| № | Параметры | Тип фильтра | ||
| Коэффициент проскока по станд. масляному туману при скорости фильтрации 40 см/с, %, не более | ||||
| Отношение к кислотам и щелочам | не стоек | стоек | стоек | |
| Отношение к влаге | гидрофилен | гидрофобен | гидрофобен | |
| Масса, мг, не менее | ||||
| Толщина, мм, не более |
Указанные фильтры могут быть использованы для отбора проб воздуха при температуре от –200 до +60-150°С. Максимальная производительность фильтров с рабочей поверхностью 20 см2 составляет 140 мин.
Не меньшей эффективностью для улавливания аэрозолей обладают фильтры ФСВ/А из ультратонкого стекловолокна (СВ). Фильтры выдерживают нагрев до 500ºС и устойчивы по отношению ко всем реагентам. Они малогигроскопичны – при 80% влажности они сорбируют всего лишь 0,5% влаги (по массе). «Проскок» аэрозолей веществ ничтожен. Так, для аэрозоля диоктилфталата при скорости аспирации воздуха от 10 до 80 см/с проскок составляет 0,01–0,8% соответственно. Фильтры могут быть использованы для гравиметрического и химического анализов.
Большого внимания заслуживают фильтры АФАС-У, обладающие способностью одновременно адсорбировать из воздуха пары и аэрозоли веществ. Они представляют собой волокнистый фильтрующий материал ФП, импрегнированный тонкодисперсным активированным углем ОУ-2 или БАУ. Важнейшим показателем эффективности фильтров является время сорбции, то есть время до проскока вещества с фильтра. Эта величина зависит от скорости аспирации воздуха, концентрации веществ в паровоздушной смеси, содержания адсорбента (угля) на единицу площади фильтра, а также от физико-химических свойств веществ. С увеличением содержания сорбента на фильтре время сорбции увеличивается. С увеличением же скорости аспирации и концентрации веществ, время сорбции уменьшается. Фильтры АФАС-У обладают хорошей поглощающей способностью по отношению к алифатическим спиртам С1–С5 (кроме муравьиной), фталевому ангидриду, этиленгликолю, капролактаму. Поглощение из воздуха паров указанных веществ можно проводить со скоростью до 15 дм3/мин без наличия «проскока».
|
|
Элюирование сорбированных веществ с фильтров проводят путем обработки фильтров соответствующими растворителями.
Наряду с выше указанными фильтрами, представляют интерес и фильтры, импрегнированные твердым сорбентом с добавлением химических реагентов. К ним относятся фильтры АФАС–Р для улавливания из воздуха паров и аэрозолей ртути и фильтры АФАС–И для улавливания паров йода. Основой этих фильтров является также фильтрующий материал ФП. Во внутренний слой фильтров АФАС–Р введен сорбент с добавлением йода, а фильтров АФАС–И - с добавлением нитрата серебра.
При работе с фильтрами необходимым атрибутом являются фильтродержатели, куда вставляются фильтры. Фильтродержатели бывают металлические и пластмассовые с диаметром поперечного сечения на 10 и 20 см.
Способность фильтров АФА полностью задерживать аэрозоль и пропускать пары и газы используют для раздельного определения веществ, находящихся в воздухе в двух агрегатных состояниях. Этот вопрос решают двумя путями:
1) Отбирают пробы через фильтр, соединенный последовательно с поглотительным прибором. Скорость аспирации регламентируется эффективностью поглотительного сосуда и физико-химическими свойствами поглотительного раствора.
|
|
2) Отбирают одновременно две пробы, в первой из которых воздух аспирируют через патрон с фильтром с большой скоростью (10-20 мин). Во второй пробе воздух аспирируют через фильтр последовательно соединенный с поглотительным прибором со скоростью, оптимальной для поглощения паров. В последнем случае анализируют лишь раствор из поглотительного сосуда для определения паров вещества в воздухе. Фильтр служит для отделения взвешенных частиц от паров. Взвешенные частицы определяют с фильтра в первой пробе.
