2.8. Методы измерения содержания вредных веществ

в воздухе рабочей зоны

Для измерения содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны применяются различные методы: индикаторные (экспрессные), лабораторные, инструментальные.

Индикаторные (экспрессные) методы позволяют сравнительно быстро произвести анализ непосредственно в производственных условиях.

Индикаторные методы довольно просты, с их помощью можно быстро определить содержание различных веществ в воздухе. Так, например, бумажка, пропитанная уксуснокислым свинцом, чернеет в присутствии следов сероводорода; бумажка, пропитанная парадиметиламинобензальдегидом (бумажка Прокофьева), краснеет в присутствии следов фосгена и т.д. Индикаторные методы применяются, когда нежелательно присутствие токсичных веществ даже в очень малых концентрациях, а при их наличии требуются особые срочные меры (пуск аварийной вентиляции, нейтрализация загазованного участка, применение средств индивидуальной защиты и др.).

На практике для проведения экспрессных методов химического анализа широко используются переносные универсальные газоанализаторы, к которым прилагаются наборы индикаторных трубок, реактивная бумага, специальные растворы со стандартными шкалами.

Выпускаются трубки индикаторные (далее – ТИ) колористические, колориметрические и экспозиционные, которые предназначены для измерения содержания вредных веществ и кислорода при контроле:

- загрязнения воздуха рабочей зоны на уровне предельно допустимых концентраций (ПДК);

- загрязнения воздушной среды при аварийных ситуациях при значительном превышении ПДК для воздуха рабочей зоны;

- промышленных выбросов топливопотребляющих установок малой мощности, работающих на природном газе;

- промышленных выбросов химических производств;

- содержания газов и паров в воздушной среде в статическом режиме;

- наличия вредных газов и паров в воздушной среде.

Сущность метода заключается в изменении окраски индикаторного порошка в результате реакции с вредным веществом (газом или паром) в анализируемом воздухе, просасываемом через трубку. Измерение концентрации вредного вещества производится по длине изменившего первоначальную окраску слоя индикаторного порошка в трубке (линейно-колористическая индикаторная трубка) с помощью шкалы, нанесенной на индикаторную трубку, кассету или специальную этикетку, или по его интенсивности (колориметрическая индикаторная трубка).

ТИ могут быть применены для предварительной оценки качества воздуха и других газовых сред, связанной с защитой здоровья населения, и охраной окружающей среды. ТИ предназначены для комплектования химических газоопределителей типа ГХ (ГХ-ВРЗ и ГХ-ПВ), которые используются при количественном определении химического состава воздушных сред с применением прокачивающих устройств типа аспираторов сильфонных АМ-5 (ТУ 12.43.01.166-80), АМ-0059 (ТУ РЮАЖ.413543.010) или УГ-2.

ТИ экспозиционные предназначены для работы в статическом режиме (без прокачивающего устройства).

Существуют ТИ для определения различных концентраций наиболее распространенных газообразных примесей, содержащихся в воздухе.

Измерения ТИ концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны проводят при следующих условиях:

- барометрическое давление – от 90 до 104 кПа (680-780 мм рт.ст);

- температура окружающей среды от 15 до 30°С;

- относительная влажность окружающей среды от 30 до 80%.

Транспортировка и хранение ТИ может производиться при следующих условиях:

- температура окружающей среды от минус 50 до 50°С;

- относительная влажность окружающей среды от 30 до 95%.

ТИ можно использовать в присутствии неизмеряемых примесей.

Габаритные размеры ТИ:

- длина от 100 до 210 мм;

- наружный диаметр от 3,7 до 8,0 мм.

Масса 10 штук ТИ от 0,020 до 0,180 кг.

Лабораторные методы дают возможность точно определить микроколичества токсичных веществ в воздухе. Однако они требуют много времени и применяются главным образом в исследовательских и контрольных работах.

На практике применяют разнообразные санитарно-химические методы: фотометрические, колориметрические, хроматографические, электрохимические, люминесцентные, спектроскопические. Для анализа используют приборы различной конструкции: фотоколориметры (ФЭК-М-56, ФЭК-Н-57), спектрофотометры (СФ-56, СФ-66), хроматографы (газовые хроматографы ФГХ-1, портативный и модели 500М, жидкостной хроматограф «Миллихром-4»), полярографы.

Наиболее совершенными являются инструментальные методы контроля загазованности воздушной среды, выполняемые с помощью газоанализаторов и газосигнализаторов, принцип действия которых основан на фотоколориметрическом, термохимическом, ионизационном, эмиссионном, кулонометрическом и других способах анализа.

Различают автоматические газоанализаторы и газоанализаторы периодического действия.

Автоматические газоанализаторы осуществляют обычно непрерывную регистрацию уровня загазованности на бумаге.

Газосигнализаторы настраиваются на определенный уровень загазованности (ПДК, взрывоопасное содержание газа и др.), при достижении которого они дают световой или звуковой сигнал (например, газоанализатор «Палладий-3» – световая, звуковая и электрическая сигнализация превышения ПДК окиси углерода – СО).

Достаточно много используется приборов, рассчитанных на определение различных химических веществ. К ним, в частности, относятся газоанализаторы АНКАТ 7601 (микроконцентрации озона), восемь модификаций 7656 (инспекционный контроль содержания СО, NО₂, SО₂, Н₂S), 7671 (контроль содержания хлора).

Для измерения концентраций горючих газов и паров и их смесей (93 наименования) в воздухе и выдачи сигналов в диапазоне сигнальных концентраций могут быть использованы сигнализаторы термохимические (СТХ).

В основе работы сигнализаторов использован термический метод измерения, заключающийся в определении теплового эффекта сгорания горючих газов, паров и их смесей на каталитически активном чувствительном элементе. Диапазон сигнальных концентраций 5—50% от концентраций, соответствующих нижнему пределу воспламенения.

Перечень приборов, аппаратуры и устройств для определения и контроля химических веществ, присутствующих в воздухе рабочей зоны, приведен в приложении 1.