Введение к работе
Актуальность теш. Одной нз основных задач контроля окружахцей среда является совершенствование методов исследования состава всех ее звеньев, в тон числе, атмосферы. В частности, нообходяш исследования методологии определения следовых количеств элементов в атмосферо. Многообразие форм нахождения элементов в атмосфере обуславливает необходимость разработка а применения комплекса методов, позволяющих проводить СОЛеКТИЕНиЗ отбор и определять элементный состав различных форм атиосферни:: примесей. Наиболее широко распространенные метода исследования атмосферных элементных примесей ориентированы, главным образом, на относительно кругаюдисперсЕый аэрозоль и пе всегда позволяет получать достоверные давние о мелкодисперсной и парогазовой фракциях, которые, как представляется, играют существенную роль в процессах взаимодействия объектов хсшой и нэгявой природы с атмосферой. Применение существующих методов улавливания мелкодисперсной и парогазовой фаз примесей атмосферы ограничена рядом недостатков. В связи с этим, большинство акологичесісих и санитарно-гигиенических нормативов базируется на данных елементного состава аэрозоля, которые не всегда достаточно полно отражают реальное состояние атмосферы.
Исследование микроалемзнтного состава атмосферы требует применения производительных шсокочувствителькых аналитических методов, по&волящих определять одновременно содержание широкого круга элементов, в связи с чем весьма перспективным является использование многоэлемантного нейтронно-активанионного анализа. Тагам образом, изучение влияния условий отбора и анализа на правильность определения элементного состава примесей воздуха, разработка новых методов исследовании примесей в мелкодисперной и парогазовой фазах атмосферы, а также совершенствование методик инструментального нейтронно-активационного анализа представляются весьма актуальными.
Цель и задачи исследования.
Основной целью исследования было создание универсального и эффективного способа изучения элементного состава мелкодисперсной и парогазовой фаз примесей атмосферы.
В хода достижения поставленной цели решались следущие задачи:
Разработка производительных чувствительных методик нейтрон-
_ 4 -
ьо-активационного определения елементного состава воздуха.
Оценка требований к методам определения элементного состава парогазовой фазы атмосферы на основе рассчета относительных содержаний элементов.
Исследование методологических аспектов определения элементного состаза аэрозольной составдящай атмосферных примэсей и оценка применимости общепринятых методов контроля атмосферы для исследования парогазовой и мелкодисперсной фаз.
Практическое применение разработанных подходов для решения некоторых задач экологии и геохимии.
Научная новизна. Епервыэ разработан и применен для решения ряда прикладшх задач способ исследования мелкодисперсной и парогазовой фаз атмосферных елементних примесей с применением пассивной сорбции на планочных сорбентах. Исследована зависимость елементного состава проб аэрозолей, отобранных на фильтр, от условий пробоотбора, хранения и нагревания. Показана недопустимость применения методов анализа, требувдих сухого озоления образцов. Предложена эмпирическая зависимость, позволявшая оценивать относительное содержание элементов в парогазовой фазе в воздухе. Показана возможность существования в атмосфере в парогрзовой фазе в значительных количествах ряда элементов, которые обычно относят к аэрозольной составляющей, что определяет подход к их контролю в воздухе. Предложена производительная методика нейтронно-активационного анализа, позволяющая определять около 30 элементов в образцах парогазовой и суомикронной фаз примесей воздуха.
Практическая значимость работы. Предложен способ оценки содержаний элементов в воздухе в мелкодисперсной и парогазовой фазах, который может быть использован при проведении исследований, требующих одновременного отбора большого числа проб.. Результаты исследования зависимости элементного состава образцов аэрозолей, отобранных на фильтр, позволяют уточнить методологические аспекта исследования аэрозольной составляющей алементішх примесей. Предложены производительные методики инструментального, нейтронно-активационного анализа, позволяющие определять элементный состав примесей воздуха, отобранных на коллектор, с пределом обнаружения от 0,005 до 30 нг/см8 коллектора. Предложенные методики были впервые использованы для исследования загрязненности воздуха гермообъемов космического корабля, оценки возможности загрязнения аналитических образцов сорбцией элемен-
тных газообразных примесей воздуха, исследования распределения загрязнений от локальных источников, оценки возможности применения пассивной сорбции для атмохимического поиска месторо-едений металлов.
.Автор выносит на зашиту:
1. Результата исследования зависимости элементного состава
образцов аэрозолей, отобранных на фильтр, от условий отбора,
хранения и подготовки к анализу.
2. Способ рассчетной оценки относительного содержания
элементов в парогазовой фазе в атмосфере.
-
Результаты исследований сорбции атмосферных примесей на полимерных пленках и конструкцию пленочных коллекторов для отбора проб субмикронной и парогазовой составляющей атмосферных примесей.
-
Способ исследования мелкодисперсной и пзрогазовой фракций атмосферных элементных примесей методом пассивной сорбции.
-
Нейтронно-активациониые методики определения элементного4 состава образцов атмосферных загрязнений, отобранных различными методами, и схему комплексного анализа элементных примесей атмосферного воздуха.
-
Результаты исследований элементного состава парогазовой и мелкодисперсной 6.3 атмосферных примесей методом пассивной сорбции, проведенных в различных условиях.
Апробация работы. Результаты проведенных исследований доложены на III Международном совещании по интегрированному глобальному мониторингу биосферы (Ташкент, 19В5), на 7 Всесоюзном совещании по активационнсму анализу и другим радио-аналитическич методам (Ташкент, 1986), на 17 Советско-японском совещании по аналитической химии (Ташкент, 1938), на научно-техническом совещании '"Контроль за состоянием атмосферы пути ее улучшения в Алмалыкской промзоне" (Алмалык, 1990), на Международном ссвещанкн по анализу следов элементов (Сендай - Кириу, Япония, 1990), на Международном совещании по современном направления»,! актива-ционного анализа (Вена, Австрия, 1991).
Структура и объем работы. Диссертационная работ состоит из введзния, четырех глав, заключения и выводов, изложена на 157 страницах машинописного текста, включая приложение, содержт ?3 таблицы, 23 рисунка, список цитируемой литературы охватывает 132 наименования.
