Аспирационный метод отбора проб воздуха

Аспирационный метод применяется при отсутствии высокочув­ствительного метода определения исследуемого вещества в относи­тельно небольших объемах воздуха. При этом указанное вещество предварительно концентрируется (накапливается) в жидких или твердых поглотительных средах.

Принцип метода – протягивание определенного объема воздуха через поглотительные приборы с поглощающей средой. Расчет оптимального количества воздуха (V_o), требуемого для анализа, производится по формуле А. Г. Атласова:

V_o = a ´ V / C ´ K ´ V₁,

где С - предельно допустимая концентрация определяемого ве­щества, мг/л; а - чувствительность метода, мкг; V - общий объем поглотительного раствора, мл; V₁ - взятый для анализа объем поглотительного раствора, мл; К - коэффициент, выража­ющий часть (1/2, 1/3) предельно допустимой концентрации, подле­жащей определению.

Необходимость введения коэффициента К объясняется наличи­ем в воздухе одновременно несколь­ких химических веществ. При этом гигиеническая оценка воздуш­ной среды должна проводиться с учетом формулы А. Г. Аверья­нова:

.

Из этой формулы следует, что сумма отношений фактического содержания веществ (С₁, С₂, С_n) к их предельно допустимым кон­центрациям не должна превышать 1.

Присутствие в воздухе нескольких веществ создает необходи­мость определять концентрации, значительно меньше ПДК. Коэф­фициент К помогает установить нужное количество воздуха и дол­жен быть приблизительно обратно пропорционален числу веществ, находящихся в воздухе (например, при наличии трех веществ К = 1/3).

Для обеспечения точности вычисления результатов анализа объем отобранного воздуха приводится к нормальным условиям (t = 20 °С, Р = 101,31 кПа (760 мм рт. ст.) по формуле

V_o = V_t ´ 273 ´ P / [(273 + t) ´ 101,31],

где V_o - объем воздуха при нормальных условиях, л; V_t - объем воздуха, взятый для анализа при данной температуре (t) и атмо­сферном давлении (Р); 273 - коэффициент расширения газов.

Установка для отбора проб воздуха указанным методом состо­ит из трех (побудитель движения воздуха, измеритель объема протянутого воздуха, поглотительные среды, заключенные в по­глотительные сосуды) или из двух (если аспиратор оборудован устройством, измеряющим объем протянутого воздуха) звеньев.

В качестве побудителя движения воздуха при отборе проб возду­ха применяют водяные и электроаспираторы, эжекторы и другие аппараты.

Рис. 1. Электрический аспиратор для отбора проб воздуха:

1 — колодка для присоединения шнура к прибору;2 — тумблер для включения;3 — гнездо предохранителя; 4— предохранительный клапан;

5— ручки вентилей для регулировки скорости аспирации; 6 — реометры; 7— клемма заземления;8 — штуцеры для присоединения трубок к аллонжам или поглотительным приборам

г в б а

Рис. 2. Поглотительные приборы:

а - Петри; б - Полежаева; в - Зайце­ва; г - с микропористой пластинкой, д - поглотительный прибор Гернет.

Рис. 3. Кассеты и аллонжи для отбора проб воздуха на фильтры:

д

1 — фильтры; 2 — пластмассовый аллонж (фильтродержа-тель); 3 — ме­таллический аллонж; 4 — корпус кассеты; 5 — прокладки

При работе в помещениях с невзрывоопасными условиями используют электроаспираторы, снабженные расходомерами воздуха, рассчи­танными на скорость 0-1 и 0-20 л/мин; переносная ротаци­онная установка; электроаспирационные устройства (насосы, пылесосы).

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АСПИРАТОР состоит из воздуходувки, электромотора и реометров (рис.1).

Порядок работы с аспиратором:

ШАГ 1. Заземлить прибор и подключить к сети.

ШАГ 2. Предохранительный клапан установить в положение "1".

ШАГ 3. Вентили реометров открыть до отказа.

ШАГ 4. Присоединить резиновые трубки с поглотительными приборами
(аллонжами) к штуцерам реометров.

ШАГ 5. Отрегулировать скорость просасывания воздуха. Если она недостаточна, предохранительный клапан установить в положение "2". Скорость прохождения воздуха по шкалам отсчитывают по верхнему краю поплавка реометра.

При работе в помещениях со взрывоопасными условиями используют водяные аспираторы; автоматический эжекторный аспиратор АЭРА.

Водяной аспиратор представляет собой две стеклянные бутыли или металлические бачки одинаковой емкости, соединенные меж­ду собой резиновой трубкой по типу сообщающихся сосудов. Мак­симальная скорость протягивания воздуха, которую может обеспе­чить такой аспиратор, составляет 1,5—2 л/мин.

Поглотительные растворы или материалы, служащие для улав­ливания исследуемых веществ, помещают в поглотительные при­боры с аллонжами. Последние должны создавать наилучший кон­такт протягиваемого воздуха с поглотительными материалами. В практике санитарно-промышленной химии наиболее часто при­меняются приборы Петри, Полежаева, Зайцева, с микропористой пластинкой и др. (рис. 2, а, б, в, г, д).

При отборе проб воздуха аспирационным методом подключают одновременно два или три однотипных поглотительных прибора, соединенных последовательно. Поглотитель с микропористой плас­тинкой может присоединяться самостоятельно (в единственном числе).

Улавливание пыли, дымов, туманов из воздуха достигается при помощи различных фильтрующих волокнистых материалов, помещенных в аллонжи (фильтродержатели, рис. 3). В качестве таких материалов используются синтетические фильтры типа АФА (аналитические фильтры аэрозольные), гигроскопическая и стеклянная вата.

После завершения количественного анализа концентрацию исследуемого вещества в воздухе (X) в мг/м³ или мг/л вычисляют по формуле:

Где a – количество вещества, найденное в анализируемом объеме жидкости, мг; b – объем жидкости во всей пробе, мл; c - объем жидкости, взятой для анализа, мл; V₀ – объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к нормальным условиям.