Спосіб визначення наночастинок у повітрі

Реферат: Спосіб визначення наночастинок у повітрі включає змішування аерозолю наночастинок з летким поглиначем у стані пари у камері з наступним охолодженням суміші та дослідженням наночастинок. Змішування аерозолю наночастинок з парами поглинача здійснюють в еластичній камері, в яку спочатку нагнітають поглинач, а потім - аерозоль наночастинок. Після їх змішування еластичну камеру почергово, багаторазово нагрівають, а потім охолоджують до утворення суспензії. Дослідження наночастинок суспензії здійснюють за допомогою електронної мікроскопії. UA 69801 U (12) UA 69801 U UA 69801 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, а саме до виробничої гігієни, і може бути використана для проведення коніметричних досліджень наночастинок, у тому числі для оцінки агресивності пилогазового середовища. Відомий спосіб визначення пилу в повітрі в тому числі і в повітрі промислової зони, який передбачає гравіметричний відбір зразків повітря з подальшим аналізом дисперсного складу і морфології часточок пилу мікроскопічно з використанням імерсійного об'єктива та окулярного мікрометра [1]. Недоліками наведеного способу є те, що він не дає можливості провести індикацію частинок ультрамікроскопічних розмірів, які вимірюються в нанометрах і лежать поза роздільною здатністю світлової мікроскопії. Такі розміри мають наночастинки більшості елементів вони не видимі у світловій мікроскопії і не підлягають візуальній ідентифікації. Відомий спосіб визначення у повітрі наночастинок, що включає гравіметричний відбір зразків повітря на фільтри АФА - ВП - 10 з подальшим надходженням наночастинок в комплексі з матрицею в розчин дистильованої води звільненням з матриці, очищення центрифугуванням від забруднюючих речовин та проведення ідентифікації наночастинок методом електронної мікроскопії [2]. Недоліками наведеного способу є те, що частина наночастинок, надійшовши разом з матрицею у розчин, в подальшому залишається у матриці, що знижує рівень точності досліджень. Найбільш близьким способом, який застосовують за тим же призначенням, що і заявлений, є спосіб, у якому дослідну пробу аерозолю змішують із поглиначем - газопаровою сумішшю у камері-ресивері, зокрема із використанням вакуумно-нагнітальної помпи, конденсують у холодильному пристрої, конденсат спрямовують у вимірювальну кювету та реєструють світлорозсіювання за принципом Тіндаля. Причому дослідження фізичних параметрів наночастинок здійснюють за величиною оптичного розсіювання пучка когерентного світла при спостереженні конуса Тіндаля в тілесному куті [3]. Зазначений спосіб вибраний як прототип. Недоліком наведеного способу є недостатній рівень методичності в силу складності його застосування, у позалабораторних умовах. До причин, що перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату при використанні відомого способу, відноситься те, що відбувається часткова втрата наночастинок внаслідок складних технологічних операцій, пов'язаних з переміщенням аерозолю з камериресивера до вимірювальної кювети, що знижує точність вимірювання. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити відомий спосіб, в якому шляхом спрощення будови приладу, спрямованого на зменшення втрати наночастинок у аерозолі, досягають підвищення методичності та точності дослідження. При вирішенні технічної задачі було взято до уваги те, що при змішуванні наночастинок з парами рідини та наступному охолодженні утвореної суміші, наночастинки, що є ядрами конденсації, переводять пару з газоподібної фази у рідку з утворенням колоїдного розчину наночастинок. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб визначення наночастинок у повітрі, включає змішування аерозолю наночастинок з летким поглиначем у стані пари у камері з наступним охолодженням суміші та дослідженням наночастинок, при цьому змішування аерозолю наночастинок з парами поглинача здійснюють в еластичній камері, в яку спочатку нагнітають поглинач, а потім аерозоль наночастинок, а після їх змішування еластичну камеру почергово, багаторазово, спочатку нагрівають, а потім охолоджують до утворення суспензії, дослідження наночастинок суспензії здійснюють за допомогою електронної мікроскопії. Саме поєднання наведених відомих ознак і сукупність суттєвих ознак способу, що заявляється, забезпечує істотне покращення точності та методичності дослідження. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями: на Фіг. 1 - Структурна схема способу визначення наночастинок у повітрі; Фіг. 2 - Структурна схема нагрівання еластичної камери; Фіг. 3 - Структурна схема охолодження еластичної камери. Спосіб визначення наночастинок у повітрі здійснюють наступним чином. В еластичну камеру(Фіг. 1), здатну змінювати свій об'єм, в залежності від кількості в ній аерозолю, та від зміни тиску газів при зміні температури аерозолю, в яку попередньо введено певну кількість леткої рідини (поглинач), подають за допомогою пробовідбірника нагнітаючого типу аерозоль наночастинок. Після завершення відбору проби еластичну камеру почергово поміщають у гарячу (Фіг. 2) та холодну воду (Фіг. 3), для нагрівання та охолоджування її суміші, що забезпечує фазовий перехід рідини у пару і навпаки, і відповідно приводить до переходу наночастинок з аерозолю у рідину. В кінцевому результаті після остаточного охолодження 1 UA 69801 U 5 10 15 20 25 утворюється суспензія наночастинок у рідині, яку зливають у відповідну посудину. Дослідження наночастинок проводять за відомим методом електронної мікроскопії. Приклад 1. Під час проведення електрозварювальних робіт з повітря робочої зони пробовідбірником зі швидкістю 0,5 л/хв. через фільтр АФА, який здатний затримувати дрібнодисперсні частинки, в еластичну камеру, в якій попередньо було введено 40 мл ацетону, нагнітались електрозварювальні аерозолі. Всього було відібрано 15 л аерозолю з наночастинками. Після завершення відбору аерозолю еластичну камеру почергово 4 рази поміщали у гарячу та холодну воду на 10 хвилин для нагрівання та охолоджування суміші, що знаходиться в ній. В кінцевому результаті після остаточного охолодження утворилась суспензія наночастинок, яку було злито у відповідну посудину для подальших досліджень. Дослідження наночастинок проводили за відомим методом електронної мікроскопії. Приклад 2. Під час проведення робіт по електрозварюванню деталей на підприємстві «Ватра» проводився відбір аерозолів з подальшим виділенням з них фракцій наночастинок. Загальний об'єм суміші - 30 л. Після охолодження конденсату для проведення коніметричних досліджень наночастинок було відібрано 10 мл суспензії. Подальші дослідження проводилися за відомою методикою. Таким чином, запропонований спосіб визначення наночастинок у повітрі забезпечує вищу, порівняно із способом-прототипом, точність вимірів і може бути застосований в науці і практиці, зокрема для оцінки санітарного стану атмосферного повітря. Джерела інформації 1. Минх А.А. Методы гигиенических исследований. - М.: Медгиз. 1954. - С. 84-89. 8 2. Патент України № 42371, МПК G01N33/48, опуб. 25. 06. 2009, бюл. № 12. 8 3. Патент України № 54098, МПК G01N15/10, опуб. 25. 10. 2010, бюл. № 20. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб визначення наночастинок у повітрі, що включає змішування аерозолю наночастинок з летким поглиначем у стані пари у камері з наступним охолодженням суміші та дослідженням наночастинок, який відрізняється тим, що змішування аерозолю наночастинок з парами поглинача здійснюють в еластичній камері, в яку спочатку нагнітають поглинач, а потім аерозоль наночастинок, а після їх змішування еластичну камеру почергово, багаторазово, спочатку нагрівають, а потім охолоджують до утворення суспензії, дослідження наночастинок суспензії здійснюють за допомогою електронної мікроскопії. 2 UA 69801 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3