5. Контрольні запитання

1. У чому полягає фізичний зміст парникового ефекту?

2. Причини виникнення парникового ефекту?

3. Які гази відносяться до парникових?

4. Які наслідки викликає глобальне потепління клімату Землі?

5. Що потрібно зробити, щоб знизити парниковий ефект?

2. Лабораторна робота № 2

„Визначення вмісту токсичних газів в атмосферному повітрі”

Мета роботи: вивчити деякі методи і засоби інструментальних вимірів вмісту шкідливих газів у повітрі.

2.1 Короткі теоретичні відомості

Для створення нормальних і безпечних умов життєдіяльності людини повинен відбуватися контроль повітряного середовища на вміст у ньому шкідливих газів. Шкідливі гази можуть проникати в повітряне середовище атмосфери у зв'язку з порушенням чи недосконалістю технологічного процесу виробництва. Потрапляючи в дихальні шляхи чи на шкіру людини, шкідливі речовини можуть заподіяти значну шкоду здоров'ю людини, якщо їх вміст в повітрі перевищує граничнодопустиму концентрацію (ГДК).

Для кількісної оцінки вмісту шкідливих речовин в атмосфері використовують поняття концентрації – кількість речовини, що міститься в одиниці об’єму повітря, зведеного до нормальних умов.

Вся сфера екологічного нормування і стандартизації використовує встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК) або гранично допустимі дози (ГДД) шкідливих агентів.

ГДК - це такі найбільші концентрації шкідливих речовин у повітрі, які при щоденному впливі на людину не можуть викликати захворювань чи відхилень у стані здоров'я, що виявляються сучасними методами дослідження, у процесі роботи чи у віддалений термін життя сьогодення і наступних поколінь. ГДК прийнято виражати в міліграмах на один кубічний метр повітря (мг/м³).

Для шкідливих речовин їх встановлюють у двох показниках: максимально разові (ГДК^р), обумовлені протягом 5-20 хв. дії шкідливої речовини, і середньодобові (ГДК^с), обумовлені дією протягом 24 годин. Основне призначення ГДК – не допустити несприятливого впливу шкідливих речовин на людину. ГДК^р установлюють також для речовин, що володіють різким запахом чи дратівним впливом.

ГДК розробляються науково-дослідними інститутами системи охорони здоров'я, виходячи з фізико-хімічних властивостей речовин, результатів експериментальних досліджень і даних гігієнічних спостережень за станом здоров'я і захворюваністю людини. ГДК для шкідливих речовин у повітрі можна знайти в довідковій літературі, вони визначені санітарними нормами й обов'язкові для застосування по всій території нашої країни.

За ступенем впливу на організм людини шкідливі речовини розподіляються на чотири класи небезпеки:

1. Надзвичайно небезпечні (ГДК менш 0,1 мг/м³).

2. Високонебезпечні (ГДК 0,1 ... 1,0 мг/м³).

3. Помірковано небезпечні (ГДК 1,1 ... 10,0 мг/м³).

4. Малонебезпечні (ГДК більш 10,0 мг/м³).

Основні напрямки уникнення негативного впливу шкідливих речовин на здоров’я людини - удосконалення технологічних процесів і устаткування з метою зменшення викидів у повітряне середовище шкідливих газів і парів. Разом з тим, поки не вдається цілком виключити такі викиди, тому велика увага приділяється організації системи вентиляції виробничих приміщень.

Контроль за станом повітряного середовища і наявністю шкідливих речовин у ньому здійснюється газоаналізаторами, газосигналізаторами, а також хімічними індикаторами.

Прилади визначення рівня загазованості повітря, обумовленого санітарними нормами чи вибухонебезпечними концентраціями, називаються газоаналізаторами. Кількість небезпечних газів у повітрі визначається безпосередньо виміром концентрації цих газів, або побічно по вмісту кисню в досліджуваному середовищі.

Останнім часом для дослідження вмісту повітря знаходять широке застосування газові хроматографи. Сутність газохроматографічного визначення складу повітря полягає у відборі і наступному спалюванні проби речовини в приладі з одержанням хроматограми, що потім розшифровується. Основним достоїнством газохроматографічного методу аналізу є можливість розділяти і виявляти мікродомішки індивідуальних хімічних сполук у складних композиціях забрудненого повітря. Результати хроматографічного аналізу отримують протягом декількох хвилин, що є ще однією перевагою цього методу. Газохроматографичні методи легко піддаються автоматизації.

Усе різноманіття методів контролю складу повітряного середовища можна розділити на три групи: лабораторні, експресні й автоматичні.

Лабораторні методи дуже точні. До них відносяться: фотометричні, люмінесцентні, хроматографічні, спектроскопічні й ін. Використовуючи, наприклад, хроматографи, можна уловлювати шкідливі речовини, що містяться в мізерно малих кількостях. Основний недолік цих методів: досить складне апаратурне оформлення, необхідність високої професійної підготовки виконавців, а іноді і тривалість аналізів. Тому їх застосовують головним чином для уточнення результатів, отриманих іншими методами.

Автоматичні методи аналізу повітря виробничих приміщень застосовуються найбільш широко тому, що дозволяють досить швидко і точно одержати результати аналізу; вони здійснюються переносними і стаціонарними газоаналізаторами. Автоматичні газоаналізатори за принципом дії підрозділяються на механічні, електричні, теплові, спектрометричні, магнітні й оптичні.

Експресні методи прості й оперативні, але по точності поступаються лабораторним. Найчастіше вони засновані на зміні кольору пористих індикаторних мас, індикаторного паперу і т.п.

Широке застосування в промисловості для проведення експресних аналізів одержав газоаналізатор УГ-2, котрий працює на принципі кольорової реакції між індикаторним порошком і дослідною речовиною. Універсальний газоаналізатор УГ-2 (див. мал. 2.1) застосовується для визначення концентрації багатьох речовин: аміаку, окису вуглецю (IV), бензину, бензолу, ксилолу, сірководню, хлору, та ін.

1 – гумовий сильфон; 2 – пружина; 3 – стакан; 4 – корпус; 5 – отвір для зберігання штока в неробочому положенні; 6 – верхня панель корпусу;

7 – стопор; 8 – втулка; 9 – стопорні заглиблення; 10 – подовжні канавки;

11 – шток; 12 – фільтруючий патрон; 13 – індикаторна трубка; 14 – штуцер;

15 - підставка з висувною планкою і затисками; 16 - відвідна гумова трубка;

17 – фланці; 18 - гумова трубка; 19 - внутрішні кільця твердості

Мал. 2.1 - Універсальний газоаналізатор УГ-2

Для різних речовин підібрані різні реагенти, як правило, тверді сорбенти, що засипаються в скляні трубки, через які просмоктують повітря, що аналізується. В залежності від концентрації речовини, при просмоктуванні повітря за визначений час стовпчик індикаторного порошку самозафарбовується на ту чи іншу довжину, пропорційну концентрації аналізуємої речовини. Довжина пофарбованого стовпчика виміряється за шкалою, градуйованою в міліметрах на кубічний метр чи у міліграмах на літр.