RU2778643C1 - Способ экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана в воде и комплект для его осуществления - Google Patents
Способ экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана в воде и комплект для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778643C1 RU2778643C1 RU2021127427A RU2021127427A RU2778643C1 RU 2778643 C1 RU2778643 C1 RU 2778643C1 RU 2021127427 A RU2021127427 A RU 2021127427A RU 2021127427 A RU2021127427 A RU 2021127427A RU 2778643 C1 RU2778643 C1 RU 2778643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium compounds
- substances
- indicator
- water
- dimethylhydrazine
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 74
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 150000003671 uranium compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 claims abstract description 23
- RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethyhydrazine Chemical compound CN(C)N RHUYHJGZWVXEHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 claims abstract description 19
- DIIIISSCIXVANO-UHFFFAOYSA-N N,N'-dimethylhydrazine Chemical class CNNC DIIIISSCIXVANO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M Potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 6
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 6
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 5
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L Cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N Methyl red Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1C(O)=O CEQFOVLGLXCDCX-WUKNDPDISA-N 0.000 claims description 3
- SJJISKLXUJVZOA-UHFFFAOYSA-N N,N-diethyl-4-phenyldiazenylaniline Chemical compound C1=CC(N(CC)CC)=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 SJJISKLXUJVZOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N Phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940087562 Sodium Acetate Trihydrate Drugs 0.000 claims description 3
- ABBQHOQBGMUPJH-UHFFFAOYSA-M Sodium salicylate Chemical compound [Na+].OC1=CC=CC=C1C([O-])=O ABBQHOQBGMUPJH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 3
- AYRVGWHSXIMRAB-UHFFFAOYSA-M sodium acetate trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na+].CC([O-])=O AYRVGWHSXIMRAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229960004025 sodium salicylate Drugs 0.000 claims description 3
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 claims 1
- 102100014526 TBC1D8 Human genes 0.000 abstract 1
- 101710035852 TBC1D8 Proteins 0.000 abstract 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 11
- -1 acetic acid Chemical class 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 238000003149 assay kit Methods 0.000 description 7
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 7
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 description 7
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 7
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- JCYPECIVGRXBMO-FOCLMDBBSA-N Methyl yellow Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1 JCYPECIVGRXBMO-FOCLMDBBSA-N 0.000 description 2
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 2
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- JFALSRSLKYAFGM-OIOBTWANSA-N uranium-235 Chemical compound [235U] JFALSRSLKYAFGM-OIOBTWANSA-N 0.000 description 2
- ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N Calcium hypochlorite Chemical class [Ca+2].Cl[O-].Cl[O-] ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000009043 Chemical Burns Diseases 0.000 description 1
- 206010008428 Chemical poisoning Diseases 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000196435 Prunus domestica subsp. insititia Species 0.000 description 1
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N Sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002731 mercury compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940100892 mercury compounds Drugs 0.000 description 1
- 239000011104 metalized film Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005658 nuclear physics Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- 239000002971 radioactive water pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение может быть использовано в аналитической химии. Предложены способ и комплект для экспресс-обнаружения агрессивных химических веществ и соединений урана в воде. Для осуществления групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана проводят последовательное распыление в течение 2-3 с в пять проб воды пяти индикаторных рецептур на вещества щелочного, кислого характера, производные диметилгидразина, в том числе несимметричный диметилгидразин (НДМГ) и аммиак, вещества окислительного характера и соединения урана с помощью аэрозольных устройств. Устройства включают герметичный корпус, заправленный индикаторной рецептурой, и насос-распылитель. Групповую идентификацию типа агрессивного химического вещества и соединений урана проводят по комбинации появляющихся индикационных эффектов от пяти аэрозольных устройств на вещества щелочного характера, АУ-2, вещества кислого характера, АУ-3, производные диметилгидразина, АУ-5, вещества окислительного характера, АУ-6, и соединения урана, АУ-9/2. Изобретения позволяют повысить срок хранения рецептур, срок сохранения работоспособности комплекта, обеспечить удобство транспортировки и применения, многократность использования аэрозольных устройств. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 15 ил., 2 табл., 1 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к экспресс-обнаружению и идентификации типа загрязненности воды агрессивными химическими веществами и соединениями урана.
Уровень техники
В настоящее время для обнаружения загрязненности воды используют тест-наборы и инструментальные методы анализа. Они, как правило, требуют проведения отбора проб воды с последующим их анализом в специализированных лабораториях.
Известен способ обнаружения наличия в воде продуктов кислого и щелочного характера с помощью набора универсальных индикаторных бумаг и билетов.
Недостатком этого способа является то, что каждая бумага и билет позволяют проводить обнаружение только однократно.
