Файл: Лекции по мониторингу.doc

В комплект входят пеналы с индикаторными полоска­ми на обнаружение в воде Cl~, NO_X, NH4, Fe²⁺, Mn²⁺ и бактерий, а также приборы для определения жесткости воды и содержания растворенного кислорода.

Параметры, определяемые приборами:

Mercoquant-10025 — жесткость воды (0—400 мг/л);

Aquachek-5 — общий хлор (0—14 мг/л); свободный хлор (хлорамины) (0—10 мг/л);

Aquachek — нитраты (0—225 мг/л), нитриты (0—10 мг/л);

Mercoquant-10024 — аммоний (NH4);

Mercoquant-10004 — ионы Fe²⁺;

Mercoquant-10005 — ионы Мп²⁺;

Mercoquant — рН (2—9);

Lachema — рН (0—12);

Bactochek EC — количество кишечных палочек.

Методика работы с приборами и приспособлениями

Для проведения анализа необходимо вынуть из пенала индикаторную полоску и подставить ее под струю воды. Через 1—2 мин сверить индикацию полоски со стандарт­ной шкалой, изображенной на пенале комплекта. Поло­ску Bactochek EC для определения бактерий после смачи­вания следует поместить в стерильный пакет и хранить в термостате 18—22 ч при / = 25—30 °С.

Определение содержания растворенного кислорода в воде производят с помощью прибора-индикатора, анали­зирующий электрод которого опускают в стеклянный ци­линдр или колбу с анализируемой пробой воды.

В комплекты Ки-28014 и Ки-28066 входят радиометр «Сосна» и нитратомер типа ЭБИК.

Фотометр «Merit» SQ 118 и аналитическая система «Спектроквант»

Назначение фотометра «Merk» SQ 118

Измерение концентрации ионов, вредных веществ в водных растворах, почве и твердых отходах.

Прибор снабжен вольфрамовой галогенной лампой, фильтрованным ротором и 12 светофильтрами; работает в диапазоне длин волн 365—820 нм. Рассчитан для работы с прямоугольными или круглыми кюветами.

Технические характеристики фотометра:

3. время прогрева — 5 мин;

4. рабочая температура — 10—35 °С (при заданной точности); 0—50 °С (при расширенной точности);

5. относительная влажность воздуха — 25—70%;

6. объем памяти — 250 методов введения параметров, 250 результатов.

Аналитическая система «Спектроквант» — программа, в банке данных которой содержится значение диэлектри­ческой проницаемости среды D, что позволяет отказаться от подготовки стандартных растворов и построения гра-дуировочных графиков.

Порядок работы аналитической системы:

1. с помощью клавиши ввода вносят номер метода;

2. готовят эталонный и анализируемый растворы;

3. замеряют рН (кислотность) измеряемого раствора;

4. переводят фотометр в режим ожидания;

5. программируют время реакции (длительность — 5 мин);

6. после сигнала зуммера определяют содержание необходимого компонента в растворе (методом сравнения эталонной и анализируемой проб).

Газоанализатор ГИАМ-21

Назначение прибора

Газоанализатор ГИАМ-21 предназначен для определе­ния концентрации окиси углерода (СО), углеводородов (СН) в. отработавших газах и частоты вращения коленча­того вала в карбюраторах автодвигателей.

Применяют в ГИБДД МВД России, на станциях тех­нического обслуживания и т. д.

Кроме газоанализатора в комплект прибора входят:

3. фильтр-отстойник для отделения жидкости от газа в процессе очистки от механических примесей;

4. газозаборник для отбора пробы газа из выхлопной трубы автомобиля.

Методика работы с прибором

1.С помощью прозрачного поливинилхлоридного шланга соединить:

3. выходной штуцер фильтра-отстойника — со штуцером «Вход» газоанализатора;

4. входной штуцер фильтра-отстойника — с газозаборником.

2. Кнопкой «Сеть» включить прибор и прогреть его в течение 20—30 мин.

3. Показания индикаторов СО и СН с помощью ручек подстройки каналов привести к нулевым значениям.

2. Включить кнопку «Насос» (продувка системы).

2. Включить кнопку «Калибр» и сверить контрольные значения по таблице, прилагаемой к прибору.

2. Прогреть двигатель автомобиля («газануть» 5 раз).

2. На 6-й раз вставить газозаборник в выхлопную трубу автомобиля.

2. Включить кнопку «Насос».

2. Через 30—60 с отключить кнопку «Насос» и зафиксировать показания индикаторов СН и СО.

10.Повторить 3—5 раз замеры, как указано в пп. 8 и 9.
Для определения частоты вращения коленчатого вала двигателя необходимо:

—соединить клемму «XI» («Вход тахометра») с катушкой зажигания автомобиля, а клемму «Х5» («земля») — с клеммой «+» аккумулятора (эти клеммы расположены
с обратной стороны прибора);

• включить прибор кнопкой «Сеть»;

• после прогрева прибора установить нулевые значения в соответствии с п. 3;

• перевести положение кнопки «СН/Тах» в положение «Мax»;

• на табло индикации зафиксировать значение числа оборотов коленчатого вала в минуту.

