Методы и средства контроля загрязнения атмосферы

холодным  чем  и  создается  конвекция  (магнитный  ветерок),  при  котором  тепло  от R₃ переносится к R₄. В результате сопротивление R₃ ≠ R₄. Величина разности сопротивлений R₃ и R₄ пропорциональна концентрации кислорода в анализируемой газовой смеси.

Большую группу газоанализаторов составляют приборы, в которых используется зависимость изменения оптических свойств газовой смеси (показатель преломления, оптическая плотность, спектральное поглощение или излучение и т. п.) от содержания определяемого компонента.

Наибольшее распространение среди оптических газоанализаторов получили интерферометрические приборы, действие которых основано на явлении смещения интерференционных полос за счет изменения оптической плотности газовой среды на пути одного из двух когерентных лучей.

В современном мониторинге для анализа отходящих газов нашли применение газоанализаторы, принцип работы которых основан на поглощении лучистой энергии. К ним относятся инфракрасные (ИК) анализаторы, реагирующие на индивидуальный характер спектров поглощения инфракрасного излучения отдельных газов. Мерой концентрации определяемого компонента служит степень поглощения потока ИК-излучения. ИК-анализаторы используют для определения СО, СО₂, СН₄, С₂Н₂ и других газообразных соединений углерода. Пределы измерения отдельных приборов колеблются от 0—1 % до 0—100 %, средняя погрешность измерений лежит в пределах от ±2,5 до ±10 %.

Используют также приборы, в которых концентрацию компонентов определяют по поглощению колебаний в ультрафиолетовой (от 200 до 400 нм) и видимой (от 400 до 700 нм) областях. УФ-газоанализаторы применяют для определения паров ртути в воздухе, хлора в хлоровоздушной смеси и некоторых других газообразных соединений. Пределы измерения отечественных УФ-газоанализаторов изменяются от 0—0,0001 мг/л до 0,002—0,06 мг/м³, а погрешность определения колеблется от ±5 до ±10 %.

Работа фотометрических и фотоколориметрических газоанализатopoв основывается на образовании специфически окрашенных продуктов при реакциях определяемых газообразных компонентов с реагентами, а интенсивность окраски продуктов служит мерой концентрации реагирующих компонентов. Фотоколориметрические газоанализаторы используют для определения NO₂, Cl₂, CS₂, SO₂, H₂S, NH₃ и др. в воздухе и технологических газовых смесях. Пределы измерения изменяются от 0—0,005 до 0—0,001 мг/л, погрешность определения составляет ±10 %. Фотометрический газоанализатор УГ-2 позволяет определять в газовых смесях до и различных токсичных компонентов, в том числе, кроме упомянутых газов, пары бензина, бензола, керосина и др. Фотоколориметрические газоанализаторы типа ФКГ основаны на явлении поглощения электромагнитного излучения видимой части спектра В таких газоанализаторах концентрация растворенного вещества (жидкого или газа) определяется по интенсивности окраски раствора или ленты.

Рис. 3 Схема ленточного фотоколориметрического газоанализатора.

 

Реакция  анализируемого  газа  с  жидким  реагентом  (рис.  3.) происходит  на индикаторной бумажной или текстильной ленте 5, которая движется с постоянной скоростью через  кювету  6.  Через  кювету  с  постоянным  объемным  расходом  прокачивается анализируемый  газ.  Лента  пропитана  реагентом,  который  окрашивается  анализируемым компонентом. Излучение  от  источника  1  отражается  от  поверхности  ленты  до  и  после  кюветы  и поступает  на  фотоэлементы  3  и 8,  дифференциально включенные  на  вход  электронного усилителя 2. Выходной сигнал усилителя определяется разностью сигналов фотоэлементов, которые  однозначно  зависят  от  интенсивности  окраски  индикаторной  ленты,  то  есть  от концентрации определяемого компонента.

Принцип действия хроматографических газоанализаторов основан на различной способности отдельных газовых компонентов сорбироваться твердыми или жидкими сорбентами. Основными узлами хроматографа являются:

1 - хроматографическая колонка с неподвижной фазой;

4 - источник для подвижной  фазы - газа-носителя;

7 - детектор, устройство для  фиксирования разделѐнных газов.

Кроме того, имеются вспомогательные  узлы:

2 - редуктор давления;

3 - прибор контроля и  регулирования давления газа-носителя;

5 - испаритель;

6 -  термостаты  для   обеспечения  необходимого  постоянства  температуры  колонки  и детектора;

8 - показывающий и регистрирующий  прибор.

9 - прибор контроля расхода газа-носителя;

10  - устройство для  введения и дозирования пробы

11 - сборник анализируемой  пробы; 

Проба анализируемой газовой смеси вводится в поток газа-носителя, непрерывно протекающий через сорбент и инертного по отношению и к определяемому газу, и к сорбенту. За счет многократной сорбции и десорбции каждый компонент пробы перемещается вдоль слоя сорбента с характерной для него скоростью и удаляется со слоя сорбента в определенной последовательности. Последовательность выхода компонентов смеси из хроматографической колонки позволяет их качественно идентифицировать, а поставленный на выходе детектор — определить их количество. [2, 4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Для контроля проблемы загрязнения  атмосферного воздуха используются количественные и качественные методы анализа, каждый из которых обладает своей областью применения. Средства контроля загрязнения атмосферы  весьма разнообразны: они имеют разную точность и погрешность измерения, а так же для какого-либо вещества или группы веществ можно подобрать определенный вид прибора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  используемой литературы

 

1. Голицин А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды: Учебник / А.Н. Голицын. - М.: Издательство Оникс, 2007. - 336 С.: ил.
2. Павлов, А.Н.  Экология: рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности. Учеб. пособие/А.Н. Павлов.— М.: Высш. шк., 2005.— 343 с: ил.
3. Буренин Н.С. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух/ Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Губанов А.Ф. и др. - СПб., 2005. -185 с.
4. Н. М. Комаровская. Технические  средства  автоматизации  и  измерения в химическом производстве  Ч. III Физико-химические измерения и приборы: Учебное пособие/ ВолгГТУ Волгоград, 2004. - 93 с.
5. Т.В.Хохлова Использование методов биоиндикации для изучения состояния объектов окружающей среды: Методические указания к лабораторной работе по курсу “Химия окружающей среды”/Сост. Т.В.Хохлова, О.В.Колотова, И.В.Могилевская / ВолгГТУ.- Волгоград, 2005.- 25с.