Визначення хімічних забруднювачів повітря за допомогою універсального газоаналізатора УГ-2

Принцип роботи газоаналізатора – лінійно-колористичний: концентрацію хімічного забруднювача повітря визначають по довжині забарвлення індикаторного кристалічного реактиву в скляній трубці після протягування через нього певного об’єму досліджуваного повітря. Індикаторну трубку з реактивом накладають на колористичну лінійку, яка додається до приладу для кожного забруднювача повітря. На лінійці нанесені концентрації досліджуваної речовини в мг/м³.

Прилад дозволяє визначити 14 хімічних забруднювачів, які зустрічаються в промисловому виробництві: аміак, ацетон, ацетилен, бензин, бензол, ксилол, окис вуглецю, окиси азоту, сірчаний ангідрид, сірководень, толуол, вуглеводні нафти, хлор, етиловий ефір.

Для виконання аналізу готують індикаторні трубки з кристалічними реактивами, які додаються до приладу.

Порядок дослідження. На місці дослідження (в цеху, на робочих місцях, в місцях викидів забруднень), користуючись штоком з відповідним для даного аналізу об’ємом повітря, приведеним на одній з чотирьох граней, витискують повітря з повітрязабірного сифону (гумової камери, розтягнутої пружиною). Після цього приєднують до гумової трубки приладу відповідну індикаторну трубку і протягують через неї необхідний об’єм повітря, звільнивши шток від утримуючої защіпки. Після цього індикаторну трубку накладають на колориметричну лінійку і по довжині частини реактиву, яка змінила колір (потемніла), визначають концентрацію досліджуваного забруднювача.

Примітка. Враховуючи обмеженість робочого часу на занятті індикаторні трубки та імітація забруднення повітря відповідною речовиною готується лабораторією кафедри.

При можливості заняття доцільно провести в цеху підприємства.

Методи відбору проб повітря

Найбільш поширений у гігієнічній практиці аспіраційний метод придатний для відбору проб повітря, що містить речовини в твердому (пил), рідкому (пара) та газоподібному (газ) агрегатних станах, і застосовується у випадках, коли речовина, яку визначають, міститься в повітрі у малих кількостях і для її визначення потрібна велика кількість повітря. Метод грунтується на протягуванні досліджуваного повітря за допомогою аспіратора через поглинач з поглинальним середовищем, у якому досліджувана речовина затримується завдяки хімічній або фізико-хімічній взаємодії, що дає змогу сконцентрувати у поглиначі потрібну для визначення кількість речовини.

Використовують кілька типів аспіраторів. Найпростіший – це водяний аспіратор, який складається з двох однакових, попередньо каліброваних скляних бутлів місткістю 3-6 л з корками, через які проходять дві скляні трубки: одна довга, яка майже сягає дна бутля, а друга коротка, яка закінчується під корком. Довгі трубки обох бутлів сполучають гумовою трубкою із затискачем. До короткої трубки бутля, заповненого водою і розташованого вище від порожнього бутля, приєднують поглинач, відкривають затискач, і вода надходить у порожній бутель. Над поверхнею води у верхньому бутлі виникає розрідження, внаслідок чого досліджуване повітря починає просмоктуватись через поглинач. Об’єм досліджуваного повітря, яке пройшло через поглинач, дорівнює кількості води, що перелилася з верхнього бутля у нижній. Швидкість просмоктування повітря через поглинач при застосуванні водяного аспіратора становить 0,5-2 л/хв.

Найзручнішим є електроаспіратор Мігунова, що поєднує у собі електричну повітродувку і реометрів у вигляді скляних трубок-ротаметрів, два з яких призначені для вимірювання малої швидкості відбору повітря (0,1-1 л/хв), а два інші – великої швидкості (1-20 л/хв). У нижній частині ротаметри з’єднуються із штуцерами, які виведені на передню панель приладу і до яких приєднують гумові трубки з поглинальними приладами. Отже, одночасно можна відібрати 4 проби. У верхній частині ротаметри мають ручки вентилів, також виведені на передню панель, для регулювання швидкостей відбору проб повітря.

Принцип роботи приладу полягає в тому, що при вмиканні в мережу електродвигун обертає ротор повітродувки. При цьому в її корпусі утворюється знижений тиск і повітря, яке міститься поза приладом, надходить в нього через штуцери ротаметрів, а потім викидається назовні. Знаючи швидкість і час проходження повітря через аспіратор, визначають об’єм повітря, який проходить через поглинальний прилад, приєднаний до штуцера.

В тих випадках, коли відбір проб повітря необхідно проводити з швидкістю, що перевищує 20 дм³/хв, рекомендується використовувати пилесос.

Поглиначі служать для поглинання хімічних домішок з повітря за допомогою рідких або твердих поглинальних середовищ. Обирають поглинач і поглинальне середовище з урахуванням агрегатного стану речовини, що підлягає дослідженню, і необхідності забезпечення більш тривалого контакту речовини з поглинальним середовищем.

Якщо досліджувана паро- або газоподібна речовина міститься в повітрі у великих кількостях або метод визначення хімічної речовини є дуже чутливим, а отже, потребує невеликих об’ємів досліджуваного повітря, застосовуються одномоментні методи відбору проб повітря у газові піпетки місткістю 100-500 мл, калібровані бутлі місткістю 1-5 л, гумові камери. Відбирати проби з допомогою гумових камер можна лише в тому випадку, якщо досліджувана речовина не реагує з гумою. В гумових камерах повітря не можна зберігати більше 2-3 годин. Повітря в камеру накачують велосипедним насосом. Для дослідження пробу повітря переводять у калібрувальний бутель або поглинач з поглинальним середовищем. Заповнення газових піпеток і бутлів досліджуваним повітрям здійснюється способом виливання, способом обміну та вакуумним способом.

Відбір проб повітря методом обміну. Досліджуване повітря багаторазово продувають через газову піпетку або калібрувальний бутель. Піпетку заповнюють досліджуваним повітрям за допомогою гумової груші або насосу при відкритих обох кранах або затискачах. Після відбору крани або затискачі закривають. При застосуванні калібрувальних бутлів їх обладнують корками з двома скляними трубками, до зовнішніх кінців яких приєднані гумові трубки з затискачами. Перед відбором проби затискачі знімають, до однієї з трубок приєднують гумову грушу або насос і багаторазово продувають бутель досліджуваним повітрям. Після відбору проби обидві трубки перетискають затискачами.

Досліджуване повітря продувають через суху газову піпетку або калібрувальний бутель в десятикратній кількості по відношенню до об’єму посудини.

Вакуумний метод відбору проб повітря. У товстостінному калібрувальному бутлі створюють розрідження за допомогою насоса Комовського. Повітря відкачують із бутля до залишкового тиску 10-15 мм рт. ст., загвинчують затискач на гумовій трубці, від’єднують бутель від насоса і в кінець гумової трубки вставляють скляну паличку. В місці відбору проби бутель відкривають, і він швидко заповнюється повітрям через різницю тиску. Після відбору проби загвинчують затискач і в отвір гумової трубки вставляють скляну паличку.

Відбір проб повітря методом виливання. Газову піпетку або калібрувальний бутель наповнюють рідиною, яка не реагує з досліджуваною речовиною і не розчиняє її. З цією метою можна використати воду, якщо досліджувана речовина розчиняється в ній, то посудину заповнюють насиченими (гіпертонічними) розчинами натрію хлориду або кальцію хлориду.

В місці відбору проб рідину виливають, і в посудину надходить досліджуване повітря. Після цього перетискають гумові трубки затискачами і у кінці трубок встановлюють скляні палички або закривають обидва крани газової піпетки.