Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Пробоотбор объектов окружающей среды в экологических исследованиях. Учебное пособие
.pdf
Представительные измерения возможны, если доступно подходящее место, в котором скорость потока в плоскости отбора проб достаточно однородна. Измерение скорости потока следует проводить при
достаточном числе точек, обычно расположенных на нескольких линиях измерений. Для круглых газоходов существует два способа размещения точек в плоскости газохода: с четным и с нечетным количеством
точек (с точкой в центре газохода) – см. рис. 5.6.
Рис. 5.6. Расположение точек в цилиндрических трубах для измерения
скорости и отбора проб пыли (закрашенные участки имеют
одинаковую площадь)
Согласно правилу, применяемому для прямоугольных и квадратных газоходов, плоскость отбора проб должна быть разделена на равные области линиями, параллельными сторонам газохода, а точки отбора проб должны быть расположены в центре каждой области, как показано на рис. 5.7.
Рис. 5.7. Расположение точек в
прямоугольном и квадратном
газоходах для измерения
скорости и отбора проб пыли
Рис. 5.8. Нахождение размера
диаметра газохода
51
Разметка напорной трубки для измерения скорости газового потока должна быть произведена следующим образом. Перед разметкой
напорной трубки необходимо измерить сечение газохода железным
прутом или рулеткой. Для круглых газоходов следует измерить расстояние от конца штуцера до ближней внутренней стенки газохода (Q), от
конца штуцера до дальней внутренней стенки газохода (F) и рассчитать
внутренний диаметр газохода (D = F – Q) (рис. 5.8). Рассчитав диаметр
газохода, по табл. 5.1 определяют количество точек отбора по линии.
При этом оператор решает сам, как будет разбит газоход – с четным
числом точек или с нечетным (с точкой в центре газохода). Точные расчеты размещения и количества точек отбора круглых и прямоугольных
газоходов осуществляют в соответствии с пособием ФБУ «ЦЛАТИ по
Северо-Западному ФО» «Отбор проб промышленных выбросов».
Таблица 5.1
Минимальное число точек отбора проб для круглых газоходов
Диаметр газохода, м
Минимальное
число точек
отбора проб на линии
Минимальное
число точек
отбора проб на сечении
газохода
с
центральной
точкой
четное
число
точек
с
централной
точкой
четное
число
точек
< 0,20
1 2 1 4 0,20–0,50
3 2 5
4
0,50–1,00
5 4 9
8
1,00–1,40
7 6 13
12
1,40–2,00
9 8 17
16
2,00–3,00
11
10
21
20
> 3,00
13
12
25
24
Рассчитав расстояния до точек отбора (рис. 5.9), размечают газонапорную трубку, учитывая размеры штуцера Q (рис. 5.10). На трубку
наносят метки (например, термостойким скотчем). При измерении скорости в точках отбора метки на трубке совмещают с концом штуцера.
Аналогично производится разметка по второму штуцеру круглого газохода, установленному перпендикулярно.
52
Рис. 5.9. Разметка
газохода вдоль линии
отбора
Рис. 5.10. Разметка газонапорной
трубки для измерения скорости в
газоходе
5 . 2 . П р о ц е д у р а п р о б о о т б о р а п р о м ы ш л е н н ы х
в ы б р о с о в
Собирают устройство для отбора проб и проверяют его на возможные утечки путем закупорки насадки и запуска всасывающего устройства. Предварительно нагревают соответствующие части системы отбора проб до выбранной температуры фильтрования, например до температуры газохода или рекомендуемой температуры, равной
(160 ± 5) °С. Газонапорную трубку подключают к манометрам (дифференциальным манометрам) для измерения динамического давления газового потока (для определения скорости потока) и статического давления в трубе (используется в расчетах для определения плотности газа).
Конец газонапорной трубки, предназначенной для замера полного
напора газа, должен быть направлен навстречу газовому потоку в соответствии с рис. 5.12. Соединяют трубку с манометром резиновыми или
ПВХ-шлангами.
53
Рис. 5.11. Размещение газонапорной
трубки в газоходе: Р
атм
– атмосферное
давление; Р
дин
– динамическое давление,
создаваемое потоком газа
(для определения скорости потока),
Р
внутри
+ Р
дин
; Р
внутри
– давление газа
внутри газохода (без давления
скоростного потока); Р
стат
–
статическое давление (разница между
атмосферным давлением и давлением
внутри газохода); Р
стат
= Р
внутри
– Р
атм
;
Рис. 5.12. Манометр
дифференциальный
ДМЦ-01М
Одновременно измеряют температуру газа, атмосферное давление
и состав газа. Динамическое давление измеряют в каждой точке, на которые разбита плоскость газохода. Газонапорную трубку перемещают
по диаметру газохода от ближней стенки к дальней, а затем наоборот,
останавливая ее в каждой измерительной точке. Показания манометра
записывают в журнал. Измерения по второму диаметру газохода выполняют аналогично.
