Gas extraction generation of gas mixtures of polar organic compounds at trace concentration levels

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The patterns of generating gas mixtures of polar organic compounds at the level of their MAC (several µg/m³) were studied using the method of continuous gas extraction from aqueous solutions with a known concentration in combination with dilution by a stream of diluent gas. The necessary distribution coefficients of phenol, isomeric cresols, nitrobenzene, and alkanols С4–С6 between the aqueous and gas phases (nitrogen) were determined. A two-stage generation scheme is proposed, based on saturating the sorbent (activated carbon) with a flow of extraction gas containing the target components at a specified concentration, followed by desorption by a flow of pure extraction gas.

Full Text

Restricted Access

About the authors

O. V. Rodinkova

St. Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: o.rodinkov@spbu.ru

Institute of Chemistry

Russian Federation, St. Petersburg

M. E. Grega

St. Petersburg State University

Email: o.rodinkov@spbu.ru

Institute of Chemistry

Russian Federation, St. Petersburg

V. A. Spivakovsky

St. Petersburg State University

Email: o.rodinkov@spbu.ru

Institute of Chemistry

Russian Federation, St. Petersburg

E. A. Znamenskaya

St. Petersburg State University

Email: o.rodinkov@spbu.ru

Institute of Chemistry

Russian Federation, St. Petersburg

A. A. Zheludovskaya

St. Petersburg State University

Email: o.rodinkov@spbu.ru

Institute of Chemistry

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Цизин Г.И., Статкус М.А. Сорбционное концентрирование микрокомпонентов в динамических условиях. М.: ЛЕНАНД, 2016. 480 с.
  2. Fijalo C., Dymerski T., Gebicki J., Namiesnik J. Devices for the Production of Reference Gas Mixtures // Crit. Rev. Anal. Chem. 2016. V. 46. № . 5. P. 361. https://doi.org/ 10.1080/10408347.2014.953672
  3. Slominska M., Konieczka P., Namiesnik J. New developments in preparation and use of standard gas mixtures // Trends Anal. Chem. 2014. V. 62. P. 135. https://doi.org/10.1016/j. trac.2014.07.013
  4. Платонов И.А., Родинков О.В., А.Р. Горбачева А.Р., Москвин Л.Н., Колесниченко И.Н. Методы и средства приготовления стандартных газовых смесей // Журн. аналит. химии. 2018. Т. 73. № 2. С. 83. (Platonov I.A., Rodinkov O.V., Gorbacheva A.R., Moskvin L.N., Kolesnichenko I.N. Methods and devices for the preparation of standard gas mixtures // J. Anal. Chem. 2018. V. 73. № 2. P. 83.) https://doi.org/10.7868/S0044450218020019
  5. Другов Ю.С., Конопелько Л.А., Попов О.Г. Контроль загрязнений воздуха жилых помещений, офисов, административных и общественных зданий. СПб: Наука, 2013. 302 с.
  6. ГОСТ ٨.٥٧٨-٢٠١٤. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах. М.: Стандартинформ, 2014. 14 с.
  7. Витенберг А.Г., Конопелько Л.А. Парофазный газохроматографический анализ: метрологические приложения // Журн. аналит. химии. 2011. Т. 66. № 5. С. 452. (Vitenberg A.G., Konopelko L.A. Gaschromatographic headspace analysis: Metrological aspects // J. Anal. Chem. 2001. V. 66. № 5. P. 438.) https://doi.org/10.1134/S106193481103018X
  8. Горбачева А.Р., Родинков О.В. Хроматомембранное генерирование стандартных газовых смесей летучих органических соединений на уровне ppm // Аналитика и контроль. 2018. Т. 22. № 1. С. 75. https://doi.org/10.15826/analitika.2018.22.1.002.
  9. Родинков О.В., Рачковский И.Н., Москвин Л.Н. Хроматомембранное газоэкстракционное генерирование стандартных газовых смесей с применением композиционных угольно-фторопластовых смесей // Журн. аналит. химии. 2008. Т. 63. № 9. С. 941. (Rodinkov O.V., Rachkovskii I.N., Moskvin L.N. Chromatomembrane gas extraction generation of standard gas mixtures using composite carbon–fluoroplastic matrices // J. Anal. Chem. 2008. V. 63. № 9. P. 857.) https://doi.org/10.1134/S1061934808090104
  10. Березкин В.Г., Платонов И.А., Смыгина И.Н. Хромато-десорбционный способ получения потока газа, содержащего микропримеси летучих соединений // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технол. 2007. Т. 50. № 8. С. 22.
  11. Платонов И.А., Колеснченко И.Н, Ланге П.К. Хроматодесорбционный способ приготовления градуировочных газовых смесей летучих органических соединений // Метрология. 2016. № 4. С. 29. (Platonov I.A., Kolesnichenko I.N., Lange P.К. Chromatographic-desorption method for preparing calibration gas mixtures of volatile organic compounds // Meas. Tech. 2017. V. 59. № 12. P. 1330.) https://doi.org/10.1007/s11018-017-1137-z