На рабочих местах концентрацию пыли необходимо измерять в зоне дыхания или в случае невозможности такого отбора с максимальным приближением к ней воздухозаборного устройства (на высоте 1,5 м от пола при работе стоя и 1,0 м - при работе сидя). Если рабочее место не фиксировано, измерение концентрации пыли проводят в точках рабочей зоны, в которых работающий находится более 50 % смены.
При отборе пробы фильтродержатель с фильтром следует располагать так, чтобы плоскость всасывания образовывала угол 90 °С с направлением движения потока воздуха. Если направление воздушного потока выражено неясно, поверхность фильтра надо направлять в сторону источника пылеобразования.
Новые способы улавливания аэрозолей и паров значительно сокращают время отбора проб и дают возможность работать при минусовых температурах.
Таким образом, все выше сказанное свидетельствует о том, что санитарно-гигиенический контроль за загрязнением воздушной среды даже при наличии чувствительных методов не может быть надежным без внимательного и творческого подхода к отбору проб вредных веществ из воздуха.
|
|
6.3 Приборы и устройства для отбора проб воздуха (знакомство)
Рис. 1. Кассеты и аллонжи для
отбора проб воздуха на фильтры
1 — фильтры из ткани ФПП;
2 — пластмассовый аллонж с фильтром;
3 — металлический аллонж; 4 — корпус кассеты; 5 — прокладки
| 
Рис. 2. Электрический аспиратор
для отбора проб воздуха. Модель 822
1 — входная колодка; 2 — гнездо предохранителя; 3 — тумблер включения и выключения аппарата; 4 — разгрузочный клапан; 5 — ротаметр; 6 — ручка вентиля ротаметра; 7 — винт (для крепления панели к кожуху); 8 — штуцер
(пояснения в приложении 1)
|
Рис. 3. Поглотительный сосуд Яворовской для гранулированных сорбентов
(с боковым отводом)
1 - боковой отвод; 2 - отвод для
всасывания исследуемого воздуха;
3 - отвод к аспиратору
|
Рис. 4. Поглотительный сосуд Яворовской
для гранулированных сорбентов
(с перфорированным шариком)
1 - пористая пластинка;
2 – отвод к аспиратору;
3 - перфорированный шарик
|
Рис. 5. Поглотительный сосуд
со стеклянной пористой пластинкой
1 - пористая пластинка;
2 - отвод к аспиратору;
3 - отвод для всасывания исследуемого
воздуха
|
Рис. 6. Поглотительный сосуд Рыхтера
1 - отвод к аспиратору;
2 - отвод для всасывания исследуемого
воздуха (размеры указаны в мм)
|
Рис. 7. Патрон с силикагелем
| 
Рис. 8. Ручной насос–пробоотборник
НП–3М
(пояснения в приложении 2)
|
Рис. 9.Высокоскоростной
индивидуальный пробоотборник
AFC124
(Caseila London Limited)
(описание в приложении 3)
| 
Рис. 10. Прибор Кротова для
отбора проб воздуха с целью
бактериологического исследования
1 — клиновидная щель; 2 — вращающийся диск; 3 — реометр
(пояснения в приложении 4)
|
Примечание. Пояснения по приборам и устройствам в приложениях даются только по тем из них, которые имеются на оснащении Учебно-тренажерного центра.
6.4 Основные методы измерения концентрации твердых аэрозолей (пыли) и газообразных веществ в воздухе
Измерение концентрации твердых аэрозолей (пыли) (знакомство).Периодичность пылевого контроля при определении среднесменных концентраций рекомендуется устанавливать не реже 1 раза в год при запыленности воздуха на рабочих местах ≤ ПДК. При запыленности воздуха выше ПДК пылевой контроль рекомендуется проводить в зависимости от полученных значений стандартного среднеквадратического отклонения (σr) установленных среднесменных концентраций: при σr ≤ 3 – не реже 1 раза в год, при σr от 3 до 6 ПДК – 1 раз в полугодие, при σr > 6 ПДК – 1 раз в квартал.
При проведении прямых измерений с использованием фильтров АФА используют следующую схему отбора проб: фильтродержатель, фильтр из гидрофобного материала марки ФП (АФА–ВП–10 или АФА–ВП–20), аспиратор, обеспечивающий прохождение воздуха через каждый фильтр с объемной скоростью от 20 до 140 дм3/мин, расходомер (погрешность не более ± 5%, часы с точностью отсчета ± 0,5 сек).
