ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ.

При определении содержания вредных веществ в воздухе используются физические, физико-химические и химические методы. Методы, применяемые при определении содержании вредных веществ в воздухе, можно подразделить на аспирашюнные и безаспирационные.

К безаспирационным методам можно отнести так называемые экспресс-тесты, например экспресс-тест для определения концентрации аммиака в воздухе рабочей зоны. Как правило, экспресс-тест состоит из тканевой основы, пропитанной индикаторным веществом и изолированной от окружающей среды. Для производства измерения герметичность изоляции нарушается, воздух поступает к основе, вредное вещество вступает в реакцию с индикатором, вызывая его окрашивание. Через определенное время оценивают размер окрашенной области и по этому показателю, сравнивая с эталонном, оценивают концентрацию вредного вещества в воздухе. Точность метода невелика, его относят к полуколичественным. Аспирационные методы представлены. например, методами определения концентрации вредных веществ в воздухе с использованием индикаторных трубок. Индикаторная трубка представляет собой стеклянную трубку, заполненную индикаторным порошком. При проведении анализа через индикаторную трубку протягивается (аспирируется) определенный объем воздуха, загрязненного вредным веществом, находящимся в состоянии газа, пара или капельно-жидком состоянии. Состав индикаторного порошка может быть подобран таким образом, чтобы строго определенное вредное вещество, содержащееся в воздухе, могло вступить в реакцию с компонентами порошка и продукты реакции были окрашены. Сравнивая величину окрашенной области индикаторной трубки с эталонным образцом (шкалой) судят о концентрации вредного вещества в воздухе.

Определение концентрации вредных вешеств в воздухе с использование индикаторных трубок можно проводить с использованием универсального газоанализатора УГ-2 (Рис 1). Газоанализатор типа УГ-2 - универсальный переносной прибор, предназначенный для количественного определения вредных веществ в воздухе производственного помещения.

Принцип работы газоанализатора основан на протягивании \ исследуемого воздуха через индикаторную трубку, заполненную I индикаторным порошком. В результате химической реакции индикаторный порошок изменяет свой цвет на определенную высоту в зависимости от концентрации определяемого вещества. Газоанализатор УГ-2 представляет собой воздухозаборное устройство ~- металлический корпус 1 с находящимися внутри корпуса резиновым сильфоном 2. Сильфон ограничен в верхней и нижней части двумя фланцами.

Под верхним фланцем расположен металлический стакан 3, в котором находится пружина 4 в сжатом состоянии. Для придания сильной жесткости и сохранения постоянного объема в его внутренних гофрах установлены распорные кольца 5. На верхней плате 10 газоанализатора неподвижная втулка 8 для движения штока 7, стопор для фиксации 9, отверстие для его хранения, штуцер 11 с надетой на него отводной резиновой трубкой 12. Свободный конец резиновой трубки служит для присоединения индикаторной трубки.

На цилиндрической поверхности штока расположены четыре продольных канавки с двумя углублениями 6. Расстояние между углублениями на канавках подобраны таким образом, чтобы при ходе штока от одного углубления до другого, сильфон забирал необходимое для анализа количество исследуемого воздуха. Цифры над головкой штока указывают величину объема воздуха, соответствующую ходу штока.

Аспирирование или протягивание воздуха через индикаторную трубку осуществляется после растяжения пружины штоком, сильфон при этом сжимается.

При отпускании фиксатора шток начинает подниматься вверх за счет энергии пружины, возвращающейся в сжатое состояние. Резиновый сильфон соответственно увеличивается в объеме, в нем создается частичное разряжение и начинается подсос воздуха из атмосферы. Загрязнённый воздух проходит через индикаторную трубку с порошком. Процесс идет до тех пор, пока фиксатор не попадает в верхнее углубление штока.

Химическая реакция в индикаторной трубке продолжается, поэтому размеры концентрации вредных веществ по высоте окрашенного столба необходимо проверить не менее чем через 5 минут после осуществления забора воздуха.

