1.2. Атмосфераны ластаушылар

Атмосфераға антропогенді көздерден түсетін ластаушы зиянды заттардың барлық көлемінің 90%-ға жуығын газ тектестер, 10%-ын қатты және сұйық заттар құрайды.

Қалқымалы заттар. Қалқымалы заттарды тапқан кезде аэрозольдар деп аталатын екі фазалы дисперсті жүйе қалыптасады. Аэрозольдерді 3 класқа бөледі: шаңдар, түтін мен тұмандар.

Шаңдар - 5-тен 100 мкм өлшемдегі қалқымалы қатты бөліктердің полидисперсті жүйесі. Кейде шаң деп қатты қалқымалы заттарды айтады.

Түтін - электрпештер, шойын балқытқыш, электр дәнекерлеу жерлердің қалдықтарында болатын, жанғанда немесе айдау кезінде пайда болатын аэрозольдер. Қалқымалы бөлігінің мөлшері 0,1-ден 5 мкм-ге дейін болады.

Тұмандар еріген заттар немесе суспензиялы қатты бөлшектер болу мүмкін газды ортада дисперсияланған сұйық тамшыларынан тұрады. Булардың конденсациялануы немесе сұйықтардың шашырауы нәтижесінде пайда болады. Бірінші жағдайда тамшылардың мөлшері түтіндер бөлшектерінің мөлшеріне жуық, екінші –шаңдыкіне. Бұйымдарды майда түске бояуда пайда болады. Маңызды орынды отынның жану өнімдері: күйе және күл алады.

Күйе - органикалық заттар толық жанбағанда немесе термиялық айырылуға ұшырағанда түзілетін ұнтақ тәрізді, негізінен, көміртектен (94,5 – 99,8%) тұратын өнім.

Күйе өлшемдері 9 – 600 нм сфералы бөлшектерден тұрады. Меншікті салмағы 1,8 – 1,95 г/см3. Күйе қара бояу ретінде ерте заманнан белгілі. Одан қара тушь пен қара сия дайындаған. Күйе техникалық көміртек күйінде толтырғыш ретінде, резеңке, қара пигмент, лак, бояу өндіруде, баспа ісінде қолданылады.‎ШРКмр = 0,15 мг/м³, ШРКсс = 0,05 мг/м³.

Күл - отынның толық жану кезінде минералды қоспалардан пайда болатын жанбайтын қалдығы. Құрамы көбінесе отынның түрі мен құрамына байланысты анықталды. Адамға және қоршаған ортаға әсері төменде қарастырылатын құрамдары мен қасиеттеріне байланысты анықталады.

Қалқымалы бөлшектердің негізгі физика-химиялық қасиеттері

1. Дисперсті құрамы. Шаң ұстау мен газды тазалау техникасында шаңның дисперсті құрамы шешуші мағынаға ие. Бөлшектердің мөлшері мен олардың сипаттамасы 4 суретте көрсетілген. Дисперстілік деңгейінің көрсеткіші ретінде фракциондық құрамын немесе медиандық диаметр dm ді қолданады.

Сурет 4 - Қатты бөлшектердің өлшемдері

Шаңды ұстау техникасында сфералық формалы қалқымалы бөлшектердің мөлшері бөлшектердің қозғалыссыз ауада еркін құлау жылдамдығы деп түсінетін ұшу немесе шөгу жылдамдығымен сипатталуы мүмкін.

Шөгу жылдамдығы мына формула бойынша анықталады:

(1.1)

Бұл формула тек қана Re < 2 болатын ламинарлы режим үшін қолданылады. Қалған режимдер күрделірек тәуелділікке ие. Атмосфералық ауада және өндірістік қалдықтарда дисперстік құрамды анықтау нәтижесі әдетте кесте түрінде беріледі. Дисперсті талдаудың мәліметтері жиірек жалпы сан немесе массадан пайызбен берілетін фракция түрінде беріледі (4 кесте). Кейбір талдау әдістерінде нәтижелер берілген мөлшерден кем немесе аз мөлшерге ие бөлшектердің саны немесе пайызды көрсетілген кесте түрінде жазылады (5 кесте).

Кесте 4 - Шаң фракциялары

Фракция шекарсындағы бөлшектер мөлшері, мкм	Үлкен салмақтағы бөлшектер %, фракциясы	Фракция шекарсындағы бөлшектер мөлшері, мкм	Үлкен салмақтағы бөлшектер %, фракциясы
1,6 аз 1,6-5 2,5-4 4-6,3	2,08 4,61 9,32 18,56	6,3-10 10-16 16-25 25-40	25,2 19,74 12,97 7,52

Кесте 5 - Берілген мөлщерден аз не көп бөлшектері бар шаң фракциялары

Бөлшектер мөлшері, мкм	Бөлшектердің жалпы салмағы, %		Бөлшектер мөлшері, мкм	Бөлшектердің жалпы салмағы, %
	Майдалау	Ірілеу		Майдалау	Ірілеу
Min	0	100	10	54.17	45.83
1.6	2,08	97,02	16	72,91	27,09
2.5	5,69	94,31	25	87,48	12,52
4.0	14,01	85,99	макс	100	0
6.3	31,57	68,43

Дисперсті талдау нәтижелерін график түрінде де көрсетуге болады. Әр фракция ішіндегі бөлшектердің мөлшері бойынша біркелкі таралуын алып гистограмма деп аталатын сатылы график тұрғызады. Абцисса осі бойынша бөлшектердің мөлшерін, ордината осі бойынша фракцияның салыстырмалы мөлшерін, яғни барлық материал массасына жатқызылатын әрбір фракцияның пайыздық мөлшерін (5 сурет) жазады.