В случае возникновения сомнений относительно присутствия капель воды при отборе проб пыли используют фильтрование за пределами газохода, схема которого показана на рис. 5.3. Перед проведением
отбора проб пыли отбирают нулевую пробу, следуя процедуре отбора
проб – либо без включения всасывающего устройства, либо с продолжительностью отбора проб менее 1 мин. Рекомендуется перед отбором
пробы на фильтр отобрать пробу газового потока для определения содержания водяного пара.
54
Влага определяется гравиметрическим (конденсационным) методом. Через два барботера, наполненных водой, находящихся в холодной воде с температурой не более +4 °С (можно заменить снегом) и подсоединенных на выходе к осушителю (например, заполненный сухим
силикагелем), пропускается газовоздушная смесь из газохода в течение
10–20 мин с постоянным расходом 10−15 л/мин. Для вычисления влаги
барботеры и осушитель взвешивают до и после отбора газа и определяют массу уловленной влаги (Н2О). Также для измерения влажности
используются психрометры различных модификаций (рис. 5.13).
Рис. 5.13.
Психрометр
Рис. 5.14. Газоанализаторы
(многокомпонентные)
Для определения компонентного состава газа применяется газоанализатор (рис. 5.14). Измерение кислорода должно быть проведено
по всему сечению газохода – как в центре газохода, так и по его краям
(минимум три точки), чтобы убедиться, что в газоходе нет подсосов и
по этому сечению можно проводить измерения.
Пробы пыли отбирают по тем точкам газохода, по которым был разбит газоход. Пробы пыли должны быть отобраны изокинетично, т. е. скорость газопылевого потока должна быть равна скорости потока в насадке
пробоотборного зонда, в противном случае полученный результат концентрации пыли будет недостостоверным. Время отбора пробы пыли на
фильтр зависит от запыленности газового потока и обычно составляет
5–20 мин (чем больше запыленность, тем меньше время отбора). Время
отбора проб в каждой точке должно быть одинаковым. На газоходе
должно быть отобрано не менее трех фильтров. При меньшем времени
отбора следует увеличить количество фильтров (4–8 шт.).
55
Во время отбора желательно следить за изменениями скорости в
56
трубе в выбранной реперной точке газохода. В случае изменения динамического давления от первоначального значения более чем на 40 %
необходимо или прекратить отбор проб (зафиксировав время и расход
прокачки), или изменить скорость прокачки пропорционально изменению динамического давления в реперной точке. Для горизонтального
газохода обязательно требуется отбирать пробу в точках, расположенных вверху, посередине и внизу газохода, так как концентрация пыли в
этих точках может существенно различаться. По возможности на один
фильтр следует отобрать пыль по всем точкам в газоходе (время отбора
в каждой точке должно быть одинаковым – это важно, особенно если
концентрации пыли в разных точках сильно различаются). При невозможности отобрать пыль по всем точкам (фильтр забивается или может
порваться) отбор осуществляется с несколькими фильтрами. После отбора взвешиваемые части помещают в закрытый контейнер, свободный
от электростатического электричества, для транспортировки их в лабораторию для взвешивания.
При отборе проб отработавших газов автотранспорта процедура
отбора технически идентична процедуре отбора проб промышленных
выбросов со значительным упрощением в плане технологии проведения процедуры отбора.
Г л а в а 6 . О Т Б О Р П Р О Б А Т М О С Ф Е Р Н О Г О
В О З Д У Х А
6 .1. М е т о д о л о г и я о т б о р а п р о б а т м о с ф е р н о г о
в о з д у х а
Отбор проб атмосферного воздуха организуется с целью выяснения
причин высокого уровня концентрации примесей, установления их неблагоприятного влияния на здоровье населения и окружающую среду и
разработки мероприятий по охране атмосферы (табл. 6.1).
