Курсовая работа: Газохроматографический метод определения загрязненности воздуха

В насадочных, микронасадочных колонках сорбент находится внутри трубки и имеет форму цилиндра. Набивка должна быть плотной и однородной, без пустот. Чем плотнее и однороднее набивка, тем меньше размывание полос и больше эффективность колонки.

В КК слой сорбентов наносится на внутреннюю поверхность капилляра в виде слоя жидкой неподвижной фазы или в виде слоя адсорбента.

На рис. 6 изображены разные типы колонок.

По форме НК бывают прямые, U-образные, W-образные и спиральные с разным радиусом кривизны.

Рис. 6. Типы колонок

Прямые и U-образные НК легко и наиболее плотно заполняются сорбентом без специальных приспособлений. W-образные и спиральные колонки заполняют под давлением на входе, либо с вакуумом на выходе из колонки.

На спиральных колонках при большом радиусе кривизны витков появляется дополнительное размывание, связанное с неоднородностью скоростей по сечению. Сопротивление потоку у ближней (к центру окружности) стенки трубки меньше, чем у дальней, так как пути прохождения газовых потоков у ближней стенки меньше.

Колонки изготавливаются из металла (нержавеющая сталь, никель, медь), стекла, тефлона и других материалов. Чаще всего в аналитической практике применяются колонки из нержавеющей стали (для особо агрессивных смесей — колонки из никеля). Для разделения неустойчивых соединений (каталитически разлагающихся при контакте с металлической поверхностью) используют стеклянные и тефлоновые колонки; в частности, стеклянные колонки широко применяются при анализе пестицидов.

КК изготавливались из нержавеющей стали, меди и латуни, затем начали использовать стекло (была предложена специальная лабораторная установка для вытягивания капилляров из толстостенной стеклянной трубки с внешним диаметром 6–10 мм). Позднее (с 1980 г.) начали применять кварцевые КК, которые имеют наиболее инертную поверхность. Кварцевые капилляры для придания гибкости и прочности с внешней поверхности покрываются тонким слоем высокотемпературного полиамидного лака (до 350 °С) или слоем алюминия. Кварцевые КК со слоем лака допускают изгиб до 8–10 мм. В последние годы вновь появился интерес к металлическим КК, но с инертной (пассивированной) внутренней поверхностью.

1. 4. Основные типы газовых хроматографов

В табл. 6 приведены основные типы газовых хроматографов, выпускаемых серийно.

Среди хроматографов разных типов отметим газовые хроматографы с масс-спектрометрическим и инфракрасными детекторами, а также газовые анализаторы, под которыми обычно понимаются газовые хроматографы, укомплектованные для решения конкретных аналитических задач «под ключ», т.е. оснащенные специальными колонками, аттестованной методикой и стандартами для градуировки. Иногда приборы такого типа называют газохроматографическими комплексами [4].

Таблица 6 Основные типы газовых хроматографов

В табл. 7 приведен перечень лабораторных газовых хроматографов, выпускаемых в нашей стране, характеристики основных лабораторных газовых хроматографов зарубежных фирм рассмотрены в [3].

Таблица 7

Отечественные лабораторные газовые хроматографы

Дополнительные устройства для газовой хроматографии

Криогенное устройство — система термостатирования колонок (диапазон температур: от комнатных до –100 °С) для разделения трудно разделяемых газовых смесей. Для этих целей используется жидкий азот из сосуда Дьюара.

Система обратной продувки: шестиходовый кран-дозатор и четырехходовый кран, — включает обратную продувку колонки для быстрого элюирования суммы тяжелых компонентов, в частности, при определении природного газа С1 – С5 и S С6.

Обогатительные устройства для концентрирования тяжелых примесей из газовых потоков с последующей десорбцией и дозирования в аналитическую колонку. Концентрирование примесей происходит в охлаждаемой небольшой обогатительной колонке. После обогащения десорбция производится специальной разогретой печкой.

Криофокусирующее устройство позволяет концентрировать примеси в начале охлажденной капиллярной колонки. Сильносорбируемые высококипящие соединения удерживаются на начальном участке колонки, а газ-носитель и легкие соединения проходят через колонку, не сорбируясь. После окончания процесса концентрирования происходит быстрый нагрев (тепловой удар) для того, чтобы при десорбции проба не размывалась, но вводилась в колонку в виде узкой полосы с десорбированными сконцентрированными компонентами.

Устройство для концентрирования методом выдувания и накопления (purge and trap) предназначено для выдувания из загрязненных вод летучих и малолетучих примесей и накопления их на специальной адсорбционной ловушке с последующей тепловой десорбцией и переводом в хроматографическую колонку.

Устройство парофазного концентрирования (head-space) позволяет повысить чувствительность определения легкокипящих соединений, растворенных в воде, имеющих коэффициенты распределения менее 10. Эти устройства позволяют также извлекать и дозировать легкие анализируемые соединения из биологических проб, из твердых материалов (пород, почв, полимерных материалов и др.).

Устройство пиролизное. Пиролизная газовая хроматография применяется для анализа нелетучих высокотемпературных соединений (полимеров, каучуков, смол, олигомеров, биополимеров и др.) по продуктам их разложения в инертной среде (пиролиз).

Пиролиз проводят с помощью обычного термического нагрева, высокочастотного нагрева (до точки Кюри), лазерного разогрева и разряда. Устройство для пиролиза изготавливается в виде приставки к стандартным газовым хроматографам, которые включают вместо узла ввода пробы или параллельно ему. Пиролизные устройства бывают трех типов: филаментного, печного и высокочастотного с ферромагнитными держателями. Различают мягкий пиролиз до 500 °С, в основном для биологических объектов (бактерий, белков, крахмала и др); средний пиролиз при 500–800 °С для исследования полимеров; жесткий пиролиз при 800–1100 °С, полимеры разрушаются на небольшие фрагменты, образуется много продуктов разложения.

