В этой статье, процедура для количественного параметры массы перевозки химических веществ в различных материалах представлена. Этот процесс включает в себя применения в основе диффузионной модели обратного анализа в пар профилей выбросов, записанные в режиме реального времени, масс-спектрометрии в высоком вакууме.
Возможность напрямую характеризуют химического транспорта и взаимодействия, которые происходят в материале (т.е., подземные динамика) является жизненно важным компонентом в понимании загрязнений массоперенос и способность обеззараживания материалов. Если материал загрязнен, в течение долгого времени, транспортный высокотоксичных химических веществ (например, видов химических ОВ) из материала может привести к воздействию паров или передавать на кожу, что может привести к чрескожного контакта с персоналом, которые взаимодействуют с Материал. В связи с высокой токсичностью химических отравляющих веществ, освобождение следовых химических величин представляет значительный интерес. Отображение подземные распределительные концентрация и транспортные характеристики поглощенных агентов позволяет опасности воздействия должны быть оценены в непроверенных условиях. Кроме того, эти инструменты могут быть использованы для характеристики динамики подземных реакции в конечном счете разработать улучшенные средства дегазации или процедуры дезактивации. То достижения этой цели, обратную массу анализ транспортной подход моделирования была разработана, который использует времяразрешенные измерения масс-спектроскопии эмиссии паров из загрязненных лакокрасочных покрытий как входного параметра для расчета концентрационных профилей подземных. Подробная информация представлена на пробоподготовки, включая примеси и обработки материалов, применения масс-спектрометрии для измерения излучаемой загрязняющих паров и реализации обратного анализа с использованием физики на основе диффузии модель для определения транспортных свойств живых боевых отравляющих веществ включая дистиллированную горчица (HD) и нервно-паралитических VX.
Механизмы масса транспортные, связанные с загрязнением материалов по отравляющих веществ приводятся в различных свернутых процессов, включая физических переходов состояний, химических взаимодействий между мобильными видов и материалов интерфейсов. Разработать эффективные технологии обеззараживания, оптимизированные процедуры дезактивации и прогнозирующих моделей, жизненно важно, чтобы процесс загрязнения хорошо понимают, в том числе перенос загрязняющих веществ в материалах через поглощения и последующего химического выброса обратно в окружающую среду. Следовательно, крайне важно, чтобы подходы разрабатываются, которые могут оценить профили концентрации подземных для загрязняющих-материал пар в зависимости от условий окружающей среды. Континуум-шкала, основанная на физике модель была разработана для прогнозирования распределения концентрации поглощенного вещества в загрязненной подложки. Экспериментально полученные параметры массовые транспортные возможность предсказывать тон паров излучение загрязненного материала сообщению обеззараживания. Способность прогнозировать распределение концентрации в материале может облегчить оценку потенциальных опасностей пара и, в свою очередь, позволит точные диагнозы токсикологической опасности 1. Такой подход позволяет для оценки загрязнения-материал парных конкретных параметров масса транспортных, таких как диффузии и насыщения концентрации, что, в свою очередь разрешение моделирования для других сценариев и условий. В этом исследовании мы рассматривали загрязнения жидкой фазы платежеспособных-дисперсионные, полиуретановых покрытий с боевых отравляющих веществ бис (2-хлорэтил) сульфида (дистиллированной горчицей, кожно-нарывного действия HD) и O -этил S – [2- (диизопропиламино) этил] methylphosphonothioate (VX), фосфорорганическими ОВ нервно-паралитического.
Разработанная методология характеризует профили газа десорбции из загрязненных материалов, в том числе боевых отравляющих веществ, таких как HD и VX, безмногие ограничения, которые препятствуют другие подходы 2,3. Временным разрешением измерения масс-спектрометрии загрязнений эволюции от загрязненных субстратов позволяют диффузным транспортной модели с обратного анализа для расчета параметров массовых перевозок для загрязняющего вещества в материале, в том числе поглощенной профиля концентрации для загрязняющего вещества, начиная от исходного события проникающей. С созданием в прогнозных возможностях для разграничения концентрационные профили примесей в материалах в зависимости от условий окружающей среды приходит способность оценивать токсикологические опасности и в конечном итоге разработать маршруты для действенной очистки.
В данной работе, детали, связанные с пробоподготовки представлены, в том числе работы с химических ОВ загрязнений, а также экспериментальной сбора данных от загрязненных материалов и последующего моделирования 4. Экспериментальные опыты были проведены как по алфавиту с началаribed в химический загрязнитель и источника дезинфицирующего документа 5 и будет обсуждаться в следующем разделе. Блок-схема для подготовки и анализа проб шагов в показана на рисунке 1.
Массовые транспортных параметров HD и VX в краске были определены с помощью цифровой обратной анализа паров данных о выбросах. С расчетных параметров, можно было затем производят зависящие от времени карты градиента концентрации загрязняющих веществ для распределения в лакокрасочного…
The authors have nothing to disclose.
Авторы благодарят доктора Wes Gordon (ECBC) за поддержку в конструкции прибора. Эта работа представляет совокупные результаты двух научно-исследовательских программ, финансируемых Эрик Левенштейн и Майкл Робертс (обороны Агентство по уменьшению угрозы) по программе CA08MSB317. В технических отчетов, приведенные здесь, могут быть получены в http://www.dtic.mil .
Name of Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Stainless Steel Tray | McMaster Carr | 4189T1 | 13-5/8" L x 9-3/4" W, http://www.mcmaster.com/#stainless-steel-trays/=p8dcgp |
MIL-DTL-53039 solvent-dispersible aliphatic polyurethane coating system | Substrates supplied by internal source | ||
Environmental Chamber | Custom Design. Full details on vacuum chamber specifications and materials included in reference 4. | ||
bis(2-chloroethyl) sulfide | CASARM | TOXIC | |
O-ethyl S-[2-(diisopropylamino)ethyl] methylphosphonothioate | CASARM | TOXIC | |
Pipetter | Fisher Scientific | 22260201 | Range of 1.0 µL to 10 mL |
Pipetter Tips | Fisher Scientific | 13-683-709 | 0.1 mL Volume |
Stainless Steel High Vacuum Experimental Chamber | Custom Design | ||
Quadrupole Mass Spectrometer | ExTorr | RGA300 | |
Stainless Steel Tweezers | McMaster Carr | 5516A15 | Any stainless steel tweezers are appropriate. |
Glass Extraction Jar | Scientific Specialties | 170808 | Jar fits a ~5 cm diameter substrate. Different glass jars with teflon lined lids are appropriate for different sized substrates. |
Chloroform | Sigma-Aldrich | 650498 | HARMFUL. The extraction solvent for HD may change depending on the analytical method. |
Isopropanol | Sigma-Aldrich | 650447 | HARMFUL. The extraction solvent for VX may change depending on the analytical method. |
Pasteur Pipette | VWR | 14673-010 | size= 5 3/4" |