Измерение содержания паров ртути и других газов в воздушной среде анализаторами, использующими эффект Зеемана в УФ-диапазоне
Ключевые слова:
анализаторы ртути, эффект Зеемана, УФ-диапазон, пары бензола, толуола, ацетона, регистрацияАннотация
Представлены основные принципы построения анализаторов содержания атомарной ртути в воздушных средах, использующих ртутную капиллярную лампу на длине волны излучения l0 = 253,7 нм при продольном и поперечном эффекте Зеемана (ЭЗ). Рассмотрены достоинства и недостатки таких приборов и их применение для измерения содержания ртути в составе природного газа. Представлены экспериментальные результаты оценки влияния примесных газов (бензол, толуол и ацетон), которые имеют электронно-колебательные полосы поглощения вблизи l0 на измерение концентрации паров ртути с помощью анализатора, использующего капиллярную лампу с естественным изотопным составом ртути при поперечном ЭЗ. Показано преимущество таких анализаторов по сравнению с анализаторами на основе продольного ЭЗ. Объяснена одна из возможных причин наибольшего влияния бензола на результаты измерения содержания ртути в присутствии примесных газов, которая связана со строением молекул и их дипольным моментом.
Библиографические ссылки
Контроль химических и биологических параметров окружающей среды / Под ред. Исаева Л.К. СПб.: Изд-во "Крисмас+", 1998. 896 с.
Pacyna E. G., Pacyna J. M., Steenhuisen F., Wilson S. J. Global anthropogenic mercury emission inventory for 2000 // Atmospheric Environment, 2006. V. 40. P. 4048-4063. doi: 10.1016/j.atmosenv.2006.03.041.
Шолупов С.Е., Пупышев А.А., Большаков А.А., Погарев С.Е. Атомно-абсорбционный анализ: учебное пособие. СПб: Изд-во Лань, 2011. 304 с.
Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. М.: ГИФМЛ, 1963. 640 с.
Альтман Э.Л., Свешников Г.Б., Туркин Ю.И., Шолупов С.Е. Зеемановская атомно-абсорбционная спектроскопия (обзор) // Журнал прикладной спектроскопии. 1982. Т. 37. № 5. С. 709-721.
Hadeishi Т., Church D.A., McLaughlin R.D., Zak B.D., Makamura M., Chang B. Mercury monitor for ambient air // Science. 1975. V. 187. No 4174. P. 348-349. doi: 10.1126/science.187.4174.348.
Альтман Э.Л., Ганеев А.А., Туркин Ю.И., Шолупов С.Е. Некоторые применения эффекта Зеемана к атомно-абсорбционному анализу // Журнал прикладной спектроскопии. 1979. Т. 30. № 6. С. 987-990.
Антипов А.Б., Генина Е.Ю., Кашкан Г.В., Мельников Н.Г. Ртутный мониторинг // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 11-12. С. 1630-1635.
Машьянов Н.Р., Погарев С.Е., Рыжов В.В., Шолупов С.Е. Возможности атомно-абсорбционного спектрометра РА-915+ с зеемановской коррекцией для определения ртути в различных средах // Аналитика и контроль. 2001. Т. 5. № 4. С. 375-378.
Азбукин А.А., Булдаков М.А., Королев Б.В., Корольков В.А., Матросов И.И., Тихомиров А.А. Портативный оптический анализатор концентрации паров ртути ДОГ-05 // Приборы и техника эксперимента. 2006. № 6. С.142-143.
Булдаков М.А., Матросов И.И., Тихомиров А.А., Королев Б.В. Портативный оптический анализатор паров ртути в атмосферном воздухе ДОГ-05 // Безопасность в техносфере. 2011. № 1. С. 11-15.
Abramochkin A.I., Korolkov V.A., Mutnitsky N.G., Tatur V.V., Tikhomirov A.A. Portable mercury gas analyzer with a lamp filled with natural mercury isotope mixture // Proc. of SPIE. 2015. V. 9680. P. 96803D. doi: 10.1117/12.2075378.
Татур В.В., Тихомиров А.А., Абрамочкин А.И., Королев Б.В., Мутницкий Н.Г., Анализатор паров ртути в атмосферном воздухе на основе ртутной капиллярной лампы с естественным изотопным составом // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32. № 7. С. 576-580. doi: 10/15372/AOO20190709.
Li Chuan Xin, Si Fu-Qi, Liu Wen-Qing, Zhou Hai-Jin, Jiang Yu, Hu Ren-Zhi. Transverse Zeeman background correction method for air mercury measurement // Chin. Phys. B. 2014. V. 23. No 10. P. 107104-1-107104-6. doi: 10.1088/1674-1056/23/10/107104.
Пупышев А.А. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. М.: Техносфера, 2009. 784 c.
Tatur V.V., Tikhomirov A.A. Mercury vapor analyzer based on capillary lamp with natural mercury isotope composition in the transverse Zeeman effect. Capabilities and prospects // ENVIROMIS2018 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2018. V. 211. P. 012067. doi: 10/1088/1755-1315/211/1/012067.