Егер әрбір фракцияның пайыздық мөлшерін шекті ретінде алынатын бөлшектер мөлшерінің айырымына бөліп, алынған мәндерді абциссасы фракция бөлшектерінің өлшемдеріне сәйкес орташа мәнге тең координаттар жүйесіне ордината нүктесі ретінде орналастырса, алынған нүктелер арқылы бөлшектердің мөлшері бойынша бөлінуінің тізбекті дифференциалды қисығын тұрғызуға болады (6 сурет).

Сурет 5 - Фракциялар бойынша таралу гистограммасы

Сурет 6 - Дифференциалды қисық таралу

Бірақ өте ыңғайлысы болып әр нүктесі берілгеннен көп немесе аз мөлшері бар бөлшектердің салыстырмалы мөлшерін көрсететін интегралдық қисық R(d_б) и Д_б) түріндегі дисперсиялық талдаулардың нәтижесінің графикалық суреті болып табылады (сурет 7). Қисықтардың қиылысуы медианалық dm диаметрінің шамасын береді. Бұндай қисықтарды тұрғызу үшін берілген мөлшерден көп немесе аз бөлшектері бар шаң фракциясының кестесін тұрғызады (кесте 1.5).

Қалыпты логарифмдік үлестірілуі бар бөлшектер үшін интегралдық қисықты ықтимал-логарифмдік координаттар жүйесінде салуы ыңғайлы, ол жерде олар түзу сызық түрге иемденеді (сурет 1.8). Бұндай координат жүйелерін логарифмдік масштабта абсцисса осі бойынша тұрғызу үшін d мәнін алады, ал координат осі бойынша D(d) немесе R(d_б) мәнін алады. Ықтимал-логарифмдік координаттар жүйесінде тұрғызу үшін D(d_б) немесе R(dx_i)-тің әр түрлі мәндеріне сәйкес келетін х кесіндісінің салыстырмалы ұзындығын абциссса осінің басынан алынған масштабта төмендегідей алу керек.

Сурет 7 - Координаттың сызықтық жүйесінде интегралдық таралу

Сурет 8 - Ықтимал-логарифмдік координат жүйесінде интегралдық таралу

Ықтимал-логарифмдік координат жүйесінің абцисса осінде 50% мәніне сәйкес ординат осінде нүктеден басталатындықтан, х мәні D(d_б) немесе R(d_б) үшін 50%-дан көп абцисса осінің басынан жоғары, ал төмен - 50%-дан аз.

Дисперсті талдау нәтижесі бойынша ықтимал-логарифмдік координат жүйесінде бөлшектердің таралуының интегралдық функциясын мөлшері бойынша тұрғызып, dm және lg_б параметрлері түрінде білдіруге болады. d_m мәні тұрғызылған графиктің абцисса осі бойынша нүктесін білдіреді, ал lg_б ықтималдық интегралдық ерекшелігі болып табылатын қатынастан табылады: егер R(d_б) функциясының графигі тұрғызылып жатса немесе lg_б = lg dM] -\gdm = lg dm - lg d]59 болса, lg ач = lg d]5 9 - lg dm =lgdm- lg du v.

Кесте 6 - Ықтимал-логорифмдік координата жүйесін тұрғызу үшін қолданылатын кесте

%	х	%	х	%	х
50	0	30; 70	0,524	10; 90	1,282
46; 54	0,100	26; 74	0,643	6; 94	1,555
42; 58	0,202	22; 78	0,772	4; 96	1,751
38; 62	0,305	18; 82	0,915	2; 98	2,054
34; 66	0,412	14; 86	1,08	0,5; 99,5	2,576

Мұндағы lg dl59 и lg du j — ордината мәндері 84,1 және 15,9 болатын нүктелердің абсциссасы.

Кейбір технологиялық үдерістер кезінде пайда болатын шаңдардың дисперсті құрамы 7 кестеде көрсетілген.

