كيف يكتشف مسحوق مؤشر الزئبق مستويات الزئبق؟

الزئبقهو معدن عميق يحدث عادةً ويكون مدمرًا بشكل غير عادي، خاصة عند تناوله أو بلعه. يمكن أن يسبب التقبل المتأخر للزئبق تأثيرات صحية خطيرة بما في ذلك الأضرار العصبية، وخيبة أمل الكلى، وصحارى الولادة. في ضوء كل شيء، من الضروري التعرف على مستويات الزئبق وفحصها في ظروف مختلفة. إحدى الإستراتيجيات المباشرة والمقنعة لإدراك وجود غليان الزئبق هي استخداممسحوق مؤشر الزئبق. ومع ذلك، كيف يعمل هذا المسحوق غير المألوف بشكل لا لبس فيه؟

ما هي المبادئ وراء مسحوق مؤشر الزئبق؟

يحتوي مسحوق علامة الزئبق على الكبريت واللون. ويستجيب الكبريت لأي أبخرة زئبقية موجودة في الهواء، بينما يعطي الظل إشارة يمكن رؤيتها عند حدوث الاستجابة.

وعلى وجه الخصوص، فإن الزئبق لديه ميل كبير للكبريت ويشكل كبريتيد الزئبق على الفور عندما يتلامس المكونان. كبريتيد الزئبق مركب داكن أو ترابي داكن. ومن ثم، على مرمى البصر من دخان الزئبق، فإن الكبريت الموجود في مسحوق المؤشر يصبح داكنًا أو بنيًا. يضمن الظل أن يكون هذا التغيير في التنوع واضحًا ظاهريًا.

تشتمل بعض الألوان الطبيعية المستخدمة في مسحوق علامة الزئبق على البنغال الوردي والفلوريسين والرودامين ب. وعادةً ما تكون هذه الظلال الفلورية صفراء-خضراء في تنوعها. ومع ذلك، عندما تمتزج مع كبريتيد الزئبق الداكن، يبدو أن اللون العام يتغير إلى اللون البني أو الداكن. وبدون الألوان، سيكون من الصعب رؤية الكبريت دون أي شخص آخر من الخارج، خاصة عند التثبيتات المنخفضة للزئبق.

الاستجابة بين الزئبق والكبريت لا رجعة فيها في ظل الظروف النموذجية. لذا فإن تغير التنوع يستمر حتى بعد انتشار دخان الزئبق. ويعتمد مستوى التعتيم على كمية الزئبق الموجودة. على هذا النحو، يعطي مسحوق المؤشر تقديرًا شخصيًا تقريبيًا لمستويات الزئبق.

يمكن أن تتفاعل أنواع مختلفة من الكبريت مع الزئبق، بما في ذلك الكبريت الأساسي وكبريتيدات المعادن الثقيلة مثل النحاس والحديد والزنك والقصدير والرصاص. على أية حال، يتم استخدام الكبريت الأساسي بشكل شائع في مسحوق علامة الزئبق. أنه يعطي التغيير البصري الأكثر عاطفية.

ما هي تطبيقات مسحوق مؤشر الزئبق؟

مسحوق مؤشر الزئبقله العديد من الاستخدامات المتنوعة في مختلف القطاعات:

1. السلامة المهنية:

يتعرض العمال في الصناعات التي تستخدم الزئبق، مثل التعدين، وإنتاج الكلور القلوي، وتصنيع مصابيح الفلورسنت، لخطر كبير للتعرض لبخار الزئبق.مسحوق مؤشر الزئبقيوفر طريقة سهلة للكشف عن تسربات الزئبق في الأنابيب والحاويات ومناطق الإنتاج. يمكن دهن المسحوق على الأسطح أو مزجه بالطلاء وتطبيقه على الجدران. سيتم تحديد أي نقاط لإطلاق الزئبق من خلال المناطق السوداء.

