Отбор проб воздуха

Одним из основных элементов анализа качества атмосферного воздуха является отбор проб. Если отбор проб выполнен неправильно, то результаты самого тщательного анализа теряют всякий смысл. Отбор проб атмосферного воздуха осуществляется через поглотительный прибор аспирационным способом путем пропускания воздуха с определенной скоростью или заполнения сосудов ограниченной емкости. Для исследования газообразных примесей пригодны оба метода, а для исследования примесей в виде аэрозолей (пыли) — только первый.

В результате пропускания воздуха через поглотительный прибор осуществляется концентрирование анализируемого вещества в поглотительной среде. Для достоверного определения концентрации вещества расход воздуха должен составлять десятки и сотни литров в минуту. Пробы подразделяются на разовые (период отбора 20 — 30 мин) и средние суточные (определяются путем осреднения не менее четырех разовых проб атмосферного воздуха, отобранных через равные промежутки времени в течение суток). Обычно для получения средних суточных значений концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе пробы воздуха отбирают в 7, 13, 19 и 01 ч по местному декретному времени. Средняя суточная концентрация может быть получена и при более частых отборах проб воздуха в течение суток, но обязательно через равные промежутки времени. Наилучшим способом получения средних суточных значений является непрерывный отбор проб воздуха в течение 24 ч.

Для отбора проб воздуха используются электроаспираторы, пылесосы и другие приборы и устройства, пропускающие воздух, а также устройства, регистрирующие объем пропускаемого воздуха (реометры, ротаметры и другие расходомеры).

Учитывая, что метеорологические факторы определяют перенос и рассеяние вредных веществ в атмосферном воздухе, отбор проб воздуха должен сопровождаться наблюдениями за дымовыми факелами источников выбросов и основными метеорологическими параметрами, к числу которых относятся: скорость и направление ветра, температура и влажность воздуха, атмосферные явления, состояние погоды и подстилающей поверхности. Результаты наблюдений записываются в рабочий журнал гидромет наблюдателя, а обработанные результаты — в книжку записи наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха и метеорологическими элементами (КЗА-1).

Методы дискретного отбора проб воздуха для последующего анализа в химической лаборатории несомненно важны и необходимы в общей системе наблюдений загрязнения атмосферного воздуха. Однако при получении информации о загрязнении атмосферного воздуха только в сроки 7, 13 и 19 ч нельзя быть уверенным в объективности информации о средней суточной концентрации. Не исключено, что в промежуточные сроки наблюдались значительно более высокие или более низкие концентрации. По данным таких дискретных наблюдений нельзя установить суточный ход концентрации примеси и его зависимость от метеорологических условий. Поэтому на пунктах наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха (ПНЗ) используются газоанализаторы позволяющие восполнить пробел в ручных методах дискретного отбора проб и представляющие информацию о суточном ходе концентрации по записи на диаграммной ленте. Наиболее широко используются на ПНЗ следующие газоанализаторы: для диоксида серы — кулонометрический газоанализатор (ГПК-1) и флюоресцентный газоанализатор (667ФФ), оксида углерода — оптико-акустический (ГМК-З), оксида, диоксида и суммы оксидов азота — хемилюминесцентный (645ХЛ), углеводородо-ионизационный (623ИН), озона — хемилюминесцентный (652ХЛ).

Сбор и обработка данных о загрязнении атмосферного воздуха

Данные о результатах наблюдений загрязнения атмосферного воздуха и метеорологических параметров, о результатах подфакельных и других наблюдений поступают со стационарных и маршрутных постов в одно из подразделений местных органов Госкомгидромета, чаще всего в отделы обеспечения информацией народно-хозяйственных организаций управлений по гидрометеорологии, где они проходят контроль и сводятся в специальные таблицы, так называемые таблицы наблюдений за загрязнением атмосферы (ТЗА), таблицы подразделяются на четыре вида: ТЗА-1. ТЗА-2, ТЗА-З и ТЗА-4:

ТЗА-1 — результаты разовых наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха сети постоянно действующих стационарных и маршрутных постов в одном городе или промышленном центре, а также данные метеорологических и аэрологических наблюдений;

ТЗА-2 — результаты подфакельных наблюдений;

ТЗА-3 — данные средних суточных наблюдений за выпадением и концентрацией пыли и газообразных примесей;

ТЗА-4 — данные суточных наблюдений с помощью газоанализаторов или других приборов и устройств непрерывного действия.

2.8. Математическое моделирование процессов рассеяния вредных веществ в атмосферном воздухе

Чтобы получить информацию о пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в воздухе и по экспериментальным данным составить карту загрязнения воздуха, необходимо систематически проводить отборы проб воздуха в узлах регулярной сетки с шагом не более 2 км. Такая задача практически невыполнима. Поэтому для построения полей концентрации используются методы математического моделирования процессов рассеяния примесей в атмосферном воздухе, реализуемые на ЭВМ. Математическое моделирование предполагает наличие достоверных данных о метеорологических особенностях и параметрах выбросов. Применимость моделей к реальным условиям проверяется по данным сетевых или специально организованных наблюдений. Расчетные концентрации должны совпадать с наблюдаемыми в точках отбора проб.

Моделью может служить любая алгоритмическая или аналоговая система, позволяющая имитировать процессы рассеяния примесей в атмосферном воздухе.

В нашей стране наибольшее распространение получила модель профессора М.Е.Берлянда . В соответствии с этой моделью степень загрязнения атмосферного воздуха выбросами вредных веществ из непрерывно действующих источников определяется по наибольшему рассчитанному значению разовой приземной концентрации вредных веществ (См ), которая устанавливается на некотором расстоянии (хм ,) от места выброса при неблагоприятных метеорологических условиях, когда скорость ветра достигает опасного значения (Vм ), и в приземном слое происходит интенсивный турбулентный обмен. Модель позволяет рассчитывать поле разовых максимальных концентраций примеси на уровне земли при выбросе из одиночного источника и группы источников, при нагретых и холодных выбросах, а также дает возможность одновременно учесть действие разнородных источников и рассчитать суммарное загрязнение атмосферы от совокупности выбросов стационарных и передвижных источников.

Алгоритм и порядок проведения расчетов полей максимальных концентраций изложены в «Методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД — 86» и в соответствующих инструкциях к программам расчетов.

В результате проведенных расчетов на ЭВМ получаются:

максимальные концентрации примесей в узлах расчетной сетки, мг/м3 ;

максимальные приземные концентрации (См ) и расстояния, на которых они достигаются (Хм ), для источников выбросов вредных веществ;

доля вклада основных источников выбросов в узлах расчетной сетки;

карты загрязнения атмосферного воздуха (в долях ПДКмр);

распечатка входных данных об источниках загрязнения, метеорологических параметрах, физико-географических особенностях местности;

перечень источников, дающих наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферного воздуха;

другие данные.

Прогноз загрязнения атмосферы

В связи с высокой насыщенностью городов источниками загрязнения, уровень загрязнения атмосферного воздуха в них, как правило, существенно выше, чем в пригородах и тем более в сельской местности. В отдельные периоды, неблагоприятные для рассеяния выбросов, концентрации вредных веществ могут сильно возрасти относительно среднего и фонового городского загрязнения.

Частота и продолжительность периодов высокого загрязнения атмосферного воздуха будут зависеть от режима выбросов вредных веществ (разовых, аварийных и др.), а также от характера и продолжительности метеоусловий, способствующих повышению концентрации примесей в приземном слое воздуха.

Во избежание повышения уровней загрязнения атмосферного воздуха при неблагоприятных для рассеяния вредных веществ метеорологических условиях необходимо прогнозировать и учитывать эти условия. В настоящее время установлены факторы, определяющие изменение концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при изменении метеорологических условий.

Прогнозы неблагоприятных метеорологических условий могут составляться как для города в целом, так и для групп источников или отдельных источников. Обычно выделяются три основных типа источников: высокие с горячими (теплыми) выбросами, высокие с холодными выбросами и низкие. Для указанных источников выбросов аномально неблагоприятные условия рассеяния примесей приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3. Комплексы неблагоприятных метеорологических условий для источников разных типов

В дополнение к комплексам неблагоприятных метеоусловий, приведенным в таблице 2.3. можно добавить следующее:

Отбор проб с целью изучения уровня загрязнения атмосферного воздуха, может проводиться с применением аспирационного и седиментационных методов отбора проб. Аспирационный метод дает возможность охарактеризовать загрязнение атмосферного воздуха канцерогенными углеводородами, существующее непосредственно в момент отбора проб.

Седиментационные методы позволяют оценить загрязнение, происходящее за весь период наблюдения (неделя, месяц, квартал, полугодие и т.д.).

4.1. Техника безопасности при отборе проб воздуха

Выполнение анализов воздуха, газовых сред и водных растворов, в целом рассматриваются как состоящие из операций, некоторые из которых представляют потенциальную опасность.

При работе необходимо соблюдать следующие общие правила безопасности:

-Не принимайте пищу (не пить) во время работы.

-Не курите и не пользуйтесь открытым огнем.

— Избегайте вдыхания химикатов, особенно образующих пыль или пары.

В процессе применения индикаторных трубок, следует руководствоваться общими правилами безопасности:

1. Для предотвращения травмирования при вскрытии стеклянных трубок запаянные концы следует отламывать осторожно, чтобы избежать порезов и попадания осколков стекла в глаза.

2. При проведении анализов следует применять средства индивидуальной защиты: защитные очки, резиновые перчатки.

3. Дробление и нейтрализация должны выполняться под вытяжкой или в условиях хорошо проветриваемого помещения. При их выполнении рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты: защитные очки, халат, резиновый фартук, нарукавники, перчатки. Дробление должно проводиться в закрытой посуде с использованием защитного экрана.

4. Если в воздухе предполагается наличие вредных химических веществ, следует воспользоваться защитным дыхательным аппаратом (респиратором, противогазом).

Первую помощь при травмах следует оказывать на месте:

— Для этого рекомендуется иметь при себе индивидуальную аптечку.

— При попадании осколков стекла под кожу или сильных порезах обратитесь к врачу. После оказания первой медицинской помощи может оказаться необходимым обратиться к врачу.

