Ауаны талдау әдістері және ерекшеліктері

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Ауаны талдау әдістері және ерекшеліктері

Ластанған ауаны талдаудың ең қиын объектілерінің бірі болып
табылады. Ол келесі себептермен түсіндіріледі:
- жұмыс аймағының атмосферасы мен ауасы көп компонентті ластаушылар
қоспасы болып табылады (құрамында әр түрлі класты көптеген улы
заттар бар);
- зиянды заттектердің концентрациялары іздік мөлшерлердің немесе 104-
107% және одан төмен интервалының микроқоспалар деңгейінде
болады.
- ластанған ауа ластауыштардың химиялық әсерінен және метожағдайлардың
тұрақты өзгерісінің есебінен тұрақсыз жүйе болып табылады.
- тұрақсыз микроқоспалардың оңай гидролизденетін және реакцияласатын
ластауыштардың (мысалы агрессивті биорганикалық газдардың ПАН және
оның туындылары). Сонымен қатар қатты заттардың және аэрозолдердің
талдауы біршама қиындықтарға кездеседі.
Сондықтан мұндай талдаулар үшін жоғарғы қажеттілікке ие және
ластауыштардың экспресті анықтауын жүргізуге мүмкіндік беретін
аналитикалық жоғары сезімталды селективті әдістер қажет.
Ауалы ластанудың талдаудың мақсаты ластанған ауаның сандық және
саналық құрамы және оның өзгерісі туралы толық ақпарат алу болып табылады.
Ол ауа ластануының дәрежесін болжау үшін, қоршаған ортаны қорғау
шараларын жүргізу үшін, гигиеналық және токсикологиялық зерттеулер үшін
қажет.
Негізгі әдебиеті: 1[9-23]
Қосымша әдебиеті: 6 [76-86]

Бақылау сұрақтары
1. Атмосфераны ластағыштардың негізгілерін атаңдар.
2. Атмосфералық ауаның антропогенді ластануын қалай классификациялауға
болады?
3. Атмосфераның жоғарғы қабаттарында қандай химиялық реакциялар
жүреді?

