КОНТРОЛЬ СОСТАВА ПРОМЫШЛЕННОЙ АТМОСФЕРЫ

Для контроля состава проматмосферы применяются 2 метода — лабо­раторный и экспресс-анализ. Лабораторный метод предусматривает отбор проб воздуха на рабочих местах в стеклянные или резиновые емкости, дос­тавку их в лабораторию и обработку на стационарно установленном обору­довании. Экспресс-метод позволяет оперативно, с достаточной для практиче­ских целей точностью, определить концентрацию того или иного газа в смеси непосредственно на рабочем месте.

Приборы для лабораторного анализа воздуха работают на современ­ных методах кондуктометрии, хроматографии, спектрометрии, полярографии и т.п. Кондуктометрия - электрохимический метод анализа, базирующийся на измерении разности в электропроводности растворов разной концентра­ции. Хроматография — метод разделения и анализа смесей, основанный на различном распределении компонентов между двумя фазами — неподвижной и подвижной. Хроматографические методы используют различную способ­ность входящих в состав элементов к адсорбции, абсорбции или ионообмену. Хроматографическое разделение компонентов производится в капиллярах, колонках или на тонкослойных пластинах. В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы различают жидкостную или газовую хроматографию. Спектральный анализ - физический метод качественного и количест­венного определения состава сложного вещества или смеси по оптическим спектрам входящих в их состав компонентов. Различают 2 вида спектрально­го анализа: эмиссионный (по спектрам излучения) и абсорбционный (по спектрам поглощения). Спектральный анализ является очень точным мето­дом, позволяющим исследовать структуру веществ (состав смеси) на молеку­лярном и даже атомном уровне. Полярография - физико-химический метод анализа и изучения кинетики химических процессов, основанный на сличе­нии вольтамперных кривых (полярограмм), получаемых при электролизе сложных растворов.

Наименование лабораторных приборов соответствует заложенным в них принципам действия: фотоэлектроколориметры (серия ФЭК), спектрофо­тометры (серия СФ), хроматографы (серия «Цвет»), полярографы.

Достоинствами лабораторного метода являются полнота и высокая точность анализа. К его недостаткам следует отнести сложность, трудоем­кость, достаточно высокую стоимость, не оперативность.

Приборы экспресс-анализа - портативные (индивидуальные) газоана­лизаторы работают на основе одного из следующих принципов.

При использовании принципа поглощения исследуемая проба воздуха закачивается в герметически закрывающуюся емкость, в которой находится химический реагент, способный поглощать только один определенный газ. Концентрация газа в смеси устанавливается по степени снижения давления внутри емкости.

Колориметрический принцип основан на изменении цвета реактива -индикатора при его взаимодействии с определенными веществами. Порош­ковыми индикаторами наполняются стеклянные трубки, через которые про­пускается определенный объем воздуха. Концентрация устанавливается по интенсивности и длине распространения окраски вдоль индикаторной труб­ки.

Термический принцип заключается в сжигании горючих газов в замкнутом объеме и измерении количества выделившегося тепла, которое прямо пропорционально массовой концентрации газа.

Оптический принцип базируется на различии оптических свойств различных газов и паров (интерференция света, показатель преломления про­зрачной среды и т.п.). При его использовании поляризованный луч света пропускается через емкость, наполненную исследуемой пробой воздуха. Угол отклонения луча служит мерилом концентрации определенного газа.

В настоящее время в России выпускается целая гамма портативных газоанализаторов: ОК-101 (кислород), УЧ-111 (окись углерода), ШИ-10 и ГИК-3 (метан, водород, углекислый газ), ХОББИТ (хлор, аммиак), ИН­СПЕКТОР (универсальный), АНКАТ (окись углерода, окислы азота, серово­дород, сернистый ангидрид) и пр.

Производственные помещения, где в силу специфики технологиче­ских процессов количества выделяющихся вредных веществ могут варьировать в широких диапазонах, должны быть оборудованы стационарными газо­анализаторами (серии «Сирена», «Щит», СТХ и др.). Эти устройства произ­водят непрерывное автоматическое измерение концентрации вредных ве­ществ в воздухе и при превышении ПДК подают акустический или звуковой сигнал, предупреждающий о возможной опасности. Некоторые типы газо­анализаторов могут выполнять дополнительные функции по обеспечению безопасности, например, включать аварийную вентиляцию, отключать элек­троэнергию и т.п.

При лабораторном анализе промышленной атмосферы на запылен­ность используются 2 метода: гравиметрический (весовой) и кониметрический (счетный).

