RU2730954C1 - Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma - Google Patents

Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma Download PDF

Info

Publication number
RU2730954C1
RU2730954C1 RU2019137639A RU2019137639A RU2730954C1 RU 2730954 C1 RU2730954 C1 RU 2730954C1 RU 2019137639 A RU2019137639 A RU 2019137639A RU 2019137639 A RU2019137639 A RU 2019137639A RU 2730954 C1 RU2730954 C1 RU 2730954C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
sample
niobium
tantalum
mass
Prior art date
Application number
RU2019137639A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Сергеевна Уланова
Нина Владимировна Зайцева
Елена Вячеславовна Стенно
Галина Ахметовна Вейхман
Анна Владимировна Недошитова
Марина Валерьевна Волкова
Original Assignee
Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью filed Critical Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью
Priority to RU2019137639A priority Critical patent/RU2730954C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730954C1 publication Critical patent/RU2730954C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/20Metals

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to analytical chemistry. Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of a working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma, according to which sampling air of the working area is performed by drawing the analysed air through an analytical aerosol filter, at rate of 2–20 l/min for 30 minutes, recording air temperature and atmospheric pressure at sampling moment, filter is placed in quartz barrel and installed in muffle furnace, held for 1.5–2 hours at temperature of 400–450 °C, 1.0 g of potassium pyrosulphate is added, held at the same temperature until transition into a liquid state, then held for 10 minutes at temperature 800–850 °C, the sample is allowed to cool, 10 ml of 10 % aqueous tartaric acid solution and heating to produce a sand bath until dissolved, the sample is transferred to a volumetric flask and adjusted to the sample volume of deionized water to 100 cm3; 4.95 cm3 of the prepared sample is introduced into a test tube of an automatic sampler of a mass spectrometer, 0.05 cm3 of an internal standard is added with mass concentration of a terbium comparison element of 1000 mcg/dm3 and then, by inductively coupled plasma mass spectrometry, concentration of niobium and tantalum is determined using a calibration curve and taking into account the amount of air withdrawn for analysis to normal conditions.
EFFECT: invention provides the possibility of determining both niobium and tantalum in the working area at a level of from 0_00002 mg/m3 or higher.
1 cl, 10 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано лабораториями учреждений государственной санитарно-эпидемиологической службы, научно-исследовательскими институтами, работающими в области гигиены окружающей среды при осуществлении производственного контроля за качеством воздуха рабочей зоны и профилактикой неблагоприятного воздействия на здоровье работающих вредных химических веществ и измерении в воздухе рабочей зоны массовых концентраций ниобия и тантала.The invention relates to the field of analytical chemistry and can be used by laboratories of institutions of the state sanitary and epidemiological service, research institutes working in the field of environmental hygiene in the implementation of industrial control over the air quality of the working area and prevention of adverse health effects of hazardous chemicals and measurement in the air of the working zone of mass concentrations of niobium and tantalum.

Под рабочей зоной воздуха понимается зона дыхания работника.The working area of air is understood as the breathing area of the worker.

Промышленное применение ниобия и тантала постоянно расширяется, что характерно для современных технологий.The industrial applications of niobium and tantalum are constantly expanding, which is typical of modern technologies.

Для повышения производственной безопасности, соблюдения гигиены труда, изучения влияния сверхмалых воздействий химических веществ необходимо получение точных данных при изучении профессионального риска. Для этих целей нужны современные высокочувствительные методы элементного анализа.To improve occupational safety, maintain occupational health, and study the effects of ultra-low exposure to chemicals, it is necessary to obtain accurate data in the study of occupational risk. For these purposes, modern highly sensitive methods of elemental analysis are needed.

В настоящее время по аналитическим возможностям одним из ведущих методов определения металлов в различных объектах является масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (далее - ИСП-МС). Метод позволяет определять из одной пробы несколько элементов одновременно в широком диапазоне концентраций. Высокая чувствительность метода позволяет определять содержание металлов в среднесменных и разовых пробах воздуха, расширить диапазон определяемых концентраций, расширить методическую базу анализа.At present, according to its analytical capabilities, one of the leading methods for the determination of metals in various objects is inductively coupled plasma mass spectrometry (hereinafter - ICP-MS). The method allows the determination of several elements from one sample simultaneously in a wide range of concentrations. The high sensitivity of the method makes it possible to determine the content of metals in average and one-time air samples, to expand the range of determined concentrations, and to expand the methodological base of analysis.

Для измерения содержания ниобия и тантала в воздухе рабочей зоны утверждены следующие методы и методические указания (МУ): фотометрический метод (МУ №5993-91, МУ №1625-77); метод атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ГОСТ Р ИСО 15202) для тантала; метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСО 30011:2010) регламентирует анализ растворов, приготовленных из проб аэрозольных частиц в воздухе рабочей зоны для ниобия.To measure the content of niobium and tantalum in the air of the working area, the following methods and guidelines (MU) have been approved: photometric method (MU No. 5993-91, MU No. 1625-77); method of atomic emission spectroscopy with inductively coupled plasma (GOST R ISO 15202) for tantalum; the method of mass spectrometry with inductively coupled plasma (ISO 30011: 2010) regulates the analysis of solutions prepared from samples of aerosol particles in the air of the working area for niobium.

Перечень известных методик приведен в таблице 1.The list of known techniques is shown in Table 1.

Недостатками указанных известных методов являются:The disadvantages of these known methods are:

- в методах 1 и 2 невозможность одновременного определения нескольких химических элементов, трудоемкий процесс подготовки стандартных образцов из порошков оксидов ниобия и тантала, дополнительная подготовка некоторых реактивов из порошков, необходимость точного соблюдения времени с момента подготовки проб до момента измерения на приборе. Кроме того в методе 2 указано, что оказывает мешающее влияние присутствие ниобия.- in methods 1 and 2, the impossibility of the simultaneous determination of several chemical elements, the laborious process of preparing standard samples from powders of niobium and tantalum oxides, additional preparation of some reagents from powders, the need to accurately observe the time from the moment of sample preparation to the moment of measurement on the device. In addition, Method 2 indicates that the presence of niobium is interfering.

- в методе 3 указана возможность определения только тантала, погрешность определения (±30%; ±50%), что не соответствует требованиям к методикам определения концентраций загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны, которая, согласно ГОСТ 12.1.016 не должна превышать ±25%.- Method 3 indicates the possibility of determining only tantalum, the determination error (± 30%; ± 50%), which does not meet the requirements for methods for determining the concentration of pollutants in the air of the working area, which, according to GOST 12.1.016, should not exceed ± 25% ...

- в методе 4 указана возможность определения ниобия, но не указан способ подготовки проб для определения ниобия, высокая погрешность определения (±30%; ±50%), что не соответствует требованиям к методикам определения концентраций загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны, которая не должна превышать ±25% (ГОСТ 12.1.016).- Method 4 indicates the possibility of determining niobium, but does not indicate the method of sample preparation for the determination of niobium, a high determination error (± 30%; ± 50%), which does not meet the requirements for methods for determining the concentration of pollutants in the air of the working area, which should not exceed ± 25% (GOST 12.1.016).

