4. Методи оцінювання забруднення атмосферного повітря, прилади і способи відбору проб

Головною метою аналізу забруднення повітря є от­римання інформації про якісний та кількісний його склад, необхідної для прогнозування рівнів забруднен­ня, оцінювання фактичного стану, реалізації заходів щодо охорони повітряного басейну.

Аналіз забруднення повітряного середовища є чи не найскладнішим завданням аналітичної хімії, оскільки повітря є рухомою системою, склад якої постійно змінюється, а одна проба може одночасно містити десятки, сотні органічних і неорганічних сполук. Крім того, кон­центрація токсичних речовин в атмосфері може бути мі­зерно малою (10^-4-10^-7% і нижче).

Для оцінювання забруднення повітря використову­ють лабораторні (характеризуються високою точністю і є незамінними для поглиблених досліджень); експресні (передбачають використання універсальних газоаналі­заторів); автоматичні (забезпечують безперервний кон­троль забруднення атмосферного повітря) методи.

Лабораторні дослідження проводять з використан­ням хроматографічних, мас-спектрального, спектраль­ного, електрохімічного методів аналізу забруднення ат­мосферного повітря.

Хроматографічні методи аналізу забруднення атмосферного повітря. Їх сутність полягає в розподі­лі, якісному виявленні та кількісному визначенні ком­понентів повітряної суміші за допомогою спеціальних пристроїв – хроматографів. Найефективніші вони за необхідності визначення складних домішок у повітря­них пробах. Цю групу методів (залежно від мети визна­чення певних домішок) утворюють:

• газова хроматографія (метод дослідження мікродомішок летких органічних сполук);

• рідинна хроматографія (метод, ефективний при аналізуванні проб повітря, забрудненого домішками токсичних органічних сполук різних концентрацій);

• йонно-рідинна хроматографія (метод визначення мікродомішок, здатних до вступу в реакції органічних і неорганічних сполук);

• полуменево-йонізаційний метод (за його допомогою визначають сумарну кількість вуглеводів).

Mac-спектральний метод аналізу забруднення атмосферного повітря. Послуговуючись ним, здійснюють кількісний та якісний аналізи усіх сполук, які є в пробі. Цей метод полягає в йонізації газоподібної проби шляхом електронного бомбардування, після чого йони піддають дії магнітного поля. Залежно від маси і заряду йона відхилення проходить з різною швидкістю і за різними траєкторіями, що дає змогу визначити всі наявні сполуки та їх концентрації в пробі.

Спектральні методи аналізу забруднення атмосферного повітря. Ці методи найефективніші при дослідженні якісного і кількісного кладу забруднення повітря. Їх сутність полягає у визначенні складу та будови речовини за її спектром, який впорядкований за довжиною хвилі електромагнітним випромінюванням. Спектральний аналіз дає змогу встановити елементний, нуклідний і молекулярний склад речовини, її будову (атомно-емісійний спектральний аналіз), визначити концентрації речовини за поглинанням шаром атомної пари елемента монохроматичного резонансного випромінювання (атомно-абсорбційний спектральний аналіз).

Одним з найдоступніших спектральних методів аналізу повітря є колориметрія, яка полягає у вимірюванні послаблення світлового потоку внаслідок вибіркового поглинання світла речовиною у видимій ділянці спектра. Інгредієнт, що визначається, переводять у зафарбовану сполуку за допомогою специфічної хімічної реакції, потім визначають інтенсивність кольору розчину. Електрохімічні методи аналізу забруднення атмосферного повітря. Широко застосовують ці методи при систематичному контролюванні стану забруднення атмосферного повітря і повітря робочих зон, в лабораторіях AEC та лабораторіях мережі спостережень Держкомгідромету України.

Автоматизовані системи спостереження і контролю за станом атмосферного повітря (АСКНС-АГ) або (АНКОС-АГ) призначені для постійого контролю за змінними учасі та просторі характеристиками забруднення і метеорологічними параметрами повітряного простору. Ці системи спостереження і котролю обов’язково оснащені автоматичними системами відбору проб повітря та приладами автоматичного визначення забруднюючих речовин (газоаналізаторами).

Контрольні питання

1. У який спосіб відбувається забруднення атмосферного повітря? Які джерела забруднення є основними?

2. Проаналізуйте основні вимоги до організації спостережень за забрудненням атмосферного повітря.

3. Які завдання виконують система спостереження та система контролю за якістю атмосферного повітря?

4. Що таке пост спостереження? Для чого призначені стаціонарні, маршрутні, під факельні пости спостережень?

5. Проаналізуйте спільні і відмінні ознаки програм спостережень на стаціонарних, маршрутних та під факельних постах спостережень.

6. Які методи аналізу використовують для оцінювання забруднення атмосферного повітря?