Определение вредных химических веществ в воздухе рабочей зоны: общие принципы и методы

Прямой задачей санитарно-химического исследования загрязнения воздуха рабочей зоны является их качественное обнаружение и количе- ственное определение. Поскольку чаще всего приходится определять очень малые количества вещества, измеряемые миллиграммами или их до- лями, методы определения должны быть высокочувствительными и точ- ными. Однако нередко требуется дать быстрый ответ о наличии и концен- трации ядов в воздухе, в таких случаях незаменимы менее точные экс- пресс-методы. Кроме того, при работе с веществами первого и второго классов опасности осуществляется мониторинг – автоматический непре-

62

рывный контроль динамики уровня загрязнений с помощью газоанализа- торов.

Санитарно-химический анализ воздуха производственных помеще- ний состоит из следующих этапов:

тщательное изучение технологического процесса и оборудования с целью установления причины загрязнения воздуха ВХВ (на каких эта- пах производства какие яды и в какие периоды поступают в воздух); ознакомление с физико-химическими свойствами определяемых ве- ществ (удельная масса, летучесть, растворимость, дисперсность, спо- собность менять своё агрегатное состояние и др.);

выбор точек отбора проб (места и периода) с учётом технологии, оборудования и зон пребывания работающих; составление карты- плана цеха (завода) с нанесением на нём точек отбора;

отбор проб воздуха;

анализ проб воздуха;

оценка результатов.

Методы отбора проб воздуха; приборы

Пробы воздуха отбираются в зоне дыхания работающих – в рабочей

зоне, в местах их временного пребывания и в т. н. нейтральных точках. Уровень отбора проб от пола и рабочих площадок устанавливается с учё- том физико-химических свойств этих веществ и направлений токов дви- жения воздуха. Обязательно производятся замеры температуры воздуха (t) и барометрического давления (Р) в момент взятия пробы для приведения объёма отбираемого воздуха к т. н. нормальным условиям (t=0 ̊С, Р=760 мм рт. ст.), при которых устанавливаются ПДК, по следующей формуле:

(Vt ∙273)∙Р Vо=---------------------- ,

(273 + t) ∙ 760

где Vо –объём воздуха при нормальных условиях;

Vt –объём воздуха, взятый для исследования при данных t и Р; 273 – коэффициент расширения газов.

63

Аспирационный метод применяется в тех случаях, когда трудно определить в малом объёме микроколичества вещества, присутствие кото- рого уже имеет гигиеническое значение. В его основе лежит принцип про- тягивания воздуха через поглотительные среды (жидкие или твердые), за- держивающие и концентрирующие искомое вещество. Результат анализа пробы в этом случае отражает усреднённые концентрации вещества за время взятия пробы, которое может занимать до 30-60 мин для накопления яда.

Для отбора пробы необходимы воздухозаборные устройства, в каче- стве которых могут использоваться насосы, пылесосы, но наилучшим об- разом этой цели служат электроаспираторы (рис. 4). В них легко регулиру- ется скорость протягивания воздуха – по верхнему краю поплавка реомет- ров, два из которых градуированы от 0 до 20 л/мин, а ещё два – от 0 до 1 л/мин; последние и используют для определения газов и паров. Прибор требует обязательного заземления и используется только во взрывобез- опасных условиях. В тех случаях, когда производственные процессы взры- воопасны, может использоваться АЭРА – автоматический эжекторный рудничный аспиратор (рис. 5). Его действие основано на засасывании ис- следуемого воздуха при одновременно создаваемом разрежении за счёт быстрого, со скоростью 20 л/мин, движения воздуха из баллона со сжатым воздухом.

Протягивание исследуемого воздуха для поглощения вредных паров и газов производят через поглотительные растворы или твёрдые сорбен- ты, помещаемые в абсорберы (поглотительные приборы). Это стеклянные изделия разной конструкции, заполняемые раствором. Их устройство обеспечивает максимальный контакт протягиваемого воздуха с поглоти- тельным раствором. Достигается это тем, что за счёт сужения нижней ча- сти поглотителя повышается высота столба жидкости через которую про- ходит анализируемый воздух. Для увеличения соприкосновения воздуха с раствором в некоторых поглотителях в нижнюю часть трубки впаяна стек-

64

лянная пористая пластинка. Верхняя часть поглотителя обычно расширена с целью уменьшения скорости движения воздуха, предупреждения вспени- вания жидкости и её выброса.

Конструкции поглотительных приборов разнообразны (рис. 8), их называют чаще по имени автора или институтов (поглотители Полежае- ва, Зайцева, Петри, Рыхтера, Гернет и др.). В качестве поглотительных сред подбирают жидкости, растворяющие определяемые вещества или быстро реагирующие с ними. В условиях высоких и низких температур, когда возможно испарение или замерзание раствора в поглотителях, при- меняют твёрдые зернённые сорбенты – силикагель и активированный уголь в трубках или специальных поглотителях, из которых поглощенные вещества потом десорбируют соответствующими растворителями.

Одномоментный отбор проб производится при высоких концентра- циях ВХВ в воздухе и применении высокочувствительных методов анали- за несколькими способами.

1. Способ выливания жидкости из сосуда (бутыли), что приводит к запол- нению его исследуемым воздухом; при этом горло бутыли должно нахо- диться в точке отбора и сразу после выливания плотно закрываться проб- кой.

2. Способ обмена воздуха заключается в том, что через сухой сосуд, в ко- торый отбирают пробу, продувают 10-кратный (по отношению к объёму сосуда) объём подлежащего исследованию воздуха.

3. Вакуумный способ заполнения сосуда является наиболее быстрым и удобным: в сосуде, предназначенном для отбора пробы, предварительно создают разрежение воздуха с помощью насоса и открывают его в точке отбора. После взятия пробы (в бутыли известной ёмкости, газовые пипет- ки) любым методом они направляются в лабораторию для анализа.