4.2. Методика отбора проб воздуха

Отбор проб исследуемого воздуха — важнейшая часть работы, поскольку результат самого точного анализа теряет смысл в случае неправильно отобранной пробы. К процессу отбора проб предъявляются следующие требования:

-получение пробы, соответствующей реальному составу воздуха;

-накопление в пробе достаточного для обнаружения количества искомого вещества.

Способы отбора проб (замера) воздуха зависят от ряда причин:

-агрегатного состояния искомого вещества в воздушной среде (аэрозоли конденсации и дезинтеграции, пары, газы);

-возможных химических взаимодействий искомых веществ с воздушной средой;

-числа исследуемых вредных веществ в воздухе;

-метода исследования.

При проведении лабораторных исследований воздуха используются различные методы отбора проб.

Абсорбционный метод

Для очистки отходящих газов от токсичных примесей и улавливания ценных компонентов из этих газов используют абсорбционные, адсорбционные и каталитические методы. Наибольшее распространение получили абсорбционные методы.

Суть абсорбции заключается в поглощении удаляемых компонентов жидкостью. В зависимости от особенностей взаимодействия поглотителей и извлекаемого из газовой смеси компонента абсорбционные методы делятся на физическую и химическую абсорбцию. Для физической абсорбции применяют поглотители: воду, органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемыми газами. При химической абсорбции извлекаемые компоненты вступают в химическую реакцию с хемосорбентами, в качестве которых используют растворы минеральных и органических веществ, суспензии и органические жидкости.

Достоинством этих методов являются доступность и дешевизна абсорбентов, простая технологическая схема процесса, низкие капи­тальные и эксплуатационные затраты, возможность очистки газа без предварительного охлаждения и обеспыливания.

Недостатки — невысокая эффективность очистки, недостаточная степень использования известняка, образование отходов в виде шла­ма или загрязненного гипса.

Адсорбционный метод

Адсорбционные методы очистки основаны на поглощении примесей твердыми телами с развитой поверхностью, адсорбентами. Поглощаемые молекулы удерживаются на поверхности твердых тел силами Ван-дер-Ваальса (физическая адсорбция) или химическими силами( хемосорбция).

Стадии адсорбции:

— перенос молекул газа к внешней поверхности твердого тела;

– проникновение молекул газа в поры твердого тела;

– собственно адсорбция.

Адсорбция рекомендуется для очистки газов с невысокой концентрацией вредных компонентов. Адсорбированные вещества удаляют из адсорбентов с помощью десорбции инертным газом или паром. Преимущество: высокая степень очистки. Недостатки: «чистые» (сухие и без пыли) газы, небольшая скорость.

Основной недостаток адсорбционного метода заключается в большой энергоемкости стадий десорбции и последующего разделения примесей. Для десорбции примесей используют нагревание адсорбента, вакуумирование, продувку инертным газом, вытеснение примесей более легко адсорбирующимся веществом.

Направления усовершенствования адсорбционных методов очистки: разработка новых модификаций адсорбентов и адсорберов, волокнистых сорбционно-активных материалов, оптимизация стадии десорбции.

4.3. Внешний вид аспиратора АМ-5.

Описание

Аспиратор АМ-5 используется для замера вредных компонентов рабочей зоны. Прокачивание через индикаторные трубки установленного объема исследуемой газовой смеси при оперативном измерении концентрации токсичных и вредных веществ в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах. Обозначенный объем поглощаемого воздуха за 1 ход работы аспиратора 100 см3. При этом погрешность составляет ± 5 см3. Аспиратор АМ-5 представляет собой меховой аспиратор ручного типа. Аспиратор работает на всасывание воздуха за счет раскрытия пружинами предварительно сжатого сильфона и выброса воздуха из сильфона через клапан при сжатии пружин.

Характеристика.

Наименование Значение
Количество каналов измерений
Объем прокачиваемого воздуха (атмосферы, выхлопы, выбросы и др.) за один рабочий ход, см3 100 ±5
Объем поглощаемого воздуха за одну минуту при сжатом сильфоне и заглушенном отверстии для подключения индикаторной трубки определяющий герметичность аспиратора, см3, не более 2,5
Основная приведенная погрешность,%, не более
Средняя наработка на отказ, ходов, не менее
Полный средний срок службы, лет, не менее
Габариты, миллиметров 155х56х90
Масса, грамм

Аспиратор «Насос-пробоотборник НП-3М»

Описание

Служит для отбора единичных проб газовоздушных смесей чтобы в дальнейшем определить их химический состав, совместно с использованием индикаторных трубок в соответствии с ГОСТ Р 51945-2002, ГОСТ 12.1.014-84, ГОСТ Р 51712-2001.

Возможно использование вместе с насадкой для применения индикаторных элементов аспирационного типа. Ручной насос-пробоотборник НП-3М обладает широким применением во всевозможных условиях при экспресс контроле состава воздуха, утечек природных газов, газовых выбросов, а помимо этого ещё ядовитых и токсичных паров при санитарно-химическом, экологическом, технологическом контроле. Данный аспиратор входит в состав газоопределителей типа ГХК всевозможных модификаций и мини-экспресс-лабораторий на базе индикаторных трубок типа «Пчелка» («Пчелка-У» и «Пчелка-Р»).

Два режима дозирования объема — по 50 см3 и 100 см3. Наличие защитного патрона для работы с агрессивными средами в насадке насоса. Эргономичный — простое усилие при повторении прокачивание (вытягивать поршень легче, чем сжимать сильфон).

Наименование Значение
Два фиксированных положения штока, соответствующих номинальным значениям отбираемого объема (количеству прокачиваемой газовой смеси за один ход поршня), см3 50 и 100
Погрешность измерения расход,% ±5
Габариты (длина х диаметр), миллиметров 285 х 42
Масса, грамм
Наработка на отказ, ходов
Полный средний срок службы насоса, лет, не менее

Поглотительные приборы.

В практике для улавливания веществ, находящихся в воздухе в виде газов и паров, применяются стеклянные поглотительные сосуды различной конструкции, например, поглотители Полежаева, Зайцева, Рихтера, Петри, поглотители с пористой пластиной.

Рис.4.6. Поглотительные приборы:

а) Поглотитель Полежаева; б) Поглотитель Зайцева; в) Поглотитель Рихтера; г) Поглотитель Петри; д) Поглотитель с пористой пластиной.

4.4.Стабилизация и консервация проб воздуха

Особенностью проб воздуха является то, что как таковые (воздух, отобранный в специальные емкости) их практически не хранят. Исключение составляют пробы веществ, отделенных от воздушной среды путем аспирации в жидкость или сорбции на твердые поглотители.

При этом в первом случае применяют все описанные процедуры стабилизации и хранения водных (жидкостных) проб.

4.5. Характеристика отобранной пробы воздуха

Определение диоксида азота

№ пробы Объем пробы (V),см3 Источники загрязнения Наличие диоксида азота NO2, мл/м3 Изменение цвета в индикаторной трубки
Автотранспорт Незначительное изменение цвета
Автотранспорт 0,5 Изменение цвета не произошло

Определение диоксида углерода

№ пробы Объем пробы (V),см3 Источники загрязнения Наличие диоксида углерода СО2, мл/м3 Изменение цвета в индикаторной трубки
Автотранспорт 0,05 Изменение цвета не произошло
Автотранспорт 0,05 Изменение цвета не произошло

Определение диоксида серы

Отбор — проба — атмосферный воздух

Cтраница 1

Отбор проб атмосферного воздуха производится в сосуды ограниченной емкости или, как правило, аспирационным способом.  

Отбор проб атмосферного воздуха осуществляется на стационарных или передвижных постах, укомплектованных оборудованием для отбора проб и автоматическими газоанализаторами для непрерывного определения концентрации вредных веществ.  

Отбор проб атмосферного воздуха производится в сосуды ограниченной емкости или, как правило, аспирационным способом.  

Отбор проб атмосферного воздуха аспирационным методом обычно проводят для определения как разовой, так и среднесуточной концентрации радиоактивных веществ. Продолжительность отбора разовой пробы колеблется в пределах от 30 до 90 минут и зависит от скорости аспирации. Безусловно, что при таком времени отбора пробы происходит некоторое усреднение. Определение среднесуточной концентрации производят а протяжении суток или через равные промежутки времени, отбирая в одной и той же точке последовательно 12 проб и вычисляя из них среднюю, или ведут аспирацию воздуха через один фильтр в течение 24 часов.  

Для отбора проб атмосферного воздуха довольно широко применяют универсальный электроаспиратор Мигунова-Кабанова ( УАМК-3), а также стационарные электроаспираторы — аэрозольный ингалятор АИ-1, портативный аспиратор с аккумуляторными батареями Института общей и коммунальной гигиены имени А. Н. Сысина АМН СССР.  

Для отбора проб атмосферного воздуха довольно широко применяют универсальный электроаспиратор Мигунова-Кабанова, а также стационарные электроаспираторы-аэрозольный ингалятор АИ-1, портативный аспиратор с аккумуляторными батареями Института общей и коммунальной гигиены им. Используют также автоматические и неавтоматические электроаспираторы, работающие на переменном токе и аккумуляторах.  

Метод отбора проб атмосферного воздуха автоматическим круглосуточным аспиратором выгодно отличается от предлагавшихся ранее методов возможностью изменения в широком диапазоне продолжительности и скорости аспирации отдельных проб, а также портативностью прибора.  

При отборе проб атмосферного воздуха для массовых проб могут применяться простые бутыли, в которых предварительно создан вакуум; для избирательных проб используются насосы, соединенные с какой-либо силовой установкой или батареей, с помощью которых воздух пропускается в соответствующую емкость через специальные фильтры. Сами детекторы могут быть различных типов. В зависимости от целей измерения, ионизационные камеры и разрядно-счетные трубки варьируют по форме и размерам, природе и происхождению заполняющего их газа, толщине стенок и вида материала, из которого они сделаны. Точно так же, в зависимости-от того, используются ли сцинтилляционные счетчики для измерения альфа-бета или гамма-излучения, их кристаллы различаются по составу, форме и размерам.

Наконец, чувствительные пленки и радиографические пластинки употребляются в той форме, которая облегчает их контакт с пробами атмосферного воздуха. Аналитические приборы, в которых использованы поглощающие экраны или другие химические методы, не предъявляют каких-либо специальных конструктивных требований. Однако для спектрографического анализа излучений, особенно гамма-излучения, требуется весьма сложная аппаратура, способная выделять определенный энергетический уровень. Такие приборы бывают либо однокапального типа.  

Рекомендуется также проводить отбор проб атмосферного воздуха в месте отбора проб воды.  

Известны различные способы отбора проб атмосферного воздуха.  

Кроме того, лаборатория проводит круглосуточный отбор проб атмосферного воздуха в жилом районе, прилегающем к предприятию.  

Для определения среднесуточных концентраций пестицидов в атмосферном воздухе территории района ( области) в соответствии с планом ( картой) химических обработок в центре и по границам района ( области) отбирают пробы воздуха по схеме, изложенной далее в разделе Технология отбора проб атмосферного воздуха. Продолжительность наблюдений обусловливается масштабом и сроками химических обработок.  

Анализируемый воздух со скоростью 0 5 л / мин аспи-рируют в течение 5 — 10 мин через поглотитель, содержащий 5 мл 0.01 N раствора серной кислоты. При большой концентрации токсичных ингредиентов отбор пробы атмосферного воздуха проводят под вакуумом при разряжении 100 — 150 мм рт. ст. с использованием бутыли емкостью 3 — 5 л, предварительно заполненной 5 мл 0 0IN раствора серной кислоты. Для отбора воздуха открывают зажим бутыли на 1 — 2 мин, после чего вновь закрывают его и оставляют на 25 — 30 мин, периодически взбалтывая.  

В зависимости от условий отбора пробы коэффициент К может быть больше или меньше единицы. Как правило, величина коэффициента К равна двум после обработок при отборе проб атмосферного воздуха с сельскохозяйственных угодий. Следует увеличивать рассчитанный объем пробы воздуха на 1000 л на каждый километр удаления точки отбора пробы от места обработки пестицидом, а также на 1000 л на каждые минувшие 3 дня, считая с момента обработки ареала отбора проб пестицидом.  

В любой программе работ, направленных на общее снижение уровня атмосферных загрязнений, метеорология сама по себе не определяет окончательное решение. Уже при составлении планов исследований по проблеме атмосферных загрязнений необходимо предусматривать в них метеорологические наблюдения. Проектирование сети пунктов для отбора проб атмосферного воздуха тесно связано с определением среднего воздушного течения и средней стабильности атмосферных условий. Если район источника загрязнений точно установлен, то метеорологические условия этого района будут определять наиболее экономичное и эффективное размещение пунктов отбора проб атмосферного воздуха.  

Страницы:      1    2

Методы и средства отбора проб воздуха для химических анализов

В практике санитарного надзора за загрязнением атмосферного воздуха, воздуха населенных помещений, воздуха рабочей зоны производственных предприятий разработаны, в основном, две группы методов — лабораторные и экспресс-методы.

Для лабораторных методов используется аспирационный метод отбора проб, сущность которого состоит в протягивании с помощью водного аспиратора (рис. 10.1-а), пылесоса, или электроаспиратора (рис. 10.1-б) определенного объема воздуха через соответствующие поглотительные растворы, помещенные в поглотительные приборы различных конструкций (рис. 10.2). Исследуемый воздух через длинную трубку такого прибора попадает в поглотительный раствор, а потом через короткую трубку вытягивается аспиратором.

Используют также кристаллические поглотительные реактивы, которые помещают в трубки — аллонжи определенной формы.

Количество протянутого через поглотительный раствор или аллонж воздуха определяется при помощи газового счетчика, жидкостного реометра (рис. 10.3) или шарикового ротаметра, которые определяют скорость аспирации воздуха в л/мин. Счетчик или реометр подключается последовательно между поглотительным прибором и аспиратором. Необходимое количество воздуха для конкретного химического анализа определяют согласно приложения 2.

Пробы воздуха для лабораторного анализа можно отбирать также в сосуды определенной емкости. Заполнение сосудов исследуемым воздухом может быть выполнено различными способами: выливанием жидкости, обменным или вакуумным способами. Для этого используют газовые пипетки (рис. 10.4), калибровочные бутыли резиновые камеры и др.

Для экспрессных методов используются универсальный газоанализатор УГ-2 (рис. 10.5., приложение 3), газоанализатор ГМК-3 (рис. 10.6.) и др.

Рис. 10.1. а — Водный аспиратор (1), соединенный резиновыми трубками (2) с поглотительными приборами; б — элекроаспиратор „Лиот”

Рис. 10.2. Поглотительные приборы для отбора проб воздуха на анализ с жидкими растворами

а – Зайцева; г – Петри;
б – Полежаева; д – с пористой пластинкой;
В – Рихтера; е – с кристаллическим реактивом.

Рис. 10.3. Жидкостный реометр

Рис. 10.4. Отбор проб воздуха в газовые пипетки:

а — путем подсоса или выливания; б — методом сифона.

Отбор проб воздуха при анализе газо- и парообразных примесей осуществляется за счет протягивания воздуха через специальные твердые или жидкие поглотители, в которых газовая примесь конденсируется, либо адсорбируется. Важным достоинством полимерных сорбентов являются их гидропрочность (влага воздуха не концентрируется в ловушке и не мешзбт знзлизу) и способность сохранять в течение длительного времени без изменения первоначальный состав пробы.

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух отбирают в шприц вместимостью 100 см3, предварительно продув еш 10—15 раз анализируемым воздухом. Поршень шприца смазывать не рекомендуется. После отбора пробы на шприц надевают иглу, отверстие которой закрывают резиновой пробкой. Срок хранения пробы при комнатной температуре — не более 5 ч.

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Срок хранения экспонированных трубок — 3 дня (в холодильнике). Срок хранения сорбционных трубок с сорбентом до отбора проб -10 дней.

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух со скоростью 20 дм3/мин аспирируют через 2 последовательно соединенных поглотительных прибора Рыхтера, содержащих по 3,0 см3 пропиленкарбоната каждый, в течение 20 минут. После отбора пробы концы поглотительных сосудов фиксируют стеклянными заглушками. Срок хранения пробы в холодильнике — 7 дней.

Отбор проб воздуха следует производить на высоте 1—1,5 м от уровня земли в удалении от -светофоров. Если необходимо получить сведения о максимальном уровне загрязнения, то наблюдения проводят на перекрестках, у светофоров. Учитывая, что интенсивность движения транспорта в течение -дня сильно колеблется, пробы нужно отбирать в часы наибольшего движения автомобилей (8—10 ч и 17—18 ч). Желательно также проводить наблюдения в течение всего дня для характеристики динамики загрязнения. В часы «пик» рекомендуется отбор проб ежечасно, в остальное время— через 2 ч.

Отбор пробы. Отбор пробы воздуха проводят в бутыль емкостью 1—2 л, предварительно смонтированную и проверенную на герметичность. Бутыль при помощи воронки заполняют водой. В месте отбора пробы из бутыли постепенно выливают воду (оставляя 20—30 мл), при этом бутыль заполняется исследуемым воздухом; после этого внешние концы трубки бутыли закрывают стеклянными палочками и винтовыми зажимами и доставляют в лабораторию. Для сохранения пробы бутыль следует держать перевернутой вверх дном для создания водного затвора.

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86.

Отбор пробы воздуха и определение содержания оксида углерода в воздухе с помощью индикаторной трубки и аспиратора проводят следующим образом. В месте отбора пробы воздуха вскрывают индикаторную трубку С0-0,25, отломав оба ее конца с помощью приспособления, имеющегося в аспираторе, так, чтобы не нарушать прокладку и слой порошка. Трубку плотно вставляют в гнездо аспиратора так, чтобы стрелка была направлена к аспиратору. Аспиратор приводят в действие, сжимая сильфон до упора, а затем отпуская его. Конец всасывания определяют по натяжению ремешка. Если после одного хода аспиратора окраска в трубке не появилась или не достигла второго деления шкалы, то делают еще 9 сжатий аспиратора, т.е. пропускают через трубку 100 см3 исследуемой газовой смеси.

Отбор проб воздуха для определения содержания в нем очень малых концентраций токсичного вещества производится большей частью аспирационным методом, основанным на протягивании известного объема воздуха через ту или иную поглотительную среду. Вещества в газо- и парообразном состоянии улавливаются обычно жидкими поглотительными средами, в которых определяемое вещество или растворяется, или химически связывается.

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86 на бумажный фильтр, закрепленный в фильтродержателе, со скоростью 10 дм3/мин в течение 5 мин. Фильтр с отобранной пробой сворачивают трубочкой, помещают в пробирку, заливают 10 см3 ацетона и плотно закрывают пробкой. Срок хранения пробы — 1 неделя.

Отбор проб. Отбор проб воздуха можно производить аспира-ционным и вакуумным способами.

Отбор пробы воздуха проводят вакуумным способом в сухую склянку емкостью 2 л. Склянка должна быть помещена в металлическую сетку или чехол из плотного материала. Из склянки откачивают воздух до остаточного давления около 50 мм рт. ст. В месте отбора пробы воздуха открывают кран или винтовой зажим на 1—2 минуты, после чего кран закрывают.

Отбор проб воздуха ггооводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух со скоростью ОД дм3/мин аспирируюг через сорбционную трубку в течении 10—15 мин. После окончания отбора концы трубки закрывают заглушками и помещают в пробирку с притертой пробкой. Срок хранения пробы — не более 1-х суток.

Для отбора проб воздуха во взрывобезопасных помещениях при определении вредных веществ используют в основном электроаспиратор модели М-822 . Это один из первых отечественных аспираторов, получивший распространение при контроле воздушной среды. Основными достоинствами данного электроаспиратора являются простота конструкции, малые габариты, удобство в эксплуатации. Это переносной прибор с ручным способом регулирования расхода и неавтоматической программой работы, предназначенный для многоканального ас-пирационного отбора проб воздуха.

Для отбора проб воздуха в помещениях взрыво- и пожароопасных категорий могут использоваться лишь такие типы аспираторов, при работе которых исключается искрообразование. Наиболее совершенным для этой цели прибором является АЭРА, обеспечивающий отбор одной пробы воздуха на запыленность со скоростью аспирации 20 л/мин.

Во время отбора проб воздуха замеряют температуру (°С), атмосферное давление (мм рт. ст.) и относительную влажность в точке отбора пробы (%).

Методика отбора проб в населенных пунктах основана на улавливании бенз(а)пирена аэрозольными фильтрами из ткани Ф11Г1-15 или АФА-ХП-20 с поверхностью 36 см2 и расходом воздуха соответственно 100 и 50 л/мин при концентрациях определяемого компонента от 5 10 4 до 5 10 7 мг/м3. Разовые пробы отбирают в течение 20-30 мин, а суточные — непрерывно в течение суток или дискретно по 20-30 мин на один фильтр не менее 4 раз в сутки.

Для длительного отбора проб воздуха используют специальный портативный насос «Полимер», работающий от аккумулятора (6В). Насос во взрывозащищенном исполнении, производительность 1 л/ ч, габариты 85X170X50 мм, масса 1 кг, продолжительность работы «Полимера» составляет 8 ч. Поскольку не все индикаторные трубки длительного действия рассчитаны на работу в течение 8 ч, при необходимости в течение рабочей смены используют последовательно 2—4 трубки. Показания каждой из трубок позволяют рассчитать среднюю концентрацию за контролируемый промежуток времени. По этим данным рассчитывают среднюю концентрацию вредного вещества в воздухе за смену. Учитывая тенденцию к созданию персональных приборов, которые позволяют определять суммарную дозу вредных веществ, воздействующих на работающих в течение всего рабочего дня, внедрение индикаторных трубок длительного действия является актуальной проблемой промышленно-санитарного контроля воздушной среды для проведения исследований воздушной среды при определении допустимых экспозиций и трудового стажа рабочих при воздействии на них вредных веществ.

Устройство для отбора проб воздуха состоит из эжектора, подключенного к камере разрежения, к которой присоединяют поглотительные сосуды, а также из пневматических элементов, управляющих ходом процесса отбора пробы, в том числе элементов сравнения опорного давления и разрежения в камере, создаваемого эжектором. При определенном разрежении кратность смены воздуха в поглотительных сосудах в течение заданного интервала времени обеспечивается подбором дросселей в линиях соединения сосудов с камерой разрежения.

Портативное устройство для отбора проб воздуха состоит из мембраны в виде кольцевого гибкого элемента, вакуум-насоса, помещенного в корпус мембранного стабилизатора, который установлен коаксиально линии отбора. Сопло соединено с выходом вакуум-насоса, а надмембранная полость — с анализируемым воздухом.

Схема установки для отбора проб воздуха в полевых условиях

Автоматический пробоотборник воздуха типа АПВ-1 предназначен для автоматического отбора проб воздуха 100, 200, 600 дм3 со скоростью не более 25 дм3/мин. Масса аспира-ционного устройства не более 2 кг, погрешность измерения объема ±10%.

Концентрацию вредных веществ в воздухе производственных помещений во многих случаях можно быстро установить экспрессным методом с помощью индикаторных трубок. Основными преимуществами указанного метода являются: быстрота проведения анализа и получение результатов непосредственно на месте отбора пробы воздуха; простота метода и аппаратуры, что позволяет проводить анализ лицам, не имеющим специальной подготовки; малая масса, комплектность и низкая стоимость аппаратуры; достаточная чувствительность и точность анализа; не требуется регулировка и настройка аппаратуры перед проведением анализов; не требуются источники электрической и тепловой энергии. Указанные отличительные качества метода контроля вредных веществ в воздухе с помощью индикаторных трубок способствовали широкому внедрению его в промышленность и другие области хозяйственной деятельности .

Твердые сорбенты, применяемые для отбора проб воздуха, должны обладать механической прочностью, иметь небольшое сродство к водяным парам (т.е. плохо сорбировать их), легко активироваться, иметь максимальную сорбционную способность по отношению к анализируемым веществам, а при анализе легко десорбировать поглощенное вещество, иметь однородную структуру поверхности. Сорбционно-десорбционные свойства сорбента определяются не только полярностью его поверхности, но и. эффективным радиусом пор и их формой. Оки играют для пробоотбора наиболее существенную роль, а их объем, выраженный в см1 /г сорбента, определяет его сорбционную способность. При очень низких концентрациях паров и газов химических веществ в воздухе рабочей зоны адсорбция осуществляется преимущественно адсорбционными центрами в микропорах.

Одним из свойств газов, в том числе и воздуха, является непостоянство их объема с изменением температуры и давления. Для получения сопоставимых результатов при отборе проб воздуха при различных температурах и давлении их объем приводят к нормальным условиям — температуре 0° и давлению 760 мм рт. ст.

Помимо перечисленных выше сорбентов для отбора проб воздуха применяют ловушки с низкомолекулярным полиэтиленом (улавливание пестицидов) , иодом, найлоном, пероксидом магния (спектрофотометрическое определение диоксида серы) , медными шариками и чешуйками гидроксида натрия, серебряным волокном , кварцевыми шариками, покрытыми серебром (концентрирование соединений мышьяка) , с покрытым металлом кремневым волокном и диоксидом марганца , а также некоторые другие сорбенты, рекомендованные для пробоотбора загрязнений воздуха рабочей зоны в СССР и США .

Весьма перспективным является использование для отбора проб воздуха непористых сорбентов (карбонат калия, сульфат меди, хлорид кальция и др.). Достоинством таких сорбентов перед пористыми является то, что десорбция с них может протекать значительно легче. Кроме того, имеется возможность растворять соли — сорбенты одновременно с адсорбированными на их поверхности веществами, переводя последние непосредственно в раствор . В этом отношении заслуживают внимания результаты работ по определению в воздухе паров ртути и сероводорода с использованием в качестве сорбента сульфата магния .