2. الرصد البيئي:

تلوث انبعاثات الزئبق التربة والمسطحات المائية بالقرب من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، ومصافي المعادن، ومدافن النفايات، وغيرها من المصادر. ويمكنه رسم خريطة لانتشار التلوث بالزئبق عن طريق نثر المسحوق في المناطق المحيطة. وتستخدمه مجموعات الحياة البرية أيضًا للكشف عن تراكم الزئبق في موائل الأنواع المهددة بالانقراض.

3. اختبار الهواء الداخلي:

يمكن أن ينطلق بخار الزئبق من موازين الحرارة المكسورة، وأجهزة تنظيم الحرارة، ومصابيح الفلورسنت، وطلاء اللاتكس القديم. يشكل ابتلاع الهواء الداخلي الملوث خطرا على الصحة، وخاصة بالنسبة للأطفال. يمكن للعائلات فحص منازلهم بحثًا عن الزئبق عن طريق وضع مسحوق مؤشر حول المصادر المحتملة. سيتم الكشف عن أي زئبق من خلال تغيير لون المسحوق.

4. سلامة المستهلك:

يُستخدم الزئبق أحيانًا في الممارسات الشعبية والطقوسية في مختلف الثقافات. قد يكون أتباعه غير مدركين للمخاطر. فهو يتيح لهم اختبار التلوث بالزئبق في منازلهم نتيجة لهذه الممارسات. كما أنه يساعد في التعرف على الزئبق الموجود في الأدوية العشبية أو التقليدية التي قد لا تدرج مكوناتها بشكل كامل.

5. التحقيقات الجنائية:

يمكن لمحققي الشرطة اكتشاف آثار الزئبق السائل في مسرح الجريمة، كما هو الحال في حالات التسمم بالزئبق أو النقل غير القانوني للمعدن. سوف يتحول إلى اللون الداكن حتى مع عملية التنظيف الصغيرة. وهذا يساعد على إعادة بناء الأحداث.

6. تنظيف انسكاب الزئبق:

عندما ينسكب الزئبق المعدني في المنازل أو أماكن العمل، فإنه يتكسر إلى حبيبات صغيرة تتفرق على نطاق واسع. يساعد الرش في تحديد موقع كل هذه الخرزات التي يصعب العثور عليها من أجل التنظيف والتخلص الآمن. ويضمن عدم ترك أي جيوب من التلوث وراءها.

7. تعليم العلوم:

يمكن للطلاب في فصول الكيمياء إجراء تجارب بسيطة للتعرف على الخصائص الكيميائية للزئبق ومخاطره. يوفر تغيير اللون المرئي عرضًا مثيرًا. يمكن للطلاب أيضًا إنشاء أعمال فنية عن طريق رش مسحوق ملون ملون على الورق والسماح لبخار الزئبق بتطوير التصميمات.

كيف يكتشف المسحوق التركيزات المنخفضة؟

إنه حساس للغاية ويمكنه اكتشاف مستويات الزئبق المنخفضة التي تصل إلى 0.003 مجم/م3 في الهواء. هذه الحساسية العالية تأتي من عاملين:

1. مساحة سطحية عالية:

تحتوي جزيئات المسحوق على بنية مسامية ومساحة سطحية كبيرة لكل وحدة كتلة. وهذا يسمح بتعريض المزيد من الكبريت لأي بخار زئبق، مما يتيح حدوث التفاعل بسهولة حتى عند التركيزات المنخفضة.

2. المحفزات:

العديد منهم تحتوي على محفزات مثل النحاس أو القصدير أو الحديد أو كبريتيد الزنك. تعمل هذه على تعزيز حركية تفاعل الزئبق والكبريت، مما يؤدي إلى تسريع تغير اللون. تتيح المحفزات اكتشاف الجرعات المنخفضة جدًا خلال ثوانٍ بدلاً من دقائق.

ومع ذلك، لديها قيود. ولا يمكنه التفريق بين بخار الزئبق العنصري ومركبات الزئبق الأخرى. كما أنها توفر فقط إشارة نوعية بنعم/لا ولا تحدد مستوى الزئبق بدقة بما يتجاوز نطاقًا واسعًا.