Взвешивание фильтров производят до и после отбора проб в условиях лаборатории на аналитических весах, соответствующих ГОСТ 24104–80 и имеющих погрешность не более ± 0,1 мг. При первом и повторном взвешивании допускается изменение температуры воздуха в помещении в пределах ± 5ºC и относительной влажности воздуха ± 10%.
Перед отбором проб фильтры АФА взвешивают в следующем порядке:
- с помощью пинцета извлекают фильтры из бумажных прокладок, защитных бумажных колец и помещают его в центр чашки весов так, чтобы фильтр не выступал за ее края;
- после взвешивания фильтр с помощью пинцета вставляют в защитные кольца и укладывают в пакет из кальки;
- массу фильтра и его порядковый номер записывают в рабочий журнал.
Номер пробы пишут на выступе бумажного кольца.
При отборе проб воздуха необходимо:
- извлечь из кальки фильтр за выступ защитного бумажного кольца, вставить фильтр с защитным кольцом в фильтродержатель и закрепить его прижимной гайкой с прокладкой;
- соединить фильтродержатель резиновыми трубками с аспиратором, проверить плотность герметизации соединений фильтродержателя с аспиратором;
- установить на штативах или подвесить фильтродержатели на уровне дыхания работающих;
- включить аспиратор, установить необходимый расход воздуха, записать время начала измерения и проводить отбор пыли, регулируя расход воздуха;
- после отбора пробы, отвинтив прижимную гайку, фильтр извлекают из фильтродержателя за выступы защитных бумажных колец, складывают вдвое или вчетверо вместе с защитными кольцами запыленной стороной внутрь и в сложенном виде укладывают в пакет из кальки;
- по окончании отбора пробы фильтры с пылью должны находиться не менее 2-х часов в помещении, в котором будет проходить их взвешивание;
- взвешивание фильтров до и после отбора проб необходимо проводить на одних и тех же аналитических весах.
При определении содержания пыли в воздухе навеска пыли на фильтрах АФА–ВП–10 должна быть не менее 1 мг, а на фильтрах АФА–ВП–20 не менее 2 мг и не более 25 и 50 мг соответственно. Во время отбора проб максимальная объемная скорость аспирации через фильтр АФА–ВП–10 не должна превышать 70 дм3/мин, через фильтр АФА–ВП–20 ― 140 дм3/мин.
Для приведения объема аспирируемого воздуха к нормальным условиям на месте отбора проб пыли необходимо измерить температуру отбора проб, барометрическое давление и влажность.
Вычисление результатов измерений (усвоение). Массовую концентрацию пыли в отдельной пробе (К п, мг / м 3) рассчитывают по формуле:
, где (5)
К п- концентрация пыли в воздухе в отдельной пробе, мг / м 3;
т о- масса фильтра до отбора пробы, мг;
т n - масса фильтра (накопителя) с пылью после отбора пробы, мг;
1000 – перевод дм в м 3;
V 20 - объём воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям, дм 3.
Результат измерений округляют до одной значащей цифры после запятой в диапазоне измерений 1-50 мг / м 3 и до целых единиц - в диапазоне более 50-250 мг / м 3.
Пример 4
Масса фильтра до отбора пробы 130 мг. Масса фильтра с пылью после отбора пробы 134 мг. Объём воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям 80 дм 3. Рассчитать концентрацию пыли в воздухе в отдельной пробе в мг/м3.
Решение. Подставляем в формулу 5 значения показателей условия примера и получаем:
50 мг / м 3.
Если в формулы подставить непосредственно прибавку массы фильтра после аспирации воздуха, то массовая концентрация пыли рассчитывается по формулам:
= 
, где (6)
C x – искомая концентрация пыли, мг / м 3;
D Q – прибавка массы фильтра после отбора пробы, мг;
1000 – перевод дм 3 в м 3;
V 20 – объем отобранной пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм 3.
