КЗПС Крюкова литература / Методы и приборы контроля ОС

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

39

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

Фотометрические анализы

1. Поглощение света самим веществом

УФ: Cl2, Br2, ClO2, NO2

кофеин в кофе (272 нм), фенол 263,7 нм, m-крезол 277,9 нм, n-крезол 283,0 нм,

о-крезол 274,4 нм,

Вид: редкоземельные элементы: Pr 444,5 нм, Nd 521,8 нм, Sm 402,0 нм, Eu 393,9 нм, Gd 272,8 нм, Er 379,2 нм, Tu 682,5 нм, Yb 975,0 нм гемоглобин в крови

2. Поглощение света продуктом реакции с определяемым веществом

сахар + антрон (Н+) = желто-зеленая – темно-зеленая окраска

40

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

Спектрофотометр СФ-56

Однолучевой автоматизированный спектрофотометр СФ-56 предназначен для измерения коэффициентов пропускания жидких и твердых прозрачных веществ. Управлениеспектрофотометром и обработка результатов измерения осуществляется при помощи микроЭВМ.

Основныережимы работы спектрофотометра:

•Автоматическоеоднократноеи многократноевыполнение измерений для одного или нескольких образцов на заданныхоператором длинахволн с заданным временным интервалом междуциклами измерений;

•Обзорноесканированиеи вывод заданных участков спектра на видеомонитор для проведения качественного анализа;

•Проведениекинетическихизмерений;

•Математическая обработка результатов измерений, в том числевычисление оптической плотности и концентрации, а такжерасчет цветовыххарактеристик исследуемыхобъектов.

Основная абсолютная погрешностьизмерения коэффициентов пропускания в диапазоне от 400 до 750 нм, % для коэффициента пропускания

Флюорат®-02-3М 200-650

Флюорат®-02-2М 200-650

Флюорат®-02-3М - базовый прибор для группы аналитических методов: флуориметрии, фотометрии, хемилюминесценции. Он применяется в большинстве экологических и санитарных лабораторий для контроля питьевой, природной и сточной воды, ряда компонент в почве, промвыбросах и воздухе рабочей зоны. Флюорат®-02-2М, кроме тех методик, которые можно выполнять на анализаторе Флюорат®-02-3М позволяет определять уран и железо в технологических водах. Кроме того, Флюорат®-02-2М позволяет работать с хроматографической приставкой ВЭЖХ-3 и криоприставками. Криоприставки выпускаются в двух модификациях: Крио-2 - для определения свинца и Крио-1 - для определения свинца и бенз(а)пирена. Спектрофлуориметр Флюорат®-02-Панорама - самый сложный прибор семейства Флюорат-02.

41

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

СПЕКТРОФОТОМЕТР ЮНИКО 1201

Технические характеристики

ЮНИКО 1201, производства UNITED PRODUCTS & INSTRUMENTS (USA), предназначенную для измерения коэффициентов пропускания, оптической плотности и концентрации растворов. Спектрофотометр используется в лабораториях всех отраслей промышленности, для решения аналитических задач в таких отраслях, как клиническая химия, биохимия, защита окружающей среды, энергетика, металлургические, химические, пищевые лаборатории, лаборатории воды и сточной воды, нефтехимии и в других сферах контроля качества. Однолучевой спектрофотометр работает в спектральном интервале 325 - 1000 нм. Спектрофотометр ЮНИКО 1201 специально адаптирован для отечественных условий эксплуатации и выпускается с учетом российских лабораторных требований. По техническим характеристикам и возможностям спектрофотометр ЮНИКО 1201 полностью заменяет широко применяемые в лабораторной практике фотоколориметры и фотометры фотоэлектрические типа ФЭК, КФК-3, КФК-5М и др. Например, спектрофотометр обеспечивает определение содержания веществ в различных растворах - меди, железа, хлора, серебра; определение содержания сахара, билирубина, глюкозы, холестерина, креатина в крови и моче; мочевины, общего белка, щелочей, фосфатов в химических растворах.. Рабочая длина кювет 5- 10-20-30-40-50мм.

Принцип работы

•Спектрофотометр состоит из пяти частей:

1.Галогенная лампа как источник света;

2.Монохроматор (дифрационная решетка);

3.Кюветное отделение, служащее для размещения проб и калибровочных растворов;

4.Детектор для регистрации света и преобразования его в электрический сигнал;

5.Цифровой дисплей для индикации показаний оптической плотности и пропускания.

•В спектрофотометре свет от лампы фокусируется на входной щели монохроматора, где зеркало направляет пучок света на решетку. Решетка, с помощью коллиматора создает в плоскости выходной щели монохроматора изображение входной щели, растянутое в спектр.