  12. Витенберг А.Г. Равновесная модель в описании процессов газовой экстракции и парофазного анализа // Журн. аналит. химии. 2003. Т. 58. № 1. С. 6. (Vitenberg A.G. Equilibrium model in the description of gas extraction and eadspace analysis // J. Anal. Chem. 2003. V. 58. № 1. P. 2.) https://doi.org/10.1023/A:1021873828994
  13. Витенберг А.Г., Добряков Ю.Г., Громыш Е.М. Приготовление стабильных газовых смесей с микроконцентрациями паров летучих веществ в парофазных источниках при повышенном давлении // Журн. аналит. химии. 2010. Т. 65. № 12. С. 1313. (Vitenberg A.G., Dobryakov Yu.G., Gromysh E.M. Preparation of stable gas mixtures with microconcentrations of volatile substances in vapor-phase sources at elevated pressures // J. Anal. Chem. 2010. V. 65. № 12. P. 1284.) https://doi.org/10.1134/S1061934810120142
  14. Санитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21. «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». I. Гигиенические нормативы содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений.
  15. Витенберг А.Г., Добряков Ю.Г. Газохроматографическое определение коэффициентов распределения летучих веществ в системе жидкость — газ // Журн. прикл. химии. 2008. Т. 81. № 3. С. 353. (Vitenberg A.G., Dobryakov Yu.G. Gas-chromatographic determination of the distribution ratios of volatile substances in liquid–gas system // J. Appl. Chem. 2008. V. 81. № 3. P. 339.) https://doi.org/10.1007/s11018-010-9447-4
  16. Аналитическая химия. Химический анализ: учебник / Зенкевич И.Г., Ермаков С.С., Карцова Л.А. и др. / Под ред. Москвина Л.Н. СПб: Лань, 2019. С. 53.
  17. Малышева А.О., Балдин М.Н., Грузнов В.М. Определение коэффициентов распределения летучих органических веществ в системе жидкость-воздух для создания градуировочных газообразных образцов со следовыми концентрациями веществ// Журн. аналит. химии. 2017. Т. 72. № 10. С. 867. (Malysheva А.O., Baldin M.N., Gruznov V.M. Determination partition coefficients of volatile organic substances in the system liquid–air for the creation of calibration gas-phase samples with trace concentrations of substances // J. Anal. Chem. 2017. V. 72. № . 10. P. 1013.) https://doi.org/10.7868/S0044450217100012
  18. Родинков О.В., Спиваковский В., Москвин Л.Н. Выбор условий сорбционного концентрирования фенолов из потока воздуха на поверхностно-слойных угольно-фторопластовых сорбентах для их последующего ВЭЖХ определения // Сорбционные и хроматографические процессы. 2020. Т. 20. № 2. С. 197. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/2773
  19. Витенберг А.Г., Пичугина А.С., Добряков Ю.Г. Использование парофазных источников газовых смесей для градуировки и поверки аналитической аппаратуры при измерении содержания примесей летучих веществ// Измерительная техника. 2009. № 12. С. 58. (Vitenberg A.G., Pichugina A.S., Dobryakov Yu.G. Use of vapor-phase sources of gas mixtures for calibration and verification of analytical: equipment in measuring the content of volatile substance impurity content // Meas. Tech. 2009. V. 52. № 12. P. 1372.) https://doi.org/ 10.1007/s11018-010-9447-4

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scheme of generation of standard gas mixtures with dilution. 1 – two-channel gas flow former with two gas flow regulators; 2 – vessel with aqueous solution of analyte; 3 – deformation manometer; 4 – adjustable mechanical throttle; 5 – outlet of standard gas mixture with analyte.

Download (103KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Two-stage scheme for generating standard gas mixtures: (a) – first stage (saturation); (b) – second stage (desorption). 1 – inlet of standard gas mixture; 2 – sorption column; 3 – inlet of pure gas; 4 – outlet of standard gas mixture.

Download (63KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dynamics of concentration changes (peak areas on the chromatogram) of phenol (1–4) and butanol (5–8) in the gas phase flow at the outlet of the sorption column during saturation (1, 3, 5, 7) and desorption (2, 4, 6, 8). The concentration of analytes in the gas phase is 20 mg/m3 (1, 2, 5, 6) and 10 mg/m3 (3, 4, 7, 8).

Download (149KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences