4. Практическая часть

Целью работы является определение наиболее перспективных методов (и приборов) экологического мониторинга атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны.

Для определений были выбраны приборы: Весы аналитические AV264C, аспиратор – для обеспечения гравиметрического метода, Пылемер ИКВЧ(п). Проведенные на данных приборах определения сравнили между собой и сделали соответствующие выводы (см. таблицу 4.1).

Таблица4.1

Сравнительная характеристика методов определения запыленности воздуха

Характеристики Методов	Методы/приборов
	ИКВЧ(п)	Гравиметрический метод
Предел обнаружения	3000 мг/м3	Ограничивается растворимостью осадка и чувствительностью аналитических весов.
Избирательность метода	Высокая	Высокая
Точность определения	±2%	0,05 – 0,2%
Экспрессность метода	10 минут	Зависит от объема пробы
Стоимость	248980 руб.	Весы – 156232 руб. Аспиратор – 40000 руб.
Автоматизация	Частичная	Отсутствует

Следовательно, гравиметрический метод, несмотря на неудобство (нужно выезжать на место с неудобным и громоздким аспиратором, отбирать пробы, затем взвешивать), нужно проводить больше операций, но гравиметрический метод более точный и дешевле на 50000 рублей, по сравнению с прибором ИКВЧ(п). Более того, аспиратор и весы могут быть использованы и для отбора проб воздуха для количественного определения других загрязнителей, не только пыли.

Аспиратор и весы являются многофункциональными и могут быть использованы для анализов других загрязнителей. Весы могут быть использованы и для анализов других сред (воды и почв). Следовательно – гравиметрия более выгодна. А ИКВЧ (п) можно использовать только для анализа пыли, при этом он еще и дороже на 50000 тысяч рублей, по сравнению с гравиметрическим методом.

В подтверждение выбора в лаборатории кафедры ХиИЭ был проведен количественный анализ запыленности воздуха.

4.1 Определение пыли

Методика предназначена для определения массовой концентрации пыли в атмосферном воздухе. Используется для измерения ее разовых и среднесуточных концентраций пыли при удельном расходе воздуха 5 дм3/(мин·см2), в диапазонах 0,26 - 50 мг/м3 (разовая), 0,007 - 0,69 мг/м3 (суточная, при автоматическом циклическом отборе проб по 20 минут 12 раз в сутки); 0,17 - 16,7 мг/м3 (суточная, при ручном цикле отбора проб по 20 минут 3 раза в сутки в зависимости от объема пробы) [14].

По экспертным оценкам при определении концентрации пыли в атмосферном воздухе в указанных диапазонах (0,26 - 50 мг/м, 0,007 - 0,69 мг/м3, 0,17 - 16,7 мг/м3) относительная погрешность определения массы пыли на фильтре – 0,2 мг. Предельная относительная погрешность определения объема воздуха, прошедшего через фильтр - 6 % [14].

Метод основан на определении массы взвешенных частиц пыли, задерживаемых фильтром из ткани ФПП, при прохождении через него определенного объема воздуха.

Подготовка к выполнению анализа

Используемые для отбора пробы пыли фильтры нумеруют. Порядковый номер наносят карандашом на уплотненную кольцевую часть фильтра из ткани ФПП [14].

Перед отбором пробы фильтр взвешивают на аналитических весах. Перед этим фильтр не менее одного часа выдерживают в помещении, где проводится взвешивание. Чтобы не повредить рабочую поверхность фильтра, при всех операциях его следует брать пинцетом за край.

Взвешенные чистые фильтры вкладывают в пакеты из кальки. Эти пакеты помещают в полиэтиленовыеприемники, на которые шариковой ручкой наносят номер фильтра и его начальную массу.

Подготовительные фильтры передаются наблюдателям для отбора проб воздуха на соответствующих постах наблюдения.

Выполнение анализа

Отбор пробы для определения среднесуточной концентрации пыли выполняется непрерывно с удельным расходом 5 дм/ (мин. · см2) в течение 24 часов или при большой запыленности – циклично по 25 минут через одинаковые промежутки времени. Для определения разовой концентрации отбор производится в течение 20 минут. Предельная пылеемкость фильтра из ткани ФПП составляет 5 мг/см3 [14].

Фильтр с отобранной пробой осторожно вынимают из фильтра держателя, склеивают пополам запыленной поверхностью внутрь и помещают последовательно в пакет из кальки и в полиэтиленовый пакет. На пакет шариковой ручкой наносят следующие данные: наименование и номер, место, дату и время отбора, начальное и конечное показания газового счетчика или расход воздуха, продолжительность отбора пробы по ротаметру PC-7, температура воздуха, проходящего через счетчик или ротаметр, и атмосферное давление во время отбора пробы. После этого фильтр используется для определения массы пыли [14].

Перед взвешиванием фильтры не менее часа выдерживают в помещении, где проводится взвешивание. Если отбор пробы проводился при относительной влажности воздуха, близкой к 100 %, то фильтр доводят до постоянной массы. Для этого его необходимо поместить в стеклянной чашке в эксикатор с плавленым хлоридом кальция на два часа или в сушильный шкаф с температурой 40 – 50 °С на 30 – 50 минут, а затем выдержать 40 – 50 минут в помещении, где производится взвешивание. Если при взвешивании масса фильтра изменяется, то повторяют операцию просушивания.

Взвешенные фильтры с накопленной на них пылью вкладывают в те же пакеты из кальки и полиэтилена, на которые шариковой ручкой наносят значение конечной массы фильтра с пылью.

Фильтры, используемые после определения массовой концентрации пыли для определения ее элементного состава, необходимо особенно тщательно оберегать от загрязнения. Сушить фильтры следует только в чистом сушильном шкафу, и охлаждать под защитным колпачком в помещении, где проводится взвешивание. Брать и переносить фильтры при всех манипуляциях необходимо только пинцетом, на концы которого надеты наконечники из пластмассовых трубок.

Вычисление результатов

Массовую концентрацию (С, мг/м3) взвешенных частиц в воздухе вычисляют по формуле 1 [14]:

(1)

где m1 – масса фильтра без пыли, мг;

m2 – масса фильтра с пылью, мг;

V0 – объем пропущенного через фильтр воздуха, приведенный к нормальным условиям, м³ (см. уравнение 2) [14].

(2)

где V – объем аспирируемого воздуха для данного анализа;

t – температура (°С); Р – давление (мм.рт.ст).; Vt – объем воздуха, измеренный при заданной температуре и давлении 101,3 кПа;

Вывод по выполненному анализу

Условия, создаваемые при обращении в помещении силикатной пыли с концентрацией 0,386 мг/м3, соответствуют 2 классу условий труда, так как ПДК силикатной пыли 1 мг/м3, характеризующихся такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленные гигиенические нормы, а возможные изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены и не должны оказывать неблагоприятного воздействия в ближайшем и отдалённом периоде на состояние здоровья работающих и их потомство.