Физико-химический анализ воздуха

Контроль концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе проводился с помощью газоанализатора «ГАНК 4» (КПГУ 413322002 РЭ) (далее газоанализатор).

Прибор работает следующим образом. Он содержит сменные химкассеты с бумажной лентой, с нанесённым на неё газочувствительным слоем. Через ленту с газочувствительным слоем, с помощью встроенного насоса, прокачивается воздух. Оптоэлектронный считыватель определяет скорость потемнения ленты и передаёт информацию на микропроцессор. Результаты расчётов через доли секунды появляются на цифровом экране в мг/м³ в соответствии с требованиями стандартов. При превышении предельно допустимой концентрации (ПДК) автоматически включаются световая и звуковая сигнализации. (приложение)

Хроматографический метод анализа воздуха

Хроматография (от греч. chroma, chromatos - цвет, краска), физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами - неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через неподвижную.

Принципиальным отличием хроматографических методов от других физико-химических методов анализа является возможность разделения близких по свойствам веществ. После разделения компоненты анализируемой смеси можно идентифицировать (установить природу) и количественно определять (массу, концентрацию) любыми химическими, физическими и физико-химическими методами.

Отбор порции анализируемого материала.

Введение дозы подготовленного образца в испаритель (дозатор) хроматографа или непосредственно в хроматографическую колонку.

Для расшифровки хроматограмм применяют ЭВМ.

Пламенно-ионизационный детектор (ПИД) – универсальный, чувствительный детектор, принцип действия которого основан на измерении электропроводности воздушно-водородного пламени, которая резко возрастает при попадании в него малых количеств органических веществ (приложение)

Определение массовой концентрации пыли воздуха на перекрестках улиц.

Измеритель массовой концентрации пыли типа «ПРИМА» применяется в составе передвижных и стационарных постов, станций контроля и автоматизированных систем при наличии устройств пробоотбора и пробоподготовки.

Принцип действия измерителей типа «Прима» основан на выделении пыли на стандартный фильтр марки АФА-ДП-3 при прокачке через него пробы воздуха и измерении массы пыли по поглощению бета-излучения, создаваемого стандартным закрытым источником излучения типа БИП-10 с радионуклидом Прометий-147 активностью до 1200 МБк.(Сертификат RU.C.31.001.A № 23062 от 06.02.2006 г.)

Перед отбором проб пыли на фильтры типа АФА они выдерживаются в условиях комнатной температуры и влажности и затем взвешиваются на аналитических весах в следующем порядке:

1. Из ячейки упаковочного листа извлекается защитное бумажное кольцо и фильтр. С помощью пинцета фильтр складывается вдвое и помещается в центр чашки весов так, чтобы фильтр не выступал за ее края;

2. Взвешенный фильтр осторожно расправляется за опрессованные края с помощью пинцета;

3. Наносится номер фильтра и его масса на выступе кольца;

4.Собранные аналитические фильтры помещаются в ячейки упаковочного листа и переносятся к месту отбора проб.

Аналитические аэрозольные фильтры типа АФА предназначены для определения весовой (массовой) концентрации аэродисперсных примесей. Они изготавливаются в виде дисков из перхлорвинила, устойчивы по отношению к кислотам и щелочам, гидрофобны, растворимы в ацетоне и дихлорэтане.

Длительность отбора одной пробы воздуха на пыль для контроля соответствия максимальным ПДК проводилась в течении 15 мин. Всего произведено отборов проб - 2.

При отборе проб воздуха необходимо:

- извлечь из обоймы и кальки фильтр за выступ защитного бумажного кольца, вставить фильтр с защитным кольцом в фильтродержатель;

- соединить его резиновыми трубками с аспиратором;

- опробовать работу установки и проверить плотность герметизации соединений фильтродержателя с аспиратором;

- включить прибор для отбора проб воздуха, установить необходимый расход воздуха, зафиксировать время начала измерений, включить секундомер и производить отбор пробы;

- по окончании времени отбора пробы выключить прибор;

- записать в наряде или другом документе время начала и окончания отбора пробы;

- извлечь фильтры типа АФА из фильтродержателя, каждый сложить вдвое или вчетверо (запыленной стороной внутрь) и уложить в пакет из кальки, который поместить в обойму.

После отбора пробы воздуха проводится повторное взвешивание фильтров в лаборатории на тех же весах.

Весовой метод измерения концентрации пыли основан на выделении пыли из пылегазового потока и определении ее массы путем взвешивания. При использовании этого метода отбирают пробу запыленного воздуха, измеряют ее объем, отделяют пыль от воздуха и взвешивают ее.

Определение массового содержания пыли в воздухе основано на том, что объем воздуха (V₀) пропускают через фильтрующий материал и находят массу этого материала до (m₁) и после (m₂ ) запыления по формуле:

С= m₁ - m₂ / V₀ ,

где С - весовая концентрация пыли, мг/м ;

m₁ - масса фильтра до отбора пыли, мг;

m₂ - масса фильтра после отбора пыли, мг;

V₀ - объем воздуха, протянутого через фильтр, приведенный к нормальным условия.