Оценка результатов измерений

1.Среднее значение показаний прибора определяют по формуле

А =

где Аг — сумма показаний проведенных замеров; п — число замеров.

2.При измерениях необходимо учитывать, что показа­ния А (СО, СН) зависят от атмосферного давления р.Поэтому для определения истинного значения концентрации выхлопных газов нужно использовать формулу

А = К • А_{,

где А — истинное значение концентрации; A_i — показание газоанализатора; К — коэффициент зависимости от ат­мосферного давления (нормальное давление _тм = 760 мм рт. ст., или 101,3 Па; отсюда К— 1,11 по графической за­висимости).

3.Формула перевода ррт СН в % СН: 1% СН = 1 • Ю-⁴ ррт СН.

4.После окончания работы необходимо:

• отключить прибор кнопкой «Сеть»;

• отсоединить клеммы тахометра (или фильтр-отстойник);

• снять крышку фильтра тонкой очистки и проверить фильтрующий элемент;

• при необходимости заменить фильтрующий элемент на новый (отработавший приобретает грязно-серый цвет).

Технические характеристики приоора:

• диапазон измерений: СО — 0—5%, СН — 0—5000 ррт;

• погрешность измерений: СО и СН — ±5%, частоты вращения — ±2,5%;

• дифференциальное время одного измерения (про­грев прибора и отбор пробы) — 25—35 мин;

• время работы без корректировки показаний (без выключения прибора) — 8 ч.

Приборы 3-го уровня

К промышленным стационарным приборам этого уровня относят: ИК-спектрофотометры и спектрометры (спектрофотометры ИКС-22, ИКС-29, ИКС-17, РЕ180 (США); ИК-спектрофотометры М80/М85, «Specord», ИК-Фурье; спектрометры ИКС-21, ИКС-31, IFS Брукер), а также монохроматоры и спектрофотометры для види­мой и УФ-областей (УМ-2, МДР-2, СФ-8, СФ-16, СФ-18, СФ-46).

Лекция 4. Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха.

Воздушная среда является наиболее подвижной из всех природных сред, именно поэтому загрязняющие ве­щества в ней быстро распространяются на большие рас­стояния. По этой же причине те вещества, которые спо­собны существовать в атмосфере в течение длительного времени без изменения, распространены повсеместно на нашей планете, называются глобальными загрязняющими веществами. Роль атмосферного воздуха в формировании планетарных процессов так велика, что он стал первым объектом систематических наблюдений, проводимых пос­ле Стокгольмской конференции по окружающей среде (1972 г.) в рамках ГСМОС.

Организация сети наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха

Правила организации наблюдений за уровнем загряз­нения атмосферы в городах и населенных пунктах регла­ментируются требованиями ГОСТ 17.2.3.01—86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов». Наблюдения за загрязнением ат­мосферы осуществляют на специальных постах.

Постом является выбранная точка местности, на которой разме­щают павильон или автомобиль, оборудованные соответ­ствующими приборами.

При проведении мониторинга устанавливают три кате­гории постов наблюдений: стационарный, маршрутный и передвижной (подфакельный).

Стационарный пост пред­назначен для обеспечения непрерывной регистрации со­держания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распростра­ненных загрязняющих веществ.

Маршрутный пост пред­назначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижного оборудования.

Передвижной пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника.

Каждый пост независимо от категории размещают на открытой проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием: асфальте, твердом грунте, газоне — таким образом, чтобы были исключены искажения результатов измерений из-за наличия зеленых насажде­ний, зданий и т. д.

Стационарный и маршрутный посты размещают в местах, выбранных на основе предварительного исследо­вания загрязнения воздушной среды города промышлен­ными и бытовыми выбросами, выбросами автотранспорта и условий рассеивания. Эти посты размещают в цент­ральной части населенного пункта, жилых районах с раз­личным типом застройки, зонах отдыха, на территориях, примыкающих к магистралям интенсивного движения транспорта. Места отбора проб при передвижных (подфакельных) наблюдениях выбирают на разных расстояниях от конкретного источника выброса с учетом закономер­ностей распространения загрязняющих веществ в атмос­фере.

Число постов и их размещение определяют с учетом численности населения, площади населенного пункта и рельефа местности, развития промышленности и сети ма­гистралей, рассредоточенности мест отдыха и курортных зон. Число стационарных постов устанавливают следую­щим образом (не менее): 1 пост — до 50 тыс. жителей, 2 поста — 100 тыс. жителей, 2—3 поста — 100—200 тыс. жителей, 3—5 постов — 200—500 тыс. жителей, 5—10 пос­тов — более 500 тыс. жителей, 10—20 постов (стационар­ных и маршрутных) — более 1 млн жителей.

В населенных пунктах устанавливают один стационар­ный или маршрутный пост через каждые 0,5—5 км с уче­том сложности рельефа и наличия источников загряз­нения.

Наблюдения на постах проводят по одной из четырех программ: полной, неполной, сокращенной, суточной.

Полная программа предназначена для получения ин­формации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняют ежедневно путем регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не ме­нее четырех раз с обязательным отбором в 1, 7, 13, 19 ч по местному времени. Допускается проводить наблюде­ния по скользящему графику: в 7, 10, 13 ч — во вторник, четверг, субботу; в 16, 19, 22 ч — в понедельник, среду, пятницу.

Наблюдения по неполной программе разрешается про­водить с целью получения информации о разовых кон­центрациях ежедневно в7, 13, 19ч по местному времени.

По сокращенной программе наблюдения проводят с це­лью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 ч по местному времени. Наблюдения по этой программе допускается проводить при температу­ре воздуха ниже —45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже 1/20 разовой ПДК или меньше ниж­него предела диапазона измерений примеси используе­мым методом.

Суточная программа отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации. Наблюдения по этой программе проводят путем непре­рывного суточного отбора проб (в 1, 7, 13, 19 ч).Одновременно с отбором проб воздуха определяют направление и скорость ветра, температуру воздуха, со­стояние погоды и подстилающей поверхности. В период неблагоприятных метеорологических условий (штиль, температурная инверсия) и значительного возрастания концентраций загрязняющих веществ наблюдения проводят каждые три часа.

Выбор места контроля загрязнения и его источника

Место для первичной оценки или отбора пробы выбирают в соответствии с целями анализа и на основании внимательного изучения всей имеющейся предварительной информации, а также натурного исследования местности или контролируемого объекта, причем должны учитываться все обстоятельства, которые могли бы оказать влияние на состав взятой пробы или результат пер­вичной оценки наличия и уровня загрязнения (воздейст­вия). В зависимости от вида анализируемой среды данная процедура имеет некоторые особенности. Поиск и выбор места отбора, а также первичной оцен­ки проб воздуха (как и в отношении других сред) прово­дят в предполагаемых зонах максимального загрязнения окружающей природной среды (например, в факеле вы­броса и в зонах его возможного прохождения на расстоя­нии до объекта от сотен метров до нескольких километ­ров, обычно на высоте до 1,5 м от поверхности земли) или непосредственно вблизи нахождения людей и других биообъектов, для которых данный выброс может оказать­ся вредным или опасным.

В рабочей зоне пробы воздуха следует отбирать в мес­тах постоянного или максимально длительного пребыва­ния людей, при характерных производственных условиях с учетом особенностей технологического процесса, уров­ня, физико-химических свойств, а также класса опаснос­ти и биологического действия выделяющихся химических загрязняющих веществ или физических факторов воздей­ствия, температуры и влажности окружающей среды.

Места для отбора пробы воздуха в рабочей зоне выби­рают с учетом технологических операций, при которых возможно наибольшее выделение в воздух рабочей зоны вредных веществ, например:

• аппаратуры и агрегатов в период наиболее актив­ных химических, термических и иных процессов в них;

• на участках загрузки и выгрузки веществ, затарива­ния готовой продукции;

• на участках внутренней транспортировки сырья, полуфабрикатов и продукции;

• на участках размола и сушки сыпучих, пылящих ма­териалов и веществ, у наиболее вероятных источников выделений при перекачке жидкостей и газов (насосные, компрессорные) и др.;

• в местах отбора технологических проб, необходи­мых для целей технического анализа.

Часто учитывают свойства веществ и класс опасности, устанавливая следующую периодичность отбора и анализа проб

— для первого класса — не реже одного раза в 10 дней;

— для второго класса — не реже чем ежемесячно;

—для третьего и четвертого классов — не реже одного раза в квартал.

В операцию поиска источника или места пробоотбора часто включают задачу идентификации характера воздей­ствия или загрязняющего вещества (ЗВ) — установление .его природы, расшифровку состава основных компонен­тов смеси. Если отсутствуют технические возможности |или нет необходимости в идентификации, ее заменяют более простой задачей — обнаружением, т. е. подтверждением факта наличия загрязняющего вещества в среде, случае обнаружения вредного физического фактора (ФФ) целесообразно сразу проводить количественное измерение его уровня.

Это следует делать максимально экспрессно, т. е. за минимальный промежуток времени, сопоставимо по вре­мени с пробоотбором. От быстроты первичной оценки |при обнаружении источника загрязнения или воздействия вредного ФФ зависит не только длительность (а значит, и экономичность) процедур контроля, но часто и безопасность персонала, их проводящего (в случае анализа суперэкотоксикантов, радиации и других особо вредных химических веществ и факторов, а также при обследовании особо опасных производственных и иных объектов). Характер работы технического средства контроля в режиме обнаружения по возможности должен быть следящим (непрерывным или хотя бы периодическим, но с минимальным временем паузы между повторяющимся циклом анализа).

Применяемые методы и технические средства контроля должны быть способны обнаруживать ЗВ или ФФ максимально специфично, т. е. избирательно по отноше­нию к искомому ЗВ или ФФ на фоне мешающих примесей или других имеющихся факторов. В случае решения задачи идентификации главной характеристикой техни­ческого средства становится его селективность (даже в ущерб чувствительности), т. е. способность одновременно (или последовательно) различать в анализируемой среде несколько даже похожих по свойствам веществ (факто­ров).