Автоматические дозирующие устройства (автосамплеры). Автосамплер включает от 8 до 120 стеклянных пробирок с пробами, которые подаются к месту отбора и дозирования по специальной программе. Кроме пробирок с пробами, имеются пробирки с промывочными растворителями для промывки дозирующего узла после ввода анализируемой пробы. Последовательность операций задается и контролируется микропроцессорным блоком управления и может быть откорректирована под конкретные задачи.

Метанатор. В некоторых аналитических задачах чувствительность детектора по теплопроводности недостаточна для определения СО и СО2. В этих случаях проводят конверсию СО и СО2 до метана в специальной трубке с Ni-катализатором в потоке водорода после разделения СО и СО2 на хроматографической колонке. Получаемые пики метана регистрируют ионизационно-пламенным детектором на уровне < 10–4 %.

Прочие устройства. В составе газовых хроматографов применяют иногда измерители потоков, разные интерфейсы (ГХ-МС, ГХ-ИКС, ЖХ-ГХ и др.), генераторы водорода, азота, сверхчистого воздуха, фильтры-очистители газов.

ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ОПРЕДЕЛЕНИИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ

Газоанализатор КОЛИОН-1В применяется для определения загрязненности воздуха рабочей зоны на предприятиях лакокрасочной, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, пищевой промышленности, на предприятиях по хранению и транспортировке нефти и нефтепродуктов, а также в помещениях химчисток, при проведении покрасочных работ, в вагонных депо и пр.

Газоанализатор КОЛИОН-1В обеспечивает измерение концентрации веществ во всем диапазоне, подлежащем контролю согласно требованиям пожарной безопасности и санитарным нормам, действующим на предприятиях. Газоанализатор КОЛИОН-1В позволяет выявить источники загрязнений, дать рекомендации по расположению рабочих мест и установке вентиляционной системы.

Следует иметь в виду, что газоанализатор не предназначен для измерения концентрации загрязнителей на уровне ПДК атмосферного воздуха или санитарно-защитной зоны, поскольку эти значения ниже предела измерений газоанализаторов КОЛИОН-1В.

Измерение содержания в воздухе паров углеводородов нефти и нефтепродуктов.В соответствии с требованиями охраны труда и пожарной безопасности во избежание несчастных случаев на предприятиях по транспортировке и хранению нефти и нефтепродуктов необходимо контролировать содержание паров этих веществ в воздухе. Измерения концентрации паров углеводородов нефти и нефтепродуктов следует проводить в резервуарах для их транспортировки и хранения, при зачистке и перед проведением огневых работ, в помещениях насосных по перекачке легковоспламеняющихся нефтепродуктов и пр.

Диапазон контролируемых концентраций очень широк: от долей ПДК воздуха рабочей зоны (ПДК бензина - 100 мг/м3, других нефтепродуктов и углеводородов нефти - 300 мг/м3) до 5% НКПР (примерно 2000 мг/м3) - предельно допустимой взрывобезопасной концентрации горючих веществ (ПДВК), выше которой огневые работы запрещены.Долгое время для контроля санитарных норм вышеперечисленных веществ применялись газоанализаторы УГ-2, основанные на использовании одноразовых индикаторных трубок, довзрывные концентрации измерялись (и измеряются) термокаталитическими газоанализаторами. Время одного измерения для газоанализатора УГ-2 составляет около 3 минут. Изменение цвета индикаторной трубки определяется визуально, то есть на результат измерения в значительной мере влияет человеческий фактор. Термокаталитические датчики “отравляются” сернистыми, хлорсодержащими соединениями и тетраэтилсвинцом, часто встречающимися в нефти и нефтепродуктах.

Газоанализатор КОЛИОН-1В позволяет контролировать как санитарные нормы, так и выдавать разрешение на ведение огневых работ.По сравнению с другими приборами, используемыми для контроля соблюдения пожарных требований и санитарных норм, (в том числе и фотоионизационными газоанализаторами другого типа) газоанализатор КОЛИОН-1В обладает следующими преимуществами:1. детектор прибора не “отравляется” тетраэтилсвинцом и сернистыми соединениями, сохраняет стабильную работу после значительных концентрационных перегрузок;

2. измеряемая концентрация регистрируется в числовом виде на индикаторе;3. высокая чувствительность и быстродействие позволяют определять места утечек;4. при работе прибор не требует использования расходуемых материалов и дополнительных газов;

5. поверка прибора производится с использованием поверочной газовой смеси этилен/воздух в баллонах по давлением и может быть легко проведена региональными органами на местах;

6. влажность измеряемого воздуха не влияет на результаты измерений. Газоанализатор градуируется по бензину, при измерении концентрации бензина показания индикатора соответствуют измеряемой концентрации. При измерении концентрации других нефтепродуктов и нефти для расчета концентрации используются коэффициенты пересчета, приведенные в РЭ. Полученные значения концентраций сравниваются с ПДК или ПДВК. Для измерения содержания паров загрязнителя внутри резервуара следует использовать удлинитель пробоотборника. При этом необходимо учитывать, что удлинение пробоотборной трубки приводит к увеличению времени установления показаний. При длине пробоотборной трубки 10 м время установления показаний составляет примерно 60 секунд.Следует иметь в виду, что газоанализатор измеряет текущее значение концентрации. В зависимости от условий на объекте (например, ветер, вентиляция и пр.), где проводятся замеры, концентрация паров загрязнителя в воздухе за время проведения измерения может изменяться в широком интервале значений, что проявляется в изменении показаний газоанализатора. В этом случае следует зафиксировать максимальное значение концентрации, полученное за время измерения в данной точке.