Кесте 7 - Шаңның кейбір түрлерінің дисперсті құрамы

Шаңның түрлері	dm	lg σч
Күл (қоқыс жағатын пеш)	41	0,472
Известняк (қайнап тұрған тұз пеші)	29	0,502
Клинкер (цемент диірмен)	17	0,421
Алюминий оксиді (алюминий электролизерінің бүйір токөткізгіші)	20	0,352
Магнезит ( айналатын қыздыратын пеш)	43	0,615
Доломит ( айналатын қыздыратын пеш)	28	0,506
Магензит (кенді араластырғыш)	72	0,950
Клинкер (клинкерді жағуға арналған пеш)	23	0,501
Екіеселік суперфосфат (үрлегіш кептіргіш)	8	0,210
Екіеселік суперфосфат (барабанды кептіргіш)	35	0,36
Астықтық	10	0,301
Ұнды күлгін	4	0,230
Қант шаңы	3,5	0,362
Лимон қышқылының шаңы (қант өндірісі)	3,2	0,602
Ізбес (қант зауадының ізбес)	12	0,398
Металлдарды өңдеген кезде түзілетін шаң Инструменттерді қайрау Шлифирлеу Полирлеу	14-55 19-35 40-240	0,279-0,602 0,431-0,519 0,204-0,556
Шаңның түрлері	dm	lg σч
Жер, окалин, металл қыздырғыштарынң шаңы (тазалау үстелі, құйманы тазалаудың бөлшектелген бөлімі)	80-90	0,663-0886
Жер, металл, абразива құймасының шаңы (құйманы жекелеп тазалауға арналған тазалау станоктары)	30-60	0,491-0,602
Құм, балшық шаңы (құмды және балшықты пневмотасмалдағыш, қалыптағыш машиналарды жинау)	8-20	0,301-0,362
Болатты электрүрлегіш пеште қорыту кезінде пайда болатын шаң	3	0,491
Кесек бор	20	0,652
Гипсті (кенді диірмен)	56	0,97
Алюминийсиликатты катализатор (крекинг- қондырғы АМ-1/М)	17	0,301
Тастыкөмірлі цемент (көмір кептіргіш барабан)	15	0,334

МЕСТ 12.2.043-80 барлық шаңдарды дисперстілігіне қарай 5 топқа бөледі:

I - өте ірі дисперсті шаң;

II - ірі дисперсті шаң (мысалы, құрылыс ерітінділері үшін құм);

III- орташа дисперсті шаң (мысалы, цемент);

IV - ұсақ дисперсті шаң (мысалы шаң тәрізді ұсақталған кварц);

V - өте ұсақ дисперсті шаң.

МЕСТ 12.2.043-80 ҚР территориясында жұмыс істемейтіндігіне қарамастан, берілген жіктелу шаң ұстағыш құрылғыларды таңдаған кезде қолданылады.

Шаңның дисперстілігін анықтау үшін келесі әдістер қолданылады:

- елеуіштік талдау - бөлшектерді фракцияға әр түрлі мөлшердегі тесіктері бар зертханалық торлар арқылы шаңды біртіндеп елеу көмегімен бөлу. 100 мкм аз бөлшектердің массасы 10% дан аспайтын шаңдарды зерттеуде қолданылады;

- седиментометрия - шаң көтерулерін оның сұйық ортада шөгуі арқылы (сұйық седиментация) фракцияға бөлу;

- микро көшірме жасау;

- ортадан тепкіш сепарация - шаңды фракцияға арнайы аппаратта ортаға тартқыш күш арқылы бөлу.

- жөнсіз импакторлар (ағынды сепараторлар) (сурет 9). Ағынды сепаратордың іс-әрекеті ішкі бөлшектердің осы бетке шөккен бөлшектердің массасын анықтаумен шаңданған ауаның бағытының күрт өзгеруі нәтижесінде тегіс бетке инерциялық шөгуіне негізделген.

Сурет 9 - НИИОгаз модельді каскадты импактор:

1- корпус; 2 - стакан; 3 - табақ; 4 -филтьр

2 Адгезионды және аутогезионды қасиеттер. Адгезионды қасиеттер оларды әр түрлі макроскопиялық беттермен байланысының беріктігін, ал аутогезионды – бір-бірімен байланысын анықтайды.Тәжірибеде жабысатындық ұғымы кеңінен қолданылады.

Жоғары жабысатындық шаң ұстағыш аппараттың ұсталынатын өніммен толықтай немесе жартылай бітелуіне алып келуі мүмкін. Сондықтан көптеген шаң ұстағыш аппараттар үшін ұсталатын шаңның қаншалықты жабысатындығына байланысты белгілі қолайлылық шекаралары белгіленген. Бөлшектердің мөлшері неғұрлым кіші болса, соғұрлым аппарат бетіне жақсы жабысады.

Жабысатындығына байланысты шаңдардың келесі түрлері ажыратылады:

- жабыспайтын (кварцтық құм, құрғақ саз);

- аз жабысатын (кокстық шаң, домналық шаң);

- орташа жабысатын (ұшқыш күл, цемент, күйе, үгінді);

- қатты жабысатын (гипсті, талшықты ең жоғарғы мөлшерде).

Жабысатындық тобы беттің тығыздығы Р, Па арқылы анықталады. Сонымен, I топ үшін Р шамасы Р < 60; II - 60 < Р < 300; III- 300 < Р < 600; IV - Р>>600.

Жабысатындықпен шаңның басқа сипаттамасы – сусымалылық байланысты. Бұл шамамен көбінесе ұсталатын материалдардың сусымалылғын ескере отырып алынатын шаң ұстағыш қондырғылардың бункерлеріне, қабырғалардың тіктігіне шаңның түсуімен анықталады.

Қалқымалы заттардың концентрациясын анықтау. Шаң концентрациясын өлшеу әдістері екі топқа бөлінеді:

— шаң бөлшектерінің алдын-ала шөгуі мен шөгіндіні зерттеуге негізделген;

— алдын-ала шөгусіз. Бірінші топтың әдістерінің артықшылығы: шаңның массалық концентрациясын өлшей алу мүмкіндігі.

Бірінші топ әдістерінің кемшіліктері:

— шөгудің кезеңдік сипаттамасы;

— үлкен жұмыс сиымдылық;

— төмен сезімталдық.

