Меню
Главная
УСЛУГИ
Авторизация/Регистрация
Реклама на сайте
Организационно-правовые формы экологического контроляРасчетные методы экологического контроля атмосферного воздухаПроизводственный экологический контрольФормы и методы экологического контроля (надзора)Ведомственный экологический контрольЭкологический контроль и экологический аудитЭкологический контроль на предприятииМуниципальный и общественный экологический контрольИнструментальные методы экологического контроля. Контактные...Взаимодействие форм и видов экологического контроля
 
Главная arrow БЖД arrow Надзор и контроль в сфере безопасности
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >

Экспресс-методы экологического контроля

Аналитические лабораторные методы контроля вредных веществ в воздухе включают отбор проб с последующей доставкой и проведением их анализа в лабораторных условиях, что не всегда позволяет своевременно принять действенные меры для обеспечения безопасных условий труда.

Концентрацию вредных веществ в воздухе производственных помещений во многих случаях можно быстро установить экспрессным методом с помощью индикаторных трубок. Основными преимуществами указанного метода являются:

1) быстрота проведения анализа и получение результатов непосредственно на месте отбора пробы воздуха;

2) простота метода и аппаратуры, что позволяет проводить анализ лицам, не имеющим специальной подготовки;

3) малая масса, комплектность и низкая стоимость аппаратуры;

4) достаточная чувствительность и точность анализа;

5) не требуются регулировка и настройка аппаратуры перед проведением анализов;

6) нс требуются источники электрической и тепловой энергии.

Указанные отличительные качества метода контроля вредных веществ в воздухе с помощью индикаторных трубок способствовали широкому его внедрению в промышленность и другие области хозяйственной деятельности.

Обследование предприятий ведущих отраслей промышленности показало, что более половины из них пользуются для контроля воздушной производственной среды индикаторными трубками. Зарубежный опыт также свидетельствует о широком использовании индикаторных трубок на промышленных предприятиях для санитарного контроля воздушной среды.

Индикаторная трубка представляет собой герметичную стеклянную трубку, заполненную твердым носителем, обработанным активным реагентом. В качестве носителей реактивов применяют различные порошкообразные материалы: силикагель, оксид алюминия, фарфор, стекло, хроматографические носители (динохром, полихром, силохром) и др. Структура и природа носителя оказывают существенное влияние на свойства индикаторного порошка.

Непосредственно перед использованием трубки вскрывают путем отламывания кончиков или другим путем и пропускают через них пробу воздуха. Концентрацию вредного вещества определяют по изменению интенсивности окраски (колориметрические индикаторные трубки) или длины окрашенного индикаторного порошка (линейно-колористические индикаторные трубки).

В отечественной практике наиболее широкое распространение получил линейно-колористический метод анализа. Сущность метода заключается в изменении окраски индикаторного порошка в результате реакции с вредным веществом, находящимся в анализируемом воздухе, пропускаемом через трубку. Длина изменившего первоначальную окраску слоя индикаторного порошка пропорциональна концентрации вредного вещества. Концентрацию вредного вещества измеряют по градуированной шкале, нанесенной на трубку или прилагаемой отдельно. Количественное определение вредных веществ в воздухе по длине изменившего окраску слоя порошка в индикаторной трубке возможно при соблюдении следующих условий:

• окраска слоя должна быть контрастной и интенсивной при минимально определяемых концентрациях;

• изменивший окраску слой должен иметь достаточную для измерений без больших погрешностей длину и четкую границу раздела окрасок;

• длина изменившего окраску слоя порошка должна увеличиваться с ростом концентрации определяемого вещества.

Особое внимание при разработке и изготовлении индикаторных трубок уделяют их избирательности, т.е. возможности определять анализируемое вещество в присутствии сопутствующих примесей. Эту задачу решают, применяя фильтрующие трубки с соответствующим наполнителем для улавливания мешающих анализу примесей; их помещают перед индикаторной трубкой.

При использовании индикаторных трубок на результаты измерений может оказывать влияние колебание температуры анализируемого воздуха. Это связано с тем, что изменение температуры влияет на объем отбираемого воздуха, степень поглощения анализируемых веществ и в некоторых случаях – на скорость реакции.

