Полевые методы экологического мониторинга

Водородный показатель. Для всего живого в воде минимально возможная величина рН=5, дождь, имеющий рН<5,5, считается кислотным. В питьевой воде допускается рН= 6,0-9,0, в воде водоемов хозяйственно-бытового и культурно-бытового водопользования - 6,5-8,5.

4. Наиболее универсальные приборы, подходящие для целей экологического мониторинга

4.1 Технические

средства контроля атмосферы

К их числу следует отнести быстродействующие автоматические приборы и ручные экспресс-определители с индикаторными трубками, основанные на "линейно-колористическом" принципе измерения аналитического эффекта.

Одним из наиболее перспективных для решения этой задачи отечественных технических средств контроля атмосферы является серия непрерывно действующих фотоионизационных газоанализаторов типа «КОЛИОН» (ЗАО «Бюро аналитического приборостроения ХРОМДЕТ - ЭКОЛОГИЯ», г. Москва).

Достоинства этой серии приборов:

· переносные,

· легкие (0,3 - 2,5 кг),

· малогабаритные (65х205х180 мм),

· быстродействующие (время отклика 3 с),

· чувствительные (время обнаружения 0,1 мг/м3, диапазон определяемых содержаний 2 - 2000 мг/м3),

· точные (основная относительная погрешность 25 %),

· автономные,

· с наглядным представлением результата (в виде величины концентрации на жидкокристаллическом дисплее), а также сигнализацией о превышении установленного уровня загрязненности.

Приборы серии «КОЛИОН» обладают довольно широким перечнем анализируемых с их помощью соединений:

· нефтепродукты,

· другие алифатические, ароматические и непредельные УВ,

· органические растворители,

· хлоралкены,

· метанол, этанол, фенол и др. спирты,

· альдегиды, кетоны,

· сложные эфиры,

· амины, меркаптаны,

· NH3, H2S, CS2, Cl2 и др. неорганические вещества.

Цена наиболее распространенной модели газоанализатора составляет ~ 1000$.

Несмотря на очевидные преимущества, приборы серии «КОЛИОН» обладают одним существенным недостатком - они неспецифичны. Действие приборов основано на фотоионизационном эффекте - возникновении интегральнго ионизационного тока в измерительной камере под действием УФ-излучения при попадании в нее легко диссоциирующих веществ. Таким образом, приборы измеряют токовый сигнал, пропорциональный суммарной концентрации анализируемых веществ, не различая при этом особенностей их природы и химических свойств.

Для компенсации этого недостатка при поиске и первичном охарактеризовании источника загрязняющих веществ для целей экологического мониторинга могут быть применены в качестве экспрессных средств экоаналитического контроля «на месте» линейно-колористические индикаторные трубки (Санкт-Петербург, НПО ЗАО «Крисмас +»). Достоинства индикаторных трубок:

· переносные,

· легкие (насос с индикаторной трубкой весят не более 1 кг),

· малогабаритные,

· быстродействующие (время отклика - несколько минут),

· чувствительные (предел обнаружения - десятые доли ПДКр.з., диапазон определения 0,1 - 1000000 мг/м3),

· основная относительная погрешность составляет ± 25 %.

Комплекты-лаборатории типа «Пчелка-Р» включают в свой состав газоопределитель химический многокомпонентный ГХК (аспиратор и зонд пробоотборный). Набор прменяемых с ГХК метрологически аттестованных индикаторных трубок позволяет анализировать с их помощью довольно широкий перечень неорганических веществ и различных органических соединений (всего около 30), к которым относятся:

· NH3, H2S, SO2, NOx, Cl2, HCl, CO, CO2, Br2 и др. неорганические вещества,

· углеводороды нефти,

· ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол и др.),

· трихлорэтилен и др. хлоралкены,

· этанол и другие спирты,

· формальдегид и ацетон, а также другие альдегиды и кетоны,

· диэтиловый и другие эфиры,

· ацетилен, уксусная кислота,

· амины, меркаптаны и многие другие органические соединения.

Всего НПО «Крисмас +» поставляет более 180 типов индикаторных трубок.

Некоторые примеры наиболее подходящих портативных (переносных) средств и их основные характеристики:

1. Хроматограф газовый полевой типа ЭХО-М (г. Новосибирск) масса 6 - 7 кг, электропитание 12 В, время непрерывной работы 8 ч. Детектор электронного захвата. Возможна замена детекторов (фотоионизационный детектор, пламенно-ионизационный детектор). Предел обнаружения с детектором электронного захвата составляет 5 10-13 кг (с возможным дополнением 1000 - кратного обогащения в выносном концентраторе). Цена - 12 000 - 14 000 $.

2. Хроматограф газовый переносной для анализа неорганических газов и продуктов сгорания топлива типа АХГ - 002. Предел обнаружения, г/см3: по Н2 - 8,4·10-10, по СО - 3,5·10-8, по СН4 - 6,6·10-9, по О2 - 8,7·10-9, по СО2 - 9,2·10-7 с детектором по теплопроводности. Цена ~ 2100 $.

3. Хроматограф газовый малогабаритный типа ХПМ - 5 для анализа сложных смесей веществ. Масса - 20 кг (аналитический блок) и 8 кг (блок питания), габариты, мм - 412х282х341 (аналитический блок) и 120х311х290 (блок питания). Пределы обнаружения: S - 1,0·10-10 (пламенно-фотометрический детектор), P - 1·10-11 - (пламенно-фотометрический детектор) и 2,0·10-12 (термоионный детектор), N-5·10-12 (термоионный детектор), пестициды - 4,0·10-13 (детектор электронного захвата), УВ - 2,0·10-8 (детектор по теплопроводности) и 2·10-11(пламенно-ионизационный детектор). Цена 3500 $.

4. Хроматографы жидкостные переносные типа «Цвет - 403». Масса - 16 кг, предел обнаружения, в мг/мл: 10-8 - 10-10 (электрохимический детектор) и 10-4 (ультрафиолетовый детектор). Цена 3000 - 3400 $.

5. Фотометр КФК-05 переносной малогабаритный (АООТ «Загорский оптико - механический завод», г. Сергиев-Посад). Габариты 190х170х83 мм, вес 1,2 кг, электропитание 220 и 12 В. Погрешность 1 %, среднеквадратичное отклонение 0,15 %.

6. Микрофотоколориметр полевой. МКМФ-02П (микропроцессорный аналог). Цена 455 - 520 $.

7. Спектрофотометр переносной DR/2010 VIS, =400-900 нм, погрешность 2 %, среднеквадратичное отклонение 0,15 %. Цена 3500 $.

4.2 Средства контроля вод и других жидких сред

В отличие от газоаналитической аппаратуры технические средства для контроля загрязненности вод и других жидкостей распространены несколько меньше.

Рассмотрим наиболее часто применяемые, относительно доступные и универсальные приборы, а также другие технические средства, подходящие для целей экологического мониторинга.

Обращаясь к операциям экологического контроля, в первую очередь рассмотрим те технические средства, которые могут быть использованы на первой стадии цикла - при поиске источника загрязнения вод.

К сожалению, аналога портативного прибора «КОЛИОН», который можно было бы использовать для поиска источников загрязнения вод, в нашей стране пока не разработано.

Появляются автоматизированные системы импортного производства на основе измерительных приборов проточно-инжекционного типа, например, WATERLAB 2000 M/S (фирма «SERES», Франция). Однако до сих пор число автоматически и параллельно контролируемых «на месте» параметров загрязнения вод даже в этих лучших образцах не превышает десятка.

 Скачать реферат