Основные методы индикации и анализа загрязняющих вредных веществ

Химическое загрязнение можно определить следующими методами:

фотометрические — по измерению разности оптических плотностей измеренного и контрольного растворов. Ими определяются почти все газовые примеси (кроме угарного газа). Используются стационарные и переносные приборы;

спектроскопические — основаны на контроле спектров излучения в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра. Используются стационарные и переносные приборы;

флуоресцентные — основаны на измерении спектра интенсивности или продолжительности затухающего люминесцентного излучения стационарного или вынужденного. Облучателем является источник ультрафиолетового излучения.

Используются стационарные приборы;

оптоакустические — основаны на измерении скорости распространения звука в различных средах. Используются стационарные приборы;

интерферометрические — основаны на измерении изменений длин волн спектральных линий, их структуры, коэффициента прозрачности среды.

Используются главным образом стационарные приборы;

электрохимические — основаны на измерении концентраций подвижных ионов в растворах. Используются стационарные и лабораторные приборы;

лидарные — основаны на активной лазерной локации в видимой или ИК-области спектра путем измерения изменения интенсивности спектра отражения газовой смеси (воздушной среды), содержащей загрязняющие компоненты. Источником излучения является газовый или твердотельный лазер. Используются стационарные и передвижные установки;

хроматографические — основанные на селективном разделении компонентов смесей между двумя фазами: подвижной и неподвижной. Преимущество методов —позволяют определять вещества с малыми концентрациями и вещества, не имеющие специальных реакций. Недостаток: применение новых сорбентов, способных поглотить 100 % загрязняющего вредного вещества. Этими методами определяют: углеводороды, органические кислоты, пестициды и др. Используются стационарные приборы;

атомно-абсорбционные — использующие способность атомов элементов селективно поглощать резонансное излучение. Этими методами определяют, например, содержание тяжелых металлов в воздухе. Используются стационарные приборы;

масс-спектрометрические — основаны на определении спектра масс частиц, содержащихся в веществе. Используются стационарные приборы.

Радиационное загрязнение можно определить следующими методами:

ионизационные — основанные на измерении ионизации газа в камере под воздействием внешнего радиационного источника. В том числе газоразрядные — основанные на измерении явления ударной ионизации в электрическом поле, способном усиливать величину ионизационного тока;

химические — основанные на количественном измерении результата радиационно-химических превращений, протекающих в веществе под действием ионизирующих излучений;

фотографические — регистрирующие воздействие ионизирующего излучения, возникающего в веществе, на чувствительный слой фотоматериалов;

сцинтилляционные — основанные на регистрации видимого излучения под действием высокоэнергетического излучения.

Указанные методы используются в стационарных и переносных измерительных приборах, а также приборах «сигнализационного» и дозиметрического типа. Тепловое загрязнение можно определить следующими методами:

инфракрасные термометры — их действие основано на измерении величины интенсивности потока излучения в спектральной области 8... 14 мкм (так называемой «дальней тепловой»). Используются переносные приборы;

пирометрические — основаны на регистрации инфракрасного и оптического излучения нагретыми телами (выше 1000 °С).

Используются для контроля высоких температур с помощью переносных приборов;

ртутные и спиртовые (жидкостные) термометры — их действие основано на изменении объема вещества под действием температуры. Используются для измерения температуры воздуха, воды и почвы, а также влажности воздуха с помощью переносных приборов;

биметаллические — основаны на разном температурном линейном расширении паров металлов. Используются переносные приборы.

Для измерения шумового загрязнения применяют шумометрические (спектральные интегральные) методы, основанью на измерении звукового давления интегрально во всем звуковом диапазоне (16...20 000 Гц) или в отдельных участках этого диапазона.

Отдельно измеряются звуковые давления в области инфра-низких звуковых частот (0,1... 16 Гц) и ультравысоких звуковых частот (более 20 кГц), находящихся за пределами слышимости человека. Используются переносные приборы.

Вибрационное загрязнение определяется следующими методами:

пьезоэлектрические — методы, использующие пьезоэффект, т. е. явление преобразования механических колебаний в электрический сигнал. Используются переносные приборы;

виброакустические — основанные на преобразовании механических назкочастотных колебаний в электромагнитный сигнал. Используются переносные приборы.

Световое загрязнение определяется следующими методами:

фотометрические — основанные главным образом на регистрации изменения проводимости различных полупроводниковых приборов под воздействием света.

Для определения электромагнитного загрязнения используется

пщмешютрадиометрический метод, основанный на измерении плотности потока электромагнитной энергии в разных частотных диапазонах от промышленных частот (50...60 Гц) до сверхвысоких частот (сотни ГГц). Используются переносные приборы.

Биологическое загрязнение определяется биоиндикационным методом, основанным на визуальном и количественном наблюдении за состоянием и развитием «живых» приборов — «биоиндикаторов» — бактерий, водорослей и др., зависящих от степени загрязнения ОПС.

При выборе метода индикации и анализа требуется обращать внимание на чувствительность и производительность, а также на технику и технологию отбора и подготовки проб к измерениям. Измерения (определения) должны быть не единичными, а многократными (не менее трех раз) с повторяющимися результатами, что будет свидетельствовать о надежности проведенных измерений (часто используют троекратные измерения). Следует иметь в виду, что любые измерения требуют сопоставления с аттестованными эталонами или стандартами, а измерительные приборы должны подвергаться периодической государственной поверке.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что относится к методам управления ОПС?

2. Какими методами определяют химическое загрязнение окружающей среды?

3. Какие виды стационарных приборов вы знаете?

4. Каким методом определяется биологическое загрязнение среды?

5. Какими методами определяется световое загрязнение?

6. Методы радиационного загрязнения?

Рекомендуемая литература:

1. Бузинов, Б.И. Основы дистанционных методов исследования окружающей среды [Текст] / Б.И. Бузинов, М. Г. Макарова, В. Д. Скарятин.- М.: Изд-во РУДН, 1996. - 127 с.
2. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв [Текст]: учеб. пособие / под ред. Д. С. Орлова, В. Д. Василевской.- М: Изд-во МГУ, 1994.- 272 с.