Суммарное влияние всех этих факторов может привести к изменению длины окрашенного слоя. Для повышения точности измерений применяют таблицы температурных поправок или поправочные коэффициенты.

Комиссией по вопросам охраны окружающей среды отдела прикладной химии Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) разработан стандарт на индикаторные трубки для контроля содержания газов и паров в воздухе рабочей зоны. Согласно данному стандарту, индикаторные трубки по своим метрологическим характеристикам делятся на два класса – А и В. Индикаторные трубки обоих классов должны позволять контролировать вредные вещества в воздухе рабочей зоны при их содержании от 0,5 до 5 и более значений предельно допустимой концентрации. При этом для трубок класса А погрешность измерения при содержании вредных веществ в воздухе от 1 ПДК и выше должна составлять не более ± 25%, а на уровне 0,5 ПДК допускается ± 35%. Для индикаторных трубок класса В погрешность измерения при содержании вредных веществ в воздухе на уровне от 1 до 5 ПДК должна быть не более ±25%, а на уровне 0,5 ПДК допускается погрешность ± 50%.

Согласно зарубежным литературным источникам, погрешность измерения концентрации вредных веществ в воздухе индикаторными трубками достигает 20–40%, однако и при лабораторных методах определения микро-концентраций наблюдаются погрешности до ± 25% и даже ± 50%.

Воспроизводимость результатов измерения концентрации вредных веществ, характеризующаяся относительным стандартным отклонением, для некоторых трубок достигает 5–10%, а для других – 20–30%. Подобная воспроизводимость, как правило, достаточно высока для удовлетворительного определения качества воздуха с точки зрения санитарных, а во многих случаях и технических требований.

Особенно эффективно применение индикаторных трубок для экспрессного контроля токсичных, взрыво- и пожароопасных веществ в аварийных ситуациях, при проведении огневых и сварочных работ в газоопасных местах, для контроля герметичности оборудования и поиска неполадок, для выявления вредных и взрыво- и пожароопасных газов и паров в замкнутых пространствах, для установления необходимости использования средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Точность измерения вредных веществ в воздухе индикаторными трубками определяется не только воспроизводимостью результатов, но и наличием систематических ошибок, зависящих от следующих факторов: качество градуировки индикаторных трубок при их изготовлении; соблюдение условий и сроков хранения трубок; исправность и правильность эксплуатации воздухозаборного устройства; правильность применения трубок при наличии в анализируемом воздухе примесей, сопутствующих определяемому веществу. Поэтому при использовании индикаторных трубок необходимо строго учитывать соответствующие сведения, приведенные в сопроводительной документации.

В соответствии с ГОСТ 12.1.014–84 "Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Метод измерения концентраций вредных веществ индикаторными трубками" нижняя граница интервала измерений вредных веществ в воздухе должна быть не более 0,5 ПДК, а верхняя граница – не менее 5 ПДК для данного вещества. При этом интервал измерений может быть разбит на несколько подынтервалов за счет изменения объема пропускаемого через индикаторную трубку воздуха.

Результат измерения концентрации вредного вещества приводят к стандартным условиям (температура – 293 К, атмосферное давление – 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), относительная влажность – 60%).

Концентрацию (с, мг/м3) при стандартных условиях рассчитывают по формуле

с = ct(273 + t)101,3K/(293Р), (5.26)

где с – результат измерения концентрации вредного вещества при температуре окружающего воздуха £, °С, относительной влажности, %, атмосферном давлении Р (кПа), мг/м3; К – коэффициент, учитывающий влияние температуры и влажности окружающего воздуха на показания индикаторных трубок, значение которого определяется из функции влияния.

Функция влияния нормируется в виде графика или таблицы и учитывает влияние на показания индикаторных трубок изменения температуры и относительной влажности воздуха в пределах рабочих условий измерений. Относительная погрешность измерения не должна превышать ±35% в диапазоне 0,5–2 ПДК и ±25% при концентрациях выше 2 ПДК при климатических условиях: температура окружающей среды – 15–30°, относительная влажность – 30–80%, барометрическое давление – 90-104 кПа.