3. 3-ші дәрістің тақырыбы – Ауа сынамаларын алу
Максималды – бір реттік және орта тәуліктік сынамалар. Ауа
сынамаларын алу орындарын таңдау. Ауа сынамаларын алу периодтылығы.
Контейнерлерге сынамалар алу. Сұйық орталарға сынамалар алу. Қоспаны
қатыру.
Максималды – бір реттік және орта тәуліктік сынамалар
Ауалы ортаның санитарлы – химиялық зерттеулерінің негізгі сатысы,
улы қоспалардың микроқосылыстар құрамын анықтау үшін ауа сынамаларын алу
болып табылады. Атмосфералық ауаны санитарлы – химиялық бақылау максималды
– бір реттік және орта тәуліктік сынамаларды алуды қарастырады.
Максималды бір реттік сынамаларды алуды шығарынды факеліндегі
максималды ластанған аймақтарда немесе зерттеу жоспарымен белгіленген
әр түрлі қашықтықтардағы, бірақ міндетті түрде факельді қармап
алумен аймақтар қатарында жүргізіледі. Сынаманы алу 20 млн ішінде
жүргізіледі. Әр бір нүктеде, бірнеше күн ішінде жерден 1,5 м деңгейде,
25-тен кем емес сынама алады. Бөлек жағдайларда, 30 млн ішінде 1,5 м
деңгейде (тәуліктің ертеңгі кешкі сағаттарында, ластанудың max
кезінде) факельді есепке алмай жылжымалы немесе стационарлы нүктелерде
сынамаларды алады.
Ортатәуліктік сынамаларды алуды стационарлы жылжымалы нүктелерде,
адамның демалу аймағында, ашық алаңдарда, құрылыстардан қашық және
көрінетін шаңы жоқ жерлерде жүргізіледі. Сынамаларды, атмосфераға
шығарылатын ластану шарттары бойынша бір тәулік ішінде ауаның жоғары
ластану периодына алады. Бұл сезонда 10-15 кем емес орта тәуліктік
сынамаларды алу қажет.
Ауа сынамаларын алу орындарын таңдау
Жұмыс бедемінің ауасының ластануын зерттеу бойынша мәліметтері
негізінде технологиялық үрдісті жабдықты желдету қондырғыларын бағалау
бойынша мәліметтерімен кешенінде, санитарлық-гигиеналық қатынастағы,
кейіннен ауа сынамалары алынатын, қолайсыз жұмыс орындары анықталады.
Ауалы ортаның ластануының санитарлық бақылауын бөлек жұмыс орындарында
сатыларда, операцияларда, егер технологиялық үрдістің тұрақтылығымен
сипатталатын зерттелетін учаскеде, бірдей операциялар орындалатын кезде,
ұқсас жабдық немесе бірдей жұмыс эорындары жеткілікті болғанда жүргізеді.
Бұл кезде сынама алуларды орталықта орналасқан жұмыс орындарында және
панажайдың перифериясы бойынша немесе жабдықталған ашық алаңдарда.
Сынамаларды, жұмыс белдемінің ауасына зиянды заттектердің,
мүмкіндігіншекөп бөлінуі кезіндегіге технологиялық операцияларды ескеріп
алады, мысалы:
• белсенді химиялық және термиялық үрдістер периодында (электрохимиялық,
пирометикалық және т.б.) агрегаттар мен аппаратуралардан;
• заттектердің жүктеу және түсіру үлескілерінде;
• шаңды материалдарды ұнтақтау, кептіру және тасымалдау үлескілерінде;
• газбен сұйықтарды айдаған кезде мүмкін бөліну көздері орындарында;
• талдауға қажетті технологиялық сынамаларды алу орындарында;
• нашар желдетілетін үлескілерінде санитарлы – техникалық,
технологиялық және т.б. жабдықтардың жоспарлы жөндеу жұмыстарын
жүргізген кезде жұмысшылар жүретін негізгі жерлерде, жұмыс белдемі
ауасының санитарлы-химиялық талдауын, егер, реконструкция периодына,
операциялар зиянды заттектердің бөлінуімен қатар жүретін болса,
егер осы кезде жабдықты пайдалану жүріп жатырса жүргізу қажет.
Ауа сынамаларын алу периодтылығы әр бір заттек үшін әр бір нүктеде
технологиялық үрдістің (үздіксіз, периодты) сипатына, қауіптілік класына
және өндірістік ортаның биологиялық әсер ету сипатына, ластану
деңгейіне, қызметкерлердің жұмыс орнында болу мерзіміне байланысты
орнатылады. Өндірістік панажайлар жұмыс белдемінің ауасына өткірбағытты
әсер ету механизмді зиянды заттектердің мүмкін түсуі кезінде,
сынамаларды автоматты құралдар жүйесін қолданып алу керек. Үздіксіз
бақылау құралдары, уақытша өлшем ретінде, жоқ болған кезде, санитарлық
бақылау органдарымен келісілу кезінде, өткірбағытты әсер ету механизмді
заттектерді анықтау үшін ауа сынамаларын периодты алуға жол беріледі.
Қалған заттектер үшін бақылау периодтылығын зиянды заттектің
қауіптілік класына байланысты орнату керек: 1-ші қауіптілік класты
заттектер үшін – 10 күн ішінде бір реттен кем емес; ІІ-ші класты
заттектер үшін – бір айда бір реттен кем емес; ІІІ және IV класты
заттектер үшін – кварталына бір реттен кем емес.
Өндірістің нақты жағдайларына байланысты бақылау периодтылығын
санитарлы – эпидемиологиялық қызметтің келісімімен өзгертілуі мүмкін.
Сынама алу – ластанған ауадағы улы қосылыстардың қоспасын анықтаудағы
аналитикалық процедураның маңызды бөлігі. Ең дәл және дұрыс
жүргізілген талдаудың нәтижесі сынама алуға дұрыс дайындалмаған және
оның дұрыс жүргізілмеуі жағдайында өз мәнісін жоғалтады.
Сынама алудың негізгі моменттері:
• талданатын ауаның нақты құрамын бейнелейтін көрсеткіштік сынаманы
(газдар, булар, аэрозольдер және қатты бөлшектер) алу;
• аналитикалық анықтауға жеткілікті заттек мөлшерін ұстағыш –
концентраторда жинақтау;