Екінші топ әдістерінің артықшылығы:

— сынама алғыш құралдарды қолданудың қажетсіздігі;

— өлшеудің үздіксіздігі;

— жоғары сезімталдық;

— үдерістің толық автоматтандырылу мүмкіндігі.

Екінші топтың әдістерінің кемшіліктері:

— шаң қасиетінің нәтижесіне әсері;

— ішкі факторлардың: ортаның температурасы, ылғалдылығы және т.б нәтижесіне әсері.

Үздіксіз өндірістік бақылауға қарай екінші әдіс қолайлырақ, өйткені бұл әдіс шаң концентрациясының шамасын тез арада алуға мүмкіндік береді, ал ол кезегінде қондырғылардың жұмысының режимін автоматты реттеуді ұйымдастыруға, шаң концентарциясы шектік мәннен асып кеткендігін білдіретін дабылды орнатуға мүмкіндік береді. Бірақ екінші топ әдістерін ішкі және сыртқы факторлардың үлкен әсеріне байланысты әрқашан қолдану мүмкін емес.

Шаң концентрациясын шаңның алдын-ала шөгу көмегімен өлшеу әдістері.

Шаң концентрациясын шаңның алдын-ала шөгу көмегімен өлшеу әдістерінің келесі түрлері бар.

Салмақтық әдіс. Шаң концентрациясын өлшеудің салмақтық әдісінің маңыздылығы ауаның кейбір көлемі фильтрлі материалдан өткізіледі де, материалдардың шаңдануына дейінгі және кейінгі массасын анықтауда болып табылады.

Шаң концентрациясын мына формула бойынша есептейді:

(1.2)

мұндағы m - фильтрдегі шаң масса, v_b - фильтр арқылы ауа өтуінің көлемдік жылдамдығы; t - сынама алу уақыты.

Гигиеналық тұрғыдан қарағанда шаң сынамасының алынуының тиімді жылдамдығы адам тынысының жылдамдығына, яғни өкпелік вентиляцияның жылдамдығына (10-15 л/мин) тең сынама алудың жылдамдығы болып табылады.

Концентрацияны салмақтық әдіспен өлшеуді жүзеге асыру кезіндегі барлық операциялардың қателіктерін ескере отырып, бұл әдістің орташа қателігі ±30% болып табылады.

Массасы 1мг-нан аз болатын шаңнан сынама алу кезінде, қателік ±60%-ға дейін көтеріледі.

Сурет 10 - Ауаның шаңдылығын анықтау үшін қондырғы

Сурет 11 - 822 моделді аспиратор

Қазіргі кезде салмақтақ әдіс атмосфералық және өндірістік ғимараттың ауасының шаңдануымен қатар, өндірістік қалдықтардан шығатын газдарын өлшеу үшін кеңінен қолданылады. Әдіс Ресейде, Англияда, Францияда, Бельгияда, Нидерландыда және басқа да мемлекеттерде страндарт деп танылған. Бірақ барлық әдістердің ішінде ол еңбек сыйымдылықты (қиын еңбекті), сонымен қатар ең қиын операциялар болып шаңнан сынама алу болып табылады. Сонымен қатар әдіс барлық операциялардың толық автоматтандырылуы кезінде де кезеңдік (циклдік) болып табылады. Орнатудың сызбасы 10 суретте көрсетілген. Ауа жылдамдығының қоздырушысы ретінде көбінесе ауа үрлегіштен, электр қозғалтқыштан және төрт ротаметрден тұратын 822 модельді аспиратор (11 сурет) қолданылады. Ротаметр ауа шығынын өлшеуге арналған. Ол балқытпасы бар шыны таяқшадан тұрады. Түтікте шкала белгіленген; екеуінде – 0–ден 20 л/мин – қа дейін және екеуінде – 0-ден 1 л/мин-қа дейін. Алғашқы екі ротаметр ауаның шаңдануына сынама алу кезінде қолданылады, ал екіншісі – газдалуына.

Фильтрлейтін материал ретінде электр тұрақты қасиеттерінің арқасында жоғары фильтрация деңгейіне (100%-ке дейін) ие ФПП (Петряковтың перхлорвинилді фильтрлері) филтрлеуші материалдан жасалған дискілері бар АФА-ВП-10; АФА-ВП-20 аэрозольді аналитикалық фильтрлер қолданылады (12, а сурет). «В» әріпі фильтр салмақтық әдіс үшін жарамдылығын, 10 және 20 сандары фильтр шеңберінің ауданын көрсетеді (см²). Патронның конструкциясы 12, б суретте көрсетілген.

Денситометрлік әдіс. Шаң бөлшектерінің фильтрде шөгуіне және шаң шөгіндісінің оптикалық тығыздығын анықтауға негізделген. Ол салмақтық әдістің фотометрлеумен алмастырылған сынаманы өлшеуден басқа барлық операциялардың барлығынан тұрады. Бұл әдістің негізгі кемшілігі – нәтиженің шаңның оптикалық қасиеттеріне тәуелділігі.

Сурет 12 - Фильтр мен патрон қондырғысы:

а – АФА-ВП фильтрі: 1- қорғайтын қағаз сақиналар; 2- фильтр; 3 – конустық патронның корпусы; 4 – қысқыш гайка;

б – АФА-ВП-10 фильтріне патрон: 1 – қысқыш гайка; 2 – патронның корпусы.

