В.Ф. Панин
Теоретические основы защиты окружающей среды
Конспект лекций по учебной дисциплине. Томск: ТПУ, 2009. – 115с.
1. Охрана воздушной среды
1.6. Методы и средства контроля воздушной среды
1.6.2. Контроль концентраций газо- и парообразных примесей
Контроль концентраций газо – и парообразных примесей
производится с помощью газоанализаторов, позволяющих осуществлять мгновенный и
непрерывный контроль.
Для экспрессного определения токсичных веществ
используются универсальные газоанализаторы (УГ-2, ГХ-2 и др.), работа которых
основана на линейно-колористическом методе анализа. При просасывании воздуха
через индикаторные трубки, заполненные поглотителем, происходит изменение
окраски порошка. Длина окрашенного слоя пропорциональна концентрации
исследуемого вещества (мг/л). Отечественный газоанализатор позволяет определить
концентрацию 16 различных газов и паров: окиси углерода, сернистого ангидрида,
сероводорода, толуола, метилового спирта и др.
Контроль газовых примесей осуществляется с помощью
оптических, электрохимических, термохимических и др. методов.
Оптические методы наиболее распространены.
Принцип действия оптических газоанализаторов основан
на избирательном поглощении газами лучистой энергии в инфракрасной,
ультрафиолетовой или видимой областях спектра.
Приборы, работающие в инфракрасной области,
применяются для определения окиси и двуокиси углерода и метана.
Приборы, в которых лучистая энергия поглощается газами
в ультрафиолетовой области спектра, применяют для обнаружения паров ртути,
никеля, озона.
Действие фотоколориметрических газоанализаторов
основано на поглощении лучистой энергии в видимой области спектра растворами
или индикаторными лентами, изменяющими свою окраску при взаимодействии с
определённым газовым компонентом. Различают жидкостные и ленточные
фотоколориметры. В жидкостных фотоколориметрах концентрация анализируемого
компонента воздуха определяется по изменению светопоглощения раствора. Принцип
действия ленточных фотоколориметров основан на фотометрировании индикаторной
ленты, предварительно обработанной раствором, вступающим в химическую реакцию с
определённым компонентом.
Получили распространение газоанализаторы, использующие
эмиссию излучения анализируемой газовой примеси. Сущность метода состоит в том,
что молекулы оксидов азота, соединений серы приводят в состояние оптического
возбуждения и регистрируют интенсивность люминесценции, возникающей при
возвращении их в равновесное состояние.
К электрическим методам относятся:
- кондуктометрические – анализируемый компонент
газовой смеси поглощается соответствующим раствором, электропроводность
которого измеряется. Применяется для определения концентрации сероводорода,
сернистого ангидрида, аммиака, оксида и диоксида углерода;
- кулонометрические – между анализируемым газом и
электролитом в ячейке протекает электрохимическая реакция, во внешней цепи
появляется эдс, пропорциональная концентрации определяемого компонента.
Применяется для определения концентрации диоксида азота, озона, фтористого и
хлористого водорода.
Хроматографические методы основаны на разделении газовоздушной смеси
сорбционными методами в результате поглощения газовых компонентов на активных
центрах адсорбции. Так как физические свойства отдельных составляющих
газовоздушной смеси различны, они продвигаются по хроматографической колонке с
разной скоростью, что позволяет раздельно фиксировать их на выходе. Применяются
для определения концентрации двуокиси углерода, сероводорода, ртути, мышьяка и
др.
Лазерными методами регистрируется рассеивание излучения лазера частицами аэрозолей и
молекулами газов. Рассеянная энергия принимается антеной локатора. Регистрируя
и расшифровывая следы взаимодействия лазерных импульсов с атмосферными слоями,
можно извлечь информацию о давлении, плотности, температуре, концентрации
различных газовых составляющих атмосферы.
|