В качестве устройств для отбора проб воздуха при проведении измерений концентрации вредных веществ в воздухе с помощью индикаторных трубок рекомендуется применение сильфонного аспиратора АС-1 (устаревшее обозначение – АМ-5), газоанализатора насосного типа УГ-2, ручного насоса – пробоотборника НП-ЗМ, а для отбора проб в труднодоступных местах – пробоотборного зонда ЗП-ГХК.

Основными областями применения индикаторных трубок являются измерения массовой и (или) объемной концентрации экотоксикантов:

• в воздухе рабочей зоны – на уровне ПДК по ГОСТ 12.1.005–88 "Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и ГОСТ 51712–2001 "Трубки индикаторные. Общие технические условия";

• при аварийных ситуациях – при превышении ПДК для воздуха рабочей зоны;

• в промышленных газовых выбросах химических и других производств.

Контактные методы наблюдений и контроля за состоянием природной среды дополняются неконтактными (дистанционными), основанными на использовании двух свойств зондирующих нолей (электромагнитных, акустических, гравитационных) – осуществление взаимодействия с контролируемым объектом и перенос полученной информации к датчику. Зондирующие поля обладают широким набором информативных признаков и разнообразием эффектов взаимодействия с веществом объекта контроля. Принципы функционирования средств неконтактного контроля условно подразделяют на пассивные и активные. В первом случае осуществляется прием зондирующего поля, исходящего от самого объекта контроля, во втором производится прием отраженных, прошедших или переизлученных зондирующих полей, созданных источником.

Неконтактные методы наблюдения и контроля представлены двумя основными группами методов: аэрокосмическими и геофизическими. Основными видами аэрокосмических методов исследования являются оптическая фотосъемка, телевизионная, инфракрасная, радиотепловая, радиолокационная, радарная и многозональная съемка.

Неконтактный контроль атмосферы осуществляется с помощью радиоакустических и лидарных методов. Вначале радиоволны были использованы для анализа состояния ионосферы (по отражению и преломлению волн), затем сантиметровые волны применили для исследования осадков, облаков, турбулентности атмосферы.

Область использования радиоакустических методов ограничена сравнительно локальными объемами воздушной среды (около 1–2 км в радиусе) и допускает их функционирование в наземных условиях и на борту воздушных судов.

Одной из причин появления отраженного акустического сигнала являются мелкомасштабные температурные неоднородности, что позволяет контролировать температурные изменения, профили скорости ветра, верхнюю границу тумана.

Принцип лидарного (лазерного) зондирования заключается в том, что лазерный луч рассеивается молекулами, частицами, неоднородностями воздуха; поглощается, изменяет свою частоту, форму импульса, в результате чего возникает флюоресценция, которая позволяет качественно или количественно судить о таких параметрах воздушной среды, как давление, плотность, температура, влажность, концентрация газов, аэрозолей, параметры ветра. Преимущество лидарного зондирования заключается в монохроматичности, когерентности и возможности изменять спектр, что позволяет избирательно контролировать отдельные параметры воздушной среды. Главный недостаток – ограниченность потолка зондирования атмосферы с земли влиянием облаков.

Основными методами неконтактного контроля природных вод являются радиояркостной, радиолокационный, флюоресцентный. Радиояркостной метод использует диапазон зондирующих волн от видимого до метрового для одновременного контроля волнения, температуры и солености. Радиолокационный (активный) метод заключается в приеме и обработке (амплитудной, энергетической, частотной, фазовой, поляризационной, пространственно-временной) сигнала, отраженного от взволнованной поверхности.

Для дистанционного контроля параметров нефтяного загрязнения водной среды (площадь покрытия, толщина, примерный химический состав) используется лазерный отражательный, лазерный флюоресцентный методы и фотографирование в поляризованном свете.

Флюоресцентный метод основан на поглощении оптических волн нефтью и различии спектров свечения легких и тяжелых фракций нефти. Оптимальный выбор длины возбуждающей волны позволяет по амплитуде и форме спектров флюоресценции идентифицировать типы нефтепродуктов.