Радиоизотопты әдіс. Шаң бөлшектерін жұтуда радиоактивтi сәуле шығару қасиетiн пайдалануға негізделген. Іс жүзінде ауада қалқымалы немесе шаң газ ағынында қозғалған шаңмен радиоактивтi сәуле шығарудың жұтылуын тiкелей өлшеу, шаңның аз мөлшерінде мүмкін емес.

Сумен шаңды ұстауға негiзделген әдiс. Судың лайлану дәрежесін, шаң- газ ағыныңдағы, су арқылы өтетін шаңның шоғырында қарастырады.

Механикалық діріл әдісі. Теңселіп тұрған элементке шаң тұнған кезде жиілігінің өзгерісін өлшеуге негізделген. Әдетте, серіппе ұстаушыға бекітілген, тербелмелі фильтр қолданылады.

Қысымның төмендеуін өлшеуге негізделген әдіс. Бұл ауа ағыны мен дисперсті фаза санына, фильтрдің қарсыласуы арасында тура байланыс барына негізделген. Шаң газды ағын белгілі жыдамдықпен фильтр арқылы өтеді және қысымның әртүрлілігін кіруінде және шығуында өлшейді. Бұл әдісті ағында шаң массасының концентрациясын үзіліссіз өлшеуге қолдануға болады.

Шаң концентрациясын алдын-ала тұндырусыз өлшеу әдістері. Бұл әдістер шаңды алдын-ала тұндыруды қажет етпейді және басты байланыссыз болып табылады. Оларда шаңның мөлшерін анықтау шаң газдық қоспада оптикалық, электрлік немесе басқа да жанама параметрлер арқылы жүргізіледі. Оларға келесі әдістер жатады.

Абсорбциялық әдіс. Шаң газдық ортадан өтетін жарық жұтылуының пайда болуына негізделген. Оның негізінде Бургер-Ламберт-Бер заңы жатыр, қабаттың оптикалық тығыздығы шаңның концентрациясына пропорциональ. Оның пропорцинальдығы тура емес, шаңдарды тура қара дене ретінде қарастыруға болмайды және олардың өлшемдері, формалары әртүрлі болады.

Интегральдық сәуле шашырау әдісі. Шашыраған жарықтың жиынтық қарқындылығын өлшеуге негізделген. Шаң бөлшектерінің жарық шашу қабілеттілігі факторлар қатарына байланысты: бөлшектердің сыну комплекстік коэффицентіне, шашырау бұрышынан бағытталған түсетін және сынған жарыққа. Әдіс жоғары сезгіштік шаң өлшеуіштер жасауға мүмкіндік береді (шаң өлшеуіш Sigrist сезімталдығы 0,005мг/м³ ) және әсіресе кіші көлемді концентрацияны өлшеуде әсері зор.

Лазерлік байқап көру әдісі. Лазерлік сәулені сіңіру және ыдыратудағы бөлшек қасиетіне негізделген. Жарықты- ыдырату бөлшектерімен өлшеу кезінде, лазер және сурет қабылдағыш жанында орналастырылады, және соңғысы сәуле ыдыратудың кері қарқындылығын тіркеп отырады. Лазерлік байқап көру әдісі шаң бөлу көздерінің салымдарын атмосфераның шаң көздерін әр түрлі қашықтықта анықтауға рұқсат бередi. Бұл әдіс атмосферадағы шаң концентрациясын стационарлық өлшеу сияқты, қозғалмалы шаң бөлудің көздерінде өлшейді. Электрлік әдістер негізінде электрлік параметрлер бөлшегінің шаңың дистанционды немесе контактылы әдістермен өлшеу жатыр. Оған келесі әдістер жатады.

Индукциялық әдіс.Зарядталған шаң бөлшектерінің камера арқылы қозғалуында пайда болған, электродта заряд камерасын өлшеудің индуцирондық анықтамасына негізделген. Мұнда электродтағы шаңды қоршап алудың қажеті болмайды. Индукциондық әдісті қолдану шаң өлшеуіштерді қарапайым құрылыммен құруға мүмкіндік береді, бірақ бұл әдісте үлкен кемшіліктер бар, осылай болғандықтан зарядтардың таралуы көптеген факторларға байланысты және уақыт өте келе үлкен шекте ауысуы мүмкін. Бұл әдіс әсіресе үлкен бөлшектер анализі үшін тиімді.

Контактылы-электрлік әдіс. Шаң бөлшектерінің қабілеттілігінің қатты материалдармен жанасып электрлендіруіне негізделген. Шаң өлшеуіштің негізгі элементтері электролизатор, онда шаң бөлшектерінің зарядталуы жүреді және ток алатын электрод, оған бөлшектер өздерінің зарядын береді. Бұл жағдайда ток алатын электрод бұғауындағы ток күші шаң бөлшектерінің концентрациясы өлшеуіші болып табылады. Электролизатор материалы ретінде-фторопласт, эпоксиддық шайыр құммен және графитпен, асбоцемент.

Сыйымдылық әдісі. Шаң бөлшектерінің оның пластиналарымен енуіңдегі конденсатор сыйымдылығын өлшеуге негізделген. Сыйымдылық әдісін қолданбастан бұрын, шаңның электрлік қасиетін ескерген жөн.

