Средства контроля воздушных и других газообразных сред

Подразделяют на (по особенностям анализируемой воздушной среды):

1) технические средства контроля загрязнения (ТСКЗ) атмосферного воздуха

населенных пунктов и жилых помещений;

2) ТСКЗ воздуха рабочей зоны и производственных помещений;

3) ТСКЗ выбросов и паровоздушных смесей, поступающих в атмосферу.

 

На: стационарные лабораторные СИ с предварительным отбором проб и средства экспресс-анализа (портативные, переносные, на основе индикаторных трубок полуколичественных экспресс-тестов и индикаторных бумажек, пленок).

 

По степени автоматизации на: автоматические газоанализаторы и газосигнализаторы и неавтоматические приборы и СИ.

Более часто при контроле загрязнения воздуха применяется процедуры лабораторного анализа с разделенными процедурами отбора и измерения показателей проб. При этом используются следующие средства измерения:

- фотометры и спектрофотометры 50% (>60 методик),

- хроматографы 20% (30),

- атомно-абсорбционные спектрометры 10% (15),

- потенциометрические приборы 4% (5),

- флуориметры и титраторы по 2,5% (по3),

- кулонометры и весовые приборы по 1.5% (по2),

- остальные (хромато-масс-спектрофотометры, рентгено-флуоресцентные и электрометрические приборы и т.д.) ˂1% (по 1-2).

Газоаналитические приборы могут быть сгруппированы следующим образом:

• промышленные газоанализаторы - более 60 (> 40 %),
• анализаторы атмосферного воздуха - около 50 (30 %),
• газоанализаторы транспортных выбросов - около 20 (13 %),
• аппаратура контроля пыли и дымности - около 20 (13 %),

иные (экспресс - определители и др.) - более 5 (около 4 %).

Среди промышленных газоанализаторов наиболее часто применяются автоматические приборы, предназначенные для контроля воздуха рабочей зоны, а также выбросов различных производств и теплоэнергетических установок для следующих загрязняющих веществ: СО, SO₂, NO, NO₂, O₂, CO₂, H₂S, NO_x, Cl₂, NH_3, формальдегида, фенола, бензола и других веществ.

Анализаторы атмосферного воздуха в наибольшей степени ориентированы на контроль SO₂ (30 %), NO_x и Hg (по 23 %), О₃ (18 %), H₂S, CS₂, NH₃, УВ, пыль.

Отечественные газоанализаторы транспортных выбросов, как правило, в комплексе измеряют содержание СО (100 % приборов), УВ (100 %), СО₂ (30 %), NO_X и SO₂ (по 15 %), а также дымность и число оборотов двигателя.

 

Неавтоматизированные технические средства контроля загрязнений ТСК З на основе индикаторных трубок, полуколичественных экспресс-тестов, индикаторных бумажек, пленок и т.д. чаще всего используются для решения «поисковой» задачи, а также для предварительных полуколичественных измерений.

 

Примерно 2100 соединений нормируется в гигиеническом отношении на уровне, благоприятном для проживания человека. Примерно столько же веществ (многие из них повторяются) нормируется в воздухе рабочей зоны.

Для формирования перечня приоритетных загрязняющих веществ используют:

1)перечни ПДК и ОБУВ;

2)перечни ЗВ, для которых установлены «базовые нормативы за выброс в атмосферу ЗВ от стационарных и передвижных источников» (примерно 200 токсических веществ, чаще других встречающихся в воздушных выбросах промышленных предприятий, теплоэнергетических установок и автотранспорта);

3)перечень приоритетных в-в- загрязнителей атмосферы, разработанный гидрометеослужбой в конце 80-х годов (Ю.А.Израэль), включает 36 ЗВ, наиболее часто встречающихся в атмосфере в значительных количествах;

4) список загрязнителей атмосферного воздуха (речь идет о 18 неканцерогенных веществах, для которых Европейское отделение ВОЗ рекомендовало средние значения допустимых концентраций), номенклатура которых в первую очередь должна учитываться при формировании типового (базового) комплекта приборов и методик;

5) полезно учитывать перечни 26 «основных» веществ (Природопользование, под. Ред Арустамова 2000г), превышение которых в концентрациях, превышающих ПДК, вызывает опасение о состоянии воздушного бассейна или позволяет считать его «опасным» или «очень опасным»;

6) перечень веществ, содержащихся в рекомендациях по нормированию времени на производство анализов проб промышленных выбросов, атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны (36 в-в).

Совмещение этих перечней позволяет сформировать «минимально достаточный» список приоритетных веществ для экологического мониторинга загрязнения атмосферы ЗВ, для которых экоаналитический контроль должен быть сегодня «абсолютно обязательным».Указанные 40 веществ (азота диоксид азота оксид, аммиак, ацетон, бензапирен, бензол, ванадий, 1,2-дихлорэтан, кадмий, ксилол, марганец, медь, метанол, метилмеркаптан, никель, озон, пыль, ртуть, сажа, свинец и его соединения, сероводород, сероуглерод, серная кислота, диоксид серы, синильная кислота,соляная кислота, стирол, углеводороды(сумма), углерода оксид, тетрахлорэтилен, толуол, трихлорэтилен, фенол, формальдегид, фтористые соединения, фурфурол, хлор, хром, цинка оксид,этилбензол) составляют примерно 70 % от общего числа по перечню химических соединений, которые анализируются с помощью более чем различных МВИ, допущенных при контроле загрязнения атмосферы.

В число оставшихся 30% веществ входят в основном органические соединения (акрилаты, акролеин, амины, асбест, высокомолекулярные спирты,капролактам, карбоновые кислоты, нитрилы, циклогексан, фреоны, хлорорганические пестициды, полихлорбифенилы, полихлорированные дибензо-n-диоксины и дибензофураны), неорганические вещества (Br, As,Se,Te, соединения борной, фосфорной и угольной кислот, тяжелые и иные металлы –Fe,K,Ca,Co,Mq,Na,Sr,Ti,Zr и др.), а также некоторые физико-химические показатели атмосферных осадков (рН, кислотность, удельная электропроводность).

 

При санитарно-гигиеническом нормировании (по линии Минздрава) в перечень нормируемых показателкй химического загрязнения включены: в-в, для которых установлены ПДК ЗВ в атм. воздухе населенных пунктов и в-в, имеющих безопасный ориентировочный уровень воздействия ЗВ в атм. воздухе населенных пунктов.

 

Газовый анализ

Анализ смесей газов с целью установления их качественного и количественного состава называют газовым анализом. Все приборы газового анализа можно классифицировать:

- по функциональным возможностям: индикаторы, течеискатели, сигнализаторы, газоанализаторы;

- по конструктивному исполнению: стационарные, переносимые, портативные;

- по количеству измеряемых компонентов: однокомпонентные и многокомпонентные;

- по количеству каналов измерения: одноканальные и многоканальные;

- по режиму работы: непрерывного и циклического действия;

- по назначению: контроль атмосферного воздуха, контроль воздуха рабочей зоны (безопасность), контроль промышленных выбросов (экология), контроль технологических процессов (технология), контроль газов в воде и др. жидкостях, контроль рудничной атмосферы, контроль выхлопных газов автомобилей (экология и технология).

Индикаторы, течеискатели, сигнализаторы — это приборы, осуществляющие сигнализацию о наличии искомого компонента или о достижении заранее установленного значения концентрации анализируемого компонента (или их суммы) и не предназначенные для количественной оценки фактической концентрации.

В условиях современных промышленных предприятий опасные концентра­ции газов и паров в воздухе рабочей зоны могут создаваться за короткие сроки и процесс возникновения опасной ситуации носит случайный характер. Поэтому автоматический контроль загазованности воздуха рабочей зоны становится необходимым элементом контроля и управления технологическими про­цессами. Для этой цели предназначены автоматические газоанализаторы контроля концентраций вредных веществ в воздухе и сигнализаторы довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров.

Сигнализатор - прибор, осуществляющий только сигнализацию о достижении заранее установленного значения концентрации заданного компонента (или их суммы) и не предназначенный для количественной оценки фактической концентрации. Для обеспечения взрывобезопасности технологических процессов используют автоматические сигнализаторы довзрывоопасных концентраций

Газоанализатор — средство измерения содержания одногоилинескольких компонентов в газовой смеси.

Автоматический газоанализатор представляет собой прибор, в котором отбор проб воздуха, измерение концентрации контролируемого компонента, выдача и запись результатов анализа, а затем и удаление пробы осуществляются автоматически по заданной программе без участия обслуживающего персонала.

Для контроля воздушной среды используют газоанализаторы, работа которых основана на различных принципах.