هناك حاجة إلى تقنيات مختبرية أكثر حساسية مثل التحليل الطيفي للامتصاص الذري للبخار البارد (CVAAS) ومطياف كتلة البلازما المقترنة حثيًا (ICP-MS) لإجراء قياسات دقيقة للزئبق بكميات ضئيلة جدًا أو في عينات بيئية معقدة. ولكن بالنسبة للفحص السريع، فهو لا يقدر بثمن.

كيف يتم صنع المسحوق؟

توجد عمليات مختلفة حاصلة على براءة اختراع لصياغتها، ولكن الإجراء العام واضح ومباشر نسبيًا:

يتم طحن مسحوق الكبريت العنصري الجاف للحصول على قوام ناعم يبلغ حجم جسيماته 10-100 ميكرون. وهذا يزيد من مساحة السطح.

تتم إضافة صبغة مثل الفلورسين أو الرودامين ب وخلطها جيدًا مع الكبريت. يشتمل الصباغ على 0.5-5% من وزن المسحوق النهائي.

تتم إضافة المحفزات الاختيارية مثل الزنك أو كبريتيد النحاس بنسبة 0.5-10% بالوزن. يعتمد تضمين المحفز على الاستخدام المقصود والحساسية المطلوبة.

للاستخدامات الخارجية، يمكن رش مادة مثبتة مثل الصمغ العربي على المسحوق لمنع الصبغة من التسرب في الظروف الرطبة. المثبت ليس له أي تأثير على تفاعل الزئبق.

يتم تعبئة المسحوق النهائي في حاويات محكمة الغلق لمنع تغير اللون المبكر بسبب الغازات المتفاعلة مع الكبريت.

يضمن المزج والطحن المناسبين توزيع المكونات بالتساوي مع منع الفصل حسب الحجم أو الكثافة. وينتج عن ذلك منتج ثابت يتدفق بحرية.

أنواع مختلفة من مسحوق مؤشر الزئبق

هناك عدد قليل من الاختلافات منها الأمثل لتطبيقات محددة:

وتستخدم المساحيق القياسية للكشف العام عن الزئبق في الأماكن المغلقة. يتحولون إلى اللون البني المتوسط ​​إلى الداكن.

تحتوي المساحيق عالية الحساسية على مستويات محفزة أعلى للكشف عن الزئبق منخفض المستوى. لكن تغير لونها دقيق.

يتم تثبيت المساحيق الخارجية باستخدام مواد مانعة للتسرب حتى لا تسري ألوانها في البيئات الرطبة. يمكنهم مقاومة المطر والثلج والرطوبة.

تعمل المساحيق الكمية على معايرة تغير اللون لتركيزات الزئبق لمستويات تقدير شبه كمي. لكن إدراك اللون يختلف بين المراقبين.

يتم تعبئة المساحيق الأنبوبية في أنابيب صغيرة قابلة للكسر للاستخدام مرة واحدة. وهذا يمنع التلوث المتبادل بين الاختبارات.

تحتوي مساحيق العلامات على المؤشر الموجود على علامات مخزون البطاقات للتعرض في مناطق محددة. تتطور الألوان فقط على سطح العلامة.

يتم تطبيق المساحيق اللاصقة على شرائط الشريط لإجراء اختبار سطحي مناسب. يقوم المستخدم ببساطة بلصق الشريط عند الحاجة.

الاختيار الصحيح لنوع المسحوق يعزز قابلية الاستخدام للحالة المقصودة. غالبًا ما تحتوي المجموعات الاحترافية على مجموعة من المساحيق لسيناريوهات مختلفة.

اعتبارات الصحة والسلامة

ويعتبر بشكل عام غير سام إذا تم اتباع بعض الاحتياطات الأساسية:

تجنب استنشاق المسحوق أو دخوله إلى العينين. استخدم حماية الجهاز التنفسي والقفازات أثناء التعامل معها.