Пьезоэлектрлік әдiс.Пьезокристаллдармен бөлшек екпінінің пайда болуында, электрлік импульстардың жинақталуына негізделген. Әдісті 2 мкм-дан көп бөлшек диаметрін тіркеу үшін қолданамыз.

Газ тәріздес ластаушы заттарға сипаттама. Ашық ауаның ең көп ластануы, келесі зиянды газ тәріздес заттардың кластарына жіктейді.

1.Күкірт диоксиді (SO₂). Өткір иісті түссіз газ. Ол қазып алынатын отынның жағуында құрылады, және күкірт құрамды кен өңдірулерде күкіртті газ ауаға ұшып кетеді. Сонымен қатар целлюлоза шығаратын өндіріс, оны ауаға тонналап шығарады. АҚШ-ң жыл сайын ауаға 26 млн т шығаруы, теңдік жағдайында оған Еуропаның да қатысы бар ол 60 млн т шығаратыны есептелген. Осы жағдайда атмосфераға түсетін SO₂-ң 93% Солтүстік жарты шардан және Оңтүстіктен 7% шығарылады. АҚШ-да зияндылардың жартысынан көбі атмосфераның ластануы күкірт диоксидінен болады. Күкірт диоксидінің шығарылу салдары – қышқыл жаңбырға, сонымен қатар тыныс алу жолдарының ауруы (тұмау, жөтел, бронхит, демікпе), коньюнктивит, бас ауруына әкеледі. SO₂ -нің SO ₄^2- айналуы ылғалды атлантикалық жел жағдайында жылдамдайды, әсіресе қысқы жылу беру маусымында. Бұл үдерістер 20 ғасырдың бірінші жартысында белгілі болды, Лондонда мықты түтіндік SO₂ тастау нәтижесінде қалың тұман пайда болды, онда күкірт қышқылының тез түзілуі жүрді ол тұман деп аталды. Тұманда басқа күкірт диоксиді және басқа компоненттер қатары болды, ол пештерде отынның жануы және жылыту құралдарында сақталатын газдар және автотранспорттан шыққан газдар. SO₂ –ң организмге тигізетін әсерін, оның зияндылығын анықтаудағы негізгі қиындық, денсаулыққа қауіпті жиі басқа факторлармен бірігіп әсер ететіне байланысты. Одан басқа, күкірт диоксиді өсуге негативті түрде әсер етеді. Бұл тікелей өсімдік жамылғысына әсер етуі мүмкін, немесе жанама түрде қышқыл жаңбыр түрде және топырақ арқылы. Жердің аморфтүзушілік қасиеті жеткілікті болса, бірінші эффект басым болады.

2. Көміртек оксиді (CO). Көміртектің толық жанбауынан болады. Негізгі шығарылуы көлік транспортымен байланысты, оңтайлы жағдайда двигательдердің ішкі жануындағы отынның қышқылдануы тек белгілі жұмыс режиміне шығуда шығарылады. Ережеге сай, бұл қозғалтқыш қуаттылығының 3/4 бөлігін құрайды; қарама-қарсы CO ең жоғарғы шығарылуы бос жүруден болады. Көміртек оксидінің массасы, ауаға түсетін басқа зиянды заттарға қарағанда, көбі антропогендік іс-әрекеттен болады. Көміртек оксидінің түсі де, иісі де жоқ, оны біздің сезім мүшелеріміз байқай алатын жағдайда емес. Қанға түскенде, гемоглобин молекулалары үшін көміртек оксиді оттекпен бәсекелеседі. Гемоглобин - ақуыз, ол оттегіні клеткаларға әкеледі, көмірқышқыл газын шығарады. Ауада көміртек оксиді қаншалықты көп тұрса, соншалықты гемоглобин онымен байланысады және клеткаларға оттегі аз түседі. Сол себепті СО концентрациясының көтерілуі, өлімге әкелетін қауіпті уды тудырады. СО-ң (0,013% дейінгі) төменгі концентрациясында адамдарда дыбыстарды қабылдау қабілеті төмендейді, бас ауруы пайда болады, көру мүшесі әлсірейді, уақытша естен тануда болуы мүмкін. Егер концентрация 0,066% жетсе, онда толық естен тану, сал ауруы. СО концентрациясы 0,075% дейін жетсе, 1сағат арасында өліммен аяқталады.

3. Азот оксиді (N _xO_y). Азот оксидтері жоғарғы температура зонасында ауада азоттың қышқылдануынан құрылады. Сондықтан бұл заттардан шығарылуы, барлық түрдегі отынның жануында мәнді. Берілген мәліметтер бойынша, NO_х –ң 64%-ы көліктен, 18%-ы электр станцияларынан,12%-ы өндірістен шығарылады.

Осидтердің ең көп бөлігін шығарады (90%) - NO. Бірақ ол ауада өте қауіпті газ – азот диоксидіне (азот диоксиді азот оксидінен жеті есе улы) айналады. Монооксид пен оксидтің ролі бірдей бағаланады, себебі бұл газдар ауада тек бірге кездеседі. NO₂ – жағымсыз иісті газ. Бұл да СО сияқты, азот диоксиді гемоглобинмен байланыса алады, шырышты бұлттармен қатынаста азот диоксиді азот қышқылына айналып тыныс алу жолдарының ауруына алып келеді. Одан басқа, Лос-анджелестік тұманның себебі - фотохимиялық қышқылдар және бір қатарлы органикалық қосылыстар әрекеттескенде өте зиян қосылыс түзеді ол-пероксиацилнитраттар (ПАН). Өсімдіктерге азот оксиді 3 жолмен әсер етуі мүмкін: қышқыл қалдықтарынан, өсімдіктермен тікелей қатынас және жанама жолмен қышқылдардың фотохимиялық түзілуі арқылы, мысалы О₃ және ПАН сияқты.

