Merkúrje typicky sa vyskytujúci hlboký kov, ktorý je mimoriadne deštruktívny, najmä keď sa vstrebe alebo prehltne. Odložená vnímavosť k ortuti môže spôsobiť vážne vplyvy na prosperitu vrátane neurologického poškodenia, dezilúzie obličiek a pôrodných púští. Vo svetle všetkého je základom rozpoznať a kontrolovať hladiny ortuti za rôznych okolností. Jednou z priamych a presvedčivých stratégií na vnímanie prítomnosti ortuti je použitieOrtuťový indikátorový prášok. Ako však jednoznačne funguje tento nezvyčajný prášok?
Aké sú princípy práškového indikátora ortuti?
Ortuťový značkovací prášok obsahuje síru a farbivo. Síra reaguje s akýmkoľvek ortuťovým výparom vo vzduchu, zatiaľ čo tienidlo dáva viditeľný signál, keď k reakcii dôjde.
Najmä ortuť má veľmi rád síru a rýchlo formuje sulfid ortuti, keď sa tieto dve zložky dostanú do kontaktu. Sulfid ortuti je tmavá alebo zemitá tmavá zlúčenina. Preto pri pohľade na ortuťové výpary síra v prášku s ukazovateľom stmavne alebo zhnedne. Odtieň zaručuje, že táto zmena odrody je navonok samozrejmá.
Niekoľko normálnych farieb používaných v ortuťovom značkovacom prášku obsahuje bengálsku ružu, fluoresceín a rodamín B. Tieto fluorescenčné odtiene sú zvyčajne žltozelené. Keď sa však zmiešajú s tmavým sulfidom ortutnatým, všeobecný tón sa zjavne zmení na hnedý alebo tmavý. Bez farieb by síra bez niekoho iného bola navonok ťažko viditeľná, najmä pri nízkych fixáciách ortuti.
Reakcia medzi ortuťou a sírou je za typických okolností nezvratná. Takže zmena odrody pretrváva aj po šírení ortuťových výparov. Úroveň zatemnenia závisí od množstva prítomnej ortuti. Ukazovateľ prášok ako taký poskytuje hrubý subjektívny odhad hladín ortuti.
Rôzne druhy síry môžu reagovať s ortuťou, vrátane esenciálnej síry a sulfidov ťažkých kovov, ako je meď, železo, zinok, cín a olovo. V každom prípade sa esenciálna síra najčastejšie používa v prášku ortuťového značkovača. Poskytuje najemotívnejšiu vizuálnu zmenu.
Aké sú aplikácie práškového indikátora ortuti?
Práškový indikátor ortutimá mnoho rôznych použití v rôznych odvetviach:
1. Bezpečnosť práce:
Pracovníci v odvetviach, ktoré používajú ortuť, ako je baníctvo, výroba chlórových zásad a výroba žiariviek, sú vystavení vysokému riziku vystavenia výparom ortuti.Práškový indikátor ortutiposkytuje jednoduchú metódu detekcie úniku ortuti v potrubiach, nádobách a výrobných priestoroch. Prášok je možné rozotrieť na povrchy alebo zmiešať s farbou a aplikovať na steny. Akékoľvek body uvoľnenia ortuti budú označené sčernenými oblasťami.
2. Monitorovanie životného prostredia:
Emisie ortuti kontaminujú pôdu a vodné útvary v blízkosti uhoľných elektrární, rafinérií kovov, skládok a iných zdrojov. Rozptyľovaním prášku v okolí dokáže zmapovať šírenie tohto znečistenia ortuťou. Skupiny voľne žijúcich živočíchov ho tiež používajú na detekciu nahromadenia ortuti v biotopoch ohrozených druhov.
3. Testovanie vnútorného vzduchu:
Ortuťové výpary sa môžu uvoľňovať z rozbitých teplomerov, termostatov, žiariviek a staromódnych latexových farieb. Požitie kontaminovaného vzduchu v interiéri predstavuje zdravotné riziko, najmä pre deti. Rodiny môžu skontrolovať svoje domovy na prítomnosť ortuti umiestnením indikátorového prášku okolo potenciálnych zdrojov. Akákoľvek ortuť bude odhalená zmenou farby prášku.
4. Bezpečnosť spotrebiteľov:
Ortuť sa niekedy používa v ľudových a rituálnych praktikách v rôznych kultúrach. Prívrženci nemusia vedieť o nebezpečenstvách. Umožňuje im testovať kontamináciu ich domovov ortuťou z týchto praktík. Pomáha tiež identifikovať ortuť v rastlinných alebo tradičných liekoch, ktoré nemusia obsahovať úplný zoznam zložiek.