Таблица 6.1
Назначение видов обследования атмосферного воздуха
Вид обследования
Назначение
Эпизодическое
Для ориентировочной оценки состояния загрязнения воздуха в
населенном пункте и при выборе
мест для размещения постов
наблюдений
Комплексное
Для детального изучения особенностей и причин высокого уровня
загрязнения, его влияния на здоровье населения и окружающую
среду в целом, а также для разработки рекомендаций по проведению воздухоохранных мероприятий
Оперативное
Для выявления причин резкого
ухудшения качества воздуха
Отбор проб атмосферного воздуха осуществляют на постах. Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами. Различают посты трех категорий: стационарный, маршрутный и передвижной (подфакельный).
57
Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной
регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Стационарные посты
оборудованы специальными павильонами, которые устанавливают в заранее выбранных местах.
Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно (нецелесообразно) установить стационарный
пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения
воздуха в отдельных районах, например в новых жилых районах.
Наблюдения на маршрутных постах проводятся с помощью передвижной лаборатории, которая оснащена необходимым оборудованием и
приборами. Маршрутные посты также устанавливают в заранее выбранных точках.
Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб
под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов. Наблюдения под факелом
предприятия проводятся также с помощью передвижной лаборатории.
Подфакельные посты представляют собой точки, расположенные на
фиксированных расстояниях от источника. Они перемещаются в соответствии с направлением факела обследуемого источника выбросов.
Выбор точек отбора проб согласно РД 52.04.186-89 при выполнении подфакельных наблюдений является наиболее существенной частью работы. При этом проводят установление направления факела и
выбор точек отбора проб. Направление факела определяется по визуальным наблюдениям за очертаниями дыма. Если дымовое облако отсутствует, то направление факела определяется по направлению ветра
(по данным шаропилотных наблюдений) на высоте выброса, по запаху
вредных веществ, характерных для обследуемого источника, и по видимым факелам близлежащих источников. Отбор проб при подфакельных
наблюдениях проводится на расстояниях 0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15 и
30 км. Данные наблюдений на близких расстояниях от источника
(0,5 км) характеризуют загрязнение атмосферы низкими источниками и
неорганизованными выбросами, а на дальних – сумму от низких неорганизованных и высоких выбросов.
Измерение концентраций проводится в центральных (осевых) точ-
ках, расположенных по оси факела на различных расстояниях от источника выброса, и в точках слева и справа от линии, перпендикулярной
оси факела. Расстояние между точками зависит от ширины факела: по
58
мере удаления от источника выброса оно увеличивается и может колебаться от 50 до 300−400 м. Если из-за препятствий (водоемы, отсутствие подъездных дорог и т. д.) установить местоположение отбора
проб на необходимых расстояниях от источника под факелом не представляется возможным, выбираются другие точки.
Одновременно с отбором проб воздуха на стационарных и маршрутных постах проводятся метеорологические наблюдения за скоростью, направлением ветра, температурой воздуха, состоянием погоды,
при подфакельных наблюдениях − за скоростью и направлением ветра.
6 .2. О б о р у д о в а н и е д л я о т б о р а п р о б
и п р о ц е д у р а п р о б о о т б о р а а т м о с ф е р н о г о
в о з д у х а
Для отбора проб воздуха используются электроаспираторы,
например аспираторы АПВ-4, ОП-824 ТЦ, ПУ-4Э (рис. 6.1), а также
подсоединяющиеся к аспиратору сорбционные трубки и поглотители
(рис. 6.2). Кроме того, для отбора проб используется резиновая камера,
в которую воздух отбирается насосом.
При определении скорости, направления ветра, температуры воздуха, атмосферного давления используют анемометр, термометр, барометр (рис. 6.3). Также для измерения концентрации пыли используются
различные фильтры в соответствии с РД 52.04.186-89.
Рис. 6.1. Аспираторы: а − АПВ-4; б − ОП-824 ТЦ; в − ПУ-4Э
59
Рис. 6.2. Поглотительные устройства: а − поглотитель Зайцева;
б − поглотитель Киселева; в, г − поглотители Рихтера
Отбор проб осуществляется путем аспирации определенного объема атмосферного воздуха через поглотительный прибор, заполненный
жидким или твердым сорбентом для улавливания вещества, или через
аэрозольный фильтр, задерживающий содержащиеся в воздухе частицы. Определяемая примесь из большого объема воздуха концентрируется в небольшом объеме сорбента или на фильтре. Параметры отбора проб, такие как расход воздуха и продолжительность его аспирации через поглотительный прибор, тип поглотительного прибора или
фильтра, устанавливаются в зависимости от определяемого вещества.
При определении приземной концентрации примеси в атмосфере отбор
проб и измерение концентрации примеси проводятся на высоте
1,5−3,5 м от поверхности земли.
Виды режимов отбора проб атмосферного воздуха представлены
в табл. 6.2.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]