Известен специальный автоматический рефлектометр для тест-полосок. Прибор предназначен для определения коэффициента отражения и концентрации растворов. Он может использоваться в химико-технологических, агрохимических, экологических и аналитических лабораториях промышленных предприятиях, научно-исследовательских учреждений, органах контроля, инспекции и надзора для анализа природных и сточных вод, технологических растворов и экстрактов проб растительной и пищевой продукции, как в лабораторных, так и в полевых условиях.
Известны способы определения качества дезинфицирующих рецептур окислительного характера в растворах с помощью индикаторных бумаг (G01N 31/22, G01N 21/78, патент №2123182 «Индикатор для полуколичественного определения активного хлора в дезинфицирующих растворах хлорной извести и гипохлоритов натрия и кальция»).
Индикаторные бумаги и индикаторные салфетки типа «Дезиконт-хлор» могут использоваться для качественного определения следов хлорсодержащих дезинфицирующих средств на поверхностях медицинского, пищевого оборудования и стенах помещений после проведения дезинфекции. Однако режимы их использования при обнаружении загрязненности воды до настоящего времени не отработаны. Работоспособность индикаторных салфеток сохраняется только при температурах выше плюс 5°С.Срок их хранения в продажной упаковке составляет 12 месяцев, а во вскрытой упаковке они должны быть использованы в течение не более 3 суток.
Салфетки «Дезиконт-хлор» представляют собой полоски бумаги-основы размером 50×50 мм, пропитанные индикаторным составом и упакованные по 1, 3, 5 или 10 шт. в пакетики из металлизированной пленки. Чувствительность индикаторной салфетки - 5 мг/л по активному хлору. Определение следов дезинфицирующих средств проводится визуально по появлению от бледно-розовой до коричневой окраски индикаторной салфетки после контакта с проверяемой поверхностью. Для проведения обнаружения салфетку необходимо предварительно смочить водой, а затем протереть ею обследуемую поверхность.
Салфетки изготовлены НПФ «ВИНАР» в соответствии с ТУ 2642-031-11764404-2003. Гарантийный срок хранения салфеток 12 месяцев. Условия хранения: при температуре от плюс 5 до плюс 40°С, относительной влажности 80%, исключая попадание прямых солнечных лучей, воздействие паров химических веществ, воды, атмосферных осадков. Допускается транспортирование при температуре минус 15°С.
К недостатку такого способа относится то, что полоска бумаги может быть использована однократно, требуется провести смачивание бумаги обследуемым раствором, что не исключает возможности попадания загрязненной пробы на одежду и кожу, работать с такими полосками в перчатках затруднительно.
Недостатками способов обнаружения агрессивных химических веществ с помощью индикаторных бумаг являются однократность их использования, ограниченный интервал рабочих температур и срок сохранения работоспособности во вскрытом состоянии, необходимость непосредственного контакта с обследуемой пробой. При этом необходимо также использовать дополнительные реактивы и принадлежности.
Известно применение тест-наборов и тест-комплектов для анализа качества воды. Количество и назначение предлагаемых тест-наборов чрезвычайно многообразно. Они дают возможность проводить как групповые анализы, так и избирательные, по одному или нескольким параметрам.
Тест-комплект (ТК) - это контейнер с набором для анализа, в который входят готовые расходные материалы, оборудование, различные растворы (реагенты) или же химикаты в виде капсул, таблеток и документация.
Для проведения обнаружения всех типов агрессивных химических веществ кислого, щелочного, окислительного характера и восстановителей (производных диметилгидразина, аммиака и др.) необходим набор нескольких таких тест-комплектов. Сводные данные по основным техническим характеристикам этих тест-комплектов приведены в таблице 1.
Данные, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том, что общее время анализа для выявления всех четырех групп агрессивных химических веществ (вещества щелочного, кислого, окислительного и восстановительного характера) в воде составляет около 50 минут, а гарантийный срок годности реактивов не превышает 1 года. Тест-комплекты для обнаружения урансодержащих соединений в воде не выявлены.
Известен индикаторный состав и способ экспресс-обнаружения веществ окислительного характера, позволяющий проводить обнаружение на горизонтальных, наклонных и вертикальных поверхностях, основанный на нанесении индикаторной рецептуры путем орошения анализируемой поверхности с помощью аэрозольного устройства.
С помощью данного способа можно проводить обнаружение полноты дезинфекции поверхностей спустя не менее 0,5 часа после проведения дезинфекции по появлению индикационного эффекта - синему окрашиванию объекта. О наличии химического вещества окислительного характера судят по характерному изменению окраски индикатора на поверхности обследуемого объекта в соответствии с эталоном на этикетке аэрозольного устройства (патент RU 2436082 С2, кл. G01N 31/22, опубл. 10.12.2011, патент RU 2 568 585 С2, кл. G01N 31/22, опубл. 20.11.2015).
