов чаще всего применяют силикагели и молекулярные сита [5]. Работы по газо-жидкостной хроматографии низкокипящих газов немногочисленны, и этот метод пока не получил широкого применения для анализа газов. Почти не используют для подобных анализов и вариант газо-жидкостной хроматографии — капиллярную хроматографию. Причины заключаются в том, что постоянные газы малорастворимы при обычных температурах и давлениях во всех жидкостях, которые используют в настоящее время в качестве неподвижных фаз для газо-жидкостной хроматографии ,[173]. Однако в последнее время повысился интерес к низкотемпературной газовой хроматографии. Газовые хроматографы, в которых разделительные колонки могут быть охлаждены до температуры :(—50) — (—100°С) [63, 174], возможно позволят применить для анализа постоянных газов и газо-жидкостную хроматографию.[ ...]
В некоторых случаях для анализа постоянных газов используют реакционную газовую хроматографию, позволяющую повысить чувствительность определения микропримесей. Предложены способы разделения кислорода и аргона, основанные на химическом поглощении кислорода; методы определения микропримесей оксидов углерода, основанные на конверсии их в метан, регистрируемый с помощью ПИД; описан метод определения кислорода при помощи его конверсии в оксид углерода, который затем превращают в метан; существуют методы конверсии водорода; для определения кислорода в смеси с аргоном можно пропускать анализируемый газ через реактор с алюминийорганическим соединением, в результате чего образуются углеводороды [5]. Оксид азота(I) путем каталитических реакций можно превратить в азот или аммиак, а для определения диоксида углерода используют реакцию с н-бугилатом натрия [5, 85].[ ...]
Среди многочисленных детекторов, применяемых в газовой хроматографии для анализа постоянных газов [176, 177], наибольшее значение имеет детектор по теплопроводности. Однако его чувствительность недостаточна для определения микропримесей постоянных газов, и необходимо предварительное концентрирование пробы (оксиды углерода, оксид азота(I) и др.) для их определения в атмосфере и воздухе производственных помещений на уровне ПДК. Правда, созданы и более чувствительные ка-тарометры, но они пока не получили широкого распространения [4].[ ...]
Гораздо более высокая чувствительность определения постоянных газов достигается в том случае, если в ионизационных детекторах вместо аргона используют гелий [182]. Основным недостатком гелиевого детектора, содержащего источник ß-излучения, является необходимость тщательной очистки газа-носителя (гелия) от примесей. Предложены различные способы очистки гелия, позволяющие доводить его чистоту до необходимых пределов, но установка по очистке гелия по стоимости иногда превосходит стоимость хроматографа. Использование в качестве газа-носителя неона, который поглощает ß-излучение сильнее гелия, позволяет определять в воздухе около 10—5 % СО [183]. Кроме того, неоновый ионизационный детектор более стабилен в работе, а газ-носитель не нуждается в такой очистке, как гелий.[ ...]
Для анализа постоянных газов можно также использовать разрядные детекторы, которые позволяют определять эти газы с чувствительностью, близкой к чувствительности ПИД для органических веществ. Для этой цели предложены различные варианты разрядных детекторов, основанные на использовании тлеющего и коронного разряда [184—187]. Чувствительность этих детекторов зависит от чистоты газа-носителя, и поэтому их применение связано с проблемой очистки газа-носителя. Для определения микропримесей постоянных газов можно использовать и радиочастотный спектрально-эмиссионный разрядный детектор, дающий возможность обнаружить в воздухе 5-10 50/о диоксида углерода [188].[ ...]
Следовые количества постоянных газов (оксид и диоксид углерода, оксид азота(I) и пары воды) можно определить в воздухе с помощью ультразвукового детектора [189], электрохимического детектора, в котором используют реакцию окисления СО на платиновом электроде [190], аргонового ионизационного детектора [191], а также с помощью масс-спектрометра, чувствительность которого к оксидам углерода и азота (I) того же порядка, что и к углеводородам [192]. Очень перспективен для анализа микропримесей некоторых постоянных газов и, особенно оксида углерода, пироэлектрический катарометр [193], пироэлектрическим элементом которого служит кристалл танталата лития. Этот детектор, чувствительность которого в 500 раз выше, чем у обычного ката-рометра, способен обнаружить в воздухе 5 • 10-5 % (объемн.) оксида углерода при относительной ошибке определения всего лишь ±5% [193].[ ...]
В последние годы для определения содержания оксида углерода в атмосфере и воздухе производственных помещений все чаще применяют метод газовой хроматографии, который благодаря высокой селективности и чувствительности определения является одним из наиболее перспективных для контроля загрязненного воздуха. Для отделения оксида углерода от сопутствующих примесей применяют различные адсорбенты с высокоразвитой поверхностью, причем наилучшие результаты получают при использовании для этой цели колонок, заполненных молекулярными ситами 5А [190].[ ...]
Помимо прямого газохроматографического определения оксида углерода с помощью детекторов высокой чувствительности (например, гелиевого ионизационного детектора или пироэлектрического катарометра), которые однако пока еще не получили широкого распространения, для анализа этого газа используют два основ- • ных метода: 1) концентрирование микропримесей СО на адсорбентах при низкой температуре с последующим определением с. помощью детектора по теплопроводности; 2) конверсия СО в метан и определение последнего с помощью пламенно-ионизационного детектора.[ ...]
Вернуться к оглавлению