5. Forenzné vyšetrovanie:
Policajní vyšetrovatelia dokážu na miestach činu odhaliť stopy tekutej ortuti, napríklad v prípade otravy ortuťou alebo nelegálnej prepravy kovu. Stmavne aj po drobnom čistení. Pomáha to rekonštruovať udalosti.
6. Čistenie úniku ortuti:
Keď sa kovová ortuť rozleje v domácnostiach alebo na pracoviskách, rozpadne sa na drobné guľôčky, ktoré sa široko rozptýlia. Posypanie pomáha nájsť všetky tieto ťažko dostupné guľôčky pre bezpečné čistenie a likvidáciu. Zabezpečuje, že nezostanú žiadne vrecká kontaminácie.
7. Prírodovedné vzdelávanie:
Študenti na hodinách chémie môžu robiť jednoduché experimenty, aby sa dozvedeli o chemických vlastnostiach a nebezpečenstvách ortuti. Vizuálna zmena farby poskytuje dramatickú ukážku. Študenti môžu tiež vytvárať umelecké diela posypaním farebného pigmentovaného prášku na papier a umožniť ortuťovým výparom vytvoriť návrhy.
Ako prášok rozpozná nízke koncentrácie?
Je mimoriadne citlivý a dokáže detekovať hladiny ortuti až 0,003 mg/m3 vo vzduchu. Táto vysoká citlivosť pochádza z dvoch faktorov:
1. Veľký povrch:
Častice prášku majú poréznu štruktúru a veľký povrch na jednotku hmotnosti. To umožňuje, aby bolo viac síry vystavené akejkoľvek ortuťovej pare, čo umožňuje rýchly priebeh reakcie aj pri nízkych koncentráciách.
2. Katalyzátory:
Mnohé z nich obsahujú katalyzátory ako sulfidy medi, cínu, železa alebo zinku. Tieto zlepšujú kinetiku reakcie ortuť-síra a urýchľujú zmenu farby. Katalyzátory umožňujú detekciu veľmi nízkych dávok v priebehu niekoľkých sekúnd a nie minút.
Má však obmedzenia. Nedokáže rozlišovať medzi elementárnymi ortuťovými parami a inými zlúčeninami ortuti. Poskytuje tiež iba kvalitatívny údaj áno/nie a nekvantifikuje presnú hladinu ortuti nad široký rozsah.
Na presné merania ortuti v ultrastopových množstvách alebo v komplexných vzorkách životného prostredia sú potrebné citlivejšie laboratórne techniky, ako je atómová absorpčná spektroskopia studenej pary (CVAAS) a hmotnostná spektrometria s indukčne viazanou plazmou (ICP-MS). Ale pre rýchly skríning je to neoceniteľné.
Ako sa vyrába prášok?
Na ich formulovanie existujú rôzne patentované postupy, ale všeobecný postup je relatívne jednoduchý:
Suchý prášok elementárnej síry sa melie na jemnú konzistenciu s veľkosťou častíc 10-100 mikrónov. Tým sa zväčšuje plocha.
Pridá sa pigment ako fluoresceín alebo rodamín B a dôkladne sa zmieša so sírou. Pigment obsahuje 0.{1}} % hmotnosti konečného prášku.
Voliteľné katalyzátory ako sulfid zinku alebo medi sa pridávajú v množstve 0.5-10 % hmotnosti. Zahrnutie katalyzátora závisí od zamýšľaného použitia a požadovanej citlivosti.
Na vonkajšie použitie možno na prášok nastriekať fixátor, ako je arabská guma, aby sa zabránilo vylúhovaniu pigmentu vo vlhkých podmienkach. Fixátor nemá žiadny vplyv na reakciu ortuti.
Hotový prášok je balený vo vzduchotesných nádobách, aby sa zabránilo predčasnému zafarbeniu od okolitých plynov reagujúcich so sírou.
Správne miešanie a mletie zaisťuje rovnomernú distribúciu ingrediencií a zároveň zabraňuje segregácii podľa veľkosti alebo hustoty. Výsledkom je voľne tečúci konzistentný produkt.
Rôzne typy práškového indikátora ortuti
Existuje niekoľko ich variácií optimalizovaných pre konkrétne aplikácie:
Štandardné prášky sa používajú na všeobecnú detekciu ortuti v interiéri. Mávajú stredne až tmavohnedé.
Prášky s vysokou citlivosťou obsahujú vyššie hladiny katalyzátora na detekciu nízkej hladiny ortuti. Ale ich zmena farby je jemná.
Vonkajšie prášky sú fixované tesniacimi hmotami, takže ich farby nestekajú vo vlhkom prostredí. Môžu odolávať dažďu, snehu a vlhkosti.