Выходная щель из спектра выделяет монохроматический пучок света, который через один из фильтров, устраняющих рассеянный свет после дифракционной решетки, направляется в отделение для проб. На выходе из отделения для проб пучок попадает на кремневый фотодиод и преобразуется в электрический сигнал. Принцип действия фотометра основан на сравнении светового потока Ф0, прошедшего через кювету с растворителем или "холостую пробу", и светового потока Ф, прошедшего через кювету с исследуемой средой.

42

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

СПЕКТРОФОТОМЕТР ДВУХЛУЧЕВОЙ ДВУХВОЛНОВОЙ

Назначение Прибор предназначен для регистрации спектров оптической плотности как двухлучевым, так и

двухволновым методами. Области применения

Молекулярная биология, биофизика, биохимия, медицина, сельское хозяйство. Прибор позволяет:

•регистрировать спектры и проводить кинетические измерения двухлучевым методом;

•проводить кинетические измерения одновременно на двух фиксированных длинах волн;

•регистрировать разность оптической плотности между значениями оптической плотности

исследуемого раствора в заданном диапазоне длин волн и значением оптической плотности этого же раствора на любой произвольно заданной длине волны.

Использование компьютера обеспечивает:

•управление прибором;

•широкие возможности в обработке результатов измерений с помощью большого набора

программ (работа с фрагментом записанного анализа, анализ пиков, сглаживание результатов измерений и другие математические операции);

•удобное представление на терминале результатов измерений в виде графиков и таблиц;

•запись результатов измерений на магнитные носители;

•вывод результатов измерений на печать.

Программное обеспечение содержит средства автоматической регистрации результатов исследований в виде файлов на жёстком диске компьютера и ведения базы данных этих результатов.

Технические характеристики

Фотометр фотоэлектрический КФК-3

Фотометр предназначен для выполнения химических и клинических анализов растворов.

Фотометр обеспечивает:

•определение содержания веществ (напр. меди, железа, хлора, серебра) в различных

растворах;

•определение содержания в крови и моче сахара, билирубина, глюкозы, холестерина, креатина;

•определение содержания в химических растворах мочевины, общего белка, щелочей,

фосфатов.

Фотометр выдает результаты измерения на цифровом табло в единицах коэффициентов пропускания T , оптической плотности D, концентрации С и позволяет выполнять кинетические измерения за 1, 2, 3, 4, 5 мин.

Достоинства фотометра:

•широкий и непрерывный спектральный диапазон, который обеспечивается встроенным

монохроматором на дифракционной решетке;

•набор кювет с различной длиной от 0,1 до 10 см и микрокюветой с объемом исследуемого

раствора на 0,6 см3;

•возможность выполнения микроанализа как в непрерывном потоке жидкости, так и с

порциальным заполнением;

•обработка результатов и выдача их на табло с высокой точностью благодаря микропроцессорной системе.

43

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

Фотометр концентрационный малогабаритный переносной КФК-5М

Предназначен для проведения различных химических и клинических растворов.

Обеспечивает:

•в медицине: определение гемоглобина, билирубина общего и прямого, триглицеридов, холестерина, мочевой кислоты, общего кальция КФК, общего белка, альбумина, глюкозы, креатинина, тимоловой пробы, липопротеинов, железа;

•в сельском хозяйстве: проведение химического аналиха вод, кормов, почв на содержание нитратов, фосфатов, магния, марганца, калия;

•в экологических службах: проведение более 30 различных видов анализов воды.

•Наличие режима измерения концентрации по фактору и по стандарту позволяет использовать фотометр также в различных областях пищеперерабатывающей, химической промышленности, геологии, биохимии и др.

•Фотометр выдает результаты измерения на цифровом табло в единицах концентрации, оптической плотности и коэффициентов пропускания.

•Достоинства фотометра

•Возможность обмена данными с персональным компьютером.

•Высокая стабильность.

•Широкий спектральный диапазон.

•Малые габариты и вес, минимальное потребление энергии.

•Универсальное питание.

•Три типа кювет: прямоугольные 10х10 мм, пробирки 10 мм, воронкообразная проточная

10 мм.

Колориметры DR/800 были специально созданы для бесперебойной работы в полевых и даже во вредных условиях. Колориметры сочетают простоту с совершенными техническими характеристиками.

Колориметр портативный HACH DR/800 Все три модели колориметров DR/820, DR/850 и DR/890 поставляются с запрограммированными в памяти методиками, в прочных водо- и

пыленепроницаемых, химически устойчивых корпусах. Простым нажатием кнопки Вы задаете программу, автоматически выбирается длина волны, и далее шаг за шагом на дисплее появляются указания по проведению анализа. Благодаря готовым реагентам HACH выполнение большинства анализов занимает несколько минут. Вы просто не сможете найти такие характеристики ни в каком другом полевом колориметре - если только Вы не пожелаете платить больше, значительно больше!

