Методы быстрого определения в воздухе малых количеств газов и паров

При пользовании осевым вентилятором ЦАГИ с крыльями диаметром 400 мм рекомендуется делать обечайку диаметром 600 мм, так как тогда осевой вентилятор дает наибольший расход. При моторе с числом оборотов п = 2 800 в минуту такой агрегат будет перемещать 4 500—5 500 м8 воздуха в час. Если п = 1 450, то количество перемещаемого воздуха /. = 2400 м3/час.

Вентилятор с диаметром крыльев 600 мм и мотором перемещает около 5 500 м3/час при п = 1 450 в минуту.

Предложенный метод водо-воздушного душирования, несомненно, должен найти применение в производстве. Однако будет неправильно считать, что он во всех случаях сможет заменить различные способы воздушного душирования, применяемые в настоящее время, в частности, установки с охлаждением воздуха водой. Применение нового метода водо-воздушного душирования должмо ограничиваться теми особо неблагоприятными метеорологическими условиями, которые не позволяют использовать душирование охлажденным воздухом. Если даже водо-воздушное душирование действительно наиболее экономично, высокоэффективно в условиях правильной эксплоатации, не создает неприятных побочных воздействий (предположение о том, что увлажнение одежды в данном случае может оказаться нежелательным, совершенно отвергнуто данными наблюдений в производственных и лабораторных условиях), то все же его не следует считать единственно целесообразным. Нельзя рассчитывать на эффективное применение водо-воздушного душа также при высокой влажности воздуха.

Чертежи по устройству водо-воздушных душей и пояснительные записки к ним можно получить во Всесоюзном институте охраны труда (Москва, 21, Оболенский переулок, дом 10).

М. БАЛЬСКАЯ

^/методы быстрого определения в воздухе малых количеств газов и паров

Из химической лаборатории гигиенического отдела Центрального института гигиены труда им. Обуха

Мышьяковистый ВОДОрОД*

Практика санитарно-химических исследований среды в рабочих помещениях ставит перед нами задачу быстрого количественного определения (порядка 0,5 у/л) мышьяковистого водорода в воздухе в портативной и просто оформляемой аппаратуре. Для решения этой задачи мы применили известный метод определения мышьяковистого водорода по окрашиванию бумажки, пропитанной сулемовым раствором.

Нами предложено фильтровать воздух через сулемовую бумажку в особой трубочке (рис. 1), состоящей из двух стеклянных пробочек б и б! о просветом в 3 мм, соединенных перемычкой а в 10 мм и заканчивающихся отводными отростками г и Гг длиной в 30 мм. Все части должны быть одного и того же внутреннего диаметра и центрирования, а дно пробочек и бока в хорошо пришлифованы. На наружной

'См. статью И. Шерешевской и Е. Воронцовой, Методы быстрого определения в воздухе малых количеств газов и паров, «Гигиена и здоровье», № 3, 1941.

Рис. 1. Реакционная трубочка

части пробочек имеются стеклянные крючки д для стягивания пробо-чек резинками с целью полной герметизации трубочки.

Сулемовые бумажки изготовляются следующим образом!. Фильтровальная бумага, нарезанная полосками величиной при-

¡0 близительно в 7 X 20 см, погружается в 5%> раствора сулемы1 на 15 минут. После этого бумажка вынимается, протягивается между указательным и средним пальцами (лучше это делать в резиновых перчатках) и сушится в темном месте в' горизонтальном положении на стеклянных палочках. По высыхании бумажки сохраняются в темной притертой склянке. Для производства анализов из этих бумажек нарезаются кружочки по диаметру дна пробочки.

Нами был поставлен ряд экспериментов с проверкой метода на определенных разведениях АэНз. В результате оказалось, что после фиксации сулемовых бумажек в растворе иодистого калия получаются вполне ясно различимые окрашенные в коричневый цвет (от светлокоричневого до темно-коричневого оттенков, в зависимости от нарастания концентрации) кружочки, обрамленные белым ободком. Чувствительность этих бумажек 0,05 у. Шкала ясно различима для опытного глаза в диапазоне от 0,05 до 1 Т- Более густые оттенки невозможно колориметрировать.

Из полученных вполне идентично окрашенных от пропускания одного и того же количества мг АэНз кружочков нами была составлена шкала от 0,1 до 1 т АэНз в 1 л с интервалом в 0,1 т). При большом внимании можно видеть и 0,05 т в пробе.