Известен способ экспресс-обнаружения агрессивных химических веществ на поверхностях объектов, заключающийся в распылении индикаторных рецептур на поверхность объекта с использованием аэрозольных устройств, выполненных в виде герметичного корпуса, заправленного реагентом, и насоса-распылителя, при этом о наличии агрессивного химического вещества судят по характерному изменению окраски индикатора на поверхности обследуемого объекта в соответствии с эталоном на этикетке аэрозольного устройства (патент RU 2 563 838 С1, кл. G01N 31/22, опубл.: 20.09.2015, Бюл. №26). Способ позволяет проводить обнаружение агрессивных химических веществ на горизонтальных, наклонных и вертикальных поверхностях.
В данном способе для обнаружения агрессивных химических веществ на поверхности объекта применяется аэрозольное распыление индикаторных рецептур на анализируемую поверхность, осуществляемое путем последовательного распыления четырех индикаторных рецептур на вещества щелочного характера, веществ кислого характера, производные диметилгидразина и аммиака и окислители с расстояния 10-15 сантиметров на различные участки обследуемой поверхности объекта с использованием аэрозольных устройств, выполненных в виде герметичного корпуса, заправленного индикаторной рецептурой, и насоса-распылителя, при этом распыление индикаторных рецептур осуществлялось в виде монодисперсного аэрозоля, для обнаружения веществ щелочного характера использовался 0,5-1 масс. % раствор индикатора фенолфталеина в этиловом спирте, для обнаружения веществ кислого характера использовался 0,05-0,1 масс. % раствор каждого в отдельности или смеси двух индикаторов метилового красного и метилового желтого в объемном соотношении 1:1 в этиловом спирте, для обнаружения слабых органических кислот типа уксусной кислоты использовался 0,05-0,1 масс. % раствор 4-диэтиламиноазобензола в этиловом спирте, для обнаружения производных диметилгидразина и аммиака применялся 10-20 масс. % раствор ацетата кобальта (II) в дистиллированной воде, для обнаружения окислителей использовали раствор в массовых процентах: йодид калия - 0,1-0,4; крахмал, предварительно обработанный нагреванием до температуры 190°С в глицерине в течение 0,5 часа с периодическим отбором пробы на растворение в холодной воде до отсутствия выпадения крахмала в осадок - 0,1-0,3; глицерин - 5-20; кислота уксусная - 0,3-1,5; ацетат натрия трехводный - 0,4-3; дистиллированная вода - до 100, причем способ не позволял провести экспресс-идентификацию типа агрессивного химического вещества в воде.
Известны способы определения радиоактивной загрязненности воды с помощью приборов радиационного контроля. При этом определяются в основном бета- и гамма-радиоактивные загрязнители воды (соединения радиоактивного урана-235 и других радиоактивных элементов).
В тоже время природный малорадиоактивный изотоп урана-238, также как и высокорадиоактивный изотоп урана-235, являются высокотоксичными соединениями, сравнимыми по токсичности с соединениями ртути.
Известен способ обнаружения урана и его соединений на поверхностях объектов с помощью индикаторных рецептур, помещенных в аэрозольные устройства [Патент на изобретение №2367945 МПК G01N 31/22. Дата подачи 06.03.2008. Опубликовано 20.09.2009].
Изобретение относится к области ядерной физики применительно к обнаружению урана и его соединений. Порядок выполнения работы:
- необходимо нанести на исследуемую поверхность тела 10-20% водного раствора азотной кислоты;
- нанести через 1-2 минуты на обработанную водным раствором азотной кислоты исследуемую поверхность тела смесь 10-20% водного раствора ацетата натрия и насыщенного водного раствора салицилата натрия, представленных в соотношении 1:1;
- выявить через 1-2 минуты после осуществления последней процедуры на исследуемой поверхности тела, подвергнутой воздействию индикаторной рецептуры, по меньшей мере, одного стабильного во времени оранжево-красного пятна, которое свидетельствует о наличии на исследуемой поверхности тела урана и его соединений;
Данное изобретение относится к экспресс-способам обнаружения урана и его соединений.
В определенных случаях выполнение способа предлагается:
- выполнять обнаружение урана и его соединений непосредственно на поверхности контролируемого тела;
- осуществлять обнаружение урана и его соединений на поверхности вспомогательного тела, которую перед нанесением на нее водного раствора азотной кислоты приводят в соприкосновение с поверхностью контролируемого тела и (или) перемещают с касанием вдоль его поверхности;
- наносить водный раствор азотной кислоты на исследуемую поверхность вспомогательного тела путем распыления.
