- •Лекции по дисциплине: «Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг». Лекция 1. Введение. Что означают понятия «экологический мониторинг», «экологический контроль»?
- •Глобальная система мониторинга окружающей среды
- •Государственный экологический мониторинг
- •"Белые пятна" на карте государственного экологического мониторинга
- •“Химическая сущность” экологического мониторинга
- •1. Контактные методы наблюдений
- •2. Дистанционные методы наблюдений
- •3. Биологические методы наблюдений
- •1. Классификация приборов экологического контроля.
- •2. Основные приборы 1,2,3 уровней. Устройство, назначение, принципыработы. Приборы 1-го уровня
- •Газоанализатор уг-2
- •Нитратомер эбик
- •Дозиметр «Белла»
- •Приборы 2-го уровня
- •Нефелометр нфм
- •Флуориметр эф-зма
- •Газоанализатор гиам-21
- •Приборы 3-го уровня
Дозиметр «Белла»
Назначение прибора
Бытовой дозиметр «Белла» предназначен для оценки мощности дозы радиационного излучения в диапазоне 0,2— 99,99 мкЗв/ч, или 20—9999 мкР/ч (1 мкР/ч = 1 • 10~2 мкЗв/ч).
Применяют в быту, сельском хозяйстве и промышленности.
Методика работы с прибором
-
Прибор положить горизонтально на исследуемый объект.
-
Последовательно включить рычажки «Питание» и «Поиск».
Оценка результатов измерения
Окончательный результат измерения фиксируется прибором только после исчезновения на экране двух точек с правой стороны шкалы за двумя цифрами; это может сопровождаться сигналом зуммера прибора.
-
Показание «0—20 мкР/ч» означает, что радиационный минимальный (допустимый) уровень находится в пределах нормы.
-
После окончания работы необходимо сначала отключить рычажок «Поиск», затем — рычажок «Питание».
Технические характеристики прибора:
-
время одного измерения — 20—60 с;
-
погрешность измерения — ±30%;
-
диапазон измерений — 0,001—99,99 мкЗв/ч (0,1— 9999 мкР/ч).
Приборы 2-го уровня
Методы анализа делят на химические, физические и физико-химические. Отнесение метода к той или иной группе зависит от того, в какой мере определение химического состава системы данным методом основано на использовании химических реакций, физических процессов или физико-химических свойств.
Химические методы основаны на использовании химических реакций для определения состава среды. Так, используя реакцию, характерную для определяемого иона, с образованием окрашенного комплекса, осадка, малодиссоциированного соединения и других, можно провести качественный и количественный химический анализ.
Физическими методами измеряют свойства, непосредственно зависящие от природы атомов и их концентрации в среде, например интенсивность излучения.
Физико-химические методы основаны на зависимости физического свойства от химического состава анализируемой среды.
Физические и физико-химические методы анализа объединяются общим названием — инструментальные методы анализа, так как для их проведения обычно требуются специальные приборы, инструменты.
Методика проведения физико-химических методов в основном одинакова и сводится к следующему:
-
в зависимости от анализируемой среды подбирают удобный метод анализа;
-
готовят ряд стандартных растворов (серий); измеряют физическое свойство всех растворов на соответствующем приборе;
-
по полученным данным строят градуировочный график в координатах «состав - свойство»;
-
измеряют физическое свойство анализируемого образца и по графику определяют состав.
Можно выделить три основные группы физико-химических методов: оптические, электрохимические, хроматографические.
В оптических методах анализа используют связь между оптическими свойствами среды и ее составом. В эту группу входят следующие методы анализа: колориметрический, нефелометрический и турбидиметрический, люминесцентный, поляриметрический, рефрактометрический.
Электрохимические методы анализа основаны на взаимосвязи электрохимических свойств среды от ее состава. К этой группе относят следующие методы:
-
кондуктометрический (низкочастотный и высокочастотный);
-
потенциометрический;
-
электрогравиметрический;
-
кулонометрический;
-
полярографический.
Хроматографические методы анализа характеризуют различия в адсорбции различных по составу и строению веществ.
Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2
Назначение прибора
КФК-2 (рис. 4.1) — однолучевой прибор; предназначен для измерения в отдельных участках длин волн диапазона 315—980 нм, выделяемых светофильтрами, коэффициентов пропускания и абсорбционности растворов и твердых тел и для определения концентрации веществ в растворах. Колориметр позволяет также измерять коэффициенты пропускания рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в проходящем свете.
Применяют на предприятиях водоснабжения, в медицинской, химической, пищевой, металлургической промышленности и сельском хозяйстве.
В него входят фотоэлемент Ф-26, фотодиод ФД-24К, светоделительная пластинка и усилитель. Фотоприемники включают с помощью ручки.
В качестве регистрирующего прибора используют микроамперметр типа М907-10, шкала которого оцифрована для определения абсорбционности и коэффициентов пропускания светового луча.
Методика работы с прибором
Колориметр включают в сеть за 15 мин до начала измерения. Во время прогрева кюветное отделение должно быть открыто (при этом шторка перед фотоприемниками перекрывает световой пучок). Ручкой вводят необходимый по роду измерения цветной светофильтр. Устанавливают минимальную чувствительность прибора. Для этого ручку «Чувствительность» ставят в положение «1», ручку «Установка 100 грубо» — в крайнее левое положение. Перед измерениями при переключении фотоприемников проверяют установку стрелки микроамперметра на «Нуль» по шкале коэффициентов пропускания при открытом кюветном отделении. При смещении стрелки от нулевого положения ее подводят к нулю с помощью потенциометра.
В световой поток вводят кювету с водой. Закрывают крышку кюветного отделения. Ручками «Чувствительность», «Установка 100 грубо» и «Точно» устанавливают нулевое значение по шкале абсорбционности. Ручка «Чувствительность» может находиться в одном из трех положений: «1», «2» или «3».
Поворотом ручки кювету с водой заменяют на кювету с окрашенным раствором. Снимают показания по шкале микроамперметра в значениях абсорбционности.
Измерение проводят 3—5 раз, окончательное значение измеренной абсорбционности определяют как среднее арифметическое из полученных значений.
Технические характеристики прибора:
— спектральный диапазон работы — от 315 до 980 нм (весь диапазон разбит на определенные интервалы с помощью светофильтров);
—приемники излучения:
фотоэлемент Ф-26 — для работы в диапазоне от 315 до 590 нм,
фотодиод ФД-24К — для работы в диапазоне от 590 до 980 нм;
-
диапазон измерения абсорбционности — 0—1,3;
-
напряжение питания прибора — от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.
Фотоэлектроколориметр ФЭК-56 М
Назначение прибора
Прибор ФЭК-56М предназначен для определения загрязнения жидких сред.
В этом приборе два световых потока попадают на фотоэлементы, которые включены по дифференциальной схеме, т. е. токи от фотоэлементов идут в противоположных направлениях. Если освещенность обоих фотоэлементов одинакова, то и возникающие фототоки будут одинаковы по величине, но противоположны по направлению. В этом случае отклонения стрелки микроамперметра от нуля наблюдаться не будет, так как произойдет
Прибор включают в сеть 220 В через стабилизатор за 30 мин до начала измерения. В течение этого времени электросхема прибора прогревается. Сначала устанавливают «Электрический нуль» прибора. Для этого с помощью рукоятки световые потоки перекрывают шторкой. Ручкой устанавливают стрелку микроамперметра на «Нуль». При этом чувствительность прибора должна быть максимальной, для чего поворачивают ручку против часовой стрелки до упора. В левом световом потоке на все время измерений устанавливают кювету с растворителем. С правой стороны в световой поток устанавливают две кюветы — с растворителем и раствором, причем сначала устанавливают кювету с раствором. При этом на левый и правый фотоэлементы будут попадать неодинаковые световые потоки и стрелка микроамперметра отклонится от нулевого положения. Чтобы скомпенсировать световые потоки, стрелку микроамперметра необходимо установить на «Нуль». Эту операцию проводят при открытой шторке. Затем кювету с раствором меняют на кювету с растворителем. Чтобы уравнять световые потоки, выводят стрелку микроамперметра на «Нуль», вращая правый барабан. Отсчет начинают по красной шкале правого барабана.
Перед началом работы правая и левая диафрагмы должны быть полностью открыты, для чего оба отсчетных барабана устанавливают на «Нуль» по красной шкале, вращая их на себя.