Простое в использовании программное обеспечение позволяет проводить выбор программы анализа нажатием кнопки, автоматически устанавливать длину волны и запускать таймер. Результаты отражаются на дисплее немедленно, Вам нет необходимости дожидаться окончания обратного отсчета. Дисплей выдает результаты в единицах концентрации, поглощения и процентах поглощения, одновременно отражаются единицы измерения и измеряемый параметр.

Встроенная память позволяет сохранять до 50 результатов полевых измерений для позднейшей обработки. Сохраняемые данные включают дату/время, параметр, номер программы, номер образца, серийный номер прибора и результат измерения.

Во многих методах результаты можно получать в расчете на различные химические формы. Например, при анализе фосфора - в виде P, PO43- и

P2O5.

Возможность работы по 5 дополнительным программам, вводимым пользователем и включающим до 12 данных, хранящихся в основной памяти прибора.

Наличие RS 232 интерфейса для передатчика данных.

DR/820, 850, 890. Позволяет проводить анализ по 20-90 параметрам, от алюминия до цинка. Предназначен для анализа как природных, так и сточных вод и всех других вод, занимающих промежуточное положение.

Hanna instruments С200

настольные мультипараметровые колориметры

•Колориметры серии С 200 позволяют измерять до 36 параметров.

•Большой удобный ЖК-дисплей выдает результаты анализа непосредственно в единицах концентрации, а также служит для самодиагностики, руководящих инструкций и подсказок пользователю.

•Колориметры имеют гнездо для сетевого питания от адаптера, но могут также работать от батареи на 9 В, что позволяет проводить анализы и в полевых условиях.

•Приборы снабжены RS-232- портом для подключения к компьютеру.

•Измерительная кювета специальной конструкции обеспечивает точность измерений.

•Прибор “зануляется” по анализируемому образцу, благодаря чему повышается точность измерений.

•Компактность (размеры 23х17х7 см) и малый вес (около 700 г).

•

44

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

Прибор соединяет в себе достижения микропроцессорной

техники и современной оптики с отработанными методиками Cпектрофотометр портативный HACH DR/2010 проведения анализов. Спектрофотометр DR/2010 внесен в

Госреестр средств измерений под № 16493-97. При работе с DR/2010 не нужно заниматься калибровкой прибора, приготовлением стандартови растворов реагентов, это уже сделано за Вас. Впамяти прибора запрограммированы калибровки, необходимые для контроля более 110 параметров. Впостоянную память прибора можно внести до 50 собственных калибровок, что позволяет использовать отечественные реактивы и аттестованные методики. Помере появления новых фирменных методик достаточно нажать лишь несколько клавиш, чтобы обновить программное обеспечение и расширить возможности Вашего прибора. Набор различных адаптеров позволяет работать с большинством известных типов кювет и пробирок, чтодает возможность значительно снизить эксплуатационные расходы. Прочность и компактность, возможность работы как от сети, так и от батарей и аккумуляторов (1000 измерений без подзарядки батарей) позволяют считать DR/2010 прибором полевого назначения. При этом точность и стабильность показаний способны удовлетворить требованиядаже наиболее опытных аналитиков.

Благодаря регистрирующей способности новоймодели спектрофотометра, DR/2010 может хранить в памяти до 1000 данных, и еще хватит памяти для сортировки измеренных значений в соответствии с групповым номером, номером образца, измеряемым параметром идатой/временем. Высокодисперсионная призма обеспечивает исключительную точность измерений в диапазоне 400 - 900 нм. DR/2010 подключается к компьютеручерез серийный интерфейс RS232. Затем с помощью обычной коммуникационной программы можнопроводить непрерывную регистрацию результатов и распечаткупротоколов испытаний.

Стационарный фотоколориметрический газоанализатор СФГ-М

Для определения концентраций токсичных химических веществ в воздухе рабочей зоны.

Измеряемые компоненты: NO2, Cl2, H2S, HCl, NH3, НДМГ, N2H4, O3, SO2.

Каждому измеряемому компоненту соответствует свой тип ленточного кассетного преобразователя ПЛК, селективного к данному компоненту. При установке ПЛК в газоанализатор автоматически происходит настройка на измерение соответствующего компонента.

Показания прибора отображаются одновременно на 2-х дисплеях: блока датчика и блока питания. 2-х уровневая, неперестраиваемая сигнализация (1 ПДК и 5 ПДК).

Взрывозащита блока датчика позволяет устанавливать его в помещениях категорий В-1, В-1а, блок питания устанавливается в некатегорийном помещении.