Преимущества способа перед другими способами заключаются в следующем:
- большая площадь контроля;
- относительно быстрое обнаружение урана и его соединений;
- отсутствие дополнительного оборудования и вспомогательных операций по подготовке реактивов;
- экспресс-обнаружение урана и его соединений на вертикальных, наклонных и горизонтальных поверхностях.
Способ экспресс-обнаружения урана и его соединений имеет следующие характеристики:
- время сохранения индикационного эффекта - не менее 120 минут;
- пороговая чувствительность способа 0,05 мг/кв. см.;
- диапазон рабочих температур (окружающая среда) 0-50°С;
- размер обнаруживаемых частиц - не менее 100 мкм;
Способ может быть использован при выявлении просыпей отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и урансодержащих соединений на гражданских и военных объектах атомной энергетики, промышленности и других объектах ядерного энергетического цикла (производство ядерного топлива, транспортировка и утилизация ОЯТ).
Таким образом, разработанный способ прост в использовании, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование и широко распространенные материалы и химические реактивы, а малое время обнаружения (т.е. промежуток времени от момента попадания индикаторной рецептуры на поверхность объекта до появления индикационного эффекта) позволит принять соответствующие меры защиты. Однако данный способ не позволяет осуществить обнаружение загрязнения воды соединениями урана.
Данные способы выбран в качестве прототипов.
Раскрытие сущности изобретения
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в устранении недостатков вышеперечисленных способов, в частности потеря работоспособности аэрозольных устройств вследствие выхода из строя насосов-распылителей, отсутствия возможности групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана в воде, небольшой срок хранения индикаторной рецептуры на вещества окислительного характера, отсутствие удобства транспортировки, хранения и быстроты использования аэрозольных устройств.
Данная задача решается за счет того, что заявленный способ вследствие применения разработанного алгоритма обеспечивает возможность групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений в воде, значительно (в 2 и более раза) повышается срок хранения индикаторных рецептур, в частности рецептуры на вещества окислительного характера, применение пластикового кейса с ложементами специальной конструкции обеспечивает удобство транспортировки, хранения и быстроту использования аэрозольных устройств, а введение в состав кейса четырех запасных насосов-распылителей и емкостей для отбора проб позволяет сохранить работоспособность комплекта при выходе из строя насосов-распылителей, установленных в аэрозольные устройства, а также обеспечить автономность комплекта при работе в полевых условиях.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивного химического вещества в воде, повышение удобства работы, хранения, транспортировки, размещения, доступа и применения аэрозольных устройств, срока сохранения работоспособности комплекта, наглядности индикационного эффекта и многократности использования аэрозольных устройств (далее АУ).
Для обнаружения веществ щелочного характера используют 0,4-1,5 масс. % раствор индикатора фенолфталеина в этиловом спирте, для обнаружения веществ кислого характера используют 0,1-0,15 масс. % раствор каждого в отдельности или смеси двух индикаторов метилового красного и метилового желтого в объемном соотношении 1:1 в этиловом спирте, для обнаружения слабых органических кислот типа уксусной используют 0,1-0,15 масс. % раствор 4-диэтиламиноазобензола в этиловом спирте, для обнаружения производных диметилгидразина, в том числе несимметричного диметилгидразина (НДМГ) и аммиака используют 8-25 масс. % раствор ацетата кобальта (II) в дистиллированной воде, для обнаружения окислителей используют раствор в массовых процентах: йодид калия - 0,1-0,5; крахмал - 0,1-0,4; глицерин - 4-20; кислота уксусная - 0,2-2,0; ацетат натрия трехводный - 0,3-4; дистиллированная вода - до 100; для обнаружения растворимых соединений урана используют индикаторную рецептуру на основе 15-25% водного раствора ацетата натрия и насыщенного водного раствора салицилата натрия в массовом соотношении 1:1.
При меньшем содержании компонентов наблюдается недостаточно контрастный индикационный эффект. Использовать более высокие концентрации компонентов нецелесообразно ввиду того, что они уже не влияют на наглядность индикационного эффекта, а приводят к непроизводительному расходу реактивов.
Проведенное опытное хранение рецептуры на вещества окислительного характера, предварительно обработанной нагреванием до температуры 190°С в глицерине в течение 0,5 часа с периодическим отбором пробы на растворение в холодной воде до отсутствия выпадения крахмала в осадок, (состав прототипа) показало, что при проведенной обработке улучшается растворимость крахмала в воде, но снижается срок хранения приготовленной индикаторной рецептуры. Обработанная индикаторная рецептура на окислители потеряла свои индикационные свойства через 2 года хранения, а рецептура без обработки нагреванием, предлагаемая нами, несмотря на образование незначительного количества осадка, не мешающего проведению обнаружения, сохраняет свои индикационные свойства в течение не менее 4 лет.