ФИД газоанализатора чувствителен ко всем углеводородам нефти, кроме метана и этана. Эти газы содержатся в большом количестве только в местах добычи нефти в попутном газе. В условиях нефтяного промысла газоанализатор может использоваться только для контроля содержания паров стабилизированной нефти. Пары нефти, перекачиваемой по магистральным нефтепроводам, и нефтепродукты содержат следовые количества метана и этана, что существенно не влияет на получаемые результаты измерений газоанализатора КОЛИОН-1В и позволяет использовать прибор на всех предприятиях нефтепродуктообеспечения.

Измерение содержания пропана в воздухе

Газоанализатор КОЛИОН-1В может использоваться на газоперерабатывающих заводах и газозаправочных станциях для измерения содержания пропана и пропан-бутановой смеси в воздухе. Чувствительность прибора к этим компонентам очень высока, что делает возможным контроль концентраций на уровне долей ПДК воздуха рабочей зоны (для пропана ПДК воздуха рабочей зоны - 300 мг/м3). Прибор в этом случае градуируется по пропану. Для определения пропана в ФИД газоанализатора используется источник ВУФ-излучения с энергией 11,8 эВ. Срок службы этого источника зависит от условий применения и составляет несколько сотен часов.

Измерение содержания этанола и других спиртов Газоанализатор КОЛИОН-1В может использоваться для определения содержания в воздухе этанола (или других спиртов, например, н- и изо-пропанолов, бутанолов и т. д.) в помещениях цехов, а также при зачистке технологических емкостей и перед проведением огневых работ. Чувствительность прибора позволяет проводить измерения концентраций на уровне долей ПДК воздуха рабочей зоны (для этанола ПДК воздуха рабочей зоны - 1000 мг/м3, пропанолов – 10 мг/м3, бутанолов – 10 мг/м3). Прибор в этом случае градуируется по этанолу или другому спирту, концентрацию которого необходимо измерить.

Измерение содержания метанола и формальдегида в воздухе. Газоанализатор КОЛИОН-1В может использоваться для определения содержания метанола и формальдегида в воздухе. Для определения этих компонентов в ФИД газоанализатора устанавливается источник ВУФ-излучения с энергией 11,8 эВ. Срок службы этого источника зависит от условий применения и составляет несколько сотен часов.

Измерение загрязненности воздуха органическими растворителями. Газоанализатор КОЛИОН-1В может использоваться в лакокрасочной промышленности и при покрасочных работах для определения уровня загрязненности воздуха органическими растворителями.

Газоанализатор измеряет суммарное содержание загрязнителей в анализируемом воздухе.

Если качественный состав смеси неизвестен, то газоанализатор позволяет определить места повышенного содержания загрязнителей, оценить эффективность работы вентиляционной системы, выявить застойные зоны, оптимальным образом расположить рабочие места.Если качественный состав смеси загрязнителей известен, обычно считается, что компонентом, определяющим уровень опасности, является вещество с минимальным значением ПДК рабочей зоны (или ПДВК, если речь идет о разрешении на проведение огневых работ). Помимо ПДК необходимо учитывать соотношение содержания компонентов в загрязняющей смеси, поскольку соединение с большим значением ПДК может присутствовать в большем количестве. Если соотношение компонентов смеси неизвестно, то, используя показания и соответствующие значения коэффициентов пересчета, следует рассчитать концентрацию каждого компонента так, как если бы он присутствовал один, полученные значения сравнить с пороговыми. Дополнительный анализ необходим только для компонентов, измеренная концентрация которых выше ПДК. Например, необходимо определить соответствие уровня загрязненности лакокрасочного цехе санитарным нормам. В состав используемого растворителя входят ацетон (ПДК рабочей зоны 200 мг/м3), н-бутилацетат (ПДК рабочей зоны 200 мг/м3), ксилол (ПДК рабочей зоны 50 мг/м3), этанол (ПДК рабочей зоны 1000 мг/м3). При градуировке по бензолу коэффициенты пересчета для этих соединений равны: для ацетона 1,8, для н-бутилацетата – 6.1, для ксилола – 0,95 и для этанола – 10,0. Значение суммарной концентрации загрязнителей в воздухе по показаниям газоанализатора составляет 43 мг/м3 . Тогда концентрации отдельных загрязнителей (рассчитываются путем умножения показаний газоанализатора на соответствующий коэффициент пересчета) составляют: для ацетона – 77 мг/м3, для н-бутилацетата – 262 мг/м3, для ксилола - 41 мг/м3, для спирта – 430 мг/м3. Превышение ПДК получено только для н- бутилацетата, и таким образом только содержание одного компонента нужно определять дополнительно, например, с помощью индикаторной трубки. Измерение содержания в воздухе три - и тетрахлорэтиленаТри - и тетрахлорэтилен (перхлорэтилен) используются в процессе химической чистки одежды. ПДК для этих соединений в воздухе составляет 10 мг/м3. Чувствительность газоанализатора КОЛИОН-1 позволяет проводить измерение концентрации этих компонентов на уровне долей ПДК. Для определения концентрации соединений показания газоанализатора умножаются на соответствующие коэффициенты пересчета, приведенные в РЭ.

Измерение содержания аммиака в воздухеАммиак широко используется в качестве хладагента в холодильных цехах пищевых предприятий. Определение аммиака обычно проводится с использованием фотометрии или ионометрии. Анализу предшествует специальная пробоподготовка.

Высокая чувствительность газоанализатора КОЛИОН-1В позволяет измерять с его помощью концентрацию аммиака в воздухе на уровне долей ПДК рабочей зоны (20 мг/м3). Прибор в этом случае градуируется по аммиаку

Измерение содержания сероуглерода в воздухеСероуглерод является основным загрязнителем воздуха предприятий, производящих химическое волокно. Обычно для анализа сероуглерода используются фотометрический или газохроматографический методы анализа, для которых необходимы специальная пробоподготовка и лабораторное оборудование.