Геофизические методы исследований применяются для изучения состава, строения и состояния массивов горных пород, в пределах которых могут развиваться те или иные опасные геологические процессы. К ним относятся магниторазведка, электроразведка, терморазведка, визуальная съемка (фото-, теле-), ядерная геофизика, сейсмические, геоакустические и другие методы.

В программу наземных инструментальных геофизических наблюдений в системе мониторинга включаются:

• районы размещения дорогостоящих, ответственных и особо опасных объектов промышленного и гражданского строительства;

• промышленные зоны, в которых ведется добыча полезных ископаемых, откачка (закачка) подземных вод, рассолов (промышленных стоков), места складирования отходов и т.п.;

• территории, занятые топливно-энергетическими комплексами;

• территории с мульдами оседания земной поверхности;

• территории, занятые промышленными предприятиями, на которых выполняются прецизионные работы в различных сферах производственной деятельности;

• территории с неблагоприятной и напряженной экологической обстановкой;

• территории расположения уникальных архитектурных сооружений и исторических памятников.

Основным видом непосредственного изучения опасных геологических процессов и явлений является комплексная инженерно-геологическая съемка (ИГС). Методика комплексной ИГС к настоящему времени достаточно хорошо отработана. Сейчас практически вся территория РФ покрыта государственной среднемасштабной съемкой (1:200 000, 1:100 000 и в ряде случаев 1:50 000). Методы получения инженерно-геологической информации в ходе съемки хорошо разработаны и включают в себя комплекс подготовительных, полевых, лабораторных исследований. В ходе ИГС полевое изучение базируется на традиционных маршрутах геологических, топографо-геодезических и ландшафтно-индикациоипых исследованиях, горнопроходческих и буровых разведочных работах, полевом опробовании горных пород, динамическом и статическом зондировании и т.д. В этот комплекс работ включаются и специальные аэрокосмические, геофизические, математические, геодезические, гидрогеологические наблюдения.

С 90-х гг. XX в. в России проводились организационные работы в области экологического мониторинга с использованием космических средств, а также формирования инфраструктуры региональных центров сбора и приема космической информации. В России существует несколько космических систем дистанционного зондирования территории России, применимых для наблюдений за развитием опасных природных процессов и явлений. Основными и наиболее доступными из них для использования в ЕГСЭМ являются системы дистанционного зондирования "Метеор", "Океан", "Рссурс-0", "Ресурс-2" и др.

Изображения со спутников передаются на Землю в реальном масштабе времени в диапазоне 1700 МГц.

Возможность свободного приема спутниковой информации наземными станциями обеспечивается Всемирной метеорологической организацией согласно концепции "открытое небо".

На наземных станциях приема спутниковой информации производится прием, демодуляция, первичная обработка и подготовка спутниковых данных к вводу в персональный компьютер станции.

На территории России в последнее десятилетие активно развивается сеть станций приема данных от американских метеорологических спутников (NOAA), образующая наземную инфраструктуру регионального экологического мониторинга: в Москве – Институт космических исследований РАН, ВНИИ ГОЧС МЧС; Красноярске – Институт леса СО РАН; Иркутске – Институт солнечно-земной физики СО РАН; Салехарде – Госкомитет по охране окружающей среды Ямало-Ненецкого автономного округа; Владивостоке – Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН.

Спутниковые данные дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля состояния окружающей среды:

• определение метеорологических характеристик (вертикальные профили температуры, интегральные характеристики влажности, характер облачности);

• контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, получение карт крупных стихийных бедствий;

• определение температуры подстилающей поверхности, оперативный контроль и классификация загрязнений почвы и водной поверхности;

• обнаружение крупных или постоянных выбросов промышленных предприятий;

• контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых зон;

• обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в лесах;

• выявление тепловых аномалий и тепловых выбросов крупных производств и ТЭЦ в мегаполисах;

• регистрация дымных шлейфов от труб;

• мониторинг и прогноз сезонных паводков и разливов рек;

• обнаружение и оценка масштабов зон крупных наводнений;

• контроль динамики снежных покровов и загрязнений снежного покрова в зонах влияния промышленных предприятий.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика