Методы определения вредных газов

Методы качественного и количественного определения вредных газов. Методы качественного определения вредных газов просты, но крайне субъективны. Поэтому при их применении не всегда можно получить достаточно полное представление о газовом состоянии воздуха помещения.

Качественное определение аммиака. Наличие аммиака в воздухе помещений можно определять следующими методами: органолептическим, при помощи индикаторной бумаги и на основе взаимодействия соляной кислоты с аммиаком.

Органолептический. По запаху аммиак ощущается в воздухе при концентрации его примерно 1,5–2,0 мг/м³.

При помощи индикаторной бумаги. Розовую лакмусовую бумажку смачивают дистиллированной водой и держат в помещении. При наличии аммиака бумажка будет слегка синеть.

Качественное определение сероводорода. Наличие сероводорода в воздухе помещений можно определять органолептическим методом и при помощи индикаторной бумаги.

Органолептический. Сероводород по запаху напоминает запах испорченных яиц и ощущается при концентрации 0,0012–0,03 мг/м³ воздуха.

При помощи индикаторной бумаги. При определении сероводорода с помощью индикаторной бумаги пользуются одним из следующих способов:

1. Полоски фильтровальной бумаги пропитывают 5–10%-м раствором нитропруссида натрия. Окраска бумаги при наличии сероводорода в воздухе станет красно-фиолетовой.

2. Полоски фильтровальной бумаги пропитывают щелочным раствором уксусно-кислого свинца (к 4%-му раствору уксусно-кислого свинца прибавляют 30%-й раствор щелочи до растворения выпавшего гидрата оксида свинца) и смачивают водой. При малых концентрациях сероводорода в воздухе фильтровальная бумага приобретает светло-коричневый цвет, а при больших – буро-черный с металлическим блеском.

Количественное определение вредных газов в воздухе помещений. Для определения вредных газов в воздухе помещений рекомендуется линейно-колористический метод.

Общая характеристика метода. Линейно-колористичес­кий метод определения в воздухе помещений вредных газов основан на получении окрашенного столбика индикаторного порошка, заключенного в стеклянную трубку, длина которого пропорциональна концентрации исследуемого газа в воздухе. Этот метод осуществляется при помощи портативного универсального газоанализатора типа УГ-2 (рис. 23), принцип работы которого основан на просасывании воздуха, содержащего вредные газы, через стеклянную трубку, заполненную индикаторным порошком. Универсальный газоанализатор предназначен для определения в воздухе помещений вредных газов (паров): углекислого газа, аммиака, сероводорода, окиси углерода, хлора и др.

Газоанализатор обеспечивает определение концентрации газов в воздухе при следующих условиях: содержание пыли не более 40 мг/м³, давление 740-780 мм рт. ст., относительная влажность не более 90%, температура 10…30ºС.

Основной частью воздухозаборного устройства является резиновый сильфон (баллон) с расположенной внутри коробки сжатой пружиной, которая удерживает его в растянутом состоянии. Просасывание исследуемого воздуха через индикаторную трубку проводится после предварительного сжатия сильфона калиброванным штоком. На гранях (под головкой штока) обозначены объемы просасываемого воздуха. На цилиндрической поверхности штока имеются четыре продольные канавки. Расстояние между углублениями на канавках рассчитано таким образом, чтобы при ходе штока от одного углубления до другого сильфон забирал порцию исследуемого воздуха, необходимую для анализа данного газа.

Рис. 23. Универсальный газоанализатор типа УГ-2:

1 – калиброванный шток; 2 – резиновая трубка; 3 – корпус; 4 – фиксатор (стопорное устройство); 5 – индикаторная трубка

Индикаторная трубка для определения концентрации анализируемого газа в воздухе представляет собой стеклянную трубку длиной 92 мм с внутренним диаметром 2,5–2,6 мм, заполненную соответствующим индикаторным порошком, который удерживается в трубке двумя ватными прокладками толщиной 0,5 мм и пыжами из медной эмалированной проволоки диаметром 0,27 мм. Для предохранения индикаторного порошка от постороннего воздействия открытые концы трубки герметизируют колпачками из парафина, которые перед анализом удаляют. Наполнение индикаторных трубок порошком (рис. 24). В один из концов стеклянной трубки вставляют металлический стержень, относящийся к принадлежностям для приготовления трубок, а в противоположный – прослойку из гигроскопической ваты слоем 0,5 мм. Металлический пыж специальным штырьком прижимают к вате. Затем через воронку в трубку насыпают индикаторный порошок. Для уплотнения порошка трубку слегка постукивают по стенке, после чего сверху накладывают ватную прослойку и закрепляют пыжом. Готовить индикаторные трубки следует в сухом, хорошо вентилируемом помещении.

Порядок проведения анализа. Шток вставляют в направляющую втулку воздухозаборного устройства. Давлением руки на шток сильфон сжимают до тех пор, пока стопор не совпадет с верхним углублением в канавке штока. Индикаторную трубку освобождают от парафиновых заглушек (колпачков) и уплотняют порошок в трубке. Резиновую трубку воздухозаборного устройства соединяют с любым концом индикаторной трубки. Слегка надавив на шток, отводят стопор, после чего шток начинает двигаться вверх. В это время происходит просасывание исследуемого воздуха через индикаторную трубку. Когда стерженек стопора войдет в нижнее углубление канавки, будет слышен щелчок, и движение штока прекратится. После этого просасывание воздуха еще продолжается в течение 0,5–1 мин вследствие остаточного вакуума в сильфоне.

Расчет концентрации газа в воздухе. При просасывании через индикаторную трубку исследуемого воздуха, содержащего тот или иной вредный газ, цвет столбика индикаторного порошка со стороны входа воздуха приобретает другую окраску. Приложив к измерительной шкале, соответствующей газу, индикаторную трубку так, чтобы начало изменения окраски порошка совпало с нулевым делением шкалы, находят в верхней части окрашенного столбика порошка границу. Цифры шкалы, совпадающие с границей изменения окраски, указывают концентрацию газа (мг/м³) в воздухе.

Для определения содержания вредных газов в воздухе помещений можно использовать и лабораторные методы. Например, для определения наличия углекислого газа в воздухе животноводческих помещений применяют два метода – титрометрический и метод Прохорова.

Титрометрический метод основан на поглощении углекислого газа раствором бария гидроксида с последующим оттитровыванием его избытка раствором щавелевой кислоты. По изменению титра бария гидроксида вычисляют концентрацию углекислого газа во взятом объеме исследуемого воздуха.

Метод Прохорова является простым и доступным в производственных условиях. Его принцип заключается в том, что водный раствор нашатырного спирта с фенолфталеином в присутствии углекислого газа обесцвечивается.

Порядок и принцип определения содержания газов в воздухе помещений. Определение концентрации вредных газов в воздухе животноводческих и птицеводческих помещений проводится в таком же порядке и по такому же принципу, что и при измерении температуры и влажности воздуха. Оксид углерода, кроме того, определяют в зонах расположения газовых горелок и двигателей внутреннего сгорания.

Задание 1. Провести качественное определение аммиака при помощи розовой лакмусовой бумаги в различных помещениях.

Задание 2. Провести качественное определение сероводорода при помощи индикаторной бумаги, которую приготовить самостоятельно, в различных помещениях.

Задание 3. Приготовить индикаторные трубочки для определения углекислого газа, аммиака, сероводорода, угарного газа и провести измерение при помощи газоанализатора УГ-2 в различных помещениях. Полученные данные сравнить с нормой и сделать заключение.