Благодаря высокой чувствительности, газоанализатор КОЛИОН-1В может использоваться для экпресс-измерения концентрации сероуглерода в воздухе на уровне ПДК рабочей зоны (10 мг/м3) без применения пробоотбора, расходуемых материалов и лабораторных средств анализа.

Обнаружения вредных выделений из строительных и отделочных материалов

Материалы, используемые для строительства и отделки жилых помещений и офисов, очень часто являются источниками вредных веществ, присутствие которых в воздухе недопустимо. К сожалению, обычно это становится очевидным, когда работы уже закончены, и низкое качество воздуха помещений становится причиной плохого самочувствия находящихся в них людей. В результате приходится производить замену негодных материалов. В этом случае газоанализатор КОЛИОН-1В позволяет установить, какой именно материал является источником загрязнителя, отобрать пробу для более подробного исследования.

Более целесообразно сначала проводить проверку качества строительных материалов. Газоанализатор КОЛИОН-1В имеет высокую чувствительность практически ко всем соединениям, обычно выделяющимся из таких материалов. Следует отметить, что для многих загрязняющих веществ чувствительность газоанализатора выше, чем чувствительность обоняния человека. Таким образом, КОЛИОН-1В позволяет обнаружить выделения летучие соединения даже, если они очень незначительны и материалы «не пахнут». Быстродействие прибора дает возможность проводить такие замеры в течение нескольких минут. Сначала измеряется общее загрязнение воздуха. Затем вход пробоотборной трубки помещается в непосредственной близости от поверхности исследуемого материала. Полученные показания сравниваются с фоновыми значениями концентрации. Превышение показаний газоанализатора, зафиксированных над поверхностью материала, над фоновыми свидетельствует о наличии вредных выделений. Таким образом могут быть обследованы такие материалы, как линолеум, плитка, ковровые покрытия и пр.Проведение предварительного контроля может помочь в выборе качественных строительных материалов и сэкономить время и средства.

Контроль загрязненности воздуха в чрезвычайных ситуациях.

В чрезвычайных ситуациях, связанных с выбросами (или разливами) вредных и ядовитых веществ, а также при их ликвидации, с помощью газоанализатора КОЛИОН-1В можно оценить степень опасности, направление и скорость перемещения загрязнителя в воздухе, уровень загрязнения и глубину проникновения загрязнителя в почву.Если произошел выброс (разлив) одного вещества или смеси веществ известного состава, например, бензина, то значение концентрации, измеренное (или, если газоанализатор отградуирован по другому компоненту, рассчитанное) с помощью газоанализатора КОЛИОН-1В сравнивается с ПДК рабочей зоны бензина.

При выбросах (разливах) неизвестного вещества или смеси веществ на основании показаний газоанализатора можно определить опасность пребывания человека в зоне аварии (если показания превышают 150 – 200 ед.); проследить изменение концентрации во времени; установить области наибольшего загрязнения.

ПЕРЕНОСНЫЕ ДВУХДЕТЕКТОРНЫЕ АЗОАНАЛИЗАТОРЫКОЛИОН-1В-02, КОЛИОН-1В-03, КОЛИОН-1В-04

В двухдетекторных газоанализаторах используются ФИД и электрохимический сенсор. ФИД дает возможность использовать приборы для решения всех задач, перечисленных в главе, посвященной применению газоанализатора КОЛИОН-1В. Электрохимический сенсор позволяет проводить селективное измерение оксида углерода (КОЛИОН-1В-02), сероводорода (КОЛИОН-1В-03), диоксида азота (КОЛИОН-1В-04) в присутствии других компонентов.

СТАЦИОНАРНЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР КОЛИОН-1А-01С УСТРОЙСТВО И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТАНОВКЕ

Газоанализатор устанавливается в помещении, вне взрывоопасной зоны. Место пробоотбора соединяется с газоанализатором при помощи газоподводящей линии (так называемый метод удаленного пробоотбора). Для транспортировки анализируемого воздуха в газоанализаторе имеется побудитель расхода, обеспечивающий расход до 2 л/мин. На входе газоанализатора установлен огнепреградитель, а на выходе – поглотитель измеряемых компонентов, предотвращающий попадание измеряемого компонента в помещение, где установлен газоанализатор.Газоанализатор может использоваться для одновременного контроля в двух точках.Текущее значение измеряемой концентрации в мг/м3 выводится на индикатор. Газоанализатор снабжен световой сигнализацией (2 или 3 порога), имеет встроенные реле (2 или 3 в зависимости от числа порогов срабатывания сигнализации) для приведения в действие внешних устройств. Градуировка газоанализатора производится по измеряемому веществу по согласованию с заказчиком.

Конструкция газоанализатора предназначена для настенного монтажа. При установке газоанализатора и прокладке газоподводящих линий следует соблюдать требования, изложенные в «Методических указаниях по установке сигнализаторов и газоанализаторов контроля довзрывоопасных и предельно допустимых концентраций химических веществ в воздухе производственных помещений» ВСН 64-86 (МУ).

Согласно п. 2.15 МУ, газоподводящие линии к датчику следует выполнять из труб с внутренним диаметром от 6 до 12 мм. В месте отбора проб они должны заканчиваться обращенными вниз воронками высотой от 100 до 150 мм и диаметром от 50 до 100 мм. В тоже время в соответствии с п. 2.16 МУ время запаздывания поступления пробы к датчику за счет газоподводящих линий должно быть минимальным и не превышать 60 секунд. Таким образом, для соблюдения требования п. 2.16 объем газоподводящих линий, соединяющих точку отбора пробы с газоанализатором, не должен превышать 2 л. То есть при диаметре трубы 6 мм ее длина не должна быть больше 70 м, при диаметре трубы 8 мм – 40 м, при диаметре 10 – 25 м и т. д.