В наиболее близком к предлагаемому техническому решению метод 4 (описан в международном стандарте «ИСО 30011:2010 Воздух рабочей зоны. Определение содержания металлов и металлоидов в частицах, взвешенных в воздухе, с применением масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой») указывается лишь на возможность определения ниобия, но при этом не указаны способы подготовки проб, диапазоны определения, значения метрологических характеристик, поэтому невозможно установить совпадающие или отличительные признаки.In the closest to the proposed technical solution, method 4 (described in the international standard "ISO 30011: 2010 Air of the working area. Determination of the content of metals and metalloids in particles suspended in air using inductively coupled plasma mass spectrometry") indicates only the possibility determination of niobium, but the methods of sample preparation, ranges of determination, values of metrological characteristics are not indicated, therefore, it is impossible to establish coinciding or distinctive features.

В части подготовки проб наиболее близким к предлагаемому техническому решению является метод 2 (описан в МУ №1625-77). Однако, указанным известным способом, во-первых, невозможно определить ниобий и тантал при их совместном присутствии, и во-вторых, он не подходит для определения посредством метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.In terms of sample preparation, method 2 is the closest to the proposed technical solution (described in MU No. 1625-77). However, in this known way, firstly, it is impossible to determine niobium and tantalum when they are present together, and secondly, it is not suitable for determination by means of inductively coupled plasma mass spectrometry.

Предлагаемый способ отличается от действующих в настоящее время методик методом измерения, основанном на использовании индуктивно связанной плазмы в качестве источника ионов и масс-спектрометра для их разделения и детектирования, использование гелия для погашения интерференций, условиями пробоподготовки, расширением списка определяемых элементов, установлением метрологических характеристик.The proposed method differs from the currently operating methods by the measurement method based on the use of inductively coupled plasma as a source of ions and a mass spectrometer for their separation and detection, the use of helium for suppressing interferences, sample preparation conditions, expanding the list of elements to be determined, and establishing metrological characteristics.

Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, заключается в обеспечении возможности определения ниобия и тантала в воздухе рабочей зоны на уровне от 0,00002 мг/м и выше (определение следовых количеств металлов на рабочих местах необходимо для изучения влияния низких концентраций на здоровье человека при хроническом воздействии, поэтому результат должен представлять собой точное значение, а не просто, например, качественный показатель <0,5 ПДК).The technical problem solved by the proposed method is to ensure the possibility of determining niobium and tantalum in the air of the working area at a level of 0.00002 mg / m and above (the determination of trace amounts of metals at workplaces is necessary to study the effect of low concentrations on human health during chronic exposure , therefore, the result should be an exact value, and not just, for example, a qualitative indicator <0.5 MPC).

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в обеспечении высокой чувствительности, точности, экспрессности способа, за счет одновременного определения химических элементов ниобия и тантала.The technical result achieved by the proposed method consists in providing high sensitivity, accuracy, rapidity of the method, due to the simultaneous determination of the chemical elements of niobium and tantalum.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом измерений массовых концентраций ниобия и тантала в воздухе рабочей зоны методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, согласно которому проводят отбор пробы воздуха рабочей зоны путем протягивания исследуемого воздуха через аналитический аэрозольный фильтр, со скоростью 2-20 л/мин в течение 30 минут, фиксируют температуру воздуха и атмосферное давление на момент отбора пробы, фильтр помещают в кварцевый стакан и устанавливают в муфельную печь, выдерживают 1,5-2 часа при температуре 400-450°С, добавляют 1,0 г пиросернокислого калия, выдерживают при этой же температуре до перехода в жидкое состояние, далее выдерживают 10 мин при температуре 800-850°С, пробу остужают, добавляют 10 мл 10%-ного водного раствора винной кислоты, и производят нагрев на песчаной бане до растворения, пробу переносят в мерную колбу и доводят объем пробы деионизованной водой до 100 см3; 4,95 см3 подготовленной пробы вносят в пробирку автоматического пробоотборника масс-спектрометра, добавляют 0,05 см3 внутреннего стандарта с массовой концентрацией элемента сравнения тербия 1000 мкг/дм3 и далее методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой определяют концентрацию ниобия и тантала с использованием градуировочного графика и с учетом приведения объема воздуха, отобранного для анализа, к нормальным условиям.The specified technical result is achieved by the proposed method of measuring the mass concentrations of niobium and tantalum in the air of the working area by the method of mass spectrometry with inductively coupled plasma, according to which the air sample of the working area is taken by pulling the test air through an analytical aerosol filter at a rate of 2-20 l / min within 30 minutes, record the air temperature and atmospheric pressure at the time of sampling, the filter is placed in a quartz glass and installed in a muffle furnace, kept for 1.5-2 hours at a temperature of 400-450 ° C, 1.0 g of potassium pyrosulfuric acid is added, incubated at the same temperature until the transition to a liquid state, then incubated for 10 minutes at a temperature of 800-850 ° C, the sample is cooled, 10 ml of a 10% aqueous solution of tartaric acid is added, and heating is carried out in a sand bath until dissolution, the sample is transferred to volumetric flask and bring the volume of the sample with deionized water to 100 cm 3 ; 4.95 cm 3 of the prepared sample is introduced into a test tube of an automatic sampler of a mass spectrometer, 0.05 cm 3 of an internal standard with a mass concentration of the reference element terbium of 1000 μg / dm 3 is added, and then the concentration of niobium and tantalum is determined by the method of mass spectrometry with inductively coupled plasma using a calibration graph and taking into account bringing the volume of air sampled for analysis to normal conditions.

Поставленный технический результат достигается за счет следующего.The delivered technical result is achieved due to the following.

При изучении влияния металлов при работе в новых областях промышленности и внедрении современных технологий важно выявление точных концентраций. В международной практике проводится разработка методик, обеспечивающих определение ультра следовых концентраций металлов в воздухе рабочих мест (например, совместный проект ASTM International и Международной организацией по стандартизации (ИСО) по разработке метода многоэлементного анализа следов химических элементов в образцах воздуха на рабочем месте методом ICP-MS).When studying the influence of metals when working in new areas of industry and introducing modern technologies, it is important to identify the exact concentrations. In international practice, methods are being developed that ensure the determination of ultra-trace metal concentrations in the air of workplaces (for example, a joint project of ASTM International and the International Organization for Standardization (ISO) on the development of a method for multi-element analysis of traces of chemical elements in air samples at the workplace using the ICP-MS method ).

