Приборы и устройства для измерения концентрации токсичных газов

Если известна только объемная или процентная концентрация токсина в воздухе, трудно определить действитель­ную степень опасности. Например, сигаретный дым содержит более 800 различных компонентов, соотношение кон­центраций компонентов в дыме и физическое состояние курильщика совместно определяют токсичный эффект воз­действия дыма на организм. Для измерения таких незначительных концентраций токсина в воздухе используют самые различные устройства и приборы:

• ионизирующие детекторы,

• фотометрические ионизаторы,

• хромографические анализаторы,

• инфракрасные спектрометры,

• индикаторные трубки с химическими реагентами,

• электрохимические сенсоры и пр.

Наиболее удобным и популярным оборудованием для замера очень низких концентраций токсичных газов на борту танкера являются химические индикаторные трубки. Такой прибор (рис. 20) состоит из небольшого ручного насоса с фиксированным объемом всасываемого газа и набора запаянных стеклянных трубок (рис. 21) со специальным напол­нителем, который реагирует с изменением цвета при соприкосновении с тем или иным токсичным веществом.

Объем просасываемого газа через индикаторную трубку напрямую зависит от типа вещества, присутствие которо­го определяют. При этом происходит изменение цвета наполнителя в трубке, а протяженность участка с изменившим­ся цветом показывает концентрацию данного вещества в пробе (обычно определяется в миллионных долях — ррм).

Соотношение между процентной концентрацией токсина и его концентрацией, выраженной в ррм, можно выра­зить следующим образом:

1% объема = 10 000 ррм.

Рис. 20. Детектор токсичных газов (a) и работа (б) с ним:

/— обломать концы индикаторной трубки;2 — вставить индикаторную трубку во всасывающий патрубок; 3 — сжать грушу насоса до упора

Рис. 21, Внешний вид индикаторной трубки

Рис. 22. Внешний вид детектора токсичных газов с электрохимическим сенсором

Иногда токсины присутствуют в атмосфере в виде пыли (дыма) или мельчайших капель (аэрозолей), поэтому объемная концентрация токсина в атмосфере не даст полного представления о его реальном количестве.

Для определения количественных значений концентрации таких веществ используют весовые характеристики, выраженные обычно г/л, мг/л, мг/м³ или мл/л, мл/м³, л/м³. Значения концентрации токсина приводятся для стан­дартных условий атмосферы — давления 1013 мбар и температуры 20°С.

Перевод концентраций, выраженных в мг/м3, в ррм осуществляется следующим образом:

С (ррм) = Молярный объем (24,144 л) C(мг/м³)

Молярная масса (г)

Пример 1: Определим объемную концентрацию бутана в воздухе, если известно, что его весовая концентра­ция составляет 876 мг/м³.

Решение:

С(ррм) = (24,1 : 58,1) • 876 = 363 ррм (или мл/м³).

Перевод объемных концентраций, выраженных в ррм, в весовые осуществляется следующим образом:

C(мг/м³) = Молярная масса (г) . С (ppм )