При контроле содержания загрязнителей на уровне ПДК воздуха рабочей зоны точки пробоотбора должны находиться на высоте до 2 м над уровнем пола или площадки (п. 2.14 МУ).

При контроле довзрывоопасных концентраций точки пробоотбора следует размещать в соответствии с плотностями газов и паров (п. 2.12 МУ):при выделении газов и паров с плотностью относительно воздуха менее 1,0 – на высоте от 0,5 до 0,7 м над источником; при выделении газов и паров с плотностью относительно воздуха от 1,0 до 1,5 на высоте источника или ниже его не более чем на 0,7 м; при выделении газов и паров с плотностью относительно воздуха более 1,5 – не более 0,5 м над полом.

Измерение содержания сероуглерода в воздухеСероуглерод представляет собой чрезвычайно токсичное (ПДК воздуха рабочей зоны 10 мг/м3) и взрывоопасное (температурный класс Т6) вещество. В связи с этим к приборам, используемым для контроля сероуглерода, предъявляются высокие требования по чувствительности и степени взрывозащиты, что приводит к повышению их стоимости. Поэтому использование для такого контроля газоанализатора КОЛИОН-1А-01С с удаленным пробоотбором, при котором газоанализатор устанавливается вне взрывоопасной зоны и соединяется с местом пробоотбора с помощью газовой линии, позволяет решить проблему взрывозащиты без больших материальных затрат. Кроме того, обслуживание газоанализатора и замена элементов может производиться заказчиком самостоятельно, лицензия Госгортехнадзора на проведение ремонта не требуется. Градуировка и поверка прибора может производиться на месте. 1-ый порог срабатывания сигнализации при контроле сероуглерода устанавливается на уровне 10 мг/м3, 2-ой – в диапазоне до 2000 мг/м3.

МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ ОКСИДА УГЛЕРОДА ЭССА

Контроль содержания оксида углерода в воздухе рабочей зоныГазоанализаторы предназначены для непрерывного измерения содержания оксида углерода в воздухе рабочей зоны (в помещениях котельных, ТЭЦ, гаражах и пр.); сигнализации о превышении заданных уровней концентрации; управления вторичными устройствами: вентиляцией, световой и звуковой сигнализацией и пр.

Газоанализаторы выполнены в соответствии с требованиями Инструкции по контролю за содержанием окиси углерода в помещениях котельных РД 12-341-00.

Измерение концентрации оксида углерода производится устанавливаемыми в контролируемой зоне измерительными преобразователями (могут размещаться во взрывоопасных зонах В-1а, В-1б, В-1г). Блок сигнализации обеспечивает электрическое питание измерительных преобразователей, световую и звуковую сигнализацию и выдачу управляющих релейных сигналов на вторичные исполнительные устройства. Измерительные преобразователи и блок сигнализации соединены двужильным экранированным кабелем. Тип кабеля МКЭШ, толщина жил от 0,35 мм до 1 мм. При сопротивлении жил кабеля не более 100 Ом, максимальная длина кабеля может достигать 1000 м. Газоанализатор работает от сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц. Потребляемая мощность не более 2 Вт/канал.

Блок сигнализации и измерительные преобразователи выполнены для настенного монтажа. Исполнение блока сигнализации и измерительных преобразователей по степени защиты от пыли и влаги - IP54. Газоанализатор может иметь от 1 до 16 измерительных каналов и два порога срабатывания сигнализации (20 мг/м3 и 100 мг/м3) . Газоанализатор имеет также одноканальное моноблочное исполнение. В моноблочном исполнении газоанализатора функции измерительного преобразователя и блока сигнализации объединены в одном блоке, конструкция которого предназначена для настенного монтажа

МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ СЕРОВОДОРОДА ЭССА

Контроль содержания сероводорода в воздухе рабочей зоны. Газоанализаторы предназначены для непрерывного измерения содержания сероводорода в воздухе рабочей зоны; сигнализации о превышении заданных уровней концентрации; управления вторичными устройствами: вентиляцией, световой и звуковой сигнализацией и пр.

Измерение концентрации сероводорода производится устанавливаемыми в контролируемой зоне измерительными преобразователями (могут размещаться во взрывоопасных зонах В-1а, В-1б, В-1г). Блок сигнализации обеспечивает электрическое питание измерительных преобразователей, световую сигнализацию и выдачу управляющих релейных сигналов на вторичные исполнительные устройства. Измерительные преобразователи и блок сигнализации соединены двужильным экранированным кабелем. Тип кабеля МКЭШ, толщина жил от 0,35 мм до 1 мм. При сопротивлении жил кабеля не более 100 Ом, максимальная длина кабеля может достигать 1000 м. Газоанализатор работает от сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц. Потребляемая мощность не более 2 Вт/канал.

Блок сигнализации и измерительные преобразователи выполнены для настенного монтажа. Исполнение блока сигнализации и измерительных преобразователей по степени защиты от пыли и влаги - IP54. Газоанализатор может иметь от 1 до 16 измерительных каналов и два порога срабатывания сигнализации (10 мг/м3 и 30 мг/м3) .

МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ ХЛОРА ЭССА

Контроль содержания хлора в воздухе рабочей зоны. Газоанализаторы предназначены для непрерывного измерения содержания хлора в воздухе рабочей зоны; сигнализации о превышении заданных уровней концентрации; управления вторичными устройствами: вентиляцией, световой и звуковой сигнализацией и пр.

