Отбор проб газов и атмосферного воздуха

Лабораторная работа №14

Цель: Ознакомиться с правилами и средствами отбора проб газов и атмосферного воздуха

Пробы газа для анализа, например воздуха, отбирают обычно с применением аспираторов. Аспираторы различны по своему назначению, конструкции и иным характеристикам.

Для отбора воздушных проб, имеющих примеси в малых концентрациях, более удобны электроаспираторы (рис. 1), которые прокачивают большие объемы воздуха и улавливают находящиеся в нем примеси на сорбент, что позволяет собрать приемлемое для аналитических целей их количество.

Воздух в электроаспираторы подают через специальные фильтры или поглотители (сорбенты) с определенной скоростью (50 л/мин). Зная скорость прокачки воздуха и время отбора, легко рассчитать объем воздуха, прошедшего через аспиратор, а определив количество поглощенного сорбентом вещества, можно рассчитать концентрацию загрязняющих примесей в исследуемой пробе воздуха. При помощи электроаспиратора можно определить даже малые количества примесей и фоновые концентрации.

Для определения концентрации пыли (с, мг/м³) в воздухе помещения при помощи электроаспиратора используют, как правило, весовой метод. При этом протягивают определенное количество воздуха через специальный фильтр из перхлорвиниловой ткани. Далее определяют разницу в массе фильтра до и после протягивания воздуха, которую потом приводят к единице объема.

(2.1)

где q₁, q₂ – масса фильтра соответственно до и после отбора проб, мг;

V₀ – объем воздуха, л, прошедшего через фильтр (приведенный к нормальным условиям), определяют по формуле 2.2:

(2.2)

Р – атмосферное давление во время взятия пробы, Па;

Р₀ – атмосферное давление при нормальных условиях (н.у.), равное 101325 Па;

V – объем воздуха, прошедшего через фильтр аспиратора во время отбора пробы, мл;

Т – температура воздуха в К, определяется Т = 273 + t^оС – температура воздуха в помещении во время отбора пробы по Цельсию;

Т₀ – температура воздуха при н.у., соответствует 273 К;

W – расход прошедшего через фильтр воздуха, л/мин.;

τ – время работы аспиратора, мин.

Пробы отбирают в непосредственной близости к месту работы на высоте около 1,5 м над уровнем пола, что соответствует зоне дыхания человека.

Современные модели аспираторов типа насосов-пробоотборников НП-ЗМ, АР-20 (рис. 2) и сильфонного типа, например АМ-5 и АМ-5М позволяют при отборе проб производить экспресс анализ с помощью индикаторных трубок (ТИ) в полевых условиях. Совместно с ними используют комплект ТИ в составе газоопределителей ГХ-4, ГХПВ-1, ГХПВ-2, ГХ-Е, ГХ-ПВ, Инспектор-1. Используя ТИ, концентрацию газа определяют по границе изменившей окраску индикаторной массы, используя шкалу на трубке или упаковке трубок.

Электронные портативные насосы работают на аккумуляторах, могут производить отбор проб в течение заданного периода времени или заданного объема, отбор производится как на ТИ, так и в газовые мешки, полиэтиленовые емкости - «ЕПГ» либо бутыли с коллекторной жидкостью. Отличаются многофункциональностью, высокой точностью измерения, простотой в эксплуатации.

Для аналитических целей пробы воздуха растворяют (переводят в жидкое состояние).

Для улавливания аэрозолей, в т.ч. пыли и тяжелых металлов, находящихся в воздухе при его аспирировании, используют фильтры из тонких волокон перхлорвинилового полимера (АФА-ВП, АФА-В-10, АФА-В-18, АФА-ХП-18 и др.), либо аналитические аэрозольные фильтры из ультратонкого стекловолокна (марки ФСВ/А). Они имеют хорошую задерживающую способность.

Ход работы:

1. Дайте краткую характеристику средствам отбора газовоздушных проб, оцените их эффективность, экспрессность и удобство применения.

2. Набор индикаторных трубок имеет следующие характеристики (см. табл.).

Можно ли их использовать для определения содержаний загрязняющих веществ в воздухе селитебной зоны, рабочей зоны?

3. Решите задачи.

Задача 1. Через аспиратор отбиралась проба воздуха в рабочей зоне. Воздух прокачивался со скоростью 50 л/мин. в течение 1/6 часа. В результате анализа содержания взвешенных частиц на фильтрующем материале было получено 0,002 г нетоксичной пыли. Соответствует ли состояние воздуха в рабочей зоне санитарно-гигиеническим нормативам?

Задача 2. Определить концентрацию пыли в воздухе рабочего цеха, если расход прошедшего через фильтр воздуха равен 20 л/мин., время работы аспиратора 5 мин. Первоначальная масса фильтра 8,54 мг, масса фильтра после отбор пробы воздуха – 14,75 мг. Отбор пробы выполнялся при температуре воздуха 19^оС и атмосферном давлении 763 мм рт. ст. Допустимо ли такое содержание пыли в воздухе рабочей зоны?

4. Зарисуйте и опишите представленные рисунки

Рис. 1 Аспирационный насос АР-20.

Рис. 2. Индикаторная трубка. Электронные портативные насосы работают на аккумуляторах, могут производить отбор проб в течение заданного периода времени или заданного объема, отбор производится как на ТИ, так и в газовые мешки, полиэтиленовые емкости - «ЕПГ» либо бутыли с коллекторной жидкостью. Отличаются многофункциональностью, высокой точностью измерения, простотой в эксплуатации.