Таблица 5.

Перечень вредных веществ, определяемых газоанализатором УГ-2 и характеристики индикаторных порошков.

Использование индикаторных трубок до сих пор остается относительно дешевым и точным методом анализа, однако этот метод не лишен определенных недостатков. Использование индикаторных трубок влечет за собой значительный расход материалов. Не обеспечивается экспрессность метода, то есть между отбором пробы может и получением результата должно пройти какое-то немалое время, тогда как в случае технологической аварии, сопряженной с утечкой вредных веществ, важность быстрого определения результата чрезвычайно велика и от этого может зависеть жизнь людей. Не обеспечивается и непрерывный контроль за содержание вредных веществ в воздухе. Имеются и другие недостатки. Поэтому все большее распространение получают физические и физикохимические метода, реализованные в электронных приборах учета и контроля содержания вредных вешеств в воздухе, основанные на фотоионизационных, электрохимических и иных принципах. Таков фотоионизационный газоанализатор "Колион-1", он предназначен для измерения концентраций органических и неорганических ядовитых соединений в воздухе, а также обнаружения мест утечек и выбросов и определения их интенсивности. Газоанализатор является средством экспресс-анализа и сигнализации о превышении заданного значения концентрации вредных веществ. Кроме того, прибор позволяет определить степень опасности пребывания человека в зоне аварии.

"Колион-1" состоит из пробника и измерительного блока, соединенных кабелем. Пробник включает: фотоионизациошгый детектор, электрометрический усилитель, побудитель расхода, электрический кабель, пробозаборную трубку из нержавеющей стали и пневматическую линию. В детекторе источником вакуумного ультрафиолетового излучения (ВУФ-излучепия) является лампа тлеющего разряда.

В состав измерительного блока входят: блоки питания к сигнализации, аккумуляторы, цифровой вольтметр и пьезосигнализатор. Вольтметр служит для индикации сигнала, поступающего с выхода блока питания, а пьезосигнализатор подает звуковой сигнал. На передней панели измерительного блока расположены: тумблеры включения прибора и побудителя расхода, резистор настройки порога срабатывания сигнализации, светодиоды "Работа" и "Сигнализация", разъемы для подключения пробника и зарядного устройства, жидкокристаллический индикатор, который в цифровом виде представляет значения кошдентрации измеряемого вещества, и переключатель рода работ. Имеется три поддиапазона измерения: проверка напряжения аккумуляторов, настройка порога срабатывания сигнализации и резистор настройки порога срабатывания сигнализации.

Принцип действия газоанализатора заключается в использовании фотоионизационного метода детектирования, основанного на ионизации молекул ВУФ-излучением.

Воздух с помощью побудителя расхода прокачивается через детекгор, где анализируемое вещество ионизируется ВУФ-излучением. Заряженные частицы под воздействием приложенного к электродам напряжения перемешаются в ионизационной камере детектора, формируя токовый сигнал, пропорциональный концентрации вещества. Для защиты от внешних воздействий детектор закрыт электростатической сеткой. Побудитель расхода соединен с детектором пневматической линией. Электрометрический усилитель повышает силу токового сигнала фотоионизационного детектора, с которым он соединен. Пробозаборная трубка используется при поиске утечек ядовитого вещества в техологическом оборудовании.

В ходе ликвидации аварий с помощью газоанализатора можно оценить степень опасности зараженного воздуха, направление и скорость перемещения опасных веществ в нем, степень загрязнения ими почвы и глубину проникновения в нее.

При выпуске газоанализатор может градуироваться по одному из веществ (бензол, аммиак и т.п.). Тем не менее, в частности, в приборе, отградуированном по бензолу, приводятся коэффициенты пересчета для аммиака, ацетона, гексана, гидразина, ксилоламетилмеркаптана. этилмеркапгана. сероводорода, сероуглерода, толуола, циклогексана, бензина. керосина, диметил формам ида, трихлорэтилена,

Рис 1. Схема универсального газоанализатора УГ-2: 1. - корпус металлический; 2. - сильфон резиновый; 3. - стакан металлический; 4. - пружина; 5. - кольца распорные; 6. - углубление продольной канавки штока; 7. - шток; 8. - втулка неподвижная; 9. -стопор; 10.- плата верхняя; П. - штуцер; 12.- трубка отводная

IV. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Внимательно ознакомиться с теоретической частью и указаниями по выполнению работы.

2. Согласовать с преподавателем, концентрацию каких веществ следует определить в данной работе.

3. Подобрать соответствующие индикаторные порошки. Внимание! При работе с индикаторными порошками соблюдайте осторожность! Не допускайте попадания на одежду, тетради, книги порошка. При попадании порошка на руки аккуратно стряхните его в раковину умывальника и вымойте руки водой.

4. Подготовить индикаторные трубочки. Для этого в один конец стеклянной трубоки заложить кусочек гигроскопической ватой слоем в 5 мм без уплотнения. Через стеклянную воронку в другой конец трубочки засыпать порошок. Легким постукиванием трубочки о стол уплотнить порошок. Трубка должна быть заполнена порошком на всю высоту. Оставить место только для второго ватного тампона слоем 5 мм.

5. Выбрать необходимый объем анализируемого воздуха, пользуясь таблицей 2.

6. Соответственно выбранной величине объема воздуха выбрать одггу из поверхностей штока. Отведя стопор в сторону, вставить шток во втулку выбранной поверхностью к стопору. Давлением руки на головку штока сжимать сильфон до тех пор, пока стопор не зафиксируется в верхнем углублении, в канавке штока.

7. Вставить подготовленную индикаторную трубку в свободный конец резиновой отводной трубки.

8. Прибор готов к работе. Придерживая ладонью головку штока, другой отпустить стопор.

КАК ТОЛЬКО ШТОК НАЧИНАЕТ ДВИГАТЬСЯ. СТОПОР И ШТОК ОТПУСКАЮТ!

После щелчка движение штока прекращается, а просасывание воздуха продолжается вследствие остаточного вакуума в сильфоне.

9. Индикаторный порошок после воздействия определяемого газа меняет окраску согласно таблице 2. Концентрация определяемого газа находят, совмещая нижнюю границу столбика окрашенного порошка индикаторной трубки с нулевой отметкой измерительной шкалы этикетки. Цифра на шкале, совпадающая с верхней границей окрашенного столбика, указывает концентрацию определяемого газа.

10. Измерения проводить не менее 2-3 раз, каждый раз новой трубкой. Результаты измерения занести в таблицу, определить среднеарифметическое значение. Сравнить это значение с предельно-допустимой концентрацией для исследуемого газа.

Таблица 6.

БЛАНК ТАБЛИЦА ЗАМЕРОВ

11. Сделать вывод о возможности работы в таких условиях.

Дополнительные сведения об определении содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны можно найти в методических указаниях "Контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны" N 3936-85, "Методика контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны" (приложение 9 Руководства 2.2.755-99 Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса), и методических указаниях "Измерение концентраций аэрозолей преимущественно фиброгенного действия" N 4436-87.

Контрольные вопросы

I. Каков состав чистого атмосферного воздуха и как изменяется состав воздуха под влиянием деятельности человека? 2. Что такое рабочая зона и рабочее место? 3. От чего зависит воздействие вредных веществ на организм человека? 4. Какие классы опасности вредных веществ существуют? Приведите примеры веществ для каждого класса опасности. 5. Какие меры первой помощи оказываются при отравлении вредными веществами? 6. Что такое порог хронического воздействия и как он связан с ПДК? 7. Какие виды ПДК существуют? Дайте их определения. 8. Какие нормативные документы регламентируют качество воздуха рабочей зоны, населенного пункта? 9. Как нормируется содержание вредных веществ в воздухе, если их содержится в воздухе более одного? 10. Какие приборы используются для определения содержания вредных веществ в воздухе? Принцип их работы?

II.