При реализации предлагаемого способа при выдерживании фильтра в муфельной печи 1,5-2 часа при температуре 400-450°С происходит его озоление. При добавлении 1,0 г пиросернокислого калия при данной температуре происходит расплавление пиросернокислого калия и смешивание его с золой, полученной после озоления фильтра. Выдержка в течение 10 мин при температуре 800-850°С обеспечивает сплавление золы, содержащей аналит, с пиросернокислым калием. Введение в пробу 10 мл 10%-ного водного раствора винной кислоты и последующий нагрев на песчаной бане до растворения необходимо для перевода и удержания анализируемых элементов в растворенном состоянии. Как оказалось, только в таком временном и температурном диапазоне возможно обеспечить проведение качественной пробоподготовки. Использование внутреннего стандарта с массовой концентрацией элемента сравнения тербия 1000 мкг/дм3, обеспечивает точность измерения за счет нивелировки спектральных и неспектральных (матричных) помех. Только при выбранном соотношении реагентов обеспечивается точное количественное определение ниобия и тантала в воздухе из одной пробы.When implementing the proposed method, when the filter is kept in a muffle furnace for 1.5-2 hours at a temperature of 400-450 ° C, it is ashed. When 1.0 g of potassium pyrosulfurate is added at a given temperature, potassium pyrosulfuric acid is melted and mixed with the ash obtained after ashing the filter. Exposure for 10 min at a temperature of 800-850 ° C ensures the fusion of the ash containing the analyte with potassium pyrosulfuric acid. Introduction of 10 ml of 10% aqueous solution of tartaric acid into the sample and subsequent heating in a sand bath until dissolution is necessary to transfer and maintain the analyzed elements in a dissolved state. As it turned out, only in such a time and temperature range is it possible to provide high-quality sample preparation. The use of an internal standard with a mass concentration of the reference element terbium of 1000 µg / dm 3 ensures measurement accuracy by leveling out spectral and non-spectral (matrix) interferences. Only with the selected ratio of reagents is it possible to accurately quantify niobium and tantalum in air from one sample.

В основе предлагаемого способа лежит использование аргоновой индуктивно связанной плазмы в качестве источника ионов и масс-спектрометра для их разделения и детектирования.The proposed method is based on the use of inductively coupled argon plasma as a source of ions and a mass spectrometer for their separation and detection.

Обеспечение возможности определения из одной пробы атмосферного воздуха ниобия и тантала на уровне референтной и фоновой концентрации стало возможным благодаря тому, что использован высокочувствительный и селективный способ ИСП-МС, и одновременно установлены условия анализа на масс-спектрометре, приемы и условия подготовки проб, снижено значение холостого опыта, за счет пробоподготовки с введением внутреннего стандарта, подбора условий использования высокочистых реактивов и материалов.Ensuring the possibility of determining niobium and tantalum from one sample of atmospheric air at the level of the reference and background concentration became possible due to the fact that the highly sensitive and selective ICP-MS method was used, and at the same time the conditions for analysis on the mass spectrometer, methods and conditions for sample preparation were established, the value blank experiment, due to sample preparation with the introduction of an internal standard, selection of conditions for the use of high-purity reagents and materials.

Таким образом, заявляемый технический результат обеспечивается за счет совокупности определенных операций, их последовательности и режимов в заявляемом способе, а также за счет совокупности реагентов, их заявляемого соотношения, используемых при пробоподготовке.Thus, the claimed technical result is ensured by a set of certain operations, their sequence and modes in the claimed method, as well as by a set of reagents, their claimed ratio, used in sample preparation.

Предлагаемый способ был опробован в лабораторных условиях.The proposed method was tested in laboratory conditions.

Для его реализации были использованы следующие вещества и оборудование:For its implementation, the following substances and equipment were used:

- Многоэлементный градуировочный стандарт ниобия и тантала с массовой концентрацией 10 мг/дм3 ниобия и тантала в 5% азотной кислоте. Относительная погрешность аттестованных значений (при Р=0,95) не более ±1,0% («Inorganic Ventures)), США);- Multi-element calibration standard for niobium and tantalum with a mass concentration of 10 mg / dm 3 of niobium and tantalum in 5% nitric acid. The relative error of the certified values (at P = 0.95) is not more than ± 1.0% (Inorganic Ventures), USA);

- Кислота азотная особо чистая, ГОСТ 11125;- Extra pure nitric acid, GOST 11125;

- Кислота винная, ч.д.а., ГОСТ 5817;- Wine acid, analytical grade, GOST 5817;

- Калий пиросернокислый, ч.д.а., ГОСТ 7172- Potassium pyrosulfuric acid, analytical grade, GOST 7172

- Деионизованная вода, ГОСТ Р 52501;- Deionized water, GOST R 52501;

- Раствор настройки чувствительности масс-спектрометра с содержанием лития, магния, иттрия, церия, таллия, кобальта 1 мкг/дм3 или 10 мкг/дм3;- A solution for adjusting the sensitivity of the mass spectrometer containing lithium, magnesium, yttrium, cerium, thallium, cobalt 1 μg / dm 3 or 10 μg / dm 3 ;

- Раствор с содержанием элемента сравнения тербия 10 мг/дм3;- A solution with the content of the reference element terbium 10 mg / dm 3 ;

- Аргон жидкий высокой чистоты (99,998%), ТУ-2114-005-00204760-99;- Liquid argon of high purity (99.998%), TU-2114-005-00204760-99;

- Гелий газообразный высокой чистоты (99,995%), ТУ0271-135-31323949;- Gaseous helium of high purity (99.995%), TU0271-135-31323949;

- Масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой с октопольной ячейкой Agilent 7500сх со следующими характеристиками:- An Agilent 7500 cx Octopole Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer with the following characteristics:

диапазон сканирования масс, а.е.м.: 2-260;mass scanning range, amu: 2-260;

пределы обнаружения: бериллий ≤1,5 нг/дм3, индий ≤0,5 нг/дм3, висмут ≤0,5нг/дм3;detection limits: beryllium ≤1.5 ng / dm 3 , indium ≤0.5 ng / dm 3 , bismuth ≤0.5ng / dm 3 ;

чувствительность (имп./с на 1 мг/дм3): литий(7) ≥30⋅106,sensitivity (imp./s per 1 mg / dm 3 ): lithium (7) ≥30⋅10 6 ,

стронций(88)≥80⋅106, таллий(205)≥40⋅106;strontium (88) ≥80⋅10 6 , thallium (205) ≥40⋅10 6 ;

кратковременная стабильность, СКО: ≤3%;short-term stability, RMS: ≤3%;

долговременная стабильность, СКО: ≤4%;long-term stability, RMS: ≤4%;

двузарядные ионы, (церий2+/церий+): ≤3%;doubly charged ions, (cerium 2+ / cerium + ): ≤3%;

оксидные ионы, (оксид церия II /церий): ≤1,5%;oxide ions (cerium II / cerium oxide): ≤1.5%;

уровень фона на массе 9(Ве): <5 имп./с;background level at mass 9 (Be): <5 imp./s;

скорость работы детектора: ≥100 мкс на 1 ион;detector operating speed: ≥100 μs per ion;

микроаэрозольный распылитель MicroMist;microaerosol spray MicroMist;

перистальтический насос для подачи образца;peristaltic pump for sample delivery;

распылительная камера с электронным Пельтье-охлаждением;spray chamber with electronic Peltier cooling;

диаметр инжектора 2,5 мм.injector diameter 2.5 mm.

- Аспиратор для отбора проб воздуха (ТУ 4215-000-11696625);- Aspirator for air sampling (TU 4215-000-11696625);

- Муфельная печь, обеспечивающая диапазон температур (200-900)°С;- Muffle furnace providing temperature range (200-900) ° С;

При проведении процессов приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия:When carrying out the processes of preparing solutions and preparing samples for analysis, the following conditions are observed:

- температура воздуха (20±5)°С;- air temperature (20 ± 5) ° С;

- атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (630-800 мм рт.ст.);- atmospheric pressure from 84.0 to 106.7 kPa (630-800 mm Hg);

- влажность воздуха от 30% до 80%.- air humidity from 30% to 80%.

Ниже приведены примеры приготовления основных растворов, необходимых для реализации предлагаемого способа.Below are examples of the preparation of basic solutions required for the implementation of the proposed method.

1. Пример приготовления растворов стандартных образцов с использованием в качестве основного многоэлементного стандартного с массовыми концентрациями анализируемых элементов Nb и Та 10 мг/дм3.1. An example of the preparation of solutions of standard samples using as the main multi-element standard with mass concentrations of the analyzed elements Nb and Ta 10 mg / dm 3 .

2. Раствор №1 с массовыми концентрациями ионов анализируемых элементов 100 мкг/дм3 готовят из раствора стандартного образца с массовыми концентрациями анализируемых элементов 10 мг/дм3. В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят автоматическим дозатором или пипеткой 0,5 см3 раствора стандартного образца с массовыми концентрациями анализируемых элементов 10 мг/дм3 и доводят объем в колбе до метки 1%-ным раствором винной кислоты. Хранят от 3 до 5 дней в полипропиленовых пробирках.2. Solution No. 1 with a mass concentration of ions of the analyzed elements of 100 μg / dm 3 is prepared from a solution of a standard sample with a mass concentration of the analyzed elements of 10 mg / dm 3 . Into a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3, add 0.5 cm 3 of a standard sample solution with a mass concentration of the analyzed elements of 10 mg / dm 3 with an automatic dispenser or pipette and bring the volume in the flask to the mark with 1% tartaric acid solution. Store for 3 to 5 days in polypropylene tubes.

3. Раствор №2 с массовыми концентрациями анализируемых элементов 10 мкг/дм3 готовят из раствора №1 с массовыми концентрациями анализируемых элементов 100 мкг/дм3.3. Solution No. 2 with mass concentrations of the analyzed elements of 10 µg / dm 3 is prepared from solution No. 1 with mass concentrations of the analyzed elements of 100 µg / dm 3 .

В мерную колбу вместимостью 50 см вносят дозатором или пипеткой 5 см3 раствора №1 и доводят объем в колбе до метки 1%-ным раствором винной кислоты. Хранят от 3 до 5 дней в полипропиленовых пробирках.In a volumetric flask with a capacity of 50 cm, add 5 cm 3 of solution No. 1 with a dispenser or a pipette and bring the volume in the flask to the mark with a 1% solution of tartaric acid. Store for 3 to 5 days in polypropylene tubes.

При использовании для приготовления основных растворов более концентрированных растворов (например, ГСО 8854-2007 с массовой концентрацией ниобия 1,0 мг/г и ГСО 8857-2007 с массовой концентрацией тантала 1,0 мг/г) следует предварительно приготовить из них раствор с массовой концентрацией анализируемых элементов 10 мг/дм3.When using more concentrated solutions for the preparation of basic solutions (for example, GSO 8854-2007 with a mass concentration of niobium 1.0 mg / g and GSO 8857-2007 with a mass concentration of tantalum 1.0 mg / g), a solution with a mass concentration of the analyzed elements 10 mg / dm 3 .

4. Раствор внутреннего стандарта с массовой концентрацией элемента сравнения тербий 1000 мкг/дм3 готовят из основного раствора с массовой концентрацией элемента сравнения тербия 10 мг/дм3.4. A solution of an internal standard with a mass concentration of the reference element terbium 1000 μg / dm 3 is prepared from a basic solution with a mass concentration of the reference element terbium 10 mg / dm 3 .

В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят дозатором или пипеткой 5 см3 основного раствора с массовой концентрацией элемента сравнения тербия 10 мг/дм3 и доводят объем раствора в колбе до метки 1%-ным раствором азотной кислоты. Раствор хранят в полипропиленовой пробирке от 5 до 7 дней при комнатной температуре.Into a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3, add with a dispenser or a pipette 5 cm 3 of a basic solution with a mass concentration of the reference element terbium of 10 mg / dm 3 and bring the volume of the solution in the flask to the mark with a 1% solution of nitric acid. Store the solution in a polypropylene tube for 5 to 7 days at room temperature.

5. Раствор азотной кислоты 1%-ный.5. A solution of nitric acid 1%.

Отмеренные дозатором или пипеткой 4,7 см3 концентрированной азотной кислоты смешивают с 495 см3 деионизованной воды, отмеренной цилиндром. Хранят в полиэтиленовой посуде.Measured with a dispenser or pipette, 4.7 cm 3 of concentrated nitric acid is mixed with 495 cm 3 of deionized water, measured by a cylinder. Store in plastic containers.

6. Раствор винной кислоты 10%-ный. Навеску 10 г винной кислоты смешивают с 90 см3 деионизованной воды, отмеренной цилиндром.6. Solution of tartaric acid 10%. A weighed portion of 10 g of tartaric acid is mixed with 90 cm 3 of deionized water, measured with a cylinder.

7. Раствор винной кислоты 1%-ный. В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят дозатором или пипеткой 10 см3 10%-ного раствора винной кислоты и доводят объем в колбе до метки деионизованной водой.7. A solution of tartaric acid 1%. In a volumetric flask with a capacity of 100 cm 3, add 10 cm 3 of a 10% solution of tartaric acid with a dispenser or pipette and bring the volume in the flask to the mark with deionized water.

8. Раствор настройки чувствительности масс-спектрометра с массовыми концентрациями таллия 1 мкг/дм3.8. A solution for adjusting the sensitivity of a mass spectrometer with a mass concentration of thallium of 1 μg / dm 3 .

Настроечный раствор с массовыми концентрациями таллия 1 мкг/дм3 применяют без дополнительных процедур подготовки. 9. Приготовление градуировочных растворов:Adjustment solution with mass concentration of thallium 1 μg / dm 3 is used without additional preparation procedures. 9. Preparation of calibration solutions:

Раствор №1, раствор №2, раствор внутреннего стандарта тербия 1000 мкг/дм3 и раствор 1%-ной винной кислоты в объемах, приведенные в таблице 2, дозатором вносят в пробирки для автоматического пробоотборника вместимостью 6 см.Solution No. 1, solution No. 2, a solution of an internal standard of terbium 1000 μg / dm 3 and a solution of 1% tartaric acid in the volumes shown in Table 2 are introduced with a dispenser into test tubes for an automatic sampler with a capacity of 6 ml.