Волынский А.Б., Арыстанбекова С.А., Горшкова Т.А., Гладков С.Ю. Определение примесей ртути в природном газе методом атомно-абсорбционной спектрометрии // Газовая промышленность. 2012. № 11. С. 94-97.
Мачулин Л.В., Латышев А.А. Методическое обеспечение мониторинга показателей качества газа, транспортируемого по магистральным трубопроводам // Газовая промышленность. 2020. № 7. С. 40-50.
Филиппов А. Компонентный состав попутного нефтяного газа. Neftegaz.RU. 2013. No 10. URL: https://magazine.neftegaz.ru/articles/aktualno/621996-komponentnyy-sostav-poputnogo-neftyanogo-gaza/ (Дата обращения: 15.09.2023).
Определение ртути в природном газе. [Сайт компании]. http://granat-e.ru/ra-915m+rp-91pg.html. (Дата обращения: 24.12.2023).
Прямое определение содержания ртути в природном газе. Методика МИ 242/6-2015. URL: https://www.lumex.ru/metodics/22ARU08.01.02-1_nat-gas.pdf. (Дата обращения: 24.04.2023).
Татур В.В., Тихомиров А.А. Влияние селективного поглощения примесными газами на результаты измерений в атомно-абсорбционных анализаторах ртути на основе эффекта Зеемана // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35. № 7. С. 594-598. doi: 10.15372/AOO20220710.
Татур В.В., Тихомиров А.А. Экспериментальная оценка влияния бензола и толуола на измерение концентрации паров ртути в анализаторе на основе поперечного эффекта Зеемана // Оптика атмосферы и океана. 2023. Т. 66. № 12. С. 154-158. doi: 10.15372/AOO20230211.
Татур В.В., Тихомиров А.А. Регистрация паров бензола и толуола анализатором ртути на основе поперечного эффекта Зеемана // Известия ВУЗов. Физика. 2023. Т. 66 № 12. С. 137-142. doi: 10.17223/00213411/66/12/16.
Etzkorn T., Klotz B., Sørensen S., Patroescu I.V., Barnes I., Becker K.H., Platt U. Gas-phase absorption cross sections of 24 monocyclic aromatic hydrocarbons in the UV and IR spectral ranges // Atmospheric Environment. 1999. V. 33. P. 525-540.
Dawes A., Pascual N., Hoffmann S.V., Jones N.C., Mason N.J. Vacuum ultraviolet photoabsorption spectroscopy of crystalline and amorphous benzene // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2017. V. 19. No 40. P. 27544-27555. DOI: 10.1039/c7cp05319c.
Koban W., Koch J.D. Hanson R.K., Schulz C. Absorption and fluorescence of toluene vapor at elevated temperatures // Phys. Chem. Chem. Phys. 2004. V. 6. No 11. P. 2940-2945. DOI: 10.1039/b400997e.
Koch J.D. Gronky J. Hanson K.R. Measurements of near-UV absorption spectra of acetone and 3-pentanone at high temperatures // J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2008. V. 109. P. 2037-2044. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2008.02.010.
Jenouvrier A., Coquart B., Merienne M.F. The NO2 absorption spectrum. III: The 200-300 nm region at ambient temperature // J. Atmosph. Chem. 1996. V. 25. No 1. P. 21–32.
Wu C.Y.R., Yang B.W., Chen F.Z, Judge D L, Caldwell J., Trafton L.M. Measurements of High-, Room-, and Low-Temperature Photoabsorption Cross Sections of SO2 in the 2080- to 2950-Å Region, with Application to Io // Icarus. 2000. V. 145. No 1. P. 289–296. https://doi.org/10.1006/icar.1999.6322.
Brian J., Chakir A., Daumont D., Malicet J. Parisse C. High resolution Laboratory Absorption Cross-section of O3 – Temperature Effect // Chem. Phys. Lett. 1993. V. 213. No 5-6. P. 610–618.
Стариков В.И., Лаврентьева Н.Н. Столкновительное уширение спектральных линий поглощения молекулярных газов. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2006. 308 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Лазеры. Измерения. Информация
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Copyright information
Тексты данной электронной статьи защищены (cc) Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
Вы можете свободно:
Делиться (You are free: to Share) – копировать, распространять и передавать другим лицам данную электронную книгу при обязательном соблюдении следующих условий:
– Атрибуция (Attribution) – Вы должны атрибутировать произведения (указывать автора и источник) в порядке, предусмотренном автором или лицензиаром (но только так, чтобы никоим образом не подразумевалось, что они поддерживают вас или использование вами данного произведения).
– Некоммерческое использование (Noncommercial use) – Вы не можете использовать эти произведения в коммерческих целях.
– Без производных произведений – Вы не можете изменять, преобразовывать или брать за основу эту электронную книгу или отдельные произведения.
Licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
or send a letter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.
You are free:
to Share — to copy, distribute and transmit the work
Under the following conditions:
Attribution — You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor (but not in any way that suggests that they endorse you or your use of the work).
Non-commercial — You may not use this work for commercial purposes.
No Derivative Works — You may not alter, transform, or build upon this work.
Any of the above conditions can be waived if you get permission from the copyright holder.