Приготовление шкалы этим путем довольно длительно, так как надо получить газ, дозировать его и установить его концентрацию, а потом протянуть через сулемовую бумажку по 1 л различных концентраций: 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 7/л.

Проведенные нами опыты показали, что для приготовления шкалы можно брать определенные количества стандартного раствора АэгОз (0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9, в 1 мл), подвергать их последовательно восстановлению (2п и НаБо^ в видоизмененном нами аппарате Зангер-Блека и поглощать полученный мышьяковистый водород сулемовой бумажкой, заряженной в реакционной трубочке (рис. 2).

Видоизмененный аппарат Зангер-Блека представляет собой, как видно из рис. 2, пробирку а с пришлифованной пробкой, в которую впаяна воронка б, доходящая до дна, и отводная трубка в, в которую на шлифе входит реакционная трубка г.

Стандартный раствор с содержанием 0,1 мг АбНз в 1 мл получается растворением 0,0127 г свежевозогнанного АвгОз в 100 мл воды. Взяв из этого раствора 1 мл и разведя его до 100 мл, получаем разведение II, в котором в 1 мл будет находиться 0,001 мг АвНз. Если взять отсюда 0,1; 0,3; 0,5 и т. д. мл, получим 0,1 мг и т. д. АэНз в пробе.

Построенная таким образом шкала совпадает со шкалой, приготовленной из литрового объема газа с тем же содержанием АбНз.

Шкала, полученная фиксацией в иодистом> калии, сохранялась на открытом воздухе первые 2—3 дня (сравнение проводилось каждый раз со свежеприготовленными шкалами). Заклеивание шкалы между двумя стеклами, края которых проклеены бумажкой, увеличивает срок стойкости шкалы до 7—10 дней, а обработка ее в 5% растворе парафина в петролейном эфире (на холоде) повышает ее устойчивость: при дальнейшей просушке на фильтровальной бумаге шкала хорошо сохраняется больше месяца. Помещение шкалы под стекло или целофан придает ей еще большую устойчивость.

Рис. 2. Видоизмененный аппаратЗан-гер-Блека

1 Навеска сулемы предварительно растворяется в небольшом количестве спирта, затем в раствор добавляется вода до требуемого по расчету объема.

Вполне возможно также приготовить искусственную шкалу по естественной, подобрав соответственно акварельные краски, пропитав ими фильтровальную бумагу и высушив.

Для определения концентраций порядка тысячных долей мг АэНз в 1 л, дающих слишком густое пятно, мы пошли по линии уменьшения объема просасываемого воздуха. Анализ газа проводился в той же аппаратуре и проверялся путем поглощения в бромную воду с последующим определением мышьяка по Дениже с реактивом Цинцадзе.

Таблица 1

Концентрация AsH3 r газе (мг/л) Взято мл газа В пробе AsHj 'в мг) Разница в мг Взято мл газа В пробе AsHj (в иг) Разница в мг

теоретически найдено по Дениже теоретически найдено экспресс- методом

0,0005 0,005 0,05 0,1 1 000 200 50 50 0,0005 0,001 0,0025 0,005 0 0,001 0,002 0,0055 -0,0005 -0,0005 +0,0005 200 20 10 10 0,0001 0.С001 0,0005 0,001 0,0001 0,0001 0,0005 0,001 _

Табл. 1 показывает, что анализ газов на АзН., посредством сулемовой бумажки более чувствителен, чем применявшийся до сих пор метод поглощения в бромную воду. Из таблицы также видно, что метод позволяет при концентрации АэНз в 0,0005 мг/л (т. е. при предельно допустимой по санитарным нормам) уменьшить объем анализируемого газа до 200 мл, метод, следовательно, по своей чувствительности и портативности может быть рекомендован как экспрессный.

На основании большого количества опытов нами составлена таблица зависимости концентраций от объема анализируемого воздуха, дающего тот или иной эталон шкалы (табл. 2).

Таблица 2

Количество мл протянутого воздуха Концентрация мышьяковистого водорода в мг на 1 л •

эталон 0 эталон 1 эталон 2 эталон 3 эталон 4 эталон Б эталон в эталон 7 эталон 8 эталон 9 эталон 10

1 5 10 2Q 30 40 50 100 200 1 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0 0,02 0,01 0,005 0,0033 0,0025 0,0020 0,0010 0,0005 0,0001 0,20 0,04 0,02 0,01 0,0066 0,005 0,004 0,0020 0,0010 0,0002 0,30 0,06 0,03 0,015 0,010 0,007 0,006 0,003 0,0015 0,0003 0,40 0,08 0,04 0,02 0,013 0,01 0,008 0.004 0,002 0,0004 0,50 0,10 0,05 0,025 0,016 0,012 0,010 0,005 0,0025 0,0005 0,60 0,12 0,06 0,03 0,02 0,015 0,012 0,006 0,003 0,0006 0,70 0,14 0,07 0,035 0,023 0,017 0,014 0,007 0,0035 0,0007 0,80 0,16 0,08 0,04 0,026 0,020 0,016 0,008 0,004 0,0008 0,9 0,18 0,09 0,045 0,03 0,027 0,018 0,009 0,0045 0,0009 1.0 0,20 0,10 0,05 0,033 0,025 0,020 0,010 0,005 0,0010

По этой таблице можно сразу определить концентрации мышьяком вистого водорода в 1 л воздуха, если получен тот или иной эталон и известно, какой объем газа был забран в пробу. Цифра, стоящая в пересечении вертикальных и горизонтальных граф, дает искомую концентрацию АбНз, выраженную в мг на 1 л.

Нами смонтирована шкала вместе с таблицей под целофаном, хранится она' в черном пакете.

Для выяснения проскока мышьяковистого водорода через сулемовую бумажку был поставлен ряд опытов с закладыванием в нашу

трубку двух реактивных бумажек одну за другой в одну пробку и двух бумажек в две пробки, причем пропускались газы различных концентраций с разной скоростью.

Таблица 3

Концентрация АзН3 в иг Скорость протягивания в мл/мин Проскок на вторую бумажку

0,0001—0,001.......... 100 Нет

0,001 и выше.......... 100 Есть

0,001—0,1............ 50 Нет

0,1 и выше . . . . г>...... 50 Есть едва заметный

40 Нет

Из табл. 3 вытекает, что протягивать газ нужно со скоростью 40—50 мл/мин.

Далее мы поставили перед собой вопрос, каким прибором лучше всего протягивать воздух. Опыты показали, что наиболее целесообразно в данном случае употреблять шприц на 50 мл с делениями до 5 мл, который присоединялся встык на плотном каучуке к трубочке. Поршень должен выдвигаться очень медленными, слегка вращательными движениями, не быстрее чем в 1 минуту. Путем наложения, т. е. путем повторных всасываний воздуха, мы достигали усиления пятна прямо пропорционально увеличению просасываемого объема газа.

Для удобства перевозки аппаратура и необходимые реактивы монтируются в небольшой коробке (22 X 17 X 8 см), вмещающей трубочку для закладывания реактивных бумажек, шприц для всасывания анализируемого воздуха, пробирку с притертой пробкой для дестилли-рованной воды, 3 микропробирки с притертыми пробками для 5°/о раствора парафина в петролейном эфире, для ваты, пропитанной РЬ(С2НзО»)2 и иодистого калия (сухой соли); 5 бюксов для сохранения сулемовых бумажек, парафинирования бумажек, раствора КЛ, воды и 'для сохранения результатов анализа; одноминутные песочные часы. Кроме того, в крышке коробочки устроен карман, в который закладываются шкала эталонов с таблицей, пинцет, фильтровальная бумага, писчая бумага, черный карандаш, пакетики из черной бумаги, кусочки каучука по 2 см длиной и инструкция.

Как известно, сероводород в больших концентрациях (порядка целых мг/л) дает на сулемовой бумажке бледножелтое пятно. Опыты, поставленные нами для выяснения возможности определения мышьяковистого водорода в присутствии сероводорода, показали, что Н-Б даже в количестве, в 100 раз превышающем предельно допустимую норму (а именно 1—5 мг/л), был задержан помещенным во входном отверстии трубочки (до сулемовой бумажки) 10-миллиметровым тампончиком из ваты, обработанной уксуснокислым свинцом и высушенной. При этом не происходило поглощения мышьяковистого водорода. По оставшейся белой, не прореагировавшей части ваты всегда можно судить о полноте поглощения сероводорода. Примесь же сероводорода, в 10 раз превышавшая норму, полностью задерживалась бумажкой, смоченной уксуснокислым свинцом (предварительно высушенной и помещенной под первой пробочкой).

Задержать сероводород бумажкой, смоченной уксуснокислым свинцом с глицерином по методу Хрусталевой и Яковенко, не представляется в данном случае возможным: опыты показали, что при этом получились заниженные результаты для мышьяковистого водорода.