Измерение концентрации хлора производится устанавливаемыми в контролируемой зоне измерительными преобразователями (могут размещаться во взрывоопасных зонах В-1а, В-1б, В-1г). Блок сигнализации обеспечивает электрическое питание измерительных преобразователей, световую сигнализацию и выдачу управляющих релейных сигналов на вторичные исполнительные устройства. Измерительные преобразователи и блок сигнализации соединены двужильным экранированным кабелем. Тип кабеля МКЭШ, толщина жил от 0,35 мм до 1 мм. При сопротивлении жил кабеля не более 100 Ом, максимальная длина кабеля может достигать 1000 м. Газоанализатор работает от сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц. Потребляемая мощность не более 2 Вт/канал. Блок сигнализации и измерительные преобразователи выполнены для настенного монтажа. Исполнение блока сигнализации и измерительных преобразователей по степени защиты от пыли и влаги - IP54. Газоанализатор может иметь от 1 до 16 измерительных каналов и два порога срабатывания сигнализации (1 мг/м3 , 3 мг/м3 или 10 и 30 мг/м3) .

МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ ОЗОНА ГОЗОН

Контроль содержания озона в воздухе рабочей зоны. Газоанализаторы предназначены для непрерывного измерения содержания озона в воздухе рабочей зоны; сигнализации о превышении заданных уровней концентрации; управления вторичными устройствами: вентиляцией, световой и звуковой сигнализацией и пр.Измерение концентрации озона производится устанавливаемыми в контролируемой зоне измерительными преобразователями (могут размещаться во взрывоопасных зонах В-1а, В-1б, В-1г). Блок сигнализации обеспечивает электрическое питание измерительных преобразователей, световую сигнализацию и выдачу управляющих релейных сигналов на вторичные исполнительные устройства. Измерительные преобразователи и блок сигнализации соединены двужильным экранированным кабелем. Тип кабеля МКЭШ, толщина жил от 0,35 мм до 1 мм. При сопротивлении жил кабеля не более 100 Ом, максимальная длина кабеля может достигать 1000 м. Газоанализатор работает от сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц. Потребляемая мощность не более 2 Вт/канал. Блок сигнализации и измерительные преобразователи выполнены для настенного монтажа. Исполнение блока сигнализации и измерительных преобразователей по степени защиты от пыли и влаги - IP54. Газоанализатор может иметь от 1 до 16 измерительных каналов и два порога срабатывания сигнализации (0,1 мг/м3 и 0,3 мг/м3 ) .

Газовая хроматография

Газовый хроматограф ГАЛС-311 предназначен для проведения анализов сложных многокомпонентных смесей органических и неорганических соединений в лабораторных условиях.

Достоинства:

·           Детекторы: пламенно-ионизационный (ПИД), электронного захвата (ЭЗД), по теплопроводности (ДИП)

·           Стандартные системы ввода пробы в насадочные колонки (on-column), в капиллярные колонки с делением потока газа-носителя (split), в капиллярные колонки большого внутреннего диаметра без деления потока газа-носителя (splitless)

·           Использование дозирующих кранов для ввода газообразных проб

·           Высокая точность поддержания температуры колонок, испарителей и детекторов

·           Пятиступенчатое линейное программирование температуры колонок с высокой воспроизводимостью

·           Автоматизированная система самодиагностики, система защиты от внезапных перепадов напряжения электропитания и его внезапного отключения, система автосохранения условий анализа

·           Возможность регистрации хроматограмм на самописце или c использованием компьютерной системы сбора и обработки данных.

ПРИНЦИП МЕТОДА

Метод газо-жидкостной и газо-адсорбционной хроматографии.

Газовая хроматография  метод разделения смесей летучих веществ, основанный на многократном динамичечском перераспеделении их компонентов между сорбентом и газом-носителем при движении газа-носителя вдоль слоя сорбента.

 ПРОЦЕДУРА РАБОТЫ

 Разделение сложных смесей на хроматографической колонке, детектирование их компонентов и регистрация результатов.

 ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

контроль загрязнения объектов окружающей среды (воздух, вода, почва) и выбросов промышленных предприятий

технологический контроль в химической, нефтехимической, газовой, пищевой и других отраслях промышленности

контроль качества и сертификация пищевых продуктов

научные исследования

ПРИЛОЖЕНИЕ

ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ МЕТИЛАЦЕТИЛЕНА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.672-97

1. Разработаны: Костюкович А.А., Назаров А.Г., Зиновьева Н.П., Павлов В.Н. (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина).

2. Утверждены и введены в действие главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 5 августа 1997 года.

1. Область применения

Методические указания по определению концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе предназначены для использования в системе санэпиднадзора России, при проведении аналитического контроля ведомственными лабораториями предприятий, а также научно-исследовательских институтов, работающих в области гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения контроля соответствия уровня содержания загрязняющих веществ их гигиеническим нормам - предельно допустимым концентрациям (ПДК) и ориентировочным безопасным уровням воздействия (ОБУВ) - и являются обязательными при осуществлении аналитического контроля атмосферного воздуха.

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТа 8.010-90 "Методики выполнения измерений", ГОСТа 17.2.4.02-81 "Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ", ГОСТа 17.0..02-79

 "Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля  загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные  положения", ГОСТа Р1.5-92 (п. 7.3). Методика анализа  метрологически аттестована и обеспечивает определение метилацетилена в диапазоне концентраций 0,91 - 9,1 мг/куб. м.

Метилацетилен - бесцветный газ со специфическим запахом.Температура кипения - -23,2- C, температура плавления - -101,5- C. Метилацетилен растворим в спирте, бензоле. В воздухе находится в  газообразном состоянии.

