Способ экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ на поверхности объектов и комплект для его осуществления
Владельцы патента RU 2783162:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (RU)
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к экспресс-обнаружению агрессивных химических веществ на поверхности объектов. Способ осуществляется последовательным распылением четырех индикаторных рецептур на вещества щелочного, кислого, окислительного характера, производные диметилгидразина и аммиака с расстояния 10-15 сантиметров на различные участки обследуемой поверхности объекта. О наличии одного из четырех типов агрессивных химических веществ, а также аммиака или гидроксида аммония и азотной или концентрированной серной кислот судят по комбинации появляющихся индикационных эффектов от четырех аэрозольных устройств. Комплект для осуществления способа содержит четыре аэрозольных устройства с индикаторными рецептурами, четыре запасных насоса-распылителя и набор фильтров, размещенные в пластмассовом кейсе. Обеспечивается возможность экспресс-обнаружения и идентификации типа загрязнителя, повышение удобства работы, хранения, переноски, размещения, доступа и применения аэрозольных устройств, срока сохранения работоспособности аэрозольных устройств, наглядности индикационного эффекта и многократности использования аэрозольных устройств. 2 н.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к экспресс-обнаружению и идентификации типа загрязненности поверхностей объектов агрессивными химическими веществами.
Уровень техники
Известен способ обнаружения веществ кислого и щелочного характера с применением индикаторных бумаг и билетов.
Недостатком этого способа является то, что бумаги и билеты позволяют проводить обнаружение только непосредственно в месте их контакта с обследуемой поверхностью. При этом необходим непосредственный контакт оператора с анализируемой поверхностью, невозможно проводить обнаружение загрязненности поверхностей, к которым ограничен доступ руки оператора.
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 по данному назначению до настоящего времени не отработаны, перед проведением обнаружения они должны смачиваться водой, что вызывает необходимость доукомплектования их дополнительной капельницей. 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 ее 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.
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 2568585 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 2563838 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 применялось 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.
Данный способ выбран в качестве прототипа.
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, небольшой срок хранения индикаторной рецептуры на вещества окислительного характера, отсутствие удобства переноски, 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, значительно (в 2 и более раза) повышается срок хранения индикаторной рецептуры на вещества окислительного характера, применение пластикового кейса с ложементами специальной конструкции обеспечивает удобство переноски, хранения и быстроту использования аэрозольных устройств, а введение в состав кейса четырех запасных насосов-распылителей позволяет сохранить работоспособность комплекта при выходе из строя насосов-распылителей, установленных в аэрозольные устройства.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа загрязнителя, повышение удобства работы, хранения, переноски, размещения, доступа и применения четырех аэрозольных устройств, срока сохранения работоспособности аэрозольных устройств, наглядности индикационного эффекта и многократности использования аэрозольных устройств (далее АУ).
Данный технический результат достигается тем, что в случае, если тип загрязнителя известен, применяют только соответствующее аэрозольное устройство для обнаружения веществ кислого, щелочного, окислительного характера или производных диметилгидразина. Для обнаружения веществ щелочного характера используют 0,5-1 масс. % раствор индикатора фенолфталеина в этиловом спирте, для обнаружения веществ кислого характера используют 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 используют 0,05-0,1 масс. %) раствор 4-диэтиламиноазобензола в этиловом спирте, для обнаружения производных диметилгидразина и аммиака используют 10-20 масс. % раствор ацетата кобальта (II) в дистиллированной воде, для обнаружения окислителей используют раствор в массовых процентах: йодид калия - 0,1-0,4; крахмал - 0,1-0,3; глицерин - 5-20; кислота уксусная - 0,3-1,5; ацетат натрия трехводный - 0,4-3; дистиллированная вода - до 100.
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.
Если тип загрязнителя не известен для экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа загрязнителя на поверхностях объектов, проводят последовательное обнаружение с помощью четырех аэрозольных устройств с индикаторными рецептурами на продукты щелочного, кислого, окислительного характера и производные диметилгидразина.
Групповую идентификацию одного из четырех типов загрязнителей осуществляют по комбинации появляющихся индикационных эффектов от четырех аэрозольных устройств.
