1.8. Методика відбору проб та організація хімічного дослідження повітряного середовища

Обрання методу відбору проб атмосферного повітря і повітря приміщень залежить від агрегатного стану речовини-забруднювача, необхідної для подальшого аналізу кількості повітря та особливо­стей аналізу.

Найбільш поширений у гігієнічній практиці а с п і р а ц і й н й й ме­тод придатний для відбору проб повітря, що містить речовини в твердому (пил), рідкому (пара) та газоподібному (газ) агрегатних

станах, і застосовується у випад­ках, коли речовина, яку визнача­ють, міститься в повітрі у малих кількостях і для її визначення по­трібна велика кількість повітря. Метод грунтується на протягуван­ні досліджуваного повітря за до­помогою аспіратора через погли­нач з поглинаїьним середовищем, у якому досліджувана речовина затримується завдяки хімічній або фізико-хімічній взаємодії, що дає змогу сконцентрувати у по­глиначі потрібну для визначення кількість речовини.

Використовують кілька типів аспіраторів. Найпростішим є в о -дяний аспіратор (мал. 22), який складається з двох однако­вих, попередньо каліброваних скляних бутлів місткістю 3 — б л з корками, через які проходять дві скляні трубки: одна довга, яка май­же сягає дна бутля, а друга коротка, яка закінчується під корком. Довгі трубки обох бутлів сполучають гумовою трубкою із затиска­чем. До короткої трубки бутля, заповненого водою і розташованого вище від порожнього бутля, під'єднують поглинач, відкривають за­тискач, і вода надходить у порожній бутель. Над поверхнею води у верхньому бутлі виникає розрідження, внаслідок чого досліджуване повітря починає просмоктуватись через поглинач. Об'єм досліджу­ваного повітря, яке пройшло через поглинач, дорівнює кількості води, що перелилася з верхнього бутля у нижній. Якщо треба протягнути велику кількість повітря (більшу ніж об'єм бутля), то бутлі міняють місцями. Швидкість просмоктування повітря через поглинач при за­стосуванні водяного аспіратора становить 0,5-2 л/хв.

У лабораторній практиці для відбору проб повітря можна вико­ристовувати побутовий пилосос, до всмоктувального отвору якого за допомогою гумового шланга з гвинтовим затискачем послідовно під'єднують рідинний реометр (мал. 23) або сухий реометр —пневмо-метр (мал. 24) для визначення швидкості відбору проби і поглинач із поглинальним середовищем. Швидкість відбору проби можна ре­гулювати гвинтовим затискачем у широких межах; вона може дося­гати 10-15 л/хв.

Однак найзручнішим є електроаспіратор Мігунова (мал. 25), що поєднує у собі електричну повітродувку і реометр у вигляді скляних трубок-ротаметрів, два з яких призначені для вимі­рювання малої швидкості відбору повітря (0,1-1 л/хв), а два інші — великої швидкості (1-20 л/хв). Отже, одночасно можна відібра­ти чотири проби повітря. Ручками вентилів ротаметрів установлю-

ють потрібну швидкість відбору проби, поглиначі з поглпнальними середовищами під'єднують до спеціальних штуцерів і відразу ж засікають час. Об'єм відібраного повітря визначають множенням шви­дкості протягування повітря на час протягування.

На вибухонебезпечних об'єктах, зокрема у підземних гірничих ви-

робках, для відбору проб повітря зі стабільною швидкістю 20 л/хв застосовують ежекторний аспіратор типу АЕРА (мал. 26), який пра­цює від руху стисненого повітря.

Поглиначі служать для поглинання хімічних домішок з повіт­ря за допомогою рідких або твердих поглинальних середовищ. Оби­рають поглинач і поглинальне середовище з урахуванням агрегатно­го стану речовини, що підлягає дослідженню, і необхідності забезпе­чення більш тривалого контакту речовини з поглинальним середо­вищем.

Для відбору проб повітря на вміст газів та парів застосовують скляні поглиначі Петрі (див. мал. 22), Полежаєва, Зайцева (мал. 27), зі шпаруватою пластинкою, яка посилює контакт поглинального се­редовища з повітрям (мал. 28), Дрекселя (мал. 29) та ін. Як погли­нальне середовище у цих поглиначах переважно використовуються рідкі поглинальні середовища, до яких належать дистильована вода для поглинання з повітря речовин, що розчиняються у ній (наприк­лад, спирти), органічні розчинники (етиловий спирт, бензол) для поглинання парів органічних речовин, нерозчинних у воді (наприк­лад, парів вуглеводнів), розчини різних реактивів у воді, спирті, аце­тоні та інших розчинниках, дія яких грунтується на хімічній взаємо­дії розчиненого реактиву з домішками, що містяться у досліджувано­му повітрі.

Після заповнення за допомогою піпетки скляного поглинача рід-

к им поглинальннм середовищем коротку трубку його приєднують до аспіратора. Під час відбирання проб звичайно користують­ся двома або трьома поглиначами, з'єдна­ними послідовно, щоб максимально повно поглинутії досліджувану речовину з по­вітря.

