3.2. Отбор проб на твердые сорбенты

Гранулированные сорбенты для отбора паров химических веществ из воздуха начали применять в конце 60-х годов в связи с широким развитием газовой хроматографии.

Способ отбора проб воздуха в жидкости для газохроматографического анализа в большинстве случаев неприемлем, так как не позволяет проводить концентрирование веществ из большого объема воздуха вследствие улетучивания растворителей и связанных с этим потерь анализируемых веществ. Кроме того, жидкие поглотительные среды для одновременного пробоотбора химических веществ с разными функциональными группами не обеспечивают эффективного поглощения для каждой группы веществ.

Применение твердых сорбентов дает возможность увеличить скорость пропускания воздуха (по сравнению с пропусканием через жидкость) и за короткое время накопить исследуемое вещество в количестве, достаточном для его определения. Твердые сорбенты позволяют также осуществлять избирательную сорбцию одних веществ в присутствии других, кроме того, твердые сорбенты удобны как в работе, так и при транспортировке и хранении отобранных проб.

В качестве сорбентов применяют силикагели, молекулярные сита, активный уголь, пористые полимерные сорбенты и другие вещества, т.е. сорбенты с активной поверхностью. Кроме того, используют наполнители хроматографических колонок.

3.3. Хемосорбция

Хемосорбция – это процесс, сопровождающийся химическим взаимодействием поглощаемого вещества с реагентом, находящимся в поглотительном растворе или нанесенным на твердый сорбент. Химические реагенты наносят на твердый носитель или на сорбент в активной поверхностью (уголь, силикагель). Хемосорбция протекает очень быстро, поэтому адсорбируются незначительные количества загрязняющих веществ. Примером использования для аналитических целей хемосорбентов являются индикаторные трубки.

Одним из вариантов хемосорбентов являются пленочные сорбенты, представляющие собой стеклянный порошок (размером 3…5 мм), обработанный пленкообразующим раствором. Пленочный сорбент помещают в стеклянную трубку длиной 17…20 см, диаметром 7 мм между двумя перфорированными перегородками. При пропускании через трубку воздуха исследуемое вещество взаимодействует с пленкой вязкого сорбирующего раствора и затем элюируется соответствующим раствором. Скорость аспирации воздуха трубками с пленочным сорбентом может достигать 20 л/мин, что позволяет их также использовать при анализе атмосферных загрязнений, содержащихся в крайне малых пропорциях.

Трубки с пленочными сорбентами легко изготовить, они пригодны для многократного использования и могут быть применены при пониженных (отрицательных) температурах.

На хемосорбции основан также отбор проб на аэрозольные фильтры АФА, импрегнированные твердым сорбентом с добавлением химических реагентов. Так, для улавливания паров и аэрозолей ртути применяют фильтры АФАС-Р, для улавливания паров иода – фильтры АФАС-И. В первом случае сорбент пропитан раствором иода, во втором – раствором нитрата серебра. Благодаря тонковолокнистой структуре материала и наличию мелкоизмельченных частиц сорбента эти фильтры обеспечивают одновременно эффективное улавливание аэрозолей и паров при небольшом сопротивлении потоку воздуха.