V₀ = V_t  273  Р / (273 + Т)  760,

где Р- барометрическое давление, мм.рт.ст.;

Т - температура воздуха, °С,

V_t - объем воздуха, протянутого через фильтр, м³.

Объем анализируемой пробы определяется по формуле:

V_t = q  t / 100,

где q- объемная скорость при отборе пробы, л/мин;

t - время отбора пробы, мин.

Расчет массовой концентрации пыли.

V_t = q  15 / 100 =

V₀ = V_t  273  Р / (273 + Т)  760 =  273 / (273+21,4)  760 =

С= m₁ - m₂ / V₀ =

Физико-химический анализ воды

Органолептические методы анализа основаны на оценке параметров окружающей среды при помощи органов чувств (органы зрения, обоняния). Наблюдения занесены в таблицу (Приложение 3).

Определение цвета воды

Цвет воды в источниках культурно-бытового назначения не должен обнаруживаться в столбике высотой 10см. Необходимо заполнить пробирку водой, отметить цвет воды, сравнивая его с белым фоном бумаги (серый).

Определение прозрачности (мутности) воды

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешанных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов. Наполнить мерный цилиндр водой до высоты 20см, поставить его на газетный текст, расположенный на расстоянии 4см от дна цилиндра, если текст невозможно прочитать, сливайте воду до тех пор пока это будет возможно. Измерить линейкой высоту столба воды и выразить прозрачность воды в сантиметрах.

Определение запаха воды

Запах воде придают вещества, которые попадают в нее естественным путем или со сточными водами. Закрыть пробирку с водой пробкой и интенсивно встряхнуть. Открыть пробирку и осторожно понюхать воду. Отметить интенсивность и характер запаха. Запах следует определять в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха.

Характер запаха воды:

• ароматический (огуречный, цветочный);

• болотный (илистый, тинистый);

• гнилостный (фекальный, сточные воды);

• древесный;

• землистый (прелый, свежевспаханной земли, глинистый);

• плесневый (затхлый, застойный);

• рыбий (рыбы, рыбьего жира);

• сероводородный (тухлых яиц);

• травянистый (скошенной травы, сена);

• неопределенный (не подходящий под предыдущие определения).

Закрепить пробирку в держателе и осторожно нагреть воду примерно до 60^◦С. Оценить запах воды и его интенсивность.

Определение водородного показателя

Водородный показатель можно определить при помощи универсальной индикаторной бумаги (УИБ), сравнивая результат со шкалой (УИБ).

Определение содержания взвешенных частиц.

Этот показатель определяют путем фильтрования определенного объема воды через бумажный фильтр и последующего высушивания осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.

Взвесить фильтр. Профильтровать 500-1000 мл воды. После фильтрования осадок с фильтром высушить до постоянной массы при 105^◦С, охладить в бюксе или другой герметически закрывающейся посуде и взвесить на аналитических весах.

Содержание взвешенных частиц в исследуемой воде (в мг/л) определить по формуле:

(m₁ – m₂) × 1000/V;

где m₁ – масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, мг;

m₂ – масса бумажного фильтра до опыта, мг; V – объем воды для анализа, мл.

ПДК взвешенных частиц в водоемах составляет 10 мг/л.

Определение жесткости воды.

Жесткость воды можно определить двумя способами:

1. К 100 мл воды добавьте раствор карбоната натрия (сода). Если вода жесткая, то выпадет осадок карбоната кальция или магния.

2. Добавить к воде мыло и наблюдать образования пены. В мягкой воде мыло легко растворяется с образованием мутного раствора со слоем пены на поверхности. При добавлении мыла к жесткой воде ионы кальция и магния реагируют с мылом, образуя нерастворимые соединения, которые выпадают в виде хлопьев или клейкого налета.

Определение содержания хлоридов

Хлориды попадают в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, а также при использовании в зимнее время антигололедных составов. Содержание хлоридов – важный показатель при оценке санитарного состояния водоема. Концентрация хлоридов в источниках водоснабжения не должна превышать 350 мг/л.

В пробирку налить 5 мл исследуемой воды и добавить три капли 10%-ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определить по характеру осадка или помутнения по таблице «Определение содержания хлоридов».

Качественное определение катионов и анионов

Качественный анализ воды проводился при помощи качественных реакций на катионы и анионы в лаборатории подразделения управления государственного аналитического контроля (УГАК) при Нефтекамском территориальном управлении Министерства природопользования и экологии РБ (Приложение 4).

Все полученные в ходе исследования данные занесла в сводную таблицу.

В результате проведенных исследований физико-химических анализов воды, экскурсий в лаборатории подразделения УГАК при Нефтекамском территориальном управлении Министерства природопользования и экологии РБ г. Нефтекамска сделан следующий вывод - вода озера «Светлое» удовлетворительной чистоты.