 Метилацетилен обладает слабым наркотическим действием,  относится к 4 классу опасности. ПДК м.р. в атмосферном воздухе 3,0 мг/куб. м. ПДК м.р. метилацетилен-алленовой фракции (по метилацетилену) - 1,5 мг/куб. м. Методика обеспечивает выполнение измерений с суммарной погрешностью результата измерений 20,35% при доверительной вероятности 0,95%.

 2. Сущность метода

 Измерения концентрации метилацетилена выполняют методом

 газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Нижний предел измерения в объеме пробы - 0,005 мгк. Определению не мешают ацетон, этанол и др. спирты, бензол и др. ароматические углеводороды, пары воды, этилацетат, фенол, аллен, пропан, пропилен. Длительность анализа, включая отбор пробы, 20 минут.

 3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы

 При выполнении применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

 3.1. Средства измерений

Хроматограф газовый с пламенно -

 ионизационным детектором

 Барометр - анероид М-67 ТУ 2504-1797-75

 Линейка измерительная ГОСТ112-78

 Лупа измерительная ГОСТ 8309-75

 Секундомер СДСпр-1-2 ГОСТ 5072-79

 Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2;

 пределы 0 - 55- C, цена деления 1- C ГОСТ 215-73Е

 Шприцы медицинские стеклянные

 вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл ГОСТ 15150-69

 Шприцы стеклянные вместимостью 100 мл ТУ 61-1295-72

 Пипетки газовые вместимостью 500 мл ГОСТ 18954-73

 Посуда лабораторная стеклянная ГОСТ 1770-74 и

 ГОСТ 20292-74Е

 3.2. Вспомогательные устройства

Колонка хроматографическая стеклянная

 длиной 1 м и внутренним диаметром 4 мм

 Дистиллятор ТУ 61-1-721-79

 Вакуумный компрессор ВН-461 М

 Редуктор водородный ТУ 26-05-463-76

 Редуктор кислородный ТУ 26-05-235-70

 Муфельная печь ТУ 79-337-72

 Сито, d отв. - 0,25 - 0,5 мм

3.3. Материалы

Азот в баллоне ГОСТ 9293-74

 Водород в баллоне ГОСТ 3022-89

 Воздух в баллон ГОСТ 11882-73

 Стекловата обезжиренная

3.4. Реактивы

Алюминия окись активированная -

 неподвижная фаза для заполнения

 хроматографической колонки ГОСТ 8136-56

 Метилацетилен технический в баллоне с

 редуктором (плотность газа 1,3 г/л,

 содержание основного вещества 70%)

 Вода дистиллированная ГОСТ 6709-72

 Ацетон, ч. д. а ГОСТ 2603-79

 Гексан, ч. ТУ 6-09-3375-78

4. Требования к безопасности

4.1. Помещение для проведения измерений должно соответствовать требованиям "Пожарных норм проектирования зданий и сооружений (СНиП ПА-5-700) и "Санитарных норм проектирования промышленных предприятий" (СН-245-71) и СНиП-74.

 4.2. При выполнении работ должны быть соблюдены меры противопожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТа 12.1.004-85 и правила техники безопасности в соответствии с ГОСТом12.1.007-76.

 4.3. При работе необходимо соблюдать "Правила по технике безопасности и производственной санитарии при работе в химических лабораториях" (утверждены МЗ СССР 20.12.82), М., 1981 и "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" (утверждены Госгортехнадзором СССР 27.11.87), М., Недра, 1989.

 4.4. При работе с реактивом соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.

 4.5. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкции по эксплуатации прибора.

 5. Требования к квалификации операторов

 К выполнению измерений допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера - химика и опыт работы на газовом хроматографе.

6. Условия измерений

6.1. При проведении процессов приготовления растворов и

 подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия:

 - температура воздуха (20 +/- 10) -C;

 - атмосферное давление 630 - 800 мм рт. ст.;

 - влажность воздуха не более 80% при температуре 25- C.

 6.2. Выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в

 условиях, рекомендуемых технической документацией по прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы:

 подготовка хроматографической колонки, приготовление газовых

 смесей, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Приготовление газовых смесей

 Исходная газовая смесь для градуировки. В газовый шприц на100 мл вводят 1 мл метилацетилена, отобранного шприцем из баллона с метилацетиленом. Весовое содержание метилацетилена в исходной стандартной газовоздушной смеси составляет (с учетом плотности метилацетилена и содержания основного вещества) 9,1 мкг/мл. Срок хранения - 4 часа.

7.2. Подготовка хроматографической колонки

 Хроматографическую колонку перед заполнением неподвижной фазой промывают дистиллированной водой, ацетоном, гексаном, высушивают в токе инертного газа. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают стекловатой и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа - носителя (азота) с расходом 40 куб. см/мин. при температуре200- C в течение 18 часов. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии мешающих влияний колонка готова к работе. Окись алюминия, просеянную через сито с размером ячеек 0,25 - 0,5 мм, готовят прокаливанием при 750- C в течение 7 часов и охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры.

7.3. Установление градуировочной характеристики

 Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных газовых смесях метилацетилена. Онавыражает зависимость площади пика на хроматограмме (кв. мм) от массы метилацетилена (мгк) и строится по 5 сериям газовых смесей для градуировки. Каждую серию, состоящую из 5 газовых смесей готовят в газовых пипетках объемом 500 мл. Для этого в каждую пипетку (предварительно вакуумированную) вносят исходную газовую смесь. Давление в газовой пипетке приводят к атмосферному. Срок хранения - 4 часа. Примечание. Если объем газовой пипетки отличается от 500 мл, необходимо учесть при расчете концентрации газовой смеси объем применяемой газовой пипетки.

