Моніторинг небезпечних речовин у атмосферному повітрі: про методи відбору проб

Для встановлення та мінімізації негативного впливу на атмосферне повітря зазвичай проводяться лабораторні дослідження проб. 

Склад повітря багатий різними речовинами і створити аналізатор для кожного окремо - занадто ресурсномістка і невиправдана завдання. 

Тому при лабораторних процедурах використовуються різні методи і інструменти.

Якість повітря, кількість викидів та інші параметри атмосфери оцінюються одиничними і комплексними показниками забруднення атмосфери. Одиничний показник характеризує забруднення атмосфери однією шкідливою речовиною, комплексний — декількома. Окрім названих показників використовуються середній рівень забруднення атмосфери, концентрація домішок в атмосфері, приземна концентрація домішок, разова і середньодобова концентрації, максимальна з середньодобових концентрацій домішки, середньомісячна концентрації домішки в атмосфері, максимальна з середньомісячних домішок в атмосфері, фонова концентрація речовини, що забруднює атмосферу, орієнтовний безпечний рівень дії речовини (ОБРД), що забруднює атмосферу, середній рівень забруднення атмосфери по галузях народного господарства.

При фіксації шкідливих речовин викидів визначають такі показники газових потоків, як швидкість, тиск і розрідження, вологість, температура, запилена, концентрація газоподібних шкідливих речовин. Користуючись цими даними, виявляють об'єми газових потоків, кількість шкідливих речовин, що відходять з ними, ступінь уловлювання останніх газоочисними і пиловловлюючими установками і кількість цих речовин, що викидається в атмосферу.

Негативний вплив на атмосферу колосальний, але серед найбільш поширених варіантів, розрізняють:

• Діоксид вуглецю - з'єднання, яке утворюється після спалювання твердих вуглецевих речовин. У повітря потрапляє з транспортними вихлопами і викидами хімічних підприємств. Вуглець впливає на підвищення температури Землі і на поширення парникового ефекту.
• Чадний газ, який виділяється при спалюванні відходів, при попаданні в легені людини або тварини викликає отруєння і може привести до смерті. Похідні сірки виникають при роботі нафтопереробних заводів.
• Сірковуглець стає причиною кислотних опадів, порушення фотосинтезу рослин. Для людини сірка небезпечна захворюваннями дихальних шляхів.
• Азот і його похідні застосовуються на заводах азотних добрив, нітратів, фарбників. Викиди азоту робить негативний вплив на легені і серцево-судинну систему людини.
• Фтор і його похідні надходять в повітря в газоподібному стані. Утворюються в результаті діяльності алюмінієвих, сталеливарних підприємств.
• Фторової з'єднання вражають центральну нервову систему людини, руйнують кісткову систему.
• потрапляє в атмосферу з хімічних заводів, які виробляють соляну кислоту, пестициди, барвники.
• викиди стають причиною хімічних опіків внутрішніх органів.

Відбір проб атмосферного повітря здійснюється двома основними методами, а саме: аспіраційним і методом заповнення посудин обмеженої ємності. 

Відбір проб першим методом здійснюється шляхом аспірації певного об’єму повітря через поглинальний прилад, заповнений твердим або рідким сорбентом для вловлювання забруднювальної речовини, або через аерозольний фільтр, що затримує частинки, які містяться в повітрі. В результаті аспірації відбувається концентрування речовин у поглинальному розчині (наприклад, розчинення і хімічна реакція аналізованої газоподібної 10 забруднювальної речовини) чи на твердому сорбенті (силікагель, алюмогель, подрібнене скло та ін.). 

Поглинальні прилади найчастіше мають U-подібну форму і виробляються з інертних матеріалів: скло, фторопласт. Для вловлювання з повітря зважених частинок (пилу, сажі) використовуються фільтри, виготовлені з паперу або з волокнистих полімерних матеріалів (поліхлорвінілу, полістиролу, ацетилцелюлози), а також мембранні і скловолокнисті. Фільтр встановлюється в металевому фільтроутримувачі з конусною насадкою. Параметри відбору проб, такі як витрата повітря і тривалість його аспірації через поглинальний прилад, тип поглинального приладу чи фільтра встановлюються в залежності від речовин. Для достовірного визначення концентрації речовин витрата повітря повинна складати десятки і сотні літрів за хвилину.

Другий метод відбору проб атмосферного повітря – метод заповнення посудин обмеженої ємності – підрозділяють на: 

• вакуумний, коли з герметично закритої посудини відкачують повітря, а потім, безпосередньо в місці відбору проби посудину відкривають;
• метод примусового продування посудини 10-кратним об’ємом повітря в місці відбору проби, після чого посудину герметизують;
• спосіб витіснення попередньо залитої в посудину інертної рідини повітрям на місці відбору проби, після чого посудину герметизують.

Як посудину використовують звичайні скляні ємності. Найчастіше ці методи використовують для визначення оксиду вуглецю або інших газоподібних домішок, тип і походження яких невідоме. Для зважених домішок застосовують тільки аспіраційний метод відбору проб повітря, а для газоподібних – обидва. Відбір проб повітря здійснюється на стаціонарних чи пересувних постах, укомплектованих пристроями для відбору проб або автоматичними газоаналізаторами для безперервного визначення концентрації речовин, а також приладами для метеорологічних спостережень.

Джерело Прес-служба Ecobusiness Group

Більше про методи та охорону атмосферного повітря – на ІІ Щорічному бізнес-форумі з промислової екології «Екомодернізація-2021: КРАЩІ ПРАКТИЧНІ РІШЕННЯ» вже 29-31 березня