4. Көмірсутектер(углеводороды)(метан, бензин жұптары, гексан және т.б.). Наркотикалық әсері бар және өте аз мөлшерінің өзінде бас айналуға, бас ауруына және т.б әкеледі. Кейбір көмірсутектер концерегондермен қауіпті болуы мүмкін, мысалы бенз(а)пирен.

5. Альдегидтер. Азот оксидтері және күн жарығы әсерінен басқа да химиялық қосылыстар немесе органикалық заттарды өңдеуде, қышқылдармен әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады. Көп таралғаны - формальдегидтер. Ол тәбеттің жоғалуына, ұйқысыздыққа, әлсіздікке және бас ауруына әкеледі.

6. Қорғасын және басқа да ауыр металлдар қосылыстары. Қорғасын-жинақталған у, яғни ол біртіндеп адам организмінде жиналады. Атмосферада бар қорғасын үздіксіз саны, біздің организімімізде де бар. Қорғасын жілік майындағы эритроциттердің түзілу жылдамдығын төмендетеді және гемоглобин синтезін тежейді, ол балаларда ақыл-есінің артта қалуына және үлкендерде гипертонияға әкеледі. Қорғасынның ауаға түсуінің негізгі көзі-бояулар және тетраэтил қорғасын немесе тетраметил қорғасын қысымында бензиннің жануы.

7. Көмірқышқыл газы (СО₂). Түсі және иісі жоқ газ,отынның әртүрлі түрлерін жағу кезінде түзіледі. Бұл газ жекежай тұрады, өйткенi оны тiкелей ластағыш деп есептеуге болмайды. Негізгі қауіптілік – парниктік әсер, атмосферада СО₂ құрамының көбеюі, әлемдік жылынуға әкелуін ескертуі мүмкін (1.1 бөлімін қараңыз). Ауада көмірқышқыл газының 10% болса, адам бас ауруы, құлақтағы шуыл, ал 20% болса өлімге әкеледі.

Шынымен де ауада шартты немесе басқа да өндірістен, басқа да газ тәріздес зиянды заттар болуы мүмкін.

Газ тәріздес зиянды заттар шоғырына (концентрациясына) анықтама.

Газ тәрізді зиянды заттарды зерттеудегі ең кеңінен таралған анализ әдістері мыналар болып табылады:

1. Оптикалық,оған абсорбциондық және эмиссиондық әдістер кіреді.

Абсорбциондық әдіс (лазерлік, фотометриялық) сипаттамалық орнында спектральдік шекте энергиялық сәулені сіңіретін заттардың қабілетіне негізделген. Кеңінен таралған әдістері фотоколориметрлік және спектрофотометриялық болып табылады. Біріншілерінің негізінде, боялған ерітіндіден өткен ауданы 400 ден 760 нм аралығындағы толқын ұзындығындағы, жарық ағынының қарқындылығын әлсіреуін өлшеу жатыр. Екіншілерінің негізінде, зерттелетін ерітінді арқылы өткен энергия жарығының монохроматты ағынның сіңірілуі жатыр. Фотометриялық әдістердің сезімталдығы жоғары, ол барлық элементтерді анықтай алады, тек салыстырмалы қарапайым жабдықтар керек. Боялған қосылулар органикалық емес иондармен құрастыратын реагенттердің және органикалық заттардың молшылығы, бұл әдiстi қолдануды iс жүзiнде шексiз қылады.

Эмиссиондық әдістер (хемилюминесценттік, атомды-эмиссиондық) талданатын газдық қоспаның сәулесінің қарқындылығын өлшеуге негізделген. Әдетте, хемилюминесценттік газ анықтағыштың жұмыс істеу принципі жарықтың фотометрленуіне байланысты, хемилюминесценттік индикатор арқылы анықталатын бөлгіш заттардың әрекеті негізінде.

2.Электрхимиялық әдістер (кондуктометриялық және куланометриялық әдістер) газдық қоспаның жұтылу нәтежесінде пайда болған, электрөткізгіш ерітіндінің өзгерісін тіркеу үшін қолданылады. Әдістің кемшілігі болып, ионның әсерімен реактивте ерітілетін барлық газдар электролиттің электрөткізгіштігіне қатты әсер етеді; сонымен қатар ішкі ортаның температурасына әсер етеді; одан басқа электролитті ауыстырып тұру қажет.

Газды талдаудың кулонометриялық әдісі деполяризатор деп аталатынға анықталатын зат түсуін және үздіксіз талданатын ауа ағынымен кулонометриялық торға түсетін электродтық реакцияның тогын өлшеуге негізделеді. Әдістің құндылығы - электродтық реакцияның ағуының 100% принциптік мүмкіндігі ток арқылы шығуы, өлшенетін концентрацияны Фарадей заңы арқылы есептеуге мүмкіндік береді.

Кондуктометрялық талдаудың қағидаты газдық қоспа компонентінің жұтылуы кезінде ерітіндінің электрлік қарсылығын өлшеу болып табылады. Үлкен сезімталдығының арқасында бұл тәсіл ауадағы уландырғыш заттарды анықтауда – көміртек оксиді, күкірт диоксиді, аммиакты және т.б қолданады.

3.Плазмалы-ионданған әдіс. Органикалық заттардың сутектің жалынына енгізуде алынған иондық токтың өзгеруін өлшеуге негізделген. Жанғыш уақыт бiрлiгiнде, токтың мәні көміртек санына пропорциональ. Жоғарғы сезімталдық негізінде газанықтағыш типі «Гамма» құрылған.

4. Хромотографиялық әдіс. Газдық хроматография - бұл газдық қоспаның бөлінуі үшін үздіксіз жұмыс істейтін физикалық әдіс, сонымен қатар булардың, сорбентпен толтырылған колонка арқылы сұйық және қатты заттар өткенде бұзылмауы. Компоненттердің қозғалатын фаза және қозғалмайтын фазада, ол қатты немесе сұйық болуы мүмкін, таралуы нәтижесінде колонкада қоспаның бөлінуі жүреді.

Газдық хроматографияның негізгі екі түрі бар: газды адсорбциялық және газды сұйықтық. Бірінші жағдайда қоспа компоненттері қозғалатын газдық фаза арасында үздіксіз бөлінеді, ол газ тасымалдаушы деп аталады, және қатты адсорбент, ол сорбция және адсорбция үдерістерінің алмасуына келісілген. Екінші жағдайда, сұйық фазаның пленкасында компонент ерітілуінің алмасуы жүреді, газдық фазаның қайта бөлінуі үшін, яғни газ тасымалдаушының ағынына, қатты инертті тасымалдаушы әкелінеді.

5.Экспресстік әдіс. Экспресстік әдіс қарапайым қабылдаулармен ауадағы улы заттардың аз концентрациясын анықтауға және нәтижені тез алуға мүмкіндік береді. Экспресстік әдістің негізінде әртүрлі ортада ағатын – ерітінділерде, қағаздарда немесе қатты сорбенттерде, түсті реакция жатыр. Экспресстік сараптамада қолданылатын аналитикалық тәсілдер әртүрлі. Бір жағдайларда индикаторлық түтікте немесе қағазға сызықтық колориметр принципі қолданылады, ал басқасында - стандартты топтамалар бойымен ерітінділерді колориметрмен өлшейді.Танымал тәсілдер, ол сарапталатын ауа сіңіретін ортадан стандартты бояу алғанға дейін тартылады. Ауалық ортада экспресстік сараптамада көбірек қолданылуын индикаторлы түтікше арқылы сызықтық-колориметрлік әдіс тапты. Әдіс индикаторлық ұнтақтың боялған беткі қабатын алуға негізделген. Индикатор түтікшесі арқылы тартылған, боялған беттің қабатының ұзындығы, ауада зерттеліп жатқан заттардың концентрациясына пропорциональ.

Сызықтық колориметрлік әдістің ерекшелігі, анықталатын заттар мен реактивтердің арасындағы реакция, өнім (зерна) тасымалдаушыға әкелінген, динамикалық жағдайда жүреді. Сондықтан реактивтермен тек мынандай қосылыстар жұмыс істей алады, анықталатын затпен тез реакция жүргенде анық боялған өнім беретін, ұнтақтың біріншілік түсін тез өзгертуге қабілетті, құрамында осы реактивтер бар. Тасымалдаушылар сапасында әртүрлі ұнтақ тәріздес материалдар қолданылады-фарфор,үлкен қуысты силикагель және т.б.

Сурет 13 - УГ-2 ауа тәрізді қондырғысы:

1 – корпус; 2- сифон; 3- серіппе; 4 – тіреуіш сақина; 5 – жырашық; 6 – шток; 7 – төлке; 8 – фиксатор; 9 – плата; 10, 12 – резеңке түтікшелер; 11 – штуцер.

Индикаторлық түтікшенің алдында әдетте қоспаны бөгеп тұратын реактивтерді орналастырады, ол ластайтын заттарға жататындар табылғанда, оның реакцияға түсуіне кедергі жасайды. Бұл сүзгіш алдын-ала тазалаумен біркезде күрделі құрамымен ерекшеленеді. Зиянды газдар мен булардың құрамын тез анықтауда ең кең таралған құрал –әмбебап газанықтағыш УГ-2 болып табылады, ауа қамалдық құрылғы 13 суретте көрсетілген.

Ауа жинағыш (воздухозаборного) құрылғының міндеті-индикаторлық түтікше арқылы -100, 200, 300, 400см³ дозалы ауаны сынауға жіберуі. Ауа көлемі анықталатын ластаушы затқа байланысты болады.

Экспрестік әдістің негізгі кемшілігі-үлкен қателік. Ауадағы зиянды заттардың концентрациясын УГ-2 газанықтағышымен өлшегенде, қорытындысына қатысты негізгі қателіктері -1ШРК ға дейін аспайды ±60%, 1 ден 2 ШРК интервалында ±35%,және 2 ШРК асса ±25%.