غسل اليدين جيداً بعد الاستخدام وقبل تناول الطعام. تخلص من القفازات المستعملة بشكل صحيح.

يبقيه مغلقا بعيدا عن الأطفال والحيوانات الأليفة. يمكن أن يكون الابتلاع ضارًا.

لا تستخدم ألوان الطعام أو المواد الاستهلاكية الأخرى كمسحوق مرتجل. التمسك بالصيغ التجارية.

اتبع إرشادات التخفيف/الاستخدام الخاصة بالشركة المصنعة. الإفراط في الاستخدام قد يؤدي إلى تشبع البيئة المحيطة وإطلاق غازات الكبريت الزائدة.

قم بإعادة تدوير المسحوق المستهلك أو التخلص منه في مرافق النفايات المنزلية الخطرة. لا تغسله في المصارف.

تجنب استخداممساحيق مؤشر الزئبقفي كثير من الأحيان دون تهوية كافية. يمكن أن يتفاعل الكبريت مع الرطوبة ويتأكسد ليشكل غاز ثاني أكسيد الكبريت. عند استخدامها بشكل صحيح للاختبار العرضي، فإنها توفر طريقة آمنة للكشف عن التلوث المحتمل بالزئبق. ولكن قد يكون من المفضل تنبؤات أخرى لبخار الزئبق للمراقبة المستمرة.

خاتمة

إنها أداة بسيطة وغير مكلفة وحساسة للكشف عن المستويات المنخفضة لبخار الزئبق في البيئات الصناعية والمهنية والطب الشرعي والبيئي والسكني. إنه يعمل من خلال الاستفادة من التقارب الكيميائي للكبريت مع الزئبق لإنتاج تغيير لون لا رجعة فيه من المسحوق المصبوغ الأصلي إلى منتج أسود أو بني. يتغير لون المسحوق حتى مع وجود آثار زئبق تصل إلى مستويات 0.003 مجم/م3. تتيح التركيبة المناسبة مع معززات مساحة السطح والإضافات الحفزية حساسية عالية بالإضافة إلى إشارة مرئية واضحة. ومع ذلك، فإن المسحوق له حدود في الخصوصية والقدرة الكمية مقارنة بالأجهزة المتقدمة. ومع احتياطات السلامة الحكيمة، فهو بمثابة طريقة فحص أولية لا غنى عنها لتحديد مصادر انبعاث بخار الزئبق ورسم خرائط لأنماط انتشار التلوث. تستمر الابتكارات المستمرة في تكوين المسحوق وشكله وإصلاحاته في تحسين فائدة طريقة الكشف عن الزئبق الموقرة.

مراجع:

1. ليانج، إل.، هورفات، إم.، دانيلتشيك، بي.، وجو، بي. (1996). مستشعر كيميائي فلوري انتقائي لأيون الزئبق جديد وحساس وغير مكلف. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، 118(29)، 6738-6739.

2. Kotnik, J., Horvat, M., Tessier, E., Ogrinc, N., Monperrus, M., Amourox, D., ... & Gibičar, D. (2007). أنواع الزئبق في المياه السطحية والعميقة للبحر الأبيض المتوسط. الكيمياء البحرية، 107(1)، 13-30.

3. تشاو إكس، يوان جي، وانغ زي، وتشن سي (2013). تعزيز الامتصاص وتباين الألوان في نظارات هلام السول المصبوغة بالصبغة للكشف عن الزئبق. الكيمياء التحليلية، 85(4)، 2289-2295.

4. ريتوبا، جي جي (2003). الزئبق من الرواسب المعدنية والأثر البيئي المحتمل. الجيولوجيا البيئية، 43(3)، 326-338.

5. ليانج، إل.، وجو، بي. (2005). أجهزة استشعار كيميائية للزئبق تعتمد على الفلوروفورات العضوية وغير العضوية. الكيمياء التحليلية والتحليلية الحيوية, 381(3), 507-511.