Для відбору проб повітря на вміст пилу застосовують спеціальні поглиначі-алонжі з твердим поглинальним середовищем у ви­гляді паперових чи тканинних фільтрів (див. гл. 13). Окрім того, як тверді погли-нальні середовища використовують хлорид кальцію для поглинання водяної пари, вап­но натрове для поглинання вуглекислоти, пемзу дрібну (просякнуту концентровани­ми сірчаною кислотою або лугом) для по­глинання аміаку, силікагель у зернах ді­аметром 1—5 мм і вугілля активоване у зер­нах діаметром 2 — 5 мм для поглинання па­рів вуглеводнів та інших органічних речо­вин, природні та синтетичні цеоліти для по­глинання неорганічних і органічних домі­шок, гігроскопічну вату для поглинання пи­лу, парів металів, туману кислот та ін., які поміщають у спеціальні У-подібні трубки або поглиначі, через які пропускають досліджу­ване повітря.

Якщо досліджувана паро- або газоподібна речовина міститься в повітрі у великих кількостях або метод визначення хімічної речови­ни є дуже чутливим, а отже, потребує невеликих об'ємів досліджу­ваного повітря, застосовуютьсяодномоментні методи відбору проб повітря у газові піпетки місткістю 100-500 мл (мал. ЗО), каліб­ровані бутлі місткістю 1-5 л, гумові камери. Заповнення газових піпе­ток і бутлів досліджуваним повітрям здійснюється способом вили­вання (у місці відбору проби з попередньо заповненого гіперто­нічним розчином NaCl, що не реагує з досліджуваною речовиною і не розчиняє її, бутля або газової піпетки виливають рідину і місткість заповнюється досліджуваним повітрям), способом обміну (через місткість багаторазово пропускається досліджуване повітря за допо­могою аспіратора) та в а к у у м н й м способом (попередньо вакуумо­вана за допомогою вакуумного насоса Комовського і закрита місткість у місці відбору проби заповнюється досліджуваним повітрям шля­хом відкриття затискача або крана). У гумові камери повітря нака­чують велосипедним насосом. Після відбору проби усіма способами місткість закривають і доставляють у лабораторію для подальшого дослідження.

Проби повітря для хімічних аналізів у приміщеннях відбирають на рівні дихання людини — близько 1,5 м від підлоги за заздале-

гідь розробленим планом. При до­слідженні атмосферного повітря проби відбирають на висоті 1,5-2,5 м від поверхні землі та на ви­значених відстанях від джерел за­бруднення з урахуванням стану погоди, сили та напряму вітру й т. ін. (Держстандарт 17.2.3.01-86 "Охорона природи. Атмосфера. Правила контролю якості повітря населених пунктів на стаціонар­них, маршрутних або підфакель-них постах".

- Для систематичного вивчення динаміки забруднення повітря призначені стаціонарні пости, які являють собою спеціально облад­нані павільйони, оснащені відпо­відною апаратурою для відбору проб і безперервної реєстрації ат­мосферних забруднень за допо­могою автоматичних газоаналіза­торів, а також приладами для ме­теорологічних спостережень, зок­рема, за швидкістю та напрямом вітру, температурою і вологістю повітря, станом погоди та під­стильної поверхні, спостережень за димовими факелами (мал. 31). Місце для стаціонарних постів у населеному пункті обирається спільно гідрометеорологічною і са­нітарно-епідеміологічною службами та узгоджується з головним ар­хітектором.

Крім стаціонарних, існують маршрутні пости з визначеним міс­цем відбору проб і завезенням необхідного обладнання.

Пересувні (підфакельні) пости створюють для спостереження за поширенням забруднення під факелами промислових підприємств, де проби повітря відбирають з урахуванням відстані від джерела викиду (50, 100, 300, 500, 1000 м і далі).

Основні забруднюючі речовини, що підлягають визначенню: пил, сірчистий газ, оксид вуглецю, діокснд азоту, а також специфічні ре­човини, які містяться у промислових викидах населеного пункту.

Визначають максимально разові і середньодобові концентрації хімічних речовин у повітрі. Для визначення максимально разових концентрацій проби повітря відбирають упродовж 20-30 хв, серед­ньодобових — упродовж 24 год безперервно або беруть не менш ніж 4 разові проби через однакові проміжки часу упродовж доби.

При відборі проб повітря завжди фіксуються його температура, вологість, тиск. Оскільки ці показники непостійні й дані окремих досліджень у таких випадках не можна порівняти, об'єм аналізова­ного повітря слід приводити до нормальних умов, виражаючи ре­зультати при (ТС і тискові 760 мм рт. ст.

Для цього користуються формулою

де V°₇₆₀ — досліджуваний об'єм за нормальних умов, л; V_t — об'єм відібраної проби, л; В — барометричний тиск, мм рт. ст.; а — коефі­цієнт розширення повітря на Г (а=0,003667); t — температура взя­того для дослідження повітря, °С; (1+аО і В/760 визначають за табл. 18.

Відбір проб повітря оформлюють супровідною документацією.

Протокол відбору проб повітря повинен містити такі дані: дата

відбору проби повітря; місце відбору проби; відстань від джерела забруднення; найменування інгредієнтів, початок і кінець експози­ції; швидкість і об'єм пропущеного повітря; температура, вологість, швидкість руху повітря та ного напрям. Окрім того, занотовуються особливі метеорологічні умови (наприклад, туман, опади), візуальні спостереження за переміщенням хмари диму та суб'єктивні відчут­тя наявності запаху, подразнення слизової носа та очей.