Данный технический результат достигается тем, что в случае, если тип загрязнителя известен, проводят отбор одной пробы воды объемом 50 мл в мерную емкость из состава комплекта и распыляют в течение 2-3 секунд в пробу воды индикаторную рецептуру из соответствующего аэрозольного устройства для обнаружения веществ кислого, щелочного, характера, производных диметилгидразина, том числе НДМГ и аммиака, веществ окислительного характера и соединений урана.
Если тип загрязнителя не известен для экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа загрязнителя в воде проводят отбор пяти проб воды в мерные емкости из состава комплекта и последовательное обнаружение загрязнителя в каждой пробе с помощью пяти аэрозольных устройств с индикаторными рецептурами на вещества щелочного, кислого характера, производные диметилгидразина, в том числе НДМГ и аммиака, окислительного характера и соединения урана.
Групповую идентификацию одного из пяти типов загрязнителей осуществляют по комбинации появляющихся индикационных эффектов от пяти аэрозольных устройств.
Необходимость разработки способа экспресс-обнаружения и групповой идентификации всех этих четырех типов агрессивных химических веществ и соединений урана в воде обусловлена тем, что розлив этих химических веществ может привести к получению химических ожогов и отравлений работающего персонала, а смешение кислот со щелочами, окислителей с восстановителями может привести к возгораниям и взрывам. Поэтому совместное хранение этих веществ является недопустимым. Необходимость групповой идентификации типа загрязнения агрессивными химическими веществами и соединениями урана воды обусловлена также выбором соответствующих дегазирующих (дезактивирующих) рецептур для специальной обработки воды.
Для реализации данного способа разработан комплект в виде кейса специальной конструкции с размещенными в нем индикаторными средствами - шестью аэрозольными устройствами на вещества щелочного (АУ-2), кислого (АУ-3) характера, производные диметилгидразина, в том числе НДМГ, и аммиака (АУ-5), окислительного (АУ-6) характера и соединения урана (АУ-9/1 и АУ-9/2), дополнительным четырьмя насосами-распылителями, пятью мерными емкостями для отбора фиксированного объема проб воды, средствами документирования информации о пробах (фломастер, наклейки, блокнот и авторучка) и набором фильтров.
Аэрозольное устройство АУ-9/1 служит для перевода нерастворимых соединений урана в растворимую форму. Аэрозольное устройство АУ-9/2 служит для обнаружения растворимых соединений урана в пробах воды.
Емкость использованных аэрозольных устройств (100 мл) обеспечивает проведение одной зарядкой не менее 50 обнаружений загрязненности объекта.
Дополнительные насосы-распылители служат для замены пришедших в негодность, что позволяет продлить срок сохранение работоспособности комплекта при выходе из строя насосов-распылителей, установленных в аэрозольных устройствах.
Набор фильтров служит для проведения экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа загрязнителя в окрашенных пробах воды, когда проведение обнаружения непосредственно в пробах воды затруднительно. В этом случае с помощью фильтра проводят отбор проб с водной поверхности методом его погружения в воду с последующим распылением индикаторной рецептуры на этот фильтр.
Специальная конструкция кейса обеспечивает удобство хранения, транспортировки, размещения, доступа и применения шести аэрозольных устройств.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен внешний вид кейса для размещения и транспортировки аэрозольных устройств в закрытом положении (вид сверху).
На фиг. 2 изображен внешний вид кейса для размещения и транспортировки аэрозольных устройств в раскрытом положении с комплектующими изделиями.
На фиг. 3, 4 изображены макеты общего вида ложементов в крышку и днище кейса (вид сверху). Материал ложементов (в крышку и в днище кейса): ППЭф (пенополиэтилен физически сшитый), цвет серый. Размеры ложементов: в крышку кейса - 472×325×65 мм; в днище кейса - 472×325×65 мм.
Кейс для размещения и транспортировки аэрозольных устройств характеризуется:
- составом композиционных элементов: пустотелый корпус с верхней крышкой и днищем (фиг. 1);
- наличием двух крепежных элементов, обеспечивающих прикрепление крышки к днищу и открывание крышки (фиг. 1);
- наличием в середине верхней крышки и днища ручек для удобства переноски кейса (фиг. 1);
- наличием с боков на верхней крышке и днище двух выступов прямоугольной формы, а на верхней крышке и днище напротив них двух пластиковых замков, (по одному замку на крышке и днище), служащих для надежного закрытия кейса в походном положении (фиг. 1);
- наличием в пенополиэтиленовом ложементе верхней крышки (фиг. 3) углублений в форме пересекающихся под прямым углом круга и прямоугольника 1 для размещения набора фильтров, углублений в виде двух пересекающихся под прямым углом прямоугольных плоскостей для размещения блокнота по центру 2, наклеек (слева) 3, ниже шариковой ручки 4, фломастера 5 и пяти мерных емкостей снизу 6.