45

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

Ленточные детекторы-тесты (ЛДТ) и индивидуальные одноразовые индикаторы воздуха (ИВ)

•Простой и дешевый экспресс-анализ воздушной среды рабочих и промышленных зон, определение динамики изменения загазованности, контроль аварийных ситуаций.

•Контроль осуществляется по изменению окраски специальной индикаторной ленты в результате реакции с определяемым компонентом. Контроль окраски – визуальный – по прилагаемому цветовому эталону и нанесённой временной шкале.

•ЛДТ выполнен в виде герметичной кассеты ø42 мм с прорезью для выхода ленты. Количества ленты достаточно для выполнения 250 измерений.

•ИВ представляет собой карточку 50х45 мм, к которой прикреплена измерительная лента и нанесены цветовой эталон и временная шкала.

Карточка заключена в легковскрываемую герметичную упаковку.

Характеристика лент

Газоанализатор ИФГ-М

Для оперативного определения концентраций токсичных химических веществ в воздухе производственных помеще-ний, в том числе при аварийных ситуациях.

Газоанализатор может работать в режиме разовых измерений и в непрерывном режиме. При повышении концентрации измеряемого компонента до 5 ПДК газоанализатор выдает звуковую и световую сигнализации.

Измеряемые компоненты: NO2, Cl2, H2S, HCl, NH3, N2H4, O3, несимметричный диметилгидразин (НДМГ).

Диапазон измерений 0,1–50 ПДК Основная погрешность ±25 % Маркировка взрывозащиты 1ЕxibdIIBT3 X

Ёмкость кассеты с индикаторной лентой 400 анализов Габаритные размеры 170х140х130 мм Масса 2,5 кг

46

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

Измерительный преобразователь ДМК-21. Фотоколориметрический измерительный преобразователь ДМК-21

предназначен для применения в составе систем газового контроля стационарных объектов.

Основные характеристики:

измеряемые газовые составляющие – пары основных ракетных топлив (гидразин и его производные – НДМГ (несимметричный диметилгидразин), ММГ (монометилгидразин), диоксид азота; диапазон измерения – от 0,5 до 10 ПДКр.з.;

диапазон показаний – от 0 до 100 ПДКр.з.; основная погрешность ± 25% (± 35%);

цифровой системный искробезопасный интерфейс магистрального типа; прибор имеет собственный программируемый контроллер и работает под управлением

системного компьютера, что позволяет организовать адаптивный контроль объекта при минимизации расхода ленты индикаторной. Количество команд управления –16; применяемые типы лент индикаторных – ЛИ-1А, ЛИ-2Б; длина ленты – 20 метров;

количество измерений на одной ленте – от 2000 до 30000 в зависимости от состояния контролируемого объекта и контролируемого продукта;

взрывозащищенное исполнение для смесей IIВТЗ и помещений В-1а. потребляемая мощность – 8 Вт; габариты – 300х240х145 мм; Масса – не более 7 кг.

Прибор может быть применен для контроля большого количества других химических продуктов: аммиак, хлор, диоксид серы, озон, оксид углерода, ацетон, сероводород и многое другое.

47

С.Ф.Чернов Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг

_________________________________________________________________________

Жесткость воды

•1° немецкий — 10 мг СаО или 7,9 мг MgO на 1 л воды;

•1° французский = 10 мг СаСО3 или 8,4 мг MgCO3 на 1 л воды;

•1° английский = 14,3 мг СаСО3 или 12,0 мг MgСО3 на 1 л воды;

•1° немецкий = 1,78° французских = 1,24° английских.

Чаще всего в воде присутствуют

-нормальные карбонаты кальция и магния, которые образуют так называемую углекислотную (карбонатную) жесткость - СаСО3 , MgСО3

-кислыми карбонатами (так называемая бикарбонатная жесткость) -

Са(HСО3)2, Mg(HСО3)2

При нагревании : 2 HCO3- → CO32- + H2O + CO2 Уменьшение жесткости, вызванное кипячением, называется

переходной, или временной, жесткостью. Нормальные карбонаты в воде растворены частично, так что кипячением устранить карбонатную жесткость воды не удается, и обычно она не снижается ниже 1° немецкого (далее обозначается °n). Вода мягче 5°n называется мягкой, от 5 до 10°n — умеренно жесткой и свыше 17°n — очень жесткой.

Во многих отраслях промышленности используется умягчение воды, жесткость которой устраняется осаждением солей или применением ионитов.

Дюрометр – прибор для определения жесткости воды – по окраске хромогенной черни + ЭДТА-III = синяя или красная (Сa2+-Mg2+) окраска

48