Ауадан әр түрлі заттектерді ұстап қалу әдстері:
• контейнерлерге ластанған ауаны алу;
• ауаны ластайтын қоспаларды еріткішпен абсорбциялау;
• қоспаларды қатыру;
• олардың сорбенті бар түтіктерде жұтылуы;
• фильтрлерде қатты бөлшектер мен сұйық аэрозольдерінің
концентрленуі.
Контейнерлерге сынамалар алу
Әр түрлі материалдардан жасалған (шыны, металл, пластмасса)
контейнерлерге сынамаларды алу ауаны талдау практикасында сирек пайдаланады
(газды хроматография, кейбір спектральды әдістер) өйткені бұл кезде
сынама байытылмайды. Сонымен қатар, бұл сынама алу әдісін (шыны
пипеткалар, болат ыдыстар, полимерлі қаптар) әдетте тек өте ұшқыш
заттектер үшін немесе активті көмірде де әлсіз сорбцияланатын қоспалар
үшін қолданады. Бұларға көміртегінің оксидін және диоксидін, күкірт
гекса фторидін, сульфурил фторидін, метилацетиленді, метилацетиленмен
пропадиеннің қоспасын және т.б. заттектерді жатқызады.
Контейнерлерге алу кезінде, мысалы сыйымдылығы 1-2 л шыны пипеткаға,
талданатын ауаны ыдыс арқылы 0,2-0,5 лмин жылдамдықпен өткізеді. Ауа
сынамаларын контейнерлерде сақтау кезінде, қысқа мерзімде болса да,
химиялық реакциялардың өту мүмкіндігін ескеру қажет, онда ауадағы
заттектерімен бірге су буы және ауадағы оттегі қатысуы мүмкін.
Осының нәтижесінде азот оксидтерінен азот қышқылы түзілуі мүмкін.
Күкіртсутек тотығуы мүмкін, ал органикалық қосылыстар тікелей күн
жарығының әсерінен ыдырау немесе полимеризациялану қабілеттілігіне ие.
Қазіргі кезде ауа сынамасын алу үшін сыйымдылығы 1-100 л полимерлі
қабықшадан жасалған, оларды толтыруға арнайы вентиль немесе ниппельмен
жабдықталған қаптар ретіндегі контейнерлер көп қолданылады. Қаптар аз
массасымен және жоғары беріктілігімен ерекшеленеді, олардан кез келген
ауа мөлшерін жай ғана басу арқылы алуға болады. Контейнер материалы
талданатын заттектерге мүмкіндігінше инертті болу керек, әсіресе
реакцияласуға қабілетті қосылыстарды талдау кезінде. Газды хроматография
әдісімен талдау кезінде тефлоннан (жеңіл көмірсутектерді аммиакты
винилхлоридті, винилацетатты сақтау) жасалған қаптарды, ал ИҚ-
спектроскопияда полиэтиленнен немесе лавсаннан (хлорды анықтауғатау),
тедлар полимерлі қабықшасынан және т.б. полимерлерден (бензолды,
ацетонды трихлориэтиленді және т.б. анықтау) жасалған қаптарды пайдаланады.

Ең сенімді болып Милар полимерлі қабықшасынан жасалған қаптар
саналады (полиэфирлі қабықша), оларды жеңіл көмірсутектер, күкірт
доксидтері және азот, сонымен қатар төтенше реакцияласуға қабілетті
озон сынамаларын сақтау үшін пайдаланады. Пластиктен жасалған қаптар
табиғаты әр түрлі одорант қоспасы бар ауа сынамаларын жақсы сақтайды
(күкірт сутек, аммиак, аминдер, меркаптандар, индол, скатол және
т.б.). винилхлорид микроқоспасының сынамасы, алынғаннан кейін,
полиэтилен қаптарда жақсы сақталады.
Сынама температурасы және ондағы су буы қаптың қабырғаларында
ылғалдың конденсациялануын және химиялық активті заттектердің жоғалуын
болдырмау үшін, шық нүктесінен мүмкіндігінше қашық тұру керек.
Полимерлі қаптарды толтырмас бұрын талданатын қоспалар мысалы азот және
күкірт оксидтері) атмосферасында ұстау керек, олардың концентрациясы ауа
сынамасындағы осы заттектердің күтілетін концентрациясынан жоғары болу
керек.