- наличием в передней части пенополиэтиленового ложемента днища (фиг. 4) четырех одинаковых углублений в виде двух пересекающихся под прямым углом прямоугольных плоскостей 1, одна из них имеет две плоскости меньшего и большего размера для размещения четырех запасных насосов-распылителей, а вторая плоскость - для удобства их извлечения;
- наличием в передней части пенополиэтиленового ложемента днища (фиг. 4) углубления, выполненного в форме горизонтальной линии, которую пересекают две прямоугольные плоскости, служащие для удобства размещения и извлечения полиэтиленовых трубок запасных насосов-распылителей 2;
- наличием в задней части пенополиэтиленового ложемента днища шести углублений для размещения шести аэрозольных устройств 3, причем каждое из углублений выполнено в виде двух прямоугольных полостей меньшего и большего размеров в соответствии с размерами насоса-распылителя и флакона аэрозольного устройства, а на границе этих плоскостей большую плоскость пересекает под прямым углом еще одна меньшая плоскость, служащая для удобства извлечения аэрозольного устройства.
На фиг. 5 изображено аэрозольное устройство для обнаружения агрессивных химических веществ щелочного характера (АУ-2) (вид спереди и сзади). На фиг. 6 показан характер индикационного эффекта от различных концентраций продуктов щелочного характера (гидроксида натрия). На фиг. 7 приведено аэрозольное устройство для обнаружения агрессивных химических веществ кислого характера (АУ-3) (вид спереди и сзади). На фиг. 8 показан характер индикационного эффекта от агрессивных химических веществ кислого характера. На фиг. 9 изображено аэрозольное устройство для обнаружения производных диметилгидразина, в том числе НДМГ и аммиака (АУ-5) (вид спереди и сзади). На фиг. 10 показан характер индикационного эффекта от производных диметилгидразина, в том числе НДМГ и аммиака. На фиг. 11 приведено аэрозольное устройство для обнаружения агрессивных химических веществ окислительного характера (вид спереди и сзади) (АУ-6). На фиг. 12 приведен характер индикационного эффекта от агрессивных химических веществ окислительного характера. На фиг. 13 изображено аэрозольное устройство для обнаружения соединений урана (АУ-9/2) (вид спереди и сзади). На фиг. 14. показан характер индикационного эффекта от соединений урана.
Аэрозольное устройство (АУ-9/1), изображенное на фиг. 15, служит для предварительного перевода нерастворимых соединений урана в растворимую форму.
Осуществление изобретения
Заявлен способ экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана в воде и комплект для его осуществления.
1. Экспресс-идентификацию типа агрессивного химического вещества и соединений урана в воде осуществляют путем последовательного распыления пяти индикаторных рецептур на вещества щелочного характера, вещества кислого характера, производные диметилгидразина, в том числе НДМГ и аммиака, вещества окислительного характера и соединения урана в пять проб воды объемом 50 мл, отобранных в мерные емкости из состава комплекта, с использованием аэрозольных устройств, выполненных в виде герметичного корпуса, заправленного индикаторной рецептурой, и насоса-распылителя, при этом распыление индикаторной рецептуры осуществляют в виде монодисперсного аэрозоля; для обнаружения веществ щелочного, кислого характера, производных диметилгидразина, в том числе НДМГ и аммиака, веществ окислительного характера и соединений урана используют рецептуры, приведенные выше, причем о наличии одного из четырех типов агрессивных химических веществ и соединений урана судят по комбинации появляющихся индикационных эффектов от пяти аэрозольных устройств.
2. Комплект для экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана в воде отличающийся тем, что с целью обеспечения удобства транспортировки, применения комплекта по его назначению, многократности использования, повышения сроков сохранения работоспособности он выполнен в виде кейса с ложементами специальной конструкции и содержит шесть аэрозольных устройства с индикаторными рецептурами на вещества щелочного, кислого характера, производные диметилгидразина, в том числе НДМГ, и аммиака, вещества окислительного характера и соединений урана, четыре запасных насоса-распылителя, пять мерных емкостей для отбора проб воды, комплект фильтров, необходимых для обнаружения загрязненности окрашенных проб, и средства документирования результатов анализа (блокнот, наклейки, фломастер, авторучка).
Емкость использованных аэрозольных устройств обеспечивает многократность их применения по назначению (не менее 50 обнаружений одной заправкой).
Пример осуществления предлагаемого способа
В случае если тип загрязнения воды известен, то для обнаружения установленного типа агрессивных химических веществ (АХВ) или соединений урана используют одно соответствующее аэрозольное устройство. Если же тип загрязнения не известен, то проводят обнаружение последовательно всеми пятью аэрозольными устройствами в пяти различных пробах обследуемой воды. Заключение о характере загрязнения делают в соответствии с рекомендациями, приведенными ниже в таблице 2.
Так, появление индикационного эффекта только от АУ-2 на поверхности свидетельствует и присутствии продуктов щелочного характера.
Появление индикационного эффекта только от АУ-5 свидетельствует о наличии производных диметилгидразина, в том числе НДМГ.
Появление индикационного эффекта одновременно от аэрозольных устройств АУ-2 и АУ-5 означает присутствие в воде производных аммиака.
Появление индикационного эффекта только от АУ-3 свидетельствует о загрязнении воды продуктами кислого характера (соляная, уксусная, фосфорная, разбавленная серная кислоты и др.).
Наличие индикационного эффекта только от АУ-6 свидетельствует о загрязнении поверхности продуктами окислительного характера (хлор, бром, пероксид водорода, гипохлорит натрия и др., за исключением азотной и концентрированной серной кислоты).
При появлении индикационного эффекта одновременно от АУ-3 и АУ-6 поверхность загрязнена азотной или концентрированной серной кислотой.
Появление индикационного эффекта только от АУ-9/2 свидетельствует о наличии соединений урана.
Появление индикационного эффекта одновременно от АУ-3 и от АУ-6 свидетельствует о загрязнении воды азотной или концентрированной серной кислотой.
Появление индикационного эффекта от АУ-9/2 свидетельствует о загрязнении воды растворимыми соединениями урана.
Актуальность предлагаемого способа и комплекта для его осуществления обусловлена тем, что в предлагаемой комплектации они обеспечивают многократное (не менее 50 обнаружений) проведение экспресс-обнаружения и групповой идентификации всех типов агрессивных химических веществ и соединений урана в пробах воды, заменяя несколько разных комплектов индикаторных средств для обнаружения отдельных типов АХВ и соединений урана, существенно сокращают общее время проведения обнаружения загрязнителя в воде.
При этом обеспечивается также удобство размещения комплектующих, хранения, транспортировки и применения комплекта, а также расширение рабочего интервала температур и многократности использования комплекта для обнаружения типа загрязнения воды агрессивными химическими веществами и соединениями урана по сравнению с прототипами.
Claims (3)
1. Способ экспресс-обнаружения агрессивных химических веществ и соединений урана в воде, отличающийся тем, что для осуществления групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана проводят последовательное распыление в течение 2-3 с в пять проб воды объемом 50 мл пяти индикаторных рецептур на вещества щелочного, кислого характера, производные диметилгидразина, в том числе несимметричный диметилгидразин (НДМГ) и аммиак, вещества окислительного характера и соединения урана с помощью аэрозольных устройств, выполненных в виде герметичного корпуса, заправленного индикаторной рецептурой, и насоса-распылителя, при этом распыление индикаторных рецептур осуществляют в виде монодисперсного аэрозоля, для обнаружения веществ щелочного характера используют 0,4-1,5 масс.% раствор индикатора фенолфталеина в этиловом спирте, для обнаружения веществ кислого характера используют 0,1-0,15 масс.% раствор каждого в отдельности или смеси двух индикаторов метилового красного и метилового желтого в объемном соотношении 1:1 в этиловом спирте, для обнаружения слабых органических кислот используют 0,1-0,15 масс.% раствор 4-диэтиламиноазобензола в этиловом спирте, для обнаружения производных диметилгидразина используют 8-25 масс.% раствор ацетата кобальта(II) в дистиллированной воде, для обнаружения веществ окислительного характера используют раствор, масс.%: йодид калия - 0,1-0,5; крахмал - 0,1-0,4; глицерин - 4-20; кислота уксусная - 0,2-2,0; ацетат натрия трехводный - 0,3-4; дистиллированная вода - до 100; для обнаружения растворимых соединений урана используют индикаторную рецептуру на основе 15-25% водного раствора ацетата натрия и насыщенного водного раствора салицилата натрия в массовом соотношении 1:1, а групповую идентификацию типа агрессивного химического вещества и соединений урана проводят по комбинации появляющихся индикационных эффектов от пяти аэрозольных устройств на вещества щелочного характера, АУ-2, вещества кислого характера, АУ-3, производные диметилгидразина, АУ-5, вещества окислительного характера, АУ-6, и соединения урана, АУ-9/2.
2. Способ по п. 1, в котором в качестве производных диметилгидразина обнаруживают несимметричный диметилгидразин (НДМГ) и аммиак с помощью аэрозольного устройства АУ-5.
3. Комплект для осуществления экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана в пробах воды способом по п. 1 или 2, отличающийся тем, что с целью обеспечения удобства транспортировки, применения по назначению, многократности использования, повышения сроков сохранения работоспособности он выполнен в виде пластмассового кейса с ложементами и содержит шесть аэрозольных устройств с индикаторными рецептурами на вещества щелочного, кислого характера, производные диметилгидразина, вещества окислительного характера и соединения урана, четыре запасных насоса-распылителя, пять мерных емкостей для отбора проб воды, набор фильтров, необходимых для проведения обнаружения агрессивных химических веществ и соединений урана в окрашенных пробах воды, и средства документирования информации о пробах - наклейки, блокнот, фломастер, авторучка.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2778643C1 true RU2778643C1 (ru) | 2022-08-22 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2367945C1 (ru) * | 2008-03-06 | 2009-09-20 | Александр Михайлович Агапов | Способ экспресс-обнаружения урана и его соединений |
| RU2012123594A (ru) * | 2012-06-07 | 2013-12-20 | Наталия Геннадьевна Залозная | Способ экспресс-определения концентрации несимметричного диметилгидразина в воде |
| WO2015049343A1 (fr) * | 2013-10-02 | 2015-04-09 | Universite De Limoges | Systeme de detection et de quantification d'un ion de l'uranium |
| RU2563839C1 (ru) * | 2014-03-24 | 2015-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) | Индикаторный состав для экспресс-обнаружения несимметричного диметилгидразина и аммиака |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2367945C1 (ru) * | 2008-03-06 | 2009-09-20 | Александр Михайлович Агапов | Способ экспресс-обнаружения урана и его соединений |
| RU2012123594A (ru) * | 2012-06-07 | 2013-12-20 | Наталия Геннадьевна Залозная | Способ экспресс-определения концентрации несимметричного диметилгидразина в воде |
| WO2015049343A1 (fr) * | 2013-10-02 | 2015-04-09 | Universite De Limoges | Systeme de detection et de quantification d'un ion de l'uranium |
| RU2563839C1 (ru) * | 2014-03-24 | 2015-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) | Индикаторный состав для экспресс-обнаружения несимметричного диметилгидразина и аммиака |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПАШИНИН В.А. и др., Портативная химическая экспресс-лаборатория модульного типа для индикации агрессивных химических веществ на поверхностях объектов, Технологии гражданской безопасности, 2019, т. 16, N 2 (60), сс. 16-22. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8252602B2 (en) | System for explosives detection | |
| Boutron | A clean laboratory for ultralow concentration heavy metal analysis | |
| JP3697544B2 (ja) | 生物発光モニタ装置及び方法 | |
| Bothner et al. | Mercury contamination of sea water samples stored in polyethylene containers | |
| US7993871B2 (en) | Sampling method and device | |
| US20060216196A1 (en) | Narrow swab (access swab) for ATP Measurement | |
| Alfassi | Determination of trace elements | |
| US8969095B1 (en) | Method and system for explosive detection | |
| RU2778643C1 (ru) | Способ экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ и соединений урана в воде и комплект для его осуществления | |
| Naessens et al. | Whole-cell biosensor for direct determination of solvent vapours | |
| Wink et al. | Working with chemistry: A laboratory inquiry program | |
| CN107764810A (zh) | 一种水体中亚硝酸盐的快速检测试纸及其制备方法 | |
| CN211122549U (zh) | 一种医疗机构废水氨氮检测装置 | |
| Heydorn et al. | Gains or losses of ultratrace elements in polyethylene containers | |
| Sharma et al. | Direct determination of mercury in blood by use of sodium borohydride reduction and atomic absorption spectrophotometry. | |
| CN217688137U (zh) | 一种便携式固体废物检测装置 | |
| RU2783162C1 (ru) | Способ экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ на поверхности объектов и комплект для его осуществления | |
| CN201926625U (zh) | 中药中有害物质快速检测箱 | |
| CN105067611A (zh) | 一种水的硬度快速检测试纸 | |
| CN112798585A (zh) | 一种现场测定水中亚铁浓度的显色管及检测方法 | |
| CN202599848U (zh) | 快速检测甲醛的检测管 | |
| Anderson et al. | Laboratory Experiments to Accompany General, Organic and Biological Chemistry: An Integrated Approach | |
| Rodney | Modern experimental biochemistry | |
| CN210971901U (zh) | 一种可重复使用的生物检测试剂盒 | |
| KR950010395B1 (ko) | 마약계의 간이 검출법 및 검출용 킷트 |