Методы и приборы контроля содержания вредных веществ в воздухе

Методы и приборы для определения концентрации газов

Специфика исследований качества воздушной среды заключается в том, что в большинстве случаев требуется определить очень малые количества вещества, измеряемые миллиграммами или их долями. Поэтому используемые методы должны быть высокочувствительными, точными и быстрыми. В ГН 2.2.5.1313-03 ПДК даются в миллиграммах на кубический метр, а приборы измеряют содержание вредных газов и паров чаще всего в миллиграммах на литр. Поэтому для сравнения с ПДК фактические концентрации необходимо умножить на 1000, чтобы получить результаты в миллиграммах на кубический метр.

Методы анализа проб воздуха, используемые для определения химических веществ в нем, весьма разнообразны: фотометрический, люминесцентный, спектроскопический, полярографический, хроматографический, оптический и др. Кроме указанных выше методов - высокоточных и чувствительных, требующих, однако, значительных затрат времени на определение содержания вредных и опасных веществ в воздухе, современная промсанитария располагает менее точными, но более быстрыми методами анализа. К экспресс-методам анализа воздуха относятся колориметрические и линейно-колористические методы, позволяющие оперативно в месте отбора пробы определить концентрацию загрязняющих воздух веществ. Колориметрические методы основаны на протягивании воздуха, содержащего загрязняющее вещество, через раствор, фильтровальную бумагу или зернистый твердый сорбент и измерении интенсивности полученной на них окраски путем сравнения со стандартными шкалами (образцами-эталонами) с указанной на них концентрацией исследуемого вещества. Линейно-колористический метод основан на протягивании исследуемого воздуха через стеклянные индикаторные трубки и измерении длины окрашенного столбика порошка по заранее приготовленным шкалам, показывающим зависимость этой длины от концентрации данного вещества.

Для экспресс-анализа используют переносные газоопределители - ГХ-1, ПГФ-2М, ШИ-5,ШИ-10,УГ-1,УГ-2 и др. ГХ-1 газоанализатор химический служит для определения концентрации токсических газов СО, SO₂,H₂S₂, NO₂ и газов удушающего действия (СО₂). Индикатор ПГФ-2М применяется при определении концентрации горючих газов. Блок питания – сухие батареи, что позволяет использовать при температуре окружающей среды- от -20 до + 40С^о. Газовый интерферометр ШИ-10 служит для определения содержания метана и углекислого газа.

УГ-1 (УГ-2) - универсальный газоанализатор предназначен для определения линейно-колометрическим методом в воздушной среде массовых концентраций вредных газов (паров): аммиака, ацетона, ацетилена, бензина, бензола, ксилола, окиси углерода, окиси азота, ацителена и др.

Принцип работы газоанализатора УГ-2 основан на изменении окраски слоя индикаторного порошка в индикаторной трубке после просасывания через нее воздухозаборным устройством воздуха, содержащего определенное вещество. Длина окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке пропорциональна концентрации анализируемого газа в воздухе и измеряется по шкале, градуированной мг/м³

Газоанализатор УГ-2 состоит из корпуса 7, внутри которого расположен резиновый воздушный насос 5, называемый также аспиратором или сильфоном.
Аспиратор имеет вид широкой гофрированной резиновой трубы, закрепленной между двумя металлическими фланцами. Внутри аспиратора имеется стальная пружина 4, которая держит его в растянутом положении. Для сохранения формы гофрированных поверхностей с внутренней стороны в гофры вставлены распорные кольца 6. Сильфон сжимается штоком 1 путем нажатия рукой на его головку. Прибор оборудован направляющей втулкой 2, смонтированной на верхней плите 3. Для фиксации хода штока во время движения его по направляющей втулке предусмотрен стопор 12. Шток газоанализатора имеет на противоположных сторонах канавки 15. Над канавками вверху стоит цифра, соответствующая объему просасываемого воздуха в миллилитрах. Каждая канавка имеет два отверстия для фиксации стопором обозначенного объема -протянутого через индикаторную трубку воздуха. Ход поршня от нижнего отверстия до верхнего регулируется автоматически. После протягивания обозначенного объема воздуха слышится щелчок от срабатывания стопора на верхнем отверстии канавки штока.
Нижняя часть сильфона соединена резиновой трубкой 13 со штуцером 14, к которому присоединен гибкий резиновый шланг 11, предназначенный для присоединения индикаторных трубок 10. Последние представляют собой стеклянные трубки длиной 90 мм с внутренним диаметром 2,5 мм, которые

Устройство УГ-2

Рис.1 Общий вид универсального газоанализатора УГ-2.

заполняются индикаторным порошком. На лицевой стороне панели прибора имеется гнездо 8 для хранения штока 1.

На каждый исследуемый газ имеются две шкалы-линейки (одна красного, другая черного цвета). По красной линейке замеряют концентрацию газов при использовании штоков с малым объемом просасывания воздуха, а по черной линейке - концентрацию газов при использовании штоков с большим объемом просасывания. При этом нулевое деление шкалы должно совпадать с началом границы поверхности порошка в индикаторной трубке. Отсчет берется по высоте окрашенного столбика реактива на линейке.

Таблица 3

 

Определяемый газ	Просасываемый объем, мл	Цвет индикаторного порошка после анализа	Время просасывания, мин	ПДК, мг/м^3
Сернистый ангидрид Окись углерода Окислы азота Ацетилен Сероводород Хлор Аммиак Бензин Бензол Толуол Ацетон Этиловый спирт Углеводороды нефти - керосин, уайт-спирит	300 220 325 265 300 350 250 300 350 300 300 400 300	Белый Коричневый Красный Светло-коричневый Коричневый Красный Синий Светло-коричневый Серо-зеленый Темно-коричневый Желтый Зеленый Светло-коричневый	5 8 7 6 5 7 4 7 7 7 7 10 7	10 20 5 - 10 1 20 100 5 50 200 1000 300

Методы и приборы для определения пыли

Выбор места заборов воздуха для исследования на запыленность зависит от решаемых задач: рабочая зона - на уровне дыхания – при контроле за условиями труда, в воздуховодах – при оценке эффективности вентиляции, в месте образования пыли – для гигиенической оценки оборудования.

Методы определения пыли: Для исследования концентрации пыли и ее дисперсного состава применяют весовой, счетный, фотометрический и радиометрический методы. Весовой метод. При весовом методе определяется концентрация пыли, выраженная в миллиграммах на 1 м³ (мг/м³). Этот метод считается основным.
Счетный метод. При счетном методе подсчитывается число пылевых частиц, содержащихся в 1 см³ исследуемого воздуха, а также определяются их размеры под микроскопом. Этот метод считается вспомогательным к весовому, он применяется чаще всего в гигиенических исследованиях.
Фотометрический метод. С помощью фотопылемеров, приборов, принцип действия которых основан на измерении фотометрическим способом изменения (ослабление) интенсивности светового потока, проходящего через запыленный воздух, легко и быстро определяют концентрацию пыли в воздухе. Этот метод сильно уступает в точности измерения весовому методу.
Радиометрический метод. Принцип действия радиометрических приборов основан на определении степени поглощения альфа-излучения отобранной на фильтр пробы. Но погрешность измерений составляет 30%.

Весовой метод определения запыленности воздуха

Весовой метод основан на, который основан на определении привеса пыли на фильтре, через который просасывается постоянный объем исследуемого воздуха. Концентрация пыли в воздухе определяется по формуле:

 

,

(1)

где:
m₁ - вес фильтра до отбора пробы, мг;
m₂ - вес фильтра после отбора пробы, мг;
V₀ - объем воздуха, прошедшего через фильтр, м³.

Этот объем предварительно необходимо привести к нормальным условиям (т.е. к объему, который он занимал бы при температуре 0оС и нормальном атмосферном давлении, равном 101325 Па) по формуле:
, (2)

где:
273 - абсолютная температура, К;
Т - температура воздуха, °С;
Вф - фактическое барометрическое давление в момент отбора пробы, Па;
Вн - нормальное атмосферное давление, равное 101325 Па;
V - скорость отбора пробы, л/мин;
t- время отбора пробы, мин;
1000 - коэффициент перевода литров в кубические метры (1м³=1000л).

 

Приборы для определения запыленности

Фильтры.

В настоящее время широко используются фильтры типа АФА из ткани ФПП (фильтр пылевой Петрянова). Фильтр АФА представляет собой тканевой слой равномерно уложенных ультратонких волокон из полимерных смол (рис 2,3) Фильтры АФА имеют следующие достоинства:

-хорошие фильтрующие свойства (до 100л\мин) и высокий коэффицент пылеулавливания (99,9%);

-гидрофобны, т.е. не поглощают влагу и не требуют просушивания;

- легко электризуются, что способствует задержанию осевших пылинок;

-осветляются в парах ацетона при t= 80С, превращаясь в прозрачную пленку.

Весы. Для взвешивания фильтров могут быть использованы торсионные или аналитические весы с точностью 0,2 мг.

Аспиратор – прибор для протягивания воздуха через фильтр. В качестве побудителя тяги воздуха через фильтр используются аспираторы эжекторного типа, электрического и даже обычные пылесосы.

При отсутствии подвода электрического тока, а также во взрывоопасных производствах для отбора проб используют эжекторный аспиратор АЭРА.

Реометр -прибор для определения объемной скорости воздуха, т.е. для определения расхода воздуха. Бывают жидкостные и воздушные.

Скорость протягивания регулируется и определяется по шкале реометра, отрегулированного от 0 до 20 л\мин.