1-сурет. Ауа сынамаларын алуға арналған ыдыстар

Сұйық орталарға сынамалар алу
Ерітіндідегі зиянды заттектер қоспасының жұтылуын ауа ластануын
талдау кезіндегі көп қолданылатын сынама жетістігі, талданатын
заттектердің (аэрозольдер мен қатты бөлшектерден басқа) кең диапазонында
және сәйкес еріткішті таңдаумен анықталатын анықтаудың жоғары
селективтілігінде қоспаларда бір уақытта концентрлеу мүмкіндігі. Сонымен
қатар, абсорбция кезнде сынаманы алдын ала өңдеу жеңілдетіледі оны
әдетте таңдалған талдау әдісіне тәуелсіз (колориметрия, ИҚ немесе УК
– спектрофотометрия, электрохимиялық немесе хроматографиялық әдістер)
сұйық түрде талдайды.
Абсорбция әдісінің кемшілігіне ауада аэрозольдер мен қатты
бөлшектер болған кезде көрсеткішпен сынаманы алуға болмайтындығын,
сонымен қатар микроқоспаларды талдау кезіндегі сынаманың жоғары
дәрежеде байытылмайтындығын жатқызуға болады.
Ерітінділерге сынамалар алу ластанған ауаны, сынаманың құрамына
байланысты миллилитрі бар жұту шынысы (абсорбер) арқылы өткізуімен
жүргізіледі. Аспирирлеу жылдамдығы кең шектерде ауысып отыруы мүмкін
0,1-ден 30 лмин дейін. Жұтылу толықтығы көптеген факторларға
байланысты, соның ішінде, жұтылу ыдыстарының құрылымына да 2-5 сур.
санитарлық бақылау тәжірибесінде кең қолданылатын абсорберлер көрсетілген.
Әйнек кеуекті пластинкалары бар абсорберлер, рыхтер, зайцевтің жұту
ыдыстары кең қолданыс тапты.
Ауадағы қоспаларды абсорбциялау үшін кеуекті пластинкалары (5
сурет) бар жұтқыш ең тиімді болып табылады, мұнда ондағы фазалар
бөлімдерінің үлкен беттеріне байланысты (ауаның ұсақ көпіршіктері) басқа
құрылымды сұйық жұтқыштарына қарағанда қоспаларды жұту тиімділігі жоғары.
Кеуекті әйнек фильтрінде үлкен диаметрлі тесіктер болмау керек.
Қолданылатын сұйық көлемінің (неғұрлым сұйық аз болса, соғұрлым бірдей
шарттар кезінде сынама байытылуы жоғары дәрежеде болады) көзқарасы
бойынша кеуекте пластинкалары бар абсорберлер экономикалық жағынан
тиімді болып табылады.
Жұтылу толықтығы талданатын қоспалардың және абсорбенттің табиғатына
олардың концентрацияларына, ауа ағынының жылдамдығына, абсорбер
температурасына, оның құрылымына және де басқа кейбір факторларға
байланысты. Жұту ерітіндісін таңдай отырып, селективті сынама алуды
жүргізуге болады, мысалы, дистильденген сумен онда еритін қосылыстарды
жұту. Бұл әдіспен сынама алу үрдісінде, бейорганикалық заттектердің
органикалық заттектерден; спирттерді (С1-С4) көмірсутектерден
альгедигтерді күкірттің органикалық қосылыстарынан суда еритін аминдерді
фенолдардан және т.б. айыруға болады. Жалпы жағдайда екі араласпайтын
сұйықтар (мысалы, су-гексан) немесе сұйық және газды фаза (жұту сұйықтығы
– ауа) арасындағы зерттелетін қоспаның таралу коэффициентін ескеру
ауадағы қоспаларды абсорбциялау үшін оптималды еріткішті таңдаумен
келісіледі.
Жұтқышы бар абсорбцияланатын заттектердің химиялық реакцияларына
негізделген жұтылу аса тиімді болып табылады. Жұтылу сұйықтығында
ауаны ластайтын бейорганикалық қосылыстардың қоспасы тез және оңай ериді.
Реакцияласуға қабілетті күкірт триоксиді барий хлоридінің ерітіндісімен, ал
көміртегі диоксиді – кальций гидроксидінің ерітіндісімен жұтылады:
SO2+H2O=H2SO4 H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
CO2+H2O=H2CO3 H2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2H2O
Қоспаларды органикалық еріткішпен абсорбциялау сынамадағы заттек
концентрациясын 10 есе жоғарылатады.

