Способ определения нитрозодиметиламина в воде

 

Использование: анализ природных и сточных вод, загрязненных высокотоксичными химическими веществами, таким как диметилгидразин и продукт его окисления - нитродиметиламин (НДМА). Сущность изобретения: водный раствор НДМА смешивают с цинком в присутствии гидроокиси натрия в течение 1-3 мин при соотношении воды к гидроокиси натрия и к цинку, равном 1:(0,013-0,047): (0,005-0,15) соответственно, в реакционный раствор после отделения цинка вносят гидроксиламин солянокислый при массовом соотношении раствор: гидроксиламин солянокислый 1: 0,02 и гидроксид натрия при массовом соотношении воды к общему содержанию гидроокиси натрия, равном 1:(0,23-0,33) с последующей отдувкой образовавшегося несимметричного диметилгидразина в смесь паранитробензальдегида, этиленгликоля и уксусной кислоты с последующим его колориметрированием. 2 табл.

Заявляемый способ относится к анализу природных и сточных вод, загрязненных высокотоксичными химическими веществами, такими, например, как несимметричный диметилгидразин (НДМГ) и продукт его окисления - нитродиметиламин (НДМА).

Высокочувствительный способ определения НДМА может быть использован и при контроле других объектов окружающей среды, таких как почвенные растворы и смывы с растительных материалов.

Нитрозодиметиламин высокотоксичное канцерогенное вещество: ПДК_в.в. 0,01 мг/л.

Из аналогов известен способ определения НДМА в водных растворах колориметрическим методом (П. П. Дикун, И. А. Шендрикова. Тезисы III всесоюзного симпозиума. Таллин, 1978, стр. 181). НДМА определяют по продукту его разложения, нитрит-иону, после ультрафиолетового облучения пробы.

К недостаткам способа следует отнести: необходимость применения источника ультрафиолетового облучения; Неспецифичность метода, особенно при определении малых количеств нитрит-иона на фоне сравнительно высоких содержаний нитрит-иона в сточных водах и почвах.

Известен способ колориметрического определения НДМА в спиртовых растворах с использованием альдегидов бензольного или гетероциклического ряда (Маслий Л. К. и др. а.с. СССР, N 1343316, ВЖХ, 1988, 10Г248). При этом НДМА восстанавливают до НДМГ амальгамой цинка, содержащей 1,5-2,0% цинка в спиртовом растворе едкого натра. Указанный способ наиболее близок к заявляемому по технической сущности и принят авторами за прототип.

Недостатками прототипа являются: 1. Реакция идет только в спиртовом растворе; 2. Использование в анализе амальгамы цинка.

Целью изобретения является: определение НДМА в водных растворах обеспечение необходимой чувствительности анализа при определении НДМА в воде.

Поставленная цель достигается тем, что водный раствор нитрозодиметиламина смешивают с цинком в присутствии гидроокиси натрия в течение 1-3 мин при массовом соотношении воды к гидроокиси натрия и к цинку, равном 1: (0,013-0,047): (0,005-0,015) соответственно, а в реакционный раствор после отделения цинка вносят гидроксиламин солянокислый и гидроокись натрия при массовом соотношении воды к общему содержанию гидроокиси натрия, равном 1: (0,23-0,33) соответственно, и проводят отдувку НГМД перед его колориметрированием.

Таким образом, техническая сущность заявляемого способа полностью изложена выше.

Ниже приведены сопоставимые данные прототипа и изобретения.

Как видно из данных, представленных в таблице 1, заявляемый способ обеспечивает быстрое определение НДМА в воде на уровне 0,5 ПДК_в.в. с суммарной погрешностью не более ±25% при доверительной вероятности Р 0,95.

Авторы утверждают, что заявленный способ определения НДМА соответствует критериям существующих отличий, так как на основании просмотренной научно-технической и патентной информации, а также в силу своего опыта и знаний, не было обнаружено заявляемых средств достижения цели, указанной в техническом описании для обеспечения полученного эффекта при решении поставленной задачи или других задач.

Варианты осуществления заявляемого способа.

Вариант 1. В коническую колбу объемом 250 мл вносят 150 мл зараженной воды, 2,0 г гидроокиси натрия, содержимое колбы перемешивают до полного растворения гидроокиси натрия, затем вносят 0,75 г цинковой пыли (массовое соотношение воды к гидроокиси натрия и к цинку равно 1: 0,013: 0,05), колбу закрывают пробкой и энергично встряхивают ее содержимое в течение 1 мин, смесь фильтруют, фильтрат переводят в перегонную колбу, вносят в колбу 0,3 г гидроксиламина солянокислого, 33 г гидроокиси натрия (массовое соотношение воды к общему содержанию гидроокиси натрия равно 1: 0,23) и производят отдувку НДМГ, поглощая его раствором пара-нитробензальдегида в этиленгликоле с добавкой уксусной кислоты, который затем колориметрируют и определяют содержание НДМА, мг/л.

Введено НДМА 0,02 мг/л Найдено НДМА 0,017 мг/л Суммарная погрешность 15% Время анализа 25 мин Остальные варианты осуществления заявляемого способа аналогичны варианту 1, а их переменные параметры, включающие максимальные и средние значения заявленных интервалов, а также показатели по времени проведения анализа и его погрешности приведены в табл. 2, включая вариант 1.

Как видно из вариантов конкретного выполнения, представленные в табл. 2, заявленные интервалы обеспечивают повышение точности (погрешность не более ±25% ) и уменьшение времени (30 мин) анализа (варианты 1, 2, 3, 6, 7, 10, 11 с положительным эффектом).

Нарушение же заявленных интервалов как в сторону уменьшения, так и увеличения либо не обеспечивает повышения точности анализа (варианты 4, 5, 8, 12), либо не оправдано с точки зрения увеличения времени анализа (вариант 9) или расхода реактивов (вариант 13).

Формула изобретения

Способ определения нитрозодиметиламина в воде, включающий приведение пробы в контакт с цинксодержащим реагентом и гидроксидом натрия, фотометрирование, отличающийся тем, что в качестве цинксодержащего реагента используют цинковую пыль, которую добавляют после гидроксида натрия, при этом массовое соотношение пробы, гидроксида натрия и цинковой пыли составляет 1: (0,013 0,047): (0,005 0,015), после приведения в контакт пробы с реагентами отфильтровывают образовавшийся осадок и добавляют в раствор гидроксиламин солянокислый в массовом соотношении отфильтрованный раствор гидроксиламин солянокислый 1: 0,02 и гидроксид натрия при массовом соотношении воды к общему количеству гидроксида натрия 1: (0,23 0,33), фотометрирование осуществляют в смеси паранитробензальдегида, этиленгликоля и уксусной кислоты, куда предварительно вдувают образовавшийся в анализируемом растворе несимметричный диметилгидразин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2