Построение градуировочной характеристики (градуировочного графика).Construction of a calibration characteristic (calibration graph).

Градуировочная характеристика представляет собой зависимость интенсивности сигнала детектора (отношение интенсивностей сигналов детектора для определяемого элемента и внутреннего стандарта) от массовой концентрации определяемого элемента (отношение массовых концентраций определяемого элемента и внутреннего стандарта).The calibration characteristic is the dependence of the detector signal intensity (the ratio of the intensities of the detector signals for the determined element and the internal standard) on the mass concentration of the determined element (the ratio of the mass concentrations of the determined element and the internal standard).

Градуировочную характеристику устанавливают ежедневно на приготовленных градуировочных растворах. Серию градуировочных растворов, состоящую из 5 растворов, готовят непосредственно перед использованием путем разведения растворов определяемых элементов и раствора, содержащего элемент сравнения тербий (внутренний стандарт) (таблица 2).The calibration characteristic is set daily on the prepared calibration solutions. A series of calibration solutions, consisting of 5 solutions, are prepared immediately before use by diluting the solutions of the elements to be determined and a solution containing the reference element terbium (internal standard) (Table 2).

Построение градуировочной характеристики, обработка и хранение результатов градуировки выполняются программным обеспечением спектрометра.The construction of the calibration characteristic, processing and storage of the calibration results are performed by the software of the spectrometer.

На рисунках 1 и 2 представлены градуировочные графики для ниобия и тантала соответственно. Все графики представлены в виде прямой с коэффициентом корреляции r=1,0000.Figures 1 and 2 show the calibration curves for niobium and tantalum, respectively. All graphs are presented as a straight line with a correlation coefficient r = 1.0000.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:The proposed method is carried out as follows:

- проводят отбор проб воздуха рабочей зоны (зона дыхания работника), аспирируя воздух через фильтры марки АФА (Фильтры аналитические аэрозольные АФА-ХП, АФА-ХА, АФА-ВП). Отбор пробы воздуха рабочей зоны производят путем протягивания исследуемого воздуха через аналитический аэрозольный фильтр, со скоростью 2-20 л/мин в течение 30 минут (в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005 с изменением №1 «ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и Руководства Р 2.2.2006-05 (Приложение 9) «Общие методические требования к организации и проведению контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны», раздел 2 - «Контроль соответствия максимальным ПДК», раздел 3 «Контроль за соблюдением среднесменной ПДК»). Там же указано, что для определения массовой концентрации химических элементов пробу воздуха аспирационным методом отбирают на фильтры АФА, например, в объеме 10-600 дм3 для каждой пробы в зоне дыхания рабочего при характерных производственных условиях. Время отбора проб воздуха 30 мин, за указанный период может быть отобрана одна или несколько последовательных проб через равные промежутки времени. В течение смены и (или) на отдельных этапах технологического процесса в одной точке должно быть последовательно отобрано не менее трех проб.- carry out air sampling of the working area (breathing zone of the worker), aspirating air through AFA filters (analytical aerosol filters AFA-KhP, AFA-KhA, AFA-VP). Air sampling of the working area is carried out by pulling the test air through an analytical aerosol filter at a rate of 2-20 l / min for 30 minutes (in accordance with the requirements of GOST 12.1.005 with amendment No. 1 "SSBT General sanitary and hygienic requirements for working air zones "and Guidelines R 2.2.2006-05 (Appendix 9)" General methodological requirements for the organization and control of the content of harmful substances in the air of the working area ", section 2 -" Monitoring compliance with maximum MPC ", section 3" Monitoring compliance with the average MPC "). It is also indicated there that in order to determine the mass concentration of chemical elements, an air sample is taken by the aspiration method on AFA filters, for example, in a volume of 10-600 dm 3 for each sample in the breathing zone of a worker under typical production conditions. The air sampling time is 30 minutes, for the specified period one or several successive samples can be taken at regular intervals. During the shift and (or) at separate stages of the technological process, at least three samples must be sequentially taken at one point.

При определении среднесменных концентраций пробы воздуха отбирают на всех этапах технологического процесса с учетом их продолжительности и перерывов в работе. Обследование осуществляется на протяжении не менее чем 75% продолжительности смены в течение не менее 3 смен.When determining the average shift concentrations, air samples are taken at all stages of the technological process, taking into account their duration and interruptions in work. The survey is carried out for at least 75% of the shift duration for at least 3 shifts.

- фильтры помещают в кварцевые стаканы и устанавливают в муфельную печь,- filters are placed in quartz glasses and installed in a muffle furnace,

- выдерживают 1,5-2 часа при температуре 400-450°С,- withstand 1.5-2 hours at a temperature of 400-450 ° C,

- добавляют 1,0 г пиросернокислого калия,- add 1.0 g of potassium pyrosulfuric acid,

- выдерживают при этой температуре до перехода в жидкое состояние,- kept at this temperature until the transition to a liquid state,

- далее выдерживают 10 мин при температуре 800-850°С,- then incubate for 10 minutes at a temperature of 800-850 ° C,

- пробу остужают,- the sample is cooled,

- добавляют 10 мл 10%-ного водного раствора винной кислоты,- add 10 ml of 10% aqueous solution of tartaric acid,

- нагревают, например на песчаной бане, до растворения,- heated, for example in a sand bath, until dissolved,

- пробу переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки (т.е. до объема 100 см3) деионизованной водой,- the sample is transferred to a volumetric flask with a capacity of 100 cm 3 and brought to the mark (i.e., to a volume of 100 cm 3 ) with deionized water,

- закрывают колбу,- close the flask,

- перемешивают пробу,- mix the sample,

- 4,95 см3 подготовленной пробы вносят в пробирку автоматического пробоотборника масс-спектрометра,- 4.95 cm 3 of the prepared sample is introduced into the test tube of the automatic sampler of the mass spectrometer,

- добавляют 0,05 см3 внутреннего стандарта с массовой концентрацией элемента сравнения тербия 1000 мкг/дм3,- add 0.05 cm 3 of an internal standard with a mass concentration of the reference element terbium 1000 μg / dm 3 ,

- пробирки закрывают герметизирующей лабораторной пленкой.- the test tubes are covered with laboratory sealing foil.

Подготовленные растворы используют для проведения измерений массовых концентраций ниобия и тантала.The prepared solutions are used to measure the mass concentrations of niobium and tantalum.

Для каждой партии проб (или как минимум на каждые 20 проб) одновременно с анализируемыми пробами готовят холостые и контрольные пробы.For each batch of samples (or at least for every 20 samples), blank and control samples are prepared simultaneously with the analyzed samples.

