Поиск по сайту:


Концентрирование аэрозолей

Образование аэрозолей в различных природных и производственных процессах происходит двумя путями: диспергированием и конденсацией. Аэрозоли образуются при механическом измельчении и распылении твердых тел или жидкостей: дроблении, истирании, взрывах, распылении в форсунках й пульверизаторах и т. п. Так возникают туманы в районе мощных водопадов, шахтная пыль при бурении и взрывании руд и угля. При выплавке металлов пары их сгораю а продукты горения конденсируются с образованием дыма, состоящего из твердых частиц металлических оксидов. Примерно так же образуется дым и при горении топлива, но в этом случае помимо твердых частиц сажи в дыме содержатся еще капельки смолистых веществ. Более высокодисперсные и однородные по дисперсности аэрозоли получаются конденсационными методами, к которым относятся: переходы пересыщенных паров в жидкое или твердое состояние (например, образование туманов и облаков), а также химические реакции, приводящие к появлению новых жидких или твердых фаз, причем обязательным условием возникновения аэрозоля путем конденсации является наличие пересыщенного пара. При химических реакциях, например, аэрозоли возникают, когда образуется новая фаза с низким давлением насыщенного пара (испарение ангидрида во влажном воздухе приводит к возникновению аэрозоля серной кислоты, смешение хлористого водорода и аммиака приводит к образованию аэрозоля хлористого аммония и т. д.).[ ...]

Аэрозоли проявляют значительно большую, чем дисперсионные системы в жидких средах, кинетическую и агрегативную неустойчивость. Они могут образовывать в определенных условиях более крупные агрегаты, а также адсорбировать на своей поверхности (особенно частицы пыли) различные химические вещества в виде газов или паров (например, пары полиароматичеЬких углеводородов в частицах пыли) или растворять твердые частицы в каплях жидкости аэрозоля. Все это затрудняет улавливание из воздуха неустойчивых частиц, не задерживающихся обычными сорбентами, применяющимися для улавливания газов и паров различной химической природы. Концентрирование и анализ аэрозольных композиций загрязнителей труден еще и тем, что в подобных смесях, как правило, содержатся также газовая и парообразная фазы вещества, образующего аэрозоль. Примером могут служить пестициды или полиароматические углеводороды [1]. В этом случае при отборе следует одновременно улавливать газы (или пары) и аэрозоли, что Можно сделать, применяя импрегнированные фильтры комбинацию аэрозольного фильтра с жидкостным поглотителем [2], или поглощать практически все присутствующие в воздухе вещества с помощью охлаждаемой ловушки с полимерным фильтром [171]. Если же в подобных случаях применять для пробоотбора лишь один фильтр, возможно возникновение значительной систематической ошибки определения [!]• Это связано с тем, что как и в случае пестицидов, эффективность отбора проб на фильтры для частиц полициклических углеводородов, оксидов мышьяка и селена в значительной мере зависит от равновесной концентрации их паров [172].[ ...]

Улавливание аэрозолей из загрязненного воздуха описано в работах [173—183]. Для этой цели применяют мембранные фильтры, тонковолокнистые фильтры из стекла или керамики [176, 177], а также фильтры из полимерных материалов [12, 72, 178], Для по-, глощения из воздуха паров и частиц пестицидов начали использовать фильтры из вспененного полиуретана [179]. Они портативны, могут быть изготовлены любой формой, позволяют отбирать пробу с любой скоростью, легко транспортируются. Для увеличения эффективности улавливания пенополиуретан предварительно обрабатывают в аппарате Сокслета ацетоном и гексаном. Трехслойный аналитический фильтр (средняя часть является волокнистой органической тканью, а внешние слои — из полиамидного волокна) способен извлекать из воздуха частицы размером 0,1 мкм [180].[ ...]

Для улавливания и определения .количества пыли и аэрозольных частиц применяют также молекулярнопористые мембранные фильтры (тонкие ультрафильтры из поликарбон,атной пленки) с порами трубчатой формы [181]. В этой работе описаны способы получения, обсуждаются структурные и фильтрующие свойства мембранных фильтров. Описан новый метод сепарации аэрозольных частиц в пробах загрязненного воздуха [182], использующий явление селективного вымораживания частиц во Бремя контролируемого замерзания органической жидкости под действием разницы в физических свойствах поверхностей раздела твердое тело — жидкость. Показано, что существует критическая скорость вымораживания, которая характеризует начало перехода частиц из жидкой фазы в твердую, а также описан метод зонного хроматографического вымораживания. Интересный способ улавливания аэрозолей кристаллами льда или снега описан в работе [183], причем возможно, что некоторые органические загрязнители (например, . галогенуглеводороды) образуют с кристаллами снега клатратные соединения [2].[ ...]

Для извлечения собранных на фильтре аэрозолей и более грубых частиц (1шль) используют экстракцию различными органическими растворителями, из которых особенно эффективны метанол, ¡бензол, сероуглерод и хлористый метилен [184, 185]. Однако полное извлечение органических частиц из фильтров, которое обычно проводят в аппарате Сокслета, требует длительной экстракции и занимает от 8 до 16 ч.[ ...]

Под введением пробы в хроматографическую систему следует понимать подготовку пробы к вводу и собственно ввод пробы в хроматограф. К операциям, связанным с подготовкой пробы к хроматографированию, относятся: 1) извлечение пробы из ловушки (концентратора) методом экстракции, термодесорбции и т. д.; 2) повторное концентрирование микропримесей анализируемой пробы (упаривание, испарениелод вакуумом и пр.); 3) переведение вещества (соединений) пробы в форму, удобную для хроматографирования; 4) проведение химических реакций с веществом пробы до хроматографического разделения (реакции удаления, селективная экстракция и др.) с целью получения дополнительных сведений о функциональном составе пробы и облегчения последующей идентификации ее соединений.[ ...]

Процесс извлечения сконцентрированных примесей из ловушки зависит от способа отбора проб воздуха и варианта применяемого хроматографического анализа примесей. Если газообразная проба (или пары легкокипящих веществ) отобраны в контейнер, то, как правило, такую пробу анализируют в газообразном (парообразном) состоянии, вводя несколько миллилитров газа (паров) в испаритель хроматографа с помощью стеклянного газового (медицинского) шприца или через дозирующую петлю. При необходимости можно провести предварительное концентрирование примесей из контейнера, например, методом адсорбции или путем вымораживания.[ ...]

Вернуться к оглавлению