Kvantitatívne prášky kalibrujú zmenu farby na koncentrácie ortuti na semikvantitatívne odhadnutie úrovní. Ale vnímanie farieb sa medzi pozorovateľmi líši.
Tubové prášky sú balené v malých rozbitných tubách na jednorazové použitie. Tým sa zabráni krížovej kontaminácii medzi testami.
Púdre na štítky obsahujú indikátor na štítkoch na štítkoch na vystavenie v špecifických oblastiach. Farby sa vyvíjajú iba na povrchu štítku.
Adhézne prášky sa nanášajú na pásiky na pohodlné testovanie povrchu. Používateľ jednoducho nalepí pásku tam, kde je to potrebné.
Správny výber typu prášku zvyšuje použiteľnosť pre zamýšľanú situáciu. Profesionálne súpravy často obsahujú celý rad práškov pre rôzne scenáre.
Zdravie a bezpečnosť
Vo všeobecnosti sa považuje za netoxický, ak sú dodržané niektoré základné opatrenia:
Zabráňte vdýchnutiu prášku alebo jeho vniknutiu do očí. Pri manipulácii používajte ochranu dýchacích ciest a rukavice.
Po použití a pred jedlom si dôkladne umyte ruky. Použité rukavice správne zlikvidujte.
Udržujte ho uzamknutý mimo dosahu detí a domácich zvierat. Požitie môže byť škodlivé.
Nepoužívajte potravinárske farbivá ani iný spotrebný materiál ako improvizovaný prášok. Držte sa komerčných formulácií.
Postupujte podľa pokynov výrobcu na riedenie/použitie. Nadmerné používanie môže nasýtiť okolie a uvoľniť nadbytočné plyny síry.
Použitý prášok recyklujte alebo zlikvidujte v zariadeniach na nebezpečný odpad z domácnosti. Nezmývajte ho do kanalizácie.
Vyhnite sa používaniuortuťové indikátorové práškyčasto bez dostatočného vetrania. Síra môže reagovať s vlhkosťou a oxidovať za vzniku plynného oxidu siričitého. Pri správnom použití na príležitostné testovanie poskytujú bezpečnú metódu na zistenie potenciálnej kontaminácie ortuťou. Na nepretržité monitorovanie však môžu byť uprednostňované iné predpovede výparov ortuti.
Záver
Je to jednoduchý, lacný a citlivý nástroj na detekciu nízkych úrovní ortuťových pár v priemyselných, pracovných, forenzných, environmentálnych a obytných prostrediach. Funguje tak, že využíva chemickú afinitu síry k ortuti, aby sa vytvorila nezvratná zmena farby z pôvodného pigmentovaného prášku na čierny alebo hnedý produkt. Prášok mení farbu aj so stopami ortuti až na úroveň 0,003 mg/m3. Správne zloženie so zvýrazňovačmi povrchu a katalytickými prísadami umožňuje vysokú citlivosť spolu s jasnou vizuálnou indikáciou. Napriek tomu má prášok obmedzenia v špecifickosti a kvantitatívnej schopnosti v porovnaní s pokročilými prístrojmi. Pri obozretných bezpečnostných opatreniach slúži ako nenahraditeľná skríningová metóda prvej línie na identifikáciu zdrojov emisií ortuťových pár a mapovanie modelov šírenia kontaminácie. Prebiehajúce inovácie v práškovom zložení, forme a fixáciách naďalej zlepšujú užitočnosť tejto ctihodnej metódy detekcie ortuti.
Referencie:
1. Liang, L., Horvat, M., Danilchik, P., & Gu, B. (1996). Nový, citlivý a lacný fluorescenčný chemosenzor selektívny pre ortuťové ióny. Journal of the American Chemical Society, 118(29), 6738-6739.
2. Kotník, J., Horvát, M., Tessier, E., Ogrinc, N., Monperrus, M., Amouroux, D., ... & Gibičar, D. (2007). Speciácia ortuti v povrchových a hlbokých vodách Stredozemného mora. Marine Chemistry, 107(1), 13-30.
3. Zhao, X., Yuan, G., Wang, Z., & Chen, C. (2013). Zvýšenie absorpcie a farebného kontrastu v farbivom dopovaných sol− gélových sklách na detekciu ortuti. Analytická chémia, 85(4), 2289-2295.
4. Rytuba, JJ (2003). Ortuť z ložísk nerastov a potenciálny vplyv na životné prostredie. Environmentálna geológia, 43(3), 326-338.
5. Liang, L., & Gu, B. (2005). Ortuťové chemické senzory na báze organických a anorganických fluoroforov. Analytická a bioanalytická chémia, 381(3), 507-511.