- •Лекция 3. Мониторинг атмосферного воздуха
- •1. Классификация источников загрязнения.
- •2. Нормирование качества атмосферного воздуха
- •3.Характеристика загрязняющих атмосферу веществ.
- •4.Биомониторинг загрязняющих веществ.
- •4.1. Биомониторинг двуокиси серы.
- •4.2.Аммиак
- •4.4.Хлористый водород и соляная кислота.
- •4.5.Твердые частицы и тяжелые металлы.
- •4.6. Смеси загрязняющих веществ.
- •5. Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха
- •5.1. Организация сети наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха
- •5.1.1. Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на стационарных постах
- •5.1.2. Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на маршрутных постах
- •5.1.3. Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на передвижных (подфакельных) постах
- •5.1.4. Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха автотранспортом
- •5.1.5. Наблюдения за радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха
- •5.1.6. Мониторинг загрязнения снежного покрова
- •5.1.7. Наблюдения за фоновым состоянием атмосферы
- •5.2. Выбор места контроля загрязнения и его источника
- •5.3. Виды проб
- •5.4. Отбор проб воздуха
- •5.4.1. Отбор проб в жидкие среды
- •5.4.2. Отбор проб на твердые сорбенты
- •5.4.3. Криогенное концентрирование
- •5.4.4. Отбор проб в контейнеры
- •5.4.5. Концентрирование на фильтрах
- •5.4.6. Аппаратура и методики отбора проб
- •5.4.7. Общие требования к отбору проб воздуха
- •5.5. Стабилизация и хранение проб воздуха
- •5.6. Современные методы контроля загрязнения воздушной среды
- •5.6.1. Наиболее распространенные инструментальные методы контроля загрязнения атмосферы
- •5.6.2. Измерение концентраций вредных веществ индикаторными трубками
- •5.6.3. Индивидуальная активная и пассивная дозиметрия
- •5.7. Обобщение результатов наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы
5.4.1. Отбор проб в жидкие среды
Отбор парогазовых веществ в жидкие поглотительные среды — наиболее распространенный способ. Анализируемые вещества растворяются или вступают в химическое взаимодействие с поглотительной средой (хемосорбция), которая обеспечивает полноту поглощения за счет образования нелетучих соединений. При этом упрощается подготовка пробы к анализу, который обычно проводят в жидкой фазе.
Отбор проб в растворы осуществляют аспирацией исследуемого воздуха через поглотительный сосуд с каким-либо растворителем (органические растворители, кислоты, спирты, вода, смешанные растворы). Скорость пропускания воздуха может меняться в широких пределах — от 0,1 до 100 л/мин.
Полнота поглощения зависит от многих факторов, в том числе от конструкции поглотительных сосудов. Наибольшее распространение получили абсорберы со стеклянными пористыми пластинками, поглотительные сосуды Рихтера, Зайцева, Яворовского.
Для физической адсорбции важно, чтобы поверхность соприкосновения фаз была наибольшей. В поглотителях с пористой пластинкой этот эффект достигается за счет уменьшения пузырьков воздуха при прохождении его через пористый фильтр, вследствие чего увеличивается поверхность контакта воздуха с раствором, а скорость аспирации может быть повышена до 3 л/мин.
Увеличение поверхности контакта может быть достигнуто также в результате увеличения длины пути прохождения пузырьков воздуха через раствор. Так, в поглотительных сосудах Зайцева высота столба растворителя составляет около 10 см. Однако предельная скорость аспирации не превышает 0,5—0,6 л/мин.
При отборе проб в поглотительные сосуды Рыхтера, в которых используют эффект эжекции, скорость аспирации воздуха может достигать 100 л/мин.
Более эффективным является поглощение, основанное на химических реакциях исследуемых веществ с поглотительной жидкостью. Например, для поглощения аммиака и аминов применяют разбавленную серную кислоту, для поглощения фенола — раствор щелочи.
Для проверки эффективности работы поглотительного сосуда к нему присоединяют последовательно еще один или два поглотителя. Пробу воздуха с известным содержанием вредного вещества пропускают через все абсорберы и затем поглотительные растворы из каждого сосуда анализируют.
«Проскок» вредных веществ К (в %) вычисляют по формуле
К=А2/(А1 + А2) • 100,
где А2 — масса вещества во втором абсорбере, мкг; А{ — масса вещества в первом абсорбере, мкг.
Эффективность поглощения Э (в %) вычисляют по формуле
Э = 100 - К.
Эффективность поглощения считают достаточной, если в первом сосуде абсорбировалось около 95% исследуемого вещества.
Достоинствами отбора проб в жидкие среды являются селективность (можно подобрать поглотительный раствор для широкого круга загрязняющих веществ), простота, экономичность. К недостаткам следует отнести невысокую степень концентрирования (используют для отбора проб воздуха при высоких концентрациях загрязнителей); невозможность получения представительной пробы при одновременном наличии в воздухе паров и аэрозолей загрязняющих веществ; необходимость отбирать пробы большого объема.