Подготавливаемое к «зданию руководство по контролю пред ных веществ в воздухе будет состоять из трех томов. В 1-м томе настоящего руководства подробно освещены основные проблемы отбора проб воздуха, способы извлечения, разделения и идентификации компонентов проб, концентрирование, а также количественное определение и метрологическое обеспечение. Наряду с этим описаны новые способы отбора проб воздуха — индивидуальная активная и пассивная дозиметрия. Большое внимание уделено описанию экспрессных методов с применением индикаторных трубок отечественного и зарубежного производства, а также газоанализаторам, позволяющим непосредственно на рабочем месте устанавливать уровни загрязнения воздуха токсическими веществами.

Компонент» состоит из стойки с установленными в ней поглотительными сосудами и размещенными внутри нее газовыми магистралями и устройствами задания, обеспечения и контроля режима отбора проб. Имеет 4 канала отбора проб, продолжительность цикла составляет от 5 до 24 ч, расход по одному каналу 0,25—6 дм3/мин, предел допустимого значения погрешности дозируемого объема 5%. Габариты 590Х540ХЮ90 мм, масса 100 кг.

Существенным этапом санитарно-химических исследований воздушной среды является отбор пробы воздуха для определения содержания микропримесей токсичных соединений. Результаты самого точного и тщательно выполненного анализа теряют смысл в случае неправильной подготовки к отбору пробы и неверного его выполнения. Поэтому при разработке методов контроля этому этапу уделяют большое внимание.

В практике нашли применение малогабаритные бытовые пылесосы и специально сконструированные для отбора проб воздуха электроаспираторы: электроаспиратор (воздушный насос) Горьковского института гигиены труда и профзаболеваний, универсальный аспиратор (тип 822), выпускаемый заводом «Красногвардеец», и др. Очень мощным засасывающим аппаратом является форвакуумный насос, который позволяет бесперебойно в течение нескольких часов одновременно отбирать несколько проб воздуха со скоростью 15—20 л/мин.

Наиболее ответственным этапом при определении концентрации вредных примесей является представительный отбор проб воздуха, обеспечивающий достоверность результатов. Самым простым и распространенным способом накопления газовой и пылевой пробы является протягивание воздуха воздуходувными устройствами (аспиратор, эжектор, шприцы, насосы) с определенной скоростью, регистрируемой расходомерным устройством (реометр, ротаметр, газовые часы), через накопительные элементы, обладающие необходимой поглотительной способностью.

При кратковременных технологических процессах и при наличии высокочувствительных методов анализа предпочтительно использование быстрых способов отбора проб воздуха (в газовые пипетки, шприцы). При недостаточной чувствительности методов рекомендуется концентрирование веществ из воздуха. При этом пробы отбирают на один и тот же фильтр или поглотитель при повторении данной стадии процесса.

В зависимости от мощности лаборатории и особенно в зимний период количество точек может быть сокращено до пяти, с таким расчетом, чтобы они размещались по периметру завода и в центре его, как это показано на упрощенной схеме размещения точек забора проб. При этом отбор проб воздуха производится в зоне дыхания (1,5 м) на следующие основные вещества: углеводороды (суммарно), непредельные углеводороды, сероводород, окись углерода, сернистый ангидрид. Применение сокращенной методики позволяет резко сократить объем работы (уменьшаются ассортимент и количество анализов), обследование проводится при меньшем количестве точек отбора.

Одним из наиболее удачных примеров локального загрязнения атмосферы являются урановые рудники, где загрязнения представляют собой естественные радиоактивные вещества в газообразном или корпускулярном виде. Применяемая в настоящее время техника контроля состоит в систематическом отборе проб воздуха в характерном для данного вида работ (бурение, взрывы, откатка руды и т. д.) месте рудничных штреков. Бутыли с пробами воздуха подсоединяются затем к ионизационной камере, сцинтилляционному счетчику или счетчику, содержащему активированный древесный уголь для измерения концентрации радона.

В избирательных пробах с помощью соответствующих фильтров исследуются размеры частиц и химический состав пыли, а также измеряется их радиоактивность. С этой целью особенно часто используются радиографические пластинки. В специальных случаях можно применить приборы для продолжительного отбора проб, позволяющие регистрировать радиоактивность атмосферы в течение длительного времени.

Союз «Медтехника» при Министерстве здравоохранения СССР выпускает аппарат для определения окиси углерода, который отличается от описанного выше следующим: в электропечь вмонтирован контактный термометр с температурой 140—200°; в электропечи помещаются две У-образные трубки с йодноватым ангидридом, одна из них предназначена для окисления окиси углерода исследуемого воздуха, другая для получения чистого воздуха в случае загрязнения последнего окисью углерода. Очистительная система смонтирована на задней стороне доски аппарата. Имеется титровальная установка, смонтированная на деревянной доске, на лицевой стороне которой помещены бутыль с раствором гидрата окиси бария и микропипетка с микровинтом. На задней стороне доски помещены две запасные бутыли для отбора проб воздуха и подставка для микропоглотителей. Для транспортировки аппарата и титровальной установки имеются два ящика.

Добавить комментарий

Закрыть меню