Холостой пробой служат неэкспонированные фильтры.The unexposed filters serve as a blank sample.

Контрольной пробой служат неэкспонированные фильтры с добавкой известного количества определяемого элемента, при этом используют фильтры той же партии, что и экспонированные фильтры. Используют посуду из той же партии, которая используется для анализа, и добавляют реактивы, что и в анализируемых пробах.The control sample is unexposed filters with the addition of a known amount of the element to be determined, while using filters of the same batch as the exposed filters. Use glassware from the same batch as used for analysis and add reagents as in the samples to be analyzed.

Для учета спектральных и транспортных помех, улучшения прецизионности анализа к пробам добавляют элемент сравнения (внутренний стандарт). В качестве внутреннего стандарта рекомендуется использовать раствор с содержанием элемента сравнения тербия 1000 мкг/дм3.To account for spectral and transport interference, to improve the precision of the analysis, a comparison element (internal standard) is added to the samples. It is recommended to use a solution containing 1000 μg / dm 3 of the reference element terbium as an internal standard.

Испытания проводят при скорости подачи гелия 4,3 см3/мин и при скорости подачи образца 0,4 см3/мин.The tests are carried out at a helium feed rate of 4.3 cm 3 / min and a sample feed rate of 0.4 cm 3 / min.

Концентрацию измеряемых элементов определяют с помощью градуировочного графика.The concentration of the measured elements is determined using a calibration graph.

Полученные предлагаемым способом результаты, представлены в таблицах 3 и 4.The results obtained by the proposed method are presented in tables 3 and 4.

В таблице 3 представлены результаты измерения стандартных растворов ниобия и тантала, нанесенных на фильтры АФА-ХП и прошедших всю процедуру подготовки проб и измерения на масс-спектрометре предлагаемым способом.Table 3 shows the results of measurements of standard solutions of niobium and tantalum applied to the AFA-KhP filters and passed the entire procedure of sample preparation and measurements on a mass spectrometer using the proposed method.

В таблице 4 представлены результаты измерения растворов, полученных из мелкодисперсных порошков стандартных образцов оксида ниобия и оксида тантала, нанесенных на фильтры АФА-ХП. Навески оксидов были взяты с учетом коэффициента пересчета на ниобий и тантал и подготовлены по предлагаемой методике.Table 4 shows the results of measurements of solutions obtained from fine powders of standard samples of niobium oxide and tantalum oxide deposited on AFA-KhP filters. Samples of oxides were taken taking into account the conversion factor for niobium and tantalum and prepared according to the proposed method.

Из представленных в таблицах 3 и 4 результатов видно, что найденные значения массовых концентраций ниобия и тантала предлагаемым способом соответствует внесенному количеству. Извлечение аналита из пробы предлагаемым способом составляет не менее 92% (в соответствии требованиям ГОСТ Р ИСО 30011-2017 допустимо 90±10%), и свидетельствует о приемлемости данного метода для измерения ниобия и тантала.From the results presented in tables 3 and 4, it can be seen that the found values of the mass concentrations of niobium and tantalum by the proposed method correspond to the applied amount. The extraction of the analyte from the sample by the proposed method is at least 92% (in accordance with the requirements of GOST R ISO 30011-2017, 90 ± 10% is permissible), and indicates the acceptability of this method for measuring niobium and tantalum.

Одновременно с подготовкой экспонированных фильтров готовят холостую пробу и контрольную (проверочную) пробу. Холостой пробой служат неэкспонированные фильтры, контрольной пробой служат неэкспонированные фильтры с добавкой известного количества определяемого элемента. Холостые и контрольные пробы проводят через весь ход анализа.Simultaneously with the preparation of the exposed filters, prepare a blank sample and a control (verification) sample. Unexposed filters serve as a blank sample; unexposed filters with the addition of a known amount of the element to be determined serve as a control sample. Blank and control samples are carried out through the entire course of the analysis.

Результат определения элемента представляют как среднее параллельных (не менее двух) измерений анализируемого раствора пробы

Figure 00000001
мкг/дм3.The result of determining the element is presented as the average of parallel (at least two) measurements of the analyzed sample solution
Figure 00000001
μg / dm 3 .

Одновременно с подготовкой экспонированных фильтров готовят холостую пробу и контрольную (проверочную) пробу. Холостой пробой служат неэкспонированные фильтры, контрольной пробой служат неэкспонированные фильтры с добавкой известного количества определяемого элемента. Холостые и контрольные пробы проводят через весь ход анализа.Simultaneously with the preparation of the exposed filters, prepare a blank sample and a control (verification) sample. Unexposed filters serve as a blank sample; unexposed filters with the addition of a known amount of the element to be determined serve as a control sample. Blank and control samples are carried out through the entire course of the analysis.

Результат определения элемента представляют как среднее параллельных (не менее двух) измерений анализируемого раствора пробы

Figure 00000002
мкг/дм3.The result of determining the element is presented as the average of parallel (at least two) measurements of the analyzed sample solution
Figure 00000002
μg / dm 3 .

Массовую концентрацию анализируемого химического элемента в воздухе рабочей зоны (мг/м3) вычисляют по формуле:The mass concentration of the analyzed chemical element in the air of the working area (mg / m 3 ) is calculated by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

С - массовая концентрация химического элемента в воздухе рабочей зоны, мг/м3;C - mass concentration of a chemical element in the air of the working area, mg / m 3 ;

Figure 00000004
- среднее значение массовой концентрации химического элемента в растворе пробы, мкг/дм3;
Figure 00000004
- the average value of the mass concentration of a chemical element in the sample solution, μg / dm 3 ;

Figure 00000005
- среднее значение массовой концентрации химического элемента в растворе холостой пробы, мкг/дм3;
Figure 00000005
- the average value of the mass concentration of a chemical element in a blank sample solution, μg / dm 3 ;

V1 - первоначальный объем минерализованной пробы, дм3, V1=0,01 дм3 (после обработки в пробирочном нагревателе);V 1 - the initial volume of the mineralized sample, dm 3 , V 1 = 0.01 dm 3 (after processing in a test tube heater);

К - коэффициент разбавления (разбавление перед измерением на масс-спектрометре);K is the dilution factor (dilution prior to measurement on a mass spectrometer);

V20- объем пробы воздуха, отобранный на анализируемые фильтры, приведенный к стандартным условиям (давление 760 мм рт.ст., температура 20°С), дм3.V 20 is the volume of the air sample taken for the analyzed filters, reduced to standard conditions (pressure 760 mm Hg, temperature 20 ° C), dm 3 .

V20 вычисляют по формуле:V 20 is calculated by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

V - объем протянутого воздуха при температуре t в месте отбора пробы, дм3;V is the volume of drawn air at a temperature t at the sampling point, dm 3 ;

Р - атмосферное давление при отборе пробы, мм. рт.ст.;Р - atmospheric pressure during sampling, mm. RT.art .;

t - температура воздуха в момент отбора пробы, °С.t - air temperature at the moment of sampling, ° С.

За окончательный результат принимают результат измерения единичной отобранной пробы воздуха.The final result is the measurement result of a single sampled air sample.

Экспериментальные данные измерений ниобия и тантала предлагаемым способом, представлены в таблицах 5 и 6.Experimental data on measurements of niobium and tantalum by the proposed method are presented in Tables 5 and 6.

Данные, приведенные в таблицах 5 и 6, показывают, что при измерении проб в условиях повторяемости (каждая проба из 14-15 проб, замерена дважды в одинаковых условиях) получили близкие значения измерений. Одновременно получены близкие значения между каждой из представленных проб (15 проб по ниобию и 14 проб по танталу), демонстрирующие внутрилабораторную прецизионность. По этим результатам измерений, представленным в таблицах 5 и 6, рассчитывают показатели повторяемости и воспроизводимости результатов). Одновременно по результатам определений (Xn), приведенным в данных таблицах, можно судить о чувствительности метода (аналитическая стадия от 0,1 мкг/дм3).The data given in Tables 5 and 6 show that when measuring samples under repeatability conditions (each sample from 14-15 samples, measured twice under the same conditions), close measurement values were obtained. At the same time, close values were obtained between each of the samples presented (15 samples for niobium and 14 samples for tantalum), demonstrating in-laboratory precision. From these measurement results presented in Tables 5 and 6, the repeatability and reproducibility of the results are calculated). At the same time, according to the results of determinations (X n ), given in these tables, one can judge the sensitivity of the method (analytical stage from 0.1 μg / dm 3 ).

Для расчета метрологических характеристик способа использовали способ «введено - найдено». Проводили анализ проб с добавлением в них определенного количества ниобия и тантала (добавка составляет 50-350% от концентрации в рабочей пробе), для выяснения правильности и точности анализа (относительная погрешность). Полученные результаты измерений ниобия и тантала в подготовленной пробе с добавками ниобия и тантала приведены в таблицах 7 и 8. Величина добавки ниобия и тантала по С=0,1 мкг/дм3.To calculate the metrological characteristics of the method, the "introduced - found" method was used. Samples were analyzed with the addition of a certain amount of niobium and tantalum (the additive is 50-350% of the concentration in the working sample), to determine the correctness and accuracy of the analysis (relative error). The obtained results of measurements of niobium and tantalum in the prepared sample with additions of niobium and tantalum are shown in Tables 7 and 8. The amount of addition of niobium and tantalum at C = 0.1 μg / dm 3 .

Данные, приведенные в таблицах 7-8, показывают, что внесенная в рабочую пробу добавка измеряемого элемента после проведения всех стадий подготовки анализа проб, найдена с высокой степенью точности и правильности. В данном примере внесено в пробу ниобия и тантала 0,1 мкг/дм3, обнаружено ниобия 0,107 мкг/дм3, обнаружено тантала 0,105 мкг/дм3. С учетом значений, приведенных в таблицах 5-8, рассчитаны показатели правильности 8,4%, одновременно рассчитаны показатели точности аналитической стадии анализа 19%.The data given in Tables 7-8 show that the addition of the measured element introduced into the working sample after all stages of sample analysis preparation was found with a high degree of accuracy and correctness. In this example, 0.1 μg / dm 3 was added to the sample of niobium and tantalum, 0.107 μg / dm 3 of niobium was detected, and 0.105 μg / dm 3 of tantalum was detected. Taking into account the values given in Tables 5-8, the accuracy indicators of 8.4% were calculated, while the accuracy indicators of the analytical stage of the analysis were calculated at 19%.

В ходе лабораторных испытаний предлагаемого способа были установлены следующие метрологические характеристики: диапазон измерений ниобия и тантала в растворе аналитической пробы, в воздухе рабочей зоны, значения показателей точности, правильности, повторяемости, воспроизводимости.In the course of laboratory tests of the proposed method, the following metrological characteristics were established: the range of measurements of niobium and tantalum in the solution of an analytical sample, in the air of the working area, the values of indicators of accuracy, accuracy, repeatability, reproducibility.

В таблице 9 представлены диапазоны измерений в аналитическом растворе пробы, в атмосферном воздухе, показатель точности методики с учетом стадии отбора проб, ПДК для ниобия и тантала.Table 9 shows the ranges of measurements in the analytical solution of the sample, in the atmospheric air, the indicator of the accuracy of the method taking into account the stage of sampling, MPC for niobium and tantalum.

Приведенные в таблице 9 данные показывают, что предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определять в воздухе рабочей зоны ниобий и тантал: в диапазоне концентраций 0,00002-100 мг/м3 для ниобия и 0,00002-250 мг/м3 для тантала. Чувствительность метода позволяет обнаружить низкие концентрации для получения достоверных результатов сверхмалых воздействий химических элементов, используемых в промышленности, а также высокие концентрации, позволяющие выявить превышение нормативных показателей.The data shown in Table 9 show that the proposed method makes it possible to determine with high accuracy niobium and tantalum in the air of the working zone: in the concentration range 0.00002-100 mg / m 3 for niobium and 0.00002-250 mg / m 3 for tantalum. The sensitivity of the method makes it possible to detect low concentrations to obtain reliable results of ultra-low effects of chemical elements used in industry, as well as high concentrations, which make it possible to detect the excess of standard indicators.

В таблице 10 приведены условия выполнения анализа на масс-спектрометре Agilent 7500сх в реакционном режиме (Reaction mode).Table 10 shows the conditions for performing analysis on an Agilent 7500 cx mass spectrometer in Reaction mode.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает диапазон измерений в воздухе рабочей зоны ниобия и тантала из одной пробы в диапазоне концентраций от 0,00002 до 100 мг/м3 для ниобия и от 0,00002 до 250 мг/м3 тантала при показателе точности 20%.Thus, the claimed method provides a range of measurements in the air of the working zone of niobium and tantalum from one sample in the concentration range from 0.00002 to 100 mg / m 3 for niobium and from 0.00002 to 250 mg / m 3 tantalum with an accuracy rate of 20% ...

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Claims (1)

Способ измерений массовых концентраций ниобия и тантала в воздухе рабочей зоны методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, характеризующийся тем, что отбор пробы воздуха рабочей зоны производят путем протягивания исследуемого воздуха через аналитический аэрозольный фильтр, со скоростью 2-20 л/мин в течение 30 минут, фиксируют температуру воздуха и атмосферное давление на момент отбора пробы, фильтр помещают в кварцевый стакан и устанавливают в муфельную печь, выдерживают 1,5-2 часа при температуре 400-450°С, добавляют 1,0 г пиросернокислого калия, выдерживают при этой же температуре до перехода в жидкое состояние, далее выдерживают 10 мин при температуре 800-850°С, пробу остужают, добавляют 10 мл 10%-ного водного раствора винной кислоты и производят нагрев на песчаной бане до растворения, пробу переносят в мерную колбу и доводят объем пробы деионизованной водой до 100 см3; 4,95 см3 подготовленной пробы вносят в пробирку автоматического пробоотборника масс-спектрометра, добавляют 0,05 см3 внутреннего стандарта с массовой концентрацией элемента сравнения тербия 1000 мкг/дм3 и далее методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой определяют концентрацию ниобия и тантала с использованием градуировочного графика и с учетом приведения объема воздуха, отобранного для анализа, к нормальным условиям.A method for measuring mass concentrations of niobium and tantalum in the air of the working area by the method of mass spectrometry with inductively coupled plasma, characterized in that the air sampling of the working area is carried out by pulling the test air through an analytical aerosol filter at a rate of 2-20 l / min for 30 minutes, record the air temperature and atmospheric pressure at the time of sampling, the filter is placed in a quartz glass and installed in a muffle furnace, kept for 1.5-2 hours at a temperature of 400-450 ° C, 1.0 g of potassium pyrosulfuric acid is added, kept at this the same temperature until the transition to a liquid state, then incubate for 10 minutes at a temperature of 800-850 ° C, cool the sample, add 10 ml of a 10% aqueous solution of tartaric acid and heat it in a sand bath until dissolved, transfer the sample to a volumetric flask and bring sample volume with deionized water up to 100 cm 3 ; 4.95 cm 3 of the prepared sample is introduced into a test tube of an automatic sampler of a mass spectrometer, 0.05 cm 3 of an internal standard with a mass concentration of the reference element terbium of 1000 μg / dm 3 is added, and then the concentration of niobium and tantalum is determined by the method of mass spectrometry with inductively coupled plasma using a calibration graph and taking into account bringing the volume of air sampled for analysis to normal conditions.
RU2019137639A 2019-11-21 2019-11-21 Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma RU2730954C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137639A RU2730954C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137639A RU2730954C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730954C1 true RU2730954C1 (en) 2020-08-26

Family

ID=72238017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137639A RU2730954C1 (en) 2019-11-21 2019-11-21 Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730954C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2788595C1 (en) * 2022-10-18 2023-01-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for sampling for chemical analysis of aerosol filter clogged with solid beryllium-containing particles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU373597A1 (en) * 1970-07-31 1973-03-12 > & ZIAYAT - ^^ y '^: - & * "C ^ 1st -; -'
SU552297A1 (en) * 1975-02-10 1977-03-30 Предприятие П/Я Р-6575 The method of spectrophotometric determination of niobium
SU1043110A1 (en) * 1981-11-23 1983-09-23 Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского Method for detecting niobium
SU1767415A1 (en) * 1990-04-28 1992-10-07 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Method of niobium identification
RU2466096C1 (en) * 2011-04-08 2012-11-10 Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения") Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU373597A1 (en) * 1970-07-31 1973-03-12 > & ZIAYAT - ^^ y '^: - & * "C ^ 1st -; -'
SU552297A1 (en) * 1975-02-10 1977-03-30 Предприятие П/Я Р-6575 The method of spectrophotometric determination of niobium
SU1043110A1 (en) * 1981-11-23 1983-09-23 Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского Method for detecting niobium
SU1767415A1 (en) * 1990-04-28 1992-10-07 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Method of niobium identification
RU2466096C1 (en) * 2011-04-08 2012-11-10 Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения") Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ Р ИСО 30011-2017 "Воздух рабочей зоны. Определение содержания металлов и металлоидов в твердых частицах аэрозоля методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой", 04.10.2017. *
МУ 1625-77 "Методические указания на фотометрическое определение тантала и его соединений (окислы и фтортанталат калия) в воздухе", 18.04.1977. *
МУ 1625-77 "Методические указания на фотометрическое определение тантала и его соединений (окислы и фтортанталат калия) в воздухе", 18.04.1977. ГОСТ Р ИСО 30011-2017 "Воздух рабочей зоны. Определение содержания металлов и металлоидов в твердых частицах аэрозоля методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой", 04.10.2017. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2788595C1 (en) * 2022-10-18 2023-01-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for sampling for chemical analysis of aerosol filter clogged with solid beryllium-containing particles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Allan et al. Validation of LA-ICP-MS fluid inclusion analysis with synthetic fluid inclusions
AU2009354555B2 (en) Method for analyzing and detecting calcium element in ore
RU2627854C1 (en) Method of quantitative determination of aluminium, vanadium, tungsten, iron, cadmium, cobalt, magnesium, manganese, copper, nickel, lead, strontium, titanium, chrome, zinc in atmospheric air by mass spectrometry with inductively coupled plasma
CN103323412B (en) Thiocyanate spectrophotometry method for detecting iron content of high-temperature alloy
CN108375568A (en) Micro-wave digestion-inductive coupling plasma emission spectrograph method measures impurity element in rafifinal
RU2738166C1 (en) Method of measuring weight concentrations of arsenic, cadmium, lead, mercury in meat and meat-containing products by mass spectrometry with inductively coupled plasma
RU2466096C1 (en) Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions)
RU2585369C1 (en) Method of determining content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma
RU2730954C1 (en) Method of measuring mass concentrations of niobium and tantalum in air of working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma
CN103837381B (en) The detection method of lithium ion content in anode oxidation groove liquid
CN106018863A (en) Measuring device and process for measuring by virtue of standard addition method
RU2696011C1 (en) Method of determining blood content of rare-earth elements: yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium by mass spectrometry with inductively coupled plasma
RU2697479C1 (en) Method of determining concentration of rare-earth elements: lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium and yttrium, in air of the working zone by mass spectrometry with inductively coupled plasma
CN113325118B (en) Method for measuring sodium content in parecoxib sodium
CN113484244A (en) Coagulation analyzer reagent calibration method based on immunoturbidimetry
RU2748671C1 (en) Method for determining mass concentrations of impurities in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry
US20060088943A1 (en) Method and apparatus for determining a concentration of a component in a mixture
RU2760002C2 (en) Method for determining mass concentration of total iron in associated waters and waters of oil and gas condensate fields by x-ray fluorescence method
CN206020441U (en) The measurement apparatus measured using standard addition method
Danchik et al. Indirect atomic absorption spectrometric methods for the determination of thallium and ammonia
RU2779425C1 (en) Method for measuring the mass concentrations of aluminum, arsenic, strontium, cadmium, lead, mercury in flour, cereals and bakery products by inductively coupled plasma mass spectrometry
Bettinelli et al. Determination of Pt in biological fluids with ICP-MS: Evaluation of analytical uncertainty
JPS5927246A (en) Automatic reference adding analytical method
CN114002356B (en) Method for detecting content of stabilizer by high performance liquid chromatography
Gambino et al. Comparison of serum calcium measurements obtained with the SMA 12/60 and by atomic absorption spectrophotometry