Основные методы измерения концентраций газообразных веществ в воздухе (знакомство). Разработаны и широко используются в гигиенической практике различные по целевому назначению методы санитарно-химического анализа воздуха. Реально востребованы методы, представленные в таблице 6.
Таблица 6
Методы, используемые для санитарно-химического анализа
воздушной среды
| Метод | Принцип метода |
| Фотометрический метод | Метод основан на способности фотонов электромагнитных излучений оптического спектра при воздействии на некоторые вещества обусловливать свечение (фотолюминесценцию); по выраженности люминесценции определяют концентрацию вещества |
| Полярографический метод | Метод, представляющий собой разновидность вольтамперометрии, основанный на измерении изменения вольтамперометрической кривой, обусловленного в свою очередь изменением электрического потенциала между электродом и средой с определяемым веществом |
| Ионометрический метод | Метод основан на способности некоторых веществ обусловливать ионизацию газовой среды, по выраженности которой измеряется концентрация вещества |
| Атомно-абсорбционный метод | Метод, основанный на измерении атомного спектра поглощения определяемых веществ в потоке излучения, который строго специфичен для каждого соединения |
Окончание таблицы 6
| Метод | Принцип метода |
| Газохроматографический метод | Метод, основанный на сорбции определяемых веществ сорбирующим веществом в колонках; в связи с различной сорбционной способностью различных веществ в процессе продвижения газовоздушной среды по колонке происходит разделение этих веществ, которые детектируются на выходе из колонки |
| Титриметрический метод | Метод основан на визуальном или потенциометрическом титровании поглотительных растворов с исследуемым веществом до установления момента изменения окраски жидкости |
6.5 Наиболее востребованные приборы и устройства для измерения концентрации и размеров частиц пыли, газовые анализаторы (знакомство)
Рис. 11. Измерение цены деления
окулярной микрометрической линейки
1 — объектив-микрометр; 2 — окулярная микрометрическая линейка
| 
Рис. 12. Анализатор размера частиц
SediGraph 5120
|
Рис. 13. Анализатор размера частиц Saturn DigiSizer 5200
| 
Рис. 14. Газоанализатор двухдетекторный переносной Колион-1В-02
(пояснения в приложении 5)
|
Рис. 15. Универсальный газоанализатор УГ-2
(пояснение в приложении 6)
| 
Рис. 16. Переносной газоанализатор кислорода ОKА-92
|
Рис. 17. Переносной газоанализатор кислорода и горючих газов ОКА-92M
| 
Рис. 18. Переносной газоанализатор кислорода и токсичных газов ОКА-92Т
|
Рис. 19. Переносной газоанализатор кислорода, горючих и токсичных газов ОКА-92МТ
| 
Рис. 20. Измеритель СО2
Testo 535
|
Рис. 21. Переносной газоанализатор аммиака Хоббит-Т-NH3
| 
Рис. 22. Переносной газоанализатор метана Хоббит-Т-СH4
|
|
Рис. 23. Переносной газоанализатор окиси углерода Хоббит-Т-СО
| 
Рис. 24. Сигнализатор взрывоопасных
газов и паров Сигнал-02
|
Рис. 25. Газоанализатор портативный ПГА-200
(О2, СО2, СН4, NO2, NH3, SO2, CO, H2S и другие газы)
| 
Рис. 26. Газоанализатор портативный ПГА-200
(О2, Н2, NO2, SO2, CO, H2S и другие газы)
|
Рис. 27. Газоанализаторы инфракрасные ПГА-1-96
(CH4, CO2, C3H8, ∑(C2H6-C10H22), O2, CO, H2S, SO2, NO2, H2)
| 
Рис. 28. Портативные автоматические газоанализаторы для рабочей и жилой зоны «ЭЛАН»
(О2, CO, NO, NO2, SO2, H2S, Cl2, NH3)
|
Примечание. Краткие пояснения по приборам и устройствам в приложениях даются только по тем из них, которые имеются на оснащении Учебно-тренажерного центра.
7 Содержание внеаудиторной самостоятельной работы
обучаемого контингента
1) Самостоятельное изучение дидактических материалов по теме занятия.
2) Решение обучающих и контролирующих тестовых заданий для самоподготовки по теме практического занятия (раздел 11).
8 Содержание аудиторной самостоятельной работы
обучаемого контингента
1) Знакомство с принципами действия и порядком работы с устройствами и приборами для отбора проб воздуха и его санитарно-химического анализа (с отметками о знакомстве в рабочем протоколе).
Примечание. Об усвоении, умении работы с указанными приборами и устройствами речь идти не может по двум причинам:
- лабораторные работы новым поколением ФГОС при освоении гигиены не предусмотрены (главная причина);
- отсутствуют необходимые условия для реального отбора проб воздуха, взвешивания фильтров на аналитических весах, реального определения вредных веществ газоанализаторами.
2) Решение ситуационных задач по дидактическому материалу раздела 6 (усвоение).
3) Оформление протоколов исследования атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений входит в условия ситуационных задач (усвоение).
4) Оформление рабочих протоколов результатов решения ситуационных задач (усвоение).
9 Указания к аудиторной самостоятельной работе
обучаемого контингента
1) Прежде чем начать выполнение указанных в предыдущем разделе заданий, необходимо глубоко изучить теоретический материал по информационным источникам, представленным в разделе 12, а также материал раздела 6 настоящей разработки. Без указанной подготовки выполнение заданий практического занятия не представляется возможным. Обучаемые последипломных этапов подготовки дополнительно знакомятся с информационными источниками, представленными в разделе 13.
2) Контроль подготовки обучаемых проводится с помощью решения 10 тестовых заданий, отобранных методом случайной выборки из 60 заданий раздела 11, в компьютерном зале учебного корпуса.
3) Оценка результатов тестового контроля подготовки: при количестве правильных ответов 9 (90%) результаты тестового контроля оцениваются на «отлично». При количестве правильных ответов 8 (80%) результаты тестового контроля оцениваются на «хорошо». При количестве правильных ответов 7 (70%) результаты тестового контроля оцениваются на «удовлетворительно». При количестве правильных ответов менее 7 (70%) результаты тестового контроля оцениваются на «неудовлетворительно».
4) Кроме того, контроль подготовки проводится при выборочном собеседовании с обучаемыми по контрольным вопросам, представленным в разделе 5 разработки.
5) Знакомство с принципами работы устройств и приборов для отбора проб воздуха и его санитарно-химического анализа проводится по приложениям 1-6 настоящей разработки.
6) Порядок работы с указанными выше устройствами и приборами демонстрирует преподаватель.
7) Решение ситуационных задач обучаемыми, представленных 16 комплектами (раздел 10), проводится с помощью материалов раздела 6 настоящей методической разработки; в каждом комплекте – 4 ситуационные задачи, из которых одна по оформлению протоколов исследования (или по исследованию атмосферного воздуха, или по исследованию воздуха закрытых помещений).
8) Задачи по оформлению протоколов исследования – только для контингентов последипломных этапов обучения.
9) Если при проведении текущего контроля решения ситуационных задач преподавателем выявляются ошибки, на них указывается обучаемым с целью своевременного исправления ошибок в расчетах.
10) Решение ситуационных задач оформляется протоколом в рабочей тетради по форме, представленной в приложении 9.
11) Проверка решения трех первых ситуационных задач проводится преподавателем с помощью эталонов решений; правильность оформления протоколов исследований проверяется преподавателем при непосредственной проверке заполненных типовых бланков.
12) Материал практического занятия зачитывается после принятия преподавателем результатов самостоятельной работы, удостоверяемых его подписями типовых и рабочего протоколов.
13) При дистанционной форме обучения, которая не позволяет обеспечить знакомство обучаемых с порядком работы с устройствами и приборами для отбора проб воздуха и его санитарно-химического анализа, им высылается среди других методических материалов «Учебно-методический модуль приборов и устройств для реализации инструментальных гигиенических исследований: практикум».
10 Ситуационные задачи
Комплект задач № 1
Задача № 1
Отобрана проба атмосферного воздуха для санитарно-химического анализа. Объем пробы – 50 дм 3. Барометрическое давление - 755 мм. рт. ст. Температура воздуха в период отбора пробы - 26 ºС. Привести указанный объем воздуха к нормальным условиям (для решения использовать формулу 2, пример 1).
