ASTM D4185 تحديد النحاس ومركباته في الهواء بواسطة الامتصاص الذري

هدف الكشف

تحديد المواد السامة في الهواء - النحاس ومركباته

ملخص

يتوافق هذا المحلول مع معيار ASTM D4185 لقياس المعادن في أجواء أماكن العمل باستخدام مطيافية الامتصاص الذري باللهب (النحاس). تُجمع عينات هواء مكان العمل على مرشحات غشائية وتُعالج بحمض النيتريك لتدمير المادة العضوية وإذابة المعادن الموجودة. ثم يُجرى التحليل باستخدام مطيافية الامتصاص الذري باللهب (AAS).

تُسحب العينات والمعايير إلى لهب جهاز الامتصاص الذري المناسب. يوفر مصباح الكاثود المجوف أو مصباح التفريغ الكهربائي عديم الأقطاب، المُستخدم لتحليل المعدن المراد تحديده، مصدرًا لطاقة إشعاعية مميزة لهذا المعدن. يرتبط امتصاص هذه الطاقة المميزة بواسطة ذرات المعدن المراد تحليله في اللهب بتركيز المعدن في العينة المسحوبة.

مقدمة

يشمل فحص الصحة المهنية قياس المواد السامة وغيرها من العوامل الخطرة الموجودة في مكان العمل. وتتمثل مهامه الأساسية في تحديد وتقييم ومراقبة ظروف العمل الضارة والمخاطر الصحية الناجمة عنها على الإنسان. ويهدف هذا الفحص إلى حماية صحة العاملين، حيث يضع لوائح فنية للشروط الصحية لبيئة العمل، ويُعد المعيار الفني لتطبيق قوانين ولوائح الصحة المهنية، ويوفر الأساس القانوني للإشراف على الصحة وإدارتها.

يُطلب من جميع المؤسسات إجراء فحوصات الصحة المهنية للوقاية من إصابة الموظفين بأمراض مهنية في المستقبل. ولذلك، تُعد فحوصات الصحة المهنية بالغة الأهمية.

مبدأ

يتم جمع النحاس في حالة الهباء الجوي ومركباته (بما في ذلك أبخرة النحاس وغباره) في الهواء باستخدام غشاء ترشيح دقيق المسام. بعد المعالجة الحمضية، يتم قياس الامتصاص عند طول موجي 324.7 نانومتر باستخدام مطياف ضوئي لإجراء التحليل الكمي.

الأدوات والكواشف

1. كاشف

   1) الماء منزوع الأيونات

   2) الأحماض المستخدمة: كاشف مضمون

   3) محلول الهضم: خليط من حجم واحد من حمض البيركلوريك (ρ₂₀ = 1.67 جم/مل) و 9 أحجام من حمض النيتريك (ρ₂₀ = 1.42 جم/مل)

   4) محلول حمض النيتريك، 1% (حجم/حجم).

   5) المحلول القياسي: محلول قياسي من النحاس مخفف بمحلول حمض النيتريك لتحضير محلول عمل قياسي من النحاس بتركيز 10.0 ميكروغرام/مل.

2. أداة

   1) مرشح غشائي، حجم المسام 0.8 ميكرومتر.

   2) حامل فلتر كاسيت كبير، قطر الفلتر: 37 مم أو 40 مم.

   3) حامل فلتر صغير، قطر الفلتر: 25 مم.

   4) جهاز أخذ عينات الهواء، نطاق معدل التدفق: 0-2 لتر/دقيقة و 0-10 لتر/دقيقة.

   5)جهاز HKL-4185 AAS لتحديد المواد النحاسية السامة في هواء مكان العمل، مزودة بموقد لهب يعمل بالأسيتيلين والهواء ومصباح كاثود مجوف من النحاس.

المعالجة المسبقة للعينة

ضع مرشح الغشاء المأخوذ منه العينة في كأس زجاجي، وأضف 5 مل من محلول الهضم، ثم غطِّه بزجاجة ساعة. قم بالهضم على سخان كهربائي مضبوط الحرارة عند حوالي 200 درجة مئوية. بمجرد أن يتبخر محلول الهضم تقريبًا، أزل الكأس فورًا. بعد أن يبرد قليلًا، قم بإذابة البقايا في محلول حمض النيتريك، وانقلها كميًا إلى أنبوب اختبار مدرج ذي سدادة، وخففها إلى 10.0 مل. يصبح محلول العينة جاهزًا للقياس.

إعداد منحنى المعايرة

خذ من 5 إلى 8 كؤوس زجاجية، وأضف مرشحًا غشائيًا واحدًا إلى كل منها، ثم أضف من 0.0 مل إلى 5.0 مل من محلول النحاس القياسي العامل، على التوالي. أضف 5 مل من محلول الهضم إلى كل كأس واتبع نفس إجراء المعالجة المسبقة للعينات. خفف المحلول إلى حجم نهائي قدره 10.0 مل لتحضير سلسلة معايرة للنحاس بنطاق تركيز من 0.0 ميكروغرام/مل إلى 5.0 ميكروغرام/مل. اضبط مطياف الامتصاص الذري على ظروف القياس المثلى. باستخدام جهاز HKL-4185 AAS لتحديد المواد النحاسية السامة في هواء مكان العمل، قِس امتصاص كل تركيز في سلسلة المعايرة عند طول موجي 324.7 نانومتر. ارسم منحنى المعايرة باستخدام الامتصاص المقاس مقابل تركيز النحاس المقابل (ميكروغرام/مل)، أو احسب معادلة الانحدار. يجب أن يكون معامل الارتباط (r) ≥ 0.999.

قياس العينة

في ظل نفس ظروف التشغيل المستخدمة في سلسلة المعايرة، قِس امتصاص محلول العينة ومحلول العينة المرجعية. حدد تركيز النحاس (ميكروغرام/مل) في محلول العينة باستخدام منحنى المعايرة أو معادلة الانحدار. إذا تجاوز تركيز النحاس في العينة نطاق القياس، خفف العينة بمحلول حمض النيتريك وأعد القياس، ثم اضرب الناتج في عامل التخفيف في الحساب النهائي.

حساب

حوّل حجم العينة إلى حجم العينة القياسي. احسب تركيز النحاس في الهواء باستخدام الصيغة التالية: 

ج = 10 × ج₀/V₀

أين:

ج - تركيز النحاس في الهواء، بالمليغرام لكل متر مكعب (ملغم/م³)³)

10 — حجم محلول العينة، بالمليلترات (مل)

ج₀— تركيز النحاس المقاس في محلول العينة (بعد طرح قيمة العينة الفارغة)، بوحدة ميكروغرام لكل ملليلتر (ميكروغرام/مل)

في₀— حجم العينة القياسي، باللترات (لتر).

خاتمة

يبلغ حد الكشف لجهاز HKL-4185 AAS لتحديد المواد النحاسية السامة في هواء مكان العمل 0.002 ميكروغرام/مل، وهو ما يفي بمتطلبات هذه الطريقة.