Необходимость разработки способа экспресс-обнаружения и групповой идентификации всех этих четырех типов агрессивных химических веществ обусловлена тем, что розлив этих химических веществ может привести к получению химических ожогов работающего персонала, а смешение кислот со щелочами, окислителей с восстановителями может привести к взрывам и пожарам. Поэтому совместное хранение этих веществ является недопустимым. Необходимость групповой идентификации типа загрязнения агрессивными химическими веществами поверхностей объектов обусловлена также выбором соответствующих дегазирующих рецептур для их специальной обработки (дегазации).
Для реализации данного способа разработана конструкция комплекта в виде кейса специальной конструкции с размещенными в нем индикаторными средствами - четырьмя аэрозольными устройствами на вещества щелочного (АУ-2), кислого (АУ-3), окислительного (АУ-6) характера и производные диметилгидразина и аммиака (АУ-5) дополнительным четырьмя насосами-распылителями и набором фильтров.
Емкость использованных аэрозольных устройств (100 мл) обеспечивает проведение одной зарядкой не менее 50 обнаружений загрязненности объекта.
Дополнительные насосы-распылители служат для замены пришедших из строя, 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 на окрашенных поверхностях, когда проведение обнаружения непосредственно на поверхности загрязнено. В этом случае с помощью фильтра проводят отбор проб с окрашенной поверхности методом ее протирания с последующим распылением индикаторной рецептуры на этот фильтр.
Специальная конструкция кейса обеспечивает удобство хранения, переноски, размещения, доступа и применения четырех аэрозольных устройств.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен внешний вид кейса в раскрытом положении без комплектующих изделий.
Кейс для размещения и транспортировки аэрозольных устройств характеризуется:
- составом композиционных элементов: пустотелый корпус 1 с верхней крышкой 2 и днищем 3;
- образованием пустотелого корпуса 1 четырьмя боковыми гранями 4, 5, 6 и 7, на верхней крышке 2 и днище 3;
- наличием двух крепежных элементов 8, обеспечивающих прикрепление крышки к днищу и открывание крышки;
- наличием в середине верхней крышки и днища ручек 9, 10 и углублений в форме эллипса 11, 12 для удобства переноски кейса;
- наличием с боков на днище двух выступов 13 прямоугольной формы, а на верхней крышке напротив них двух пластиковых замков 14, служащих для надежного запирания кейса в походном положении;
- наличием в пенопластовом вкладыше на внутренней поверхности верхней крышки по центру углубления в форме пересекающихся под прямым углом круга и прямоугольника для размещения набора фильтров 15, по бокам с четырех сторон одинаковых углублений в виде двух пересекающихся под прямым углом прямоугольных плоскостей 16, одна из них имеет две плоскости меньшего и большего размера для размещения четырех запасных насосов-распылителей, а вторая плоскость - для удобства их извлечения;
- наличием у задней стенки крыши углубления, выполненного в форме горизонтальной линии 17, которую пересекают две прямоугольные плоскости, служащие для удобства размещения и извлечения полиэтиленовых трубок запасных насосов-распылителей;
- наличием в пенопластовом вкладыше на внутренней поверхности днища четырех углублений для размещения четырех аэрозольных устройств 18, 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. 2 изображено аэрозольное устройство для обнаружения агрессивных химических веществ щелочного характера (вид спереди и сзади), на фиг. 3 - характер индикационного эффекта от агрессивных химических веществ щелочного характера, на фиг. 4 - аэрозольное устройство для обнаружения агрессивных химических веществ кислого характера (вид спереди и сзади), на фиг. 5 - характер индикационного эффекта от агрессивных химических веществ кислого характера, на фиг. 6 - аэрозольное устройство для обнаружения агрессивных восстановителей (производных диметилгидразина, НДМГ, аммиака и др. (вид спереди и сзади), на фиг. 7 - характер индикационного эффекта от производных гидразина, НДМГ, аммиака, на фиг. 8 - аэрозольное устройство для обнаружения агрессивных химических веществ окислительного характера (вид спереди и сзади), на фиг. 9 - характер индикационного эффекта от агрессивных химических веществ окислительного характера, на фиг. 10 показан кейс для размещения аэрозольных устройств в закрытом положении (вид спереди), на фиг. 11 - кейс для размещения аэрозольных устройств в открытом положении.
Осуществление изобретения
Заявлен способ экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивных химических веществ на поверхности объектов и комплект для его осуществления.
1. Экспресс-идентификацию типа агрессивного химического вещества на поверхности объектов осуществляют 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 индикаторной рецептуры осуществляют в виде монодисперсного аэрозоля; для обнаружения веществ щелочного, кислого, окислительного характера, производных диметилгидразина и аммиака используют рецептуры, приведенные выше, причем о наличии одного из четырех типов агрессивных химических веществ судят по комбинации появляющихся индикационных эффектов от четырех аэрозольных устройств.
2. Комплект для экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивного химического вещества на поверхностях объектов, отличающийся тем, что с целью обеспечения удобства переноски, применения комплекта по его назначению, многократности использования, повышения сроков сохранения работоспособности; он выполнен в виде кейса с ложементами специальной конструкции и содержит четыре аэрозольных устройства с индикаторными рецептурами на вещества щелочного, кислого, окислительного характера и производные диметилгидразина, четыре запасных насоса-распылителя и комплект фильтров, необходимых для обнаружения загрязненности на окрашенных поверхностях.
Емкость использованных аэрозольных устройств обеспечивает многократность их применения по назначению.
Пример осуществления предлагаемого способа
В случае если тип загрязнения поверхности известен, то для обнаружения установленного типа агрессивных химических веществ (АХВ) используют одно соответствующее аэрозольное устройство. Если же тип загрязнения не известен, то проводят обнаружение последовательно всеми четырьмя аэрозольными устройствами на различных участках обследуемой поверхности. Заключение о характере загрязнения делают в соответствии с рекомендациями, приведенными ниже таблицы.
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.
При появлении индикационного эффекта одновременно от аэрозольных устройств АУ-2 и АУ-5 означает присутствие на поверхности соединения аммиака.
Появление индикационного эффекта только от АУ-3 свидетельствует о загрязнении поверхности объекта продуктами кислого характера (соляная, уксусная, фосфорная, разбавленная серная кислоты и др.).
Наличие индикационного эффекта 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.
Актуальность предлагаемого способа и комплекта для его осуществления обусловлена тем, что в предлагаемой комплектации они обеспечивают многократное проведение экспресс-обнаружения и групповой идентификации всех типов агрессивных химических веществ на поверхности объектов, заменяя несколько разных комплектов индикаторных средств для обнаружения отдельных типов АХВ.
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 поверхности объектов агрессивными химическими веществами по сравнению с аналогами.
1. Способ экспресс-обнаружения агрессивных химических веществ на поверхности объектов, осуществляемый последовательным распылением на них четырех индикаторных рецептур: на вещества щелочного, кислого, окислительного характера, производные диметилгидразина и аммиака 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 индикаторной рецептуры осуществляют в виде монодисперсного аэрозоля, для обнаружения веществ щелочного характера используют 0,5-1 масс.% раствор индикатора фенолфталеина в этиловом спирте, для обнаружения веществ кислого характера используют 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 используют 0,05-0,1 масс.% раствор 4-диэтиламиноазобензола в этиловом спирте, для обнаружения производных диметилгидразина и аммиака используют 10-20 масс.% раствор ацетата кобальта (II) в дистиллированной воде, для обнаружения окислителей используют раствор в массовых процентах: йодид калия - 0,1-0,4; крахмал - 0,1-0,3; глицерин - 5-20; кислота уксусная - 0,3-1,5; ацетат натрия трехводный - 0,4-3; дистиллированная вода - до 100, отличающийся тем, что групповую идентификацию типа агрессивного химического вещества, а также идентификацию аммиака или гидроксида аммония и азотной или концентрированной серной кислоты проводят по комбинации появляющихся индикационных эффектов от четырех аэрозольных устройств на вещества щелочного характера, вещества кислого характера, производные диметилгидразина и аммиака и вещества окислительного характера.
2. Комплект для осуществления экспресс-обнаружения и групповой идентификации типа агрессивного химического вещества на поверхности объектов способом по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в виде пластмассового кейса с ложементами и содержит четыре аэрозольных устройства с индикаторными рецептурами на вещества щелочного, кислого, окислительного характера и производные диметилгидразина и аммиака, четыре запасных насоса-распылителя и набор фильтров, необходимых для проведения обнаружения, групповой идентификации типа агрессивного химического вещества, а также идентификации аммиака или гидроксида аммония и азотной или концентрированной серной кислоты на окрашенных поверхностях.