 В хроматографическую колонку через испаритель вводят по 1 мл каждого градуировочного газового раствора и анализируют в условиях:

 температура термостата колонок 180- C

 температура испарителя 190- C

 скорость потока газа - носителя (азот) 30 мл/мин.

 скорость потока водорода 30 мл/мин.

 -12

 шкала измерителя тока 10 - 20 x 10 А

 скорость движения диаграммной ленты 20 мм/ч

 время удерживания метилацетилена 3 мин. 25 с.

 На полученной хроматограмме определяют площади пиков

 метилацетилена и по средним результатам из 5 серий строят

 градуировочную характеристику. Градуировку проверяют 1 раз в

 неделю и при смене партии реактивов.

7.4. Отбор проб

 Воздух медленно аспирируют вручную поршнем шприца (примерно со скоростью 0,1 л/мин). После окончания отбора открытый конец шприца фиксируют заглушкой. Срок хранения пробы не более 4 часов.

8. Выполнение измерений

 После выхода прибора на режим вводят в испаритель 1 - 10 мл анализируемого воздуха. Объем пробы воздуха выбирают в зависимости от концентрации метилацетилена в атмосферном воздухе. На хроматограмме рассчитывают площадь пика и по градуировочной характеристике определяют массу метилацетилена в пробе.

 9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию метилацетилена в воздухе (мг/куб. м) вычисляют по

 формуле:

 m

 C = ---, где

 Vo

 m - масса вещества, найденного в пробе по градуировочной

 характеристике, мгк;

 Vo - объем исследуемой пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, л:

 Vn x 273 x p

 Vo = ---------------, где

 (273 + t) x 760

 Vn - объем исследуемой пробы воздуха, л;

 р - атмосферное давление в момент отбора пробы, мм рт. ст.;

 t - температура воздуха, -C.

 10. Контроль погрешности измерений МВИ

Целесообразно проведение первичного (оперативного) и периодического контроля погрешности МВИ при ее использовании в соответствии с ГОСТом Р 8.563-96.

10.1. Оперативный контроль точности

 Контроль качества разделения и отсутствия мешающих компонентов выполняется визуально путем оценки форм хроматографического пика метилацетилена. Пик метилацетилена должен быть симметричным, искажения переднего или заднего фронтов не допускаются. Дополнительный контроль появления мешающих компонентов осуществляется путем анализа холостой пробы. За "холостую" пробу принимают пробу воздуха, отобранную в местности, где предполагается отсутствие метилацетилена. В области регистрации метилацетилена не должно быть пиков.

10.2. Максимальное расхождение между двумя параллельными результатами

Готовятся две газовые смеси, соответствующие одному значению метилацетилена, лежащему в диапазоне 0,02 - 0,03.

 Эти смеси подвергают процедуре анализа и определяют значения

 концентраций Х1 и Х2. Максимальное относительное расхождение d между результатами определяют по формуле:

 ¦ X1 - X2 ¦ ¦ X1 - X2 ¦

 d = ¦---------¦ = 2 x ¦---------¦

 ¦ - ¦ ¦ X1 + X2 ¦

 ¦ X ¦ ¦ ¦

Найденная величина d не должна превышать 0,3. Контроль проводится не реже одного раза в неделю и обязательно после замены хроматографических колонок или длительного перерыва в работе.

10.3. Контроль погрешности анализа

Выполняются методом "введено - найдено" путем анализа двух газовых смесей. Значения концентраций C1 и C2 должны лежать в первой и последней трети диапазона ГХ. Значения C1 и C2 определяют в соответствии с п. 7.3. Смеси подвергают процедуре анализа и сравнивают найденные значения концентраций Х1 и Х2 с рассчитанными значениями C1 и C2.

Относительная погрешность анализа в каждой точке находится из

 соотношения:

 "C1 C1 - X1

 ------ = ---------

 C1 C1

 "C2 C2 - X2

 ------ = ---------

 C2 C2

 Наибольшее из полученных значений не должно превышать 0,25.

 Контроль проводится один раз в две недели и обязательно после замены хроматографических колонок или длительного перерыва в работе.Если наибольшее из полученных значений "C/C > 0,25, но не превышает 1,0, то необходимо заново провести градуировку хроматографа. В этом случае проверка хроматографа не требуется. Если наибольшее из полученных значений "C/C > 1, то после проведения новой градуировки следует проверить хроматограф в соответствии с ГОСТом 8.485-83, п. 3.3.4.

ЛИТЕРАТУРА

1. Столяров Б.В. и др. // Практическая газовая и жидкостная хроматография. СПб.: СПбГУ, 1998. С. 81.

2. Хроматографический анализ окружающей среды. - М.: Химия, 1979.

3. Справочник по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды. - Л.: Судостроение, 1979.

4. Дженнингс В. Газовая хроматография на стеклянных капиллярных колонках. - М.: Мир, 1980.

5. Тесаржик К., Комарек К. Капиллярные колонки в газовой хроматографии. - М.: Мир, 1987.

6. Методы-спутники в газовой хроматографии. - М.: Мир, 1972. 7. Ногаре Д., Джувет Р.С. Газо-жидкостная хроматография. - Л.: Недра, 1968.

8. Прикладная хроматография. (Под ред.Сакодынского К.И.). - М.: Наука, 1984. 9. Карасек Ф., Клемент Р. Введение в хромато-масс-спектрометрию. - М.: Мир, 1993.

10. Хромченко Л.Я., Руденко Б.А. Определение летучих органических соединений в питьевых и природных водах методом капиллярной газовой хроматографии // Аналитическая химия. - 1982. - Т. 37. - № 5.

11. Токуев Ю.С., Михалева Н.М. Временная инструкция по определению нефтепродуктов в морской воде методом газовой хроматографии. - М.: Гидрометеоиздат, 1972.