Задача № 2
Условие задачи полностью идентично условию задачи № 1. Привести объем отобранного для анализа воздуха к нормальным условиям с помощью таблицы коэффициентов - таблицы 3 (для решения использовать пример 2).
Задача № 3
Рассчитать концентрацию пыли в атмосферном воздухе при следующих условиях:
- масса фильтра до отбора пробы 132 мг;
- масса фильтра с пылью после отбора пробы 134 мг;
- объём воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям 100 дм 3.
Для решения использовать формулу 5, пример 4.
Задача № 4
Проведено исследование атмосферного воздуха по плану Управления Роспотребнадзора. Дата исследования – 18 апреля 2013 г. Наименование объекта, выбросы которого обусловливают загрязнение атмосферного воздуха: неорганизованная свалка твердых бытовых отходов (ТБО), ООО «Чистота». Юридический адрес объекта 690002, г. Владивосток, ул. Пионерская, 12. Фактический адрес объекта 690037, г. Владивосток, ул. Весенняя, 34. Основание для отбора проб и проведения измерений, как указано выше,: план Управления Роспотребнадзора. Средство измерения, применяемое при отборе пробы: электрический аспиратор для отбора проб воздуха, модель 822, заводской номер 2340. Сведения о государственной поверке: время последней поверки – 20.12.2012, номер свидетельства о поверке 246. Нормативная документация (НД), в соответствии с которой проводились отбор проб и измерения и формировалось мнение: ГОСТ 17.2.6.01–86 «Охрана природы. Атмосфера. Приборы для отбора проб воздуха населенных пунктов. Общие технические требования»; ГОСТ 17.2.4.02–81 «Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ»; ГН 2.1.6.1338—03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест (в ред. Постановления Главного государственного санитарного врача РФ от 03.11.2005 № 26, с изм., внесенными Постановлениями Главного государственного санитарного врача РФ от 17.10.2003 № 150, от 03.11.2005 № 24, от 19.07.2006 № 15, от 04.02.2008 № 6, от 18.08.2008 № 49). Основной источник загрязнения: неорганизованная свалка ТБО. Вид подстилающей поверхности: травянистый грунт. Должность, Ф.И.О. присутствующего при отборе: директор ООО «Чистота» Иванов И.И. Должность, Ф.И.О., проводившего отбор проб воздуха: врач-лаборант лаборатории санитарно-химических исследований ФБГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае» Сидорова Е.П. Условия отбора проб воздуха: точка, расположенная в 50 м от свалки по направлению господствующего направления ветра; температура воздуха 10 °С, относительная влажность 56 %, атмосферное давление 755 мм. рт. ст., скорость движения воздуха 6 м/с, время проведения измерений 10.00, скорость отбора 10 дм3/мин. Результаты исследования: наименование определяемого ингредиента – сероводород (H2S), обнаруженная среднесуточная концентрация 0,06 мг/м3, максимально разовая ПДК - 0,008 мг/м3. НТД на методику исследования: РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы». Ответственный за проведение измерений и оформление протокола: зав. указанной выше лаборатории Петрова О.В.. Мнение формируется самостоятельно на основании сравнения обнаруженной концентрации H2S и его ПДК (отвечает требованиям ГН или не отвечает). Заведующий лабораторией Петрова О.В. Руководитель ИЛЦ Вершкова Т.И., заместитель главного врача ФБГУЗ по лабораторному делу.
Комплект задач № 2
Задача № 1
Отобрана проба воздуха закрытого помещения для санитарно-химического анализа. Объем пробы – 100 дм 3. Барометрическое давление - 745 мм. рт. ст. Температура воздуха в период отбора пробы 18 ºС. Привести указанный объем воздуха к нормальным условиям (для решения использовать формулу 2, пример 1).
Задача № 2
Условие задачи полностью идентично условию задачи № 1. Привести объем отобранного для анализа воздуха к нормальным условиям с помощью таблицы коэффициентов - таблицы 3 (для решения использовать пример 2).
Задача № 3
Рассчитать концентрацию пыли в воздухе закрытого помещения при следующих условиях:
- масса фильтра до отбора пробы 131 мг;