Приборы и оборудование по контролю ОС

Спирин С.В.

ТЕМА 1. Общие сведения. 2

1.1. Классификация приборов. 2

1.2. Сведения о метрологии 3

1.3. Средства измерения 5

ТЕМА 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 8

2.1. Экологический мониторинг 8

2.2. Организационная структура систем мониторинга 10

2.3. Техническая структура систем мониторинга 10

2.4. Критерии оценки качества окружающей среды 12

2.5. Мониторинг источников загрязнения 12

2.6. Методы наблюдения 12

ТЕМА 3. . ИЗМЕРЕНИЕ ОСНОВНЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 14

3.1. Измерение температуры окружающей среды 14

3.2. Физические основы термографии 16

3.3. Измерение уровня жидкости 18

3.4. Измерение расхода природных и сточных вод 19

3.5. Измерение направления движения воздуха 20

3.6. Измерение шумового загрязнения 20

3.7. Системы детектирования утечек 21

ТЕМА 4. СРЕДСТВА КОНТОЛЯ КАЧЕСТВА 23

ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД 23

4.1. Антропогенные загрязнения гидросферы 23

4.2. Измерение общего солесодержания 23

4.3. Диэлькометрия (измерение диэлектрической проницаемости) 27

4.4. Измерение мутности воды 28

4.5. Потенциометрические методы анализа воды 29

4.6. Вольт-амперометрия в мониторинге воды 31

4.7. Автоматическое титрование 32

4.8. Оптические методы анализа воды 34

4.9. Рефрактометрия 37

4.10. Капиллярный электрофорез 37

4.11. Аппаратное и программное обеспечение систем мониторинга воды 38

4.12. Примеры систем мониторинга воды 40

Глава 5. Средства контроля воздушных и газообразных сред 42

5.1. Классификация средств контроля. 42

5.2. Газоанализаторы вредных веществ 45

5.3. Дозиметрия 46

5.4. Аппаратура для отбора проб воздуха 49

5.5. Атомная абсорбция 50

Глава 6. Приборы контроля качества почв 52

6.1. Мониторинг почв 52

6.2. Метод пробоподготовки 52

6.3. Средства контроля почв 53

6.4. Фотометры, флюориметры и спектрофотометры 55

6.5. Люминесцентная спектроскопия (ЛМС) 56

6.6. Хроматографы 57

6.7. Атомно-абсорбционные и эмиссионные спектрометры 60

6.8. Приборы на основе электрохимических методов анализа 61

Тема 1. Общие сведения.

1.1. Классификация приборов.

В настоящее время разработано большое количество разнообразных приборов конторля состояния окружающей среды. Классифицировать можно по следующим признакам:

По видам исследуемой среды:

1. Приборы для измерения концентрации вредных примесей в атмосфере (это газоанализаторы, хроматографы, масс-спектрометры);

2. Приборы для определения качества воды (фотоэлектрокалориметры, ионометры, рефрактометры);

3. Приборы для исследования состояния почвы и твёрдых веществ (спектрометры, флуориметры, радиометры)

По методам получения информации:

Химические;

Физико-химические;

Оптические;

Электрохимические;

Хроматографические;

Физические;

Радиометры и дозиметры;

Электромагнитометры;

Масс-спектрометры;

Шумометры.

По условиям применения:

Стационарные приборы и переносные

По учебно-производственный принцип (уровень сложности эксплуатации):

Приборы 1-го уровня, которые не требуют специальной подготовки к использованию, легки к применению, не требуется обработка данных для получения результата, в основном, это переносные приборы. Примером может послужить термометр.

Приборы 2-го уровня (основной уровень) предназначены для профессионального экологического образования. К приборам такого уровня имеется характеристика, принцип работы и методика получения результата.

Приборы 3-го уровня, профессионального, применяемые в промышленности, подразделениях Госсанэпиднадзора и в науке. Это довольно дорогие и точные приборы, и для их обслуживания и работы с ними требуется специальная подготовка. Исследование проб осуществляют лаборанты, имеющие специальное образование.

1.2. Сведения о метрологии

Метроло́гия — наука об мерах и измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения точности. Основными задачами метрологии являются испытания измерительных приборов для установления точности и надёжности их работы.

Рассмотрим основные понятия метрологии.

Единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Величина – это количественная характеристика физического тела или процесса.

Физическая величина – одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Измерение – это действие, совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины. Примеры измерений: в простейшем случае, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали, по сути сравнивают её размер с единицей, хранимой линейкой, и, произведя отсчёт, получают значение величины (длины, высоты, толщины и других параметров детали).Или другой пример:с помощью измерительного прибора сравнивают размер величины, преобразованной в перемещение указателя, с единицей, хранимой шкалой этого прибора, и проводят отсчёт.

Измерения бывают контактные (соприкосновение датчика с измеряемым прибором) и бесконтактные.

Единица измерения – это значение физической величины, принятой за основание для сравнения. Например, метр – единица длины

Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Совокупность единиц измерения, охватывающих определённую область величин, называют системой единиц.

Лицензия — это разрешение, выдаваемое органам государственной метрологической службы на закрепленной за ним территории физическому или юридическому лицу на осуществление ему деятельности по производству и ремонту средств измерения.

Понятие стандартизация охватывает широкую область общественной деятельности, включающую в себя научные, технические, хозяйственные, экономические, юридические, эстетические, политические аспекты. Во всех странах развитие государственного хозяйства, повышение эффективности производства, улучшение качества продукции, рост жизненного уровня связаны с широким применением различных форм и методов стандартизации. Правильно поставленная стандартизация способствует развитию специализации и кооперирования производства. В России действует государственная система стандартизации (ГСС), объединяющая и упорядочивающая работы по стандартизации в масштабе всей страны, на всех уровнях производства и управления на основе комплекса государственных стандартов. Стандартизация – установление и применение правил с целью упорядочения деятельности при участии всех заинтересованных сторон. Стандартизация должна обеспечить возможно полное удовлетворение интересов производителя и потребителя, повышение производительности труда, экономное расходование материалов, энергии, рабочего времени и гарантировать безопасность при производстве и эксплуатации. Объектами стандартизации являются изделия, нормы, правила, требования, методы, термины, обозначения и т.п., имеющие перспективу многократного применения в науке, технике, промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте и в связи, в культуре, здравоохранении, а также в международной торговле.

Различают государственную (национальную) стандартизацию и международную стандартизацию. Государственная стандартизация – форма развития и проведения стандартизации, осуществляемая под руководством государственных органов по единым государственным планам стандартизации. Международная стандартизация проводится специальными международными организациями или группой государств с целью облегчения взаимной торговли, научных, технических и культурных связей. Устанавливаемые при стандартизации нормы оформляются в виде нормативно-технической документации по стандартизации – стандартов и технических условий. Стандарт – нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным органом. Стандарт может быть разработан как на предметы (продукцию, сырье, образцы веществ), так и на нормы, правила, требования к объектам организационно-методического и общетехнического характера труда, порядок разработки документов, нормы безопасности, системы управления качеством и др. Технические условия (ТУ) – нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс требований к конкретным типам, маркам, артикулам продукции. Технические условия являются неотъемлемой частью комплекта технической документации на продукцию, на которую они распространяются.

Главная цель Государственной системы стандартизации (ГСС) - с помощью стандартов, устанавливающих показатели, нормы и требования, соответствующие передовому уровню отечественной и зарубежной науки, техники и производства, содействовать обеспечению пропорционального развития всех отраслей народного хозяйства страны.

В зависимости от сферы действия различают:

1) Межгосударственный стандарт (ГОСТ)

2) Госстандарт Российской Федерации (ГОСТ Р)

3) Отраслевые стандарты

4) Стандарты научно-технических и инженерных обществ

5) Стандарт предприятий

6) Технические условия