Гравиметрический метод позволяет определить массу пыли, содер­жащейся в единице объема исследуемого воздуха. Его принцип заключается в просасывании через фильтр из пористого материала (бумага, ткань, вата) запыленного воздуха с фиксацией массы фильтра до отбора пробы (m₂ мг), массы фильтра после отбора пробы (m₁, мг), скорости просасывания воздуха через фильтр (V, л/мин) и времени отбора пробы (t, мин). После этого кон­центрация пыли в воздухе, (С, мг/м³), рассчитывается как

Кониметрический метод позволяет производить дисперсионный ана­лиз аэрозоля по крупности и размерам пылевых частиц. Пылевой препарат в данном случае получается путем пропускания определенного количества ис­следуемого воздуха мимо стеклянной пластинки, покрытой тонким слоем липкого прозрачного вещества (глицерин, канадский бальзам и т.п.). Пласти­на с прилипшими к ней пылинками рассматривается под микроскопом, снаб­женным окулярным и объективным микрометрами. В итоге определяется, какой % от общего числа пылинок составляют частицы определенных разме­ров и формы. Результат обычно имеет размерность частиц/см³.

Приборы пылевого экспресс-анализа используют принципы электри­зации и фотоэлектрического эффекта. В первом случае аэрозоль перед попа­данием в измерительную камеру проходит между двумя электродами, соз­дающими электрическое поле большой напряженности, вследствие чего пы­левые частицы приобретают электрический заряд. В камере измеряется сум­марная величина электрического заряда, которая прямо пропорциональна общей массе наэлектризованных частиц. Во втором случае поток аэрозоля с постоянной скоростью пропускается поперек поляризованного светового луча. Попадая из темноты в луч света, каждая пылинка как бы вспыхивает, соз­давая импульс рассеянного и отраженного света. Каждый световой импульс создает в электронном фотоумножителе импульс тока, параметры которого пропорциональны поперечным размерам частиц. Затем эти импульсы прохо­дят через усилитель, разделитель по амплитудам и подсчитываются фото­электрическим счетчиком.

Контроль состава промышленной атмосферы проводится на типовых рабочих местах при наиболее характерных производственных условиях. При наличии в воздухе нескольких вредных веществ должна определяться кон­центрация каждого из них. Если количество выделяющихся веществ доста­точно обильно и диапазон вредности весьма широк, то допускается прово­дить контроль воздушной среды только по наиболее характерным или опас­ным веществам, перечень которых устанавливается органами Госсанэпиднадзора.

Периодичность контроля зависит от класса опасности вещества: кон­центрация веществ первого класса измеряется не реже 1 раза в 10 дней, вто­рого класса - не реже 1 раза в месяц, III- и IV-го классов - не реже 1 раза в квартал. В зависимости от конкретных условий производства (сезонность, длительное соответствие содержания веществ III- и 1У-го классов ПДК и т.д.), периодичность контроля может быть изменена по согласованию с орга­нами Санэпиднадзора. При возможном поступлении в проматмосферу вред­ных веществ с остронаправленным механизмом действия (оксиды азота, хлор, озон, формальдегид и пр.) должен быть обеспечен непрерывный кон­троль содержания этих веществ с сигнализацией о возможном превышении ПДК.

Отбор проб должен производиться в зоне дыхания, т.е. в пространст­ве радиусом до 0,5 м от лица работающего. Суммарная погрешность измере­ния концентрации вредного вещества не должна превышать ±25%. Если в атмосфере находятся вещества, способные исказить определение данного, перед поступлением в измерительный тракт проба воздуха должна быть ос­вобождена от них пропусканием через определенные поглотители.

В течение смены в одной точке должно быть последовательно ото­брано не менее 3-х проб. Для аэрозолей преимущественно фиброгенного действия допускается отбор одной пробы. Суммарное время отбора проб должно быть не менее: для токсичных веществ - 15 мин, для преимущест­венно фиброгенного действия - 30 мин. Результаты 3-х проб арифметически усредняются. Среднесменная концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны рассчитывается как средневзвешенная по времени, а с учетом пребывания работающего на всех (в том числе и вне контакта с контроли­руемым веществом) стадиях и операциях технологического процесса. При этом наблюдениями должны быть охвачены не менее 3 смен на протяжении не менее 75% рабочего времени каждый.

Для сопоставимости результатов объемы отбираемых проб воздуха должны быть приведены к нормальным условиям: Т_н=293°К (20°С), Р_н=101,3 кПа (750 мм ртутного столба) по формуле:

где Т_ф, Р_ф и Q_ф - фактические значения температуры, давления и объ­ема отбираемого воздуха;

Т_ф, Р_ф и Q_ф - то же при нормальных условиях.