Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Методы анализа воздуха



 

Анализ загрязнений воздуха относится к наиболее трудным задачам аналитической химии, поскольку в одной пробе одновременно могут находиться сотни токсичных примесей органических и неорганических соединений различных классов. Концентрации токсичных веществ, попадающих из различных источников в атмосферу и воздух рабочей зоны, находятся на уровне следовых количеств или микропримесей, т.е. в интервале 10-4…10-7 % и ниже. Кроме того, воздух представляет собой неустойчивую систему с постоянно изменяющимся составом (наличие влаги, кислорода, фотохимические реакции, изменение метеорологических условий).

Трудности при анализе подобных систем встречаются практически в каждой аналитической операции, начиная с отбора пробы и кончая детектированием примесей.

Необходимость корректного определения очень низких концентраций загрязнителей (иногда на уровне 10-7…10-8 %) требует применения высокочувствительных детекторов даже после предварительного обогащения пробы. Иногда приходится иметь дело с 10-10…10-12 г вещества, что находится на уровне предельных возможностей наиболее чувствительных аналитических систем (например, детектора по захвату электронов). Идеальным методом анализа примесей в загрязненном воздухе является такое аналитическое определение, которое сочетает высокую разрешающую способность с высокочувствительным детектированием примесей. Такие методы существуют для анализа углеводородов (газовая хроматография) или металлов (атомно-абсорбционный анализ).

Одной из главных задач анализа загрязнений воздуха является получение информации о качественном и количественном составе анализируемого воздуха и выполнения мероприятий по охране окружающей среды, а также гигиенических и токсикологических исследований. Для выполнения этих задач используются современные физико-химические методы анализа вещества и в первую очередь хроматографические и спектральные методы в сочетании с предварительным концентрированием микропримесей. Применяемые в настоящее время методы анализа воздуха делятся на следующие основные группы:

1. Хроматографические методы (газовая хроматография, жидкостная хроматография, тонкослойная и бумажная хроматография).

2. Спектральные методы (колориметрия, спектрофотометрия, атомно-абсорбционная спектроскопия, плазменная эмиссионная спектроскопия, масс-спектроскопия, ядерный магнитный резонанс).

3. Электрохимические методы (вольтамперометрия, кондуктометрия, кулонометрия, потенциометрическое титрование).

4. Гравиметрический анализ.

Наиболее часто для анализа загрязнений воздуха используют метод газовой хроматографии, жидкостной хроматографии высокого давления, атомно-абсорбционную спектроскопию, полярографию, колориметрию и потенциометрию (без учета таких дорогостоящих методов анализа примесей, как хромато-масс-спектрометрия, ядерный магнитный резонанс).

В настоящее время методы определения в воздухе низких концентраций токсичных химических соединений разработаны примерно для 400 веществ, нормированных в нашей стране и в США.

Аналитическая техника значительно изменилась за последние 20 лет. С развитием более чувствительных и селективных инструментальных методов появилась возможность детектировать и идентифицировать следовые количества вещества и получать достоверные сведения о составе сложнейших композиций загрязняющих воздух веществ, содержащих сотни индивидуальных компонентов. Это привело к необходимости более точной классификации токсичных веществ, изучения долгосрочных эффектов (отдаленных последствий) действия химических соединений при экспозициях на низком уровне, т.е. при их концентрации значительно ниже ПДК. Разработка новой методологии анализа загрязнений воздуха является динамическим процессом, однако необходима тщательная проверка новых методов, особенно при определении соединений высокой токсичности, представляющих серьезную угрозу здоровью людей.

Газовая хроматография – идеальный метод исследования микропримесей летучих органических соединений. С конца 70-х годов началось интенсивное развитие методов высокоэффективной жидкостной хроматографии высокого давления, позволяющей анализировать воздух, загрязненный примесями высококипящих токсичных органических соединений (ПАУ, пестициды, ПХБ и др.). Примерно в это же время для анализа загрязнений воздуха начали применять различные варианты ионообменной (ионной) жидкостной хроматографии. С помощью ионной хроматографии удалось решить ряд аналитических задач, недоступных газовой хроматографии. В настоящее время этот метод анализа успешно используют для определения реакционноспособных органических и неорганических соединений, микропримеси которых с трудом поддаются определению с помощью других методов анализа примесей: редкоземельных элементов, изотопов, антибиотиков, формальдегида и ацетальдегида, алифатических аминов и фторсодержащих неорганических веществ.

Продолжается развитие и совершенствование спектральных методов анализа (спектроскопия в видимой, УФ- и ИК-областях спектра, люминесцентный анализ), традиционно используемых для определения примесей токсичных соединений в воздухе. Кроме того, в последнее десятилетие для анализа примесей органических и особенно неорганических соединений (металлы, металлоорганические соединения) в аналитической химии загрязнений воздуха начали широко использовать атомно-абсорбционную спектроскопию и ее сочетание с хроматографическими способами разделения токсичных химических соединений, а также ядерно-физические методы исследования вещества, микроволновую и ОЖЕ-электронную спектроскопию, лазерные методы. Особенно ценные сведения о составе анализируемой пробы загрязнений воздуха дает комбинация хроматографических и спектральных методов анализа примесей, например газовой хроматографии и масс-спектрального анализа, газовой хроматографии и ИК-спектроскопии, сочетание предварительного хроматографического разделения исследуемых веществ с последующим анализом примесей методами ядерного магнитного резонанса, с помощью атомной абсорбции или пламенной фотометрии.

Применяемые для анализа примесей в воздухе элеткрохимические методы (полярография, кондуктометрия, кулонометрия, потенциометрия) постоянно совершенствуются: модернизируется аппаратура и техника анализа токсичных веществ. Использование потенциометрии с ионселективными электродами позволило разработать корректные методы определения в воздухе микропримесей реакционноспособных и неустойчивых соединений (например, неорганических фторидов), определение которых другими физико-химическими методами анализа встречает серьезные трудности.

Совершенствование аналитических методик определения вредных веществ в атмосфере и в воздухе производственных помещений позволило создать надежные методы контроля качества воздуха, необходимые для решения одной из важнейших задач современности – защита от загрязнений окружающей природной среды [3].

На основании выше указанных методов контроля загрязнения воздуха разрабатываются различные приборы и системы контроля воздушной среды. Перечень рекомендуемых приборов контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приведен в приложениях 3…6.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.