Газообразные неорганические и органические загрязнители атмосферы
определяются следующими методами: газовыми, газожидкостным,
58
высокая оперативность измерений. Для снижения случайных погрешностей
используют приемы автоматической компенсации дрейфов и коррекции
температуры с помощью микропроцессоров.
Одними из высокоэффективных электрохимических преобразователей
являются биосенсоры - ферментные электроды и электрохимические системы,
представляющие собой электропроводную матрицу с иммобилизованной
фермент-кофакторной сопряженной системой. Осуществлена сорбционная и
ковалентная иммобилизация система алкогольдегидрагеназы-
никотинадениндинуклеатид (НАД). В случае ковалентной иммобилизации
НАД максимальной электрохимической активностью обладает кофермент,
пришитый к твердой поверхности через мостик длиной порядка ЗОА.
Электрод этого типа применен для определения низших спиртов в
присутствии других веществ загрязнителей атмосферы. Показана
возможность применения указанного электрода в проточной ячейке для
определения синильной кислоты по ее ингибирующему действию на работу
фермент-кофаторной системы. Разработаны электрохимические биосенсоры
на основе систем с медиатором переноса электронов (ферроцен) от
определяемого компонента к электроду на основе электропроводной
органической соли. Показана возможность использования листьев растений в
качестве химических сенсоров с помощью микроэлектрода, вживленного в
лист растения. Изучен отклик потенциала на введение диоксида углерода и
наличия других веществ. Показана возможность детектирования веществ-
загрязнителей в газовых смесях по их влиянию на потенциал микроэлектрода
в среде чистого диоксида углерода.
Электрохимические методы анализа газов развиваются за счет широкого
применения в анализаторах последних достижений электронной и
вычислительной техники. Новые возможности управления процессами
поляризации электродов и регистрации тока привели к появлению
перспективных методов электрохимического анализа; сюда можно отнести
дифференциальную импульсную полярографию, инверсионную
хронопотенциометрию и другие методы.
Наряду с совершенствованием классических амперометрических
методов анализа развивается новый метод - псевмоамперометрия,
основанный на использовании проточно-инжекторных систем. Содержание
анализируемого компонента в газовой смеси определяют по току его
окисления на золотом электроде с тонкой пленкой электролита и
полупроницаемой гидрофобной мембраной. Анализируемое вещество
диффундирует через нее из газовой фазы в электролит, а затем - к
поверхности электрода. Этот метод позволяет определять водород,
сероводород, селеноводород, эрсен и другие гибриды на уровне 10"-%.
Метод псевмоамперометрии может быть эффективно применен для
детектирования веществ в различных методах хроматографии после
хроматографического разделения многокомпонентной смеси.
Важной проблемой развития электрохимических газоанализаторов
является разработка средств их метрологического обеспечения. Для этого
необходимы новые образцовые средства, создание которых помимо
м
газовых смесях. Амперометрическим методом определяется работа
газодиффузионных, гидрофобизированных электродов, содержащих платину
или палладий, в анализаторах оксида углерода (II) и водорода в атмосфере.
Методы кулонометрии применяются при определении следовых
количеств неорганических загрязняющих веществ, выделенных из проб
воздуха. Кулонометрический анализ осуществляется в двух вариантах: с
контролируемым потенциалом и с постоянной силой тока. Количественная
взаимосвязь между величиной перенесенного заряда и вступившего в
электронные реакции вещества описывается законом Фарадея и составляет
основу кулонометрии. Постоянную Фарадея, представляющую собой
произведения заряда электрона и числа Авогадро, применяют для перевода
электрических единиц - кулонов в единицы количества вещества - моли.
Постоянная Фарадея служит аналитическим стандартом, так как ее значение
известно с большей достоверностью по сравнению с величинами атомных
масс многих элементов. Это обстоятельство позволяет осуществлять
кулонометрическое определение веществ без применения химических
стандартов, измеряя силу тока, протекающего через электрохимическую
ячейку во времени. Применение константы Фарадея как стандарта
целесообразно в электрохимических газоанализаторах. Сущность этого
способа заключается в том, что газовая смесь определенного объема
многократно пропускается вдоль поверхности газодиффузионного
гидрофобизированного электрода до полноты окисления (восстановления)
определяемого вещества. Это позволяет определять концентрации веществ в
газовых смесях без применения эталонных смесей по количеству
электричества, затраченного на редокс процесс. Настоящий принцип
положен в основу создания образцовых средств с использованием качества
аналитического стандарта константы Фарадея для аттестации поверочных
газовых смесей.
В организациях НПО <Химавтоматика> разработаны и серийно
выпускаются кулонометрические анализаторы синильной кислоты и
диоксида серы в атмосфере, основанные на принципе кулонометрического
титрирования электрогенерированных йодом или бромом с
амперометрической индикацией конечной точки. Определение фтора в
воздухе проводят в кулонометрическом анализаторе с твердым электролитом
на основе ионноэлектронного проводника - дифторида олова. Предел
определения фтора 10--- моль/м.
В последнее десятилетие для определения катионов, анионов и
неонизированных газов все шире применяются ионноселективные электроды,
которые довольно просты по конструкции и имеют длительный ресурс
работы. Они эффективны в сочетании с рН-метрами и выпускаемыми в
настоящее время иономерами различных типов. Ионоселективные электроды
положены в основу анализаторов хлористого и фтористого водорода,
аммиака и других веществ в атмосфере. Показана эффективность применения
рН-селективных полевых транзисторов из нитрида кремния в качестве
усилителей. Достоинством ионометров является большая скорость отклика и
60
новая проблема: <Парниковый эффект>. Парниковый эффект повлияет на
такие факторы как: осадки, ветер, океанские течения, размеры полярных
шапок... Основные климатические зоны сместятся на 400 км (в северное
полушарие)... В стратосфере находится озоновый слой. За счет молекул
простого 02 при воздействии коротких ультрафиолетовых лучей образуется Оз:
02+О-> Оз.
т.е. энергия коротковолновых ультрафиолетовых лучей расходуется на
образование озона. В результате УФ лучи до поверхности Земли не доходят Но
в последнее время было зафиксировано уменьшение озонового слоя над
Антарктидой. В нем возникла пульсирующая дыра (содержание озона на 40% -
50% меньше). Причина - хлорометаны (фреоны и галоны) СРС1з, С2РС1, СРСВ2...
Под действием УФ лучей они распадаются, освобождая молекулу от атома
хлора. Хлор разбивает атомы озона до кислорода:
С1 + Оз, ->С1 02 + О (один атом хлора разбивает 100 тыс.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21