Қоспаларды қатыру
Қоспаларды концентрлеуді бұл тәсілін негізінен ауаны газды
хроматография әдісімен талдаған кезде пайдаланады. Бұл тәсіл ұсталып
қалатын қоспалардың қайнау температурасына біршама ақ температура кезінде
ластанған ауадағы ұлы қоспаларды қатыруға негізделген. Қоспалардың
криогенді концентрлеу техникасы жеткілікті үлкен беті бар, (6 сурет)
салқындатылатын ұстағыш (конденсатор) арқылы ауаның асперирлеуіне әкеліп
соқтырады. Ұстағыш ретінде жазық метаменкалық капилларларды;
конденсациялайтын (салқындататын) беттің үлкею үшін инертті материалмен
(шыны, мақта, метал үгінді немесе орама және т.б.) толтырылған болат немесе
шыны түтіктерді пайдаланады. Хладагенттер ретінде ұстағыштың қажетті
температурасына байланысты қоспалар және әртүрлі заттектер падаланылады:
мұз-су (00С), мұз-натрий хлориді (-16 0С), қатты көміртегі диоксиді-ацетон
(-80 0С), сұйық ауа (-147 0С), сұйық оттегі (-183 0С), сұйық азот (-195
0С).
Криогенді әдіс газды. Хроматографиямен бірге аса тиімді болып келеді,
ол қоспаны 10-7-10-8 % деңгейінде талдау мүмкіндік береді. Бұл жағдайда
талданатын сынаманың байытылу дәрежесі өте жоғары.
Негізгі әдебиет: 1 [23-30]
Қосымша әдебиет: 1 [9-17], 2 [5-11]

Бақылау сұрақтар:
1) жұмыс белдемінің ауасын бақылау үшін қандай сынамалар алынады?
2) Ауа сынамаларын алу кезіндегі негізгі моменттерді атаңыз?
3) салқындататын ұстағыштарға сынамалар алу қалай жүргізіледі?

4.4 дәріс тақырыбы – Сынамаларды талдауға дайындау.
Қоспалардың адсорбциясы. Сорбенттер: активті көмір, силикагель,
молекулярлы тро (сита), кеуекті полимерлі сорбенттер. Қатты сорбенттерге
заттектер алу үшін сорбциялық қондырғылар. Қатты бөліктер мен аэрозольдерді
ұстап қалу. Қоспаларды сорбекттен десорбциялау.
Қоспалардың адсорбциясы.
Қатты сорбенттер сорбциялау – ластанған улы заттектердің
микроқоспаларын концентрлеумен келетін, сынамалар алудың негізгі әдісі.
Сорбенттерге сынама алудың техникасы жоғары дамыған беті бар сорбент қабаты
арқылы ауаның үлкен көлемдерін асперирлеуге және еріткіш – экстрагенттер
көмегімен (спектральды, хроматографиялық, электрохимиялық талдау әдістері)
немесе ұстағышты қыздырғанда (газды хроматография) концентрленген
қоспаларды кейінен алуға негізделген.
Жұмыс орнында және атмосферада сынама алу үшін пайдаланылатын қатты
сербенті бар типті түтіктер активті көмірі бар концентрациялық түтіктер, ең
арзан және тиімді сынама алу қондырғылары болып табылады.
Сынама алу үрдісінде сорбенті бар түтікті тікелей жұмысшының тыныс
алу белдемінде орналастырады және оның шығысын жұмысшының төсінде
бекітілетін, әдетте кішкентай сорғы түріндегі жеке сынама алу аспираторымен
байланыстырады. Сонымен қатар белгілі уақыт аралығында түтік арқылы ауаның
белгілі көлемін жібереді.
Сынама алатын түтіктерді толтыратын сорбенттер ретінде ауаны
ластайтын қоспаларды алып шығуға мүмкіндік беретін, ал одан кейін
оларды еріткішпен немесе термодесорбция әдісін қолданып
концентрациялық түтіктен толық (75-80% дейін) десобрциялауға болатын
көптеген кеуекті полимерлерді силикагельдерді, әртүрлі көмірлерді
қолданады.
Ауадағы қоспаларды концентрлеу үшін сорбенттер келесі талаптарға
сәйкес болу ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.