Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха формальдегидом в окрестностях г. Владивостока

1.

Оценка уровня
загрязнения атмосферного
воздуха формальдегидом
в окрестностях г.
Владивостока
Выполнила: Кайгородова М. Р. гр.Б8120-04.03.01 фх
Научный руководитель: доцент Департамента химии и материалов
к. б. н. Мягчилов А.В.

2.

Актуальность
Проблема загрязнения атмосферного воздуха
является одной из наиболее актуальных
экологических проблем
современности. Особое внимание уделяется
изучению токсичных веществ, оказывающих
негативное влияние на здоровье человека и
окружающую среду.
Формальдегид, является одним из наиболее
распространенных карбонильных соединений
в атмосфере, составляя 80% от их общего
содержания, представляет собой серьезную
угрозу для здоровья человека. Его широкое
распространение, как в городских, так и в
сельских районах, делает его индикатором
общего загрязнения воздуха.
2

3.

Цели и задачи
Целью
данной
работы
являлось
оптимизация
методики
определения
формальдегида
в
атмосферном воздухе и оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха формальдегидом в г.
Владивосток.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Определить предел обнаружения формальдегида в атмосферном воздухе и минимально-
детектируемое количество 2,4 - ДНФГ формальдегида.
2. Методом ОФ ВЭЖХ подобрать оптимальные условия разделения 2,4 - ДНФГ формальдегида в
растворе.
3. Определить содержание формальдегида в пробах, собранных в г. Владивосток.
3

4.

Методы определения содержания
формальдегида в воздухе
Название метода
Сущность метода
Диапазон измерений
Фотометрический метод с
ацетилацетоном
Основан на улавливании формальдегида раствором уксуснокислого аммония
и фотометрическом определении образующегося при взаимодействии с
ацетилацетоном соединения, окрашенного в желтый цвет.
От 0,01 до 0,20 мг/м3
Фотометрический метод с
фенилгидразином
Фотометрический метод с
хромотроповой кислотой
Ионохроматографическое
определение
ВЭЖХ
Основан на улавливании формальдегида из воздуха раствором серной
кислоты и его фотометрическом определении по образовавшемуся в
результате взаимодействия в кислой среде формальдегида с
фенилгидразином гидрохлоридом и хлорамином Б окрашенному
соединению.
Метод определения основан на реакции взаимодействия формальдегида с
хромотроповой кислотой с образованием в среде концентрированной серной
кислоты комплекса красно-фиолетового цвета и последующим
колориметрическом определении окрашенных растворов.
Измерение концентраций формальдегида выполняют методом ионной
хроматографии с кондуктометрическим детектированием после окисления
формальдегида пероксидом водорода в щелочной среде до муравьиной
кислоты. Концентрирование формальдегида из воздуха осуществляют в
жидкую поглотительную среду (вода).
Измерение концентраций формальдегида выполняют методом
высокоэффективной жидкостной хроматографии со
спектрофотометрическим детектированием. Концентрирование паров
альдегидов из воздуха осуществляют на твердый сорбент в виде гидразонов
и элюированием последних ацетонитрилом.
От 0,01 до 0,6 мг/м3
От 0,25 до 3,0 мг/м3
От 0,0015 до 0,75 мг/м3
От 0,005 до 0,5 мг/м3
4

5.

Применение специализированных
газоаналитических комплексов для определения
формальдегида в воздухе
Наименование
прибора
Synspec GC 955
Gasera ONE
Formaldehyde
ГС «КОМЕТА-М»
Газоанализатор
универсальный ГАНК
Принцип действия газоанализатора
Метод основан на разделении смесей веществ на капиллярных
колонках и последующем их детектировании на двух типах детекторов
– пламенноионизационном (ПИД) и фотоионизационном (ФИД),
работающих одновременно.
Предел обнаружения
формальдегида
0,002 мг/м3
Метод измерения основан на способности молекул формальдегида
избирательно поглощать лучистую энергию в характерном для них
участке инфракрасного диапазона. В камере-резонаторе молекулы
СН2О под воздействием лазерного излучения производят колебания,
интенсивность которых пропорциональна содержанию CH2O
0,002 мг/м3
Принцип действия схемы контроля основан на амперометрическом
методе измерения, при котором электрохимический сенсор
преобразует значение концентрации соответствующего газа в
атмосфере в электрический сигнал, сила тока которого
пропорциональна величине концентрации.
0,1 мг/м3
Формальдегид определяется с помощью электрохимического датчика,
который измеряет величину тока, пропорциональную концентрации
определяемого вещества.
0,1 мг/м3
5

6.

Схема анализа
•Получение 2,4-
динитрофенилгидразо
на формальдегида
•Экстракция
полученного продукта
гексаном
•Концентрирование
экстракта
•Измерение массовой
концентрации продукта
реакции методом ОФ
ВЭЖХ со
спектрофотометрическим
детектором ℷ=360нм
6

7.

Выбор условий хроматографического
разделения 2,4-ДНФГ формальдегида
4.0
5.0
ACN: H2O = 80:20
4.260
пик 2,4 – ДНФГ формальдегида
5.575
ACN: H2O = 60:40
11.0
12.0
0.0 13.0
14.01.0
15.0
4.470
4.673
4.803
5.080
2.993
17.0
17.284
2.0
16.0
15.642
13.828
12.908
12.574
11.771
11.105
10.0
3.0
18.0 min
4.0
5.0
ACN: H2O : 0 мин. 27:75, 10 мин 100:0, 15 мин. 27:75
mV
250 Detector A Ch1:360nm
пик 2,4 – ДНФГ формальдегида
200
7.374
6.982
7.0
10.207
9.0
2.445
8.0
9.225
8.647
6.936
7.0
0
1.807
6.0
6.588
5.0
6.533
5.497
5.737
3.899
4.0
6.0
150
1.0 9.0 2.0
11.0
6.0
7.0
8.012.0 9.0
10.0 13.0
11.0
14.0
15.015.0 16.0
16.291
14.0
13.0
15.295
12.0
14.435
11.342
12.970
12.235
11.566
7.608
11.281
5.876
5.497
5.0
4.989
10.0
4.0
3.647
3.099
9.289
2.502
3.0
13.833
0.0
12.975
13.913
8.0
13.396
7.0
8.677
0
6.0
10.253
5.0
50
9.930
3.982
4.0
8.072
3.0
7.227
0
4.967
2.899
100
1.960
3.173
2.727
500
3.0
6.0
5.376
5.565
5.819
пик 2,4 – ДНФГ формальдегида
1000
6.447
4.141
2.765
1.569
1.880
3.0
3.483
7.907
5.158
10.234
ACN: H2O = 50:50
пик 2,4 – ДНФГ формальдегида
2.0
mV
Detector A Ch1:360nm
16.188
Разделение проводили в системе ацетонитрил – вода, взятых
в различных
0
объёмных соотношениях.
0.0
1.0
250
6.098
500
5.609
ℷ=360нм
4.109
пик 2,4 – ДНФГ формальдегида
3.853
Колонка хроматографическая Discovery с фазой на основе
750 силикагеля с привитыми
группами С18 (размер 250 х 4,6 мм, зернением 5 мкм).
4.419
3.744
Detector
A Ch1:360nm
Прибор: Shimadzu LC-20 Prominece со спектрофотометрическим
детектором.
1000
4.909
ACN: H2O = 70:30
mV
17.0 16.0
18.0
7
19.0

8.

Параметры хроматографической
колонки
Условие разделения 2,4-ДНФГ
N
α
Rs
k’
формальдегида в системе ACN: H2O
50:50
60:40