3. Відбір проб компонентів біосфери

Випробування - основний метод вивчення компонентів біосфери, їхньої зміни в результаті забруднення, встановлення біогеохімічних і техногенних аномалій. Тільки шляхом випробу­вання можна одержати достовірні дані про склад і стан природних об’єктів, особливостях антропогенного забруднення й інформацію для екологічного прогнозу.

1. Відбір проб атмосферного повітря

Відбір проб повітря здійснюється на стаціонарних (система­тичні спостереження), маршрутних (за допомогою автолабораторії) і пересувних постах (разові спостереження).

Існують 3 способи відбору проб повітря; обмінний, ваку­умний і аспіраційний. При обмінному способі проби повітря беруть з газоприймача (газові піпетки, посудини, гумова камера), пропускаючи досліджуване повітря крізь посудину в 10-разовому об’ємі або виливаючи з нього індиферентний розчин. Вакуумний спосіб відбору здіснюється в евакуйовані посудини; на місці відбору проб посудину відкривають і досліджуване повітря його заповнює. Для аспіраційного способу відбору необхідний аспіратор, що реєструє кількість протягненого повітря, і поглинальні прилади.

Незважаючи на складність аспіраційного методу, його застосування є широко поширеним. Принцип відбору полягає в тім, що повітря з певною швидкістю пропускається крізь поглинальні прилади — скляні посудини різних конструкцій; найбільш розповсюджені зображені на рис. 1.8 (ч. І). Поглинальні прилади використовуються для пропускання повітря крізь рідкі сорбенти - речовини, здатні поглинати визначуваний інгредієнт повітря. Як рідкі поглиначі для газоподібних речовин за принципом хімічної адсорбції використовують розчини кислот, основ, солей, органіч­них речовин і навіть звичайну воду, напр., БО, з повітря погли­нається лугом; гідроген ціанід — водою (бідистиллят); фтор — розчином калій іодиду; N02” розчином суміші ІМ-(І-нафтіл)- етилендіаміну і сульфанілової кислоти.

Крім рідких, існують тверді поглиначі, дія яких базується на фізичній адсорбції. До них відносяться речовини гідрофобної природи: активоване вугілля, торф, кокс, синтетичні мікропористі органічні матеріали (порапак і полісорб) і гідрофільні неорганічні речовини — силікагель, молекулярні сита. Головною характеристи­кою цих адсорбентів різних марок є висока питома поверхня (200- 1000 м²/г). Тверді адсорбенти завантажують у спеціальні сорбційні грубки, зазвичай 7 см завдовжки і діаметром 4 мм.

Для прокачування повітря крізь розчини поглинальних приладів можуть використовуватися водоструминні насоси, компресорні установки, ежекторні аспіратори, напр., марки АЗРА; спеціальні, заводського монтажу електроаспіратори (М-822, ЗА-1, ЗА-2, ЗА-2С) - прилади, що дозволяють заміряти об’єм повітря, знаючи постійну швидкість його прокачування. Апарат працює від мережі змінного струму (220 В) і забезпечує добір 4 проб повітря з різними швидкостями прокачування 0,1; 1; 5; 20л/хв.У польових умовах можна використовувати карбюратор автомобіля. Існують переносні малогабаритні моделі електроаспіраторів ПМБ, ПРГ, І ІМЗ, ПМП - мембранні насоси для прокачування повітря.

Оптимальний об’єм повітря (Г), необхідний для визначення токсичних домішок із заданою точністю при відборі проби повітря з рідким поглиначем визначається за формулою:

у-

V ■к-гдк ’ (!-⁶)

п

де А — нижня межа визначення в аналізованому об’ємі, мкг; У_д - об’єм проби, мл; V — об’єм проби, узятий для аналізу, мл; ГДК - гранично допустима концентрація аналізованої речовини, мг/м³; /і - коефіцієнт, звичайно 0,5, що відповідає частці ГДК.

При відборі проб повітря з використанням твердих сорбентів оптимальний об’єм повітря для аналізу обчислюють за формулою:

у ^А

ГДК• ⁽¹-⁷⁾

Тверді часточки (пил, сажа) і аерозолі з повітря визначають прокачуванням повітря крізь фільтри, що тримаються у фільтро- тримачах. Фільтри аерозольні (АФА) виготовлені з волокнистих матеріалів: ацетилцелюлози (АФА-ХА і АФА-АХА-18), полісти- рену (АФА-ХС), поліхлорвінілу (АФА-ХП), скловолокна (ФСВА); текстилю з тонкошаровим активованим вугіллям (АФАС-У); волокон, просочених хімічними речовинами для досягнення високого ступеня захоплення досліджуваемого компоненту у вигляді аерозолю або пилу. Новий вид фільтрів - тришаровий, типу ФПАР, дозволяє затримувати частки аерозолю більш 1 мкм на верхньому і 0,5 мкм на внутрішньому шарі.

Запитання до контролю знань

1. Які існують способи відбору проб атмосферного повітря?

2. Чи мають відношення до фільтрів молекулярні сита?

3. Оптимальний об’єм повітря для визначення аміаку -2 л. Як зміниться об’єм повітря, необхідний для аналізу, якщо ГДК аналізованого інгредієнта є меншою за ГДК_Ш ?