Содержание вредных примесей в продуктах сгорания органического топлива в котельных и промышленных установках исчисляется колличеством твердых частиц золы и несгоревшего топлива, оксиды серы (S0 2 , S0 3) , азота (N0 х) и ванадия (V 2 O 5). При неполном сгорании топлива в дымовых газах содержатся оксиды углерода (СО) и углеводороды типа СН 4 , С 2 Н 4 и бенз(а)пирен С 2 0Н 12 Многие из газообразных веществ разрушаются в атмосфере в течение часов и суток. Аэрозольные твердые частицы (сажа, пятиоксид ванадия, бенз(а)пирен) могут накапливаться на поверхности земли и участвуют в приземной циркуляции атмосферы.

Содержание вредных примесей в продуктах сгорания и загрязнение вредными примесями атмосферы, земли и воды ухудшает санитарно-гигиеническое состояние городов, поселков, полей, лесов, водоемов, оказывая вредное действие на организм человека и растительность, ухудшает качество продукции предприятий, увеличивает износ механизмов и разрушает строительные конструкции зданий и сооружений. По степени воздействия на человека содержание вредных примесей в продуктах сгорания разделяются на классы. К чрезвычайно опасным относятся V 2 C>5H бенз(а)пирен. Первое соединение образуется в небольшом количестве при сжигании мазута. Бенз(а)пирен может появляться при сжигании любого топлива при недостатке кислорода, а также выделяться при разложении сажи. Высокоопасными являются N0 2 и S0 3 . Оксиды азота N0 x образуются в зоне высоких температур факела при 1600°С. Выход N0 3 составляет примерно 10%. S0 3 образуется на конечном этапе горения топлива из S0 2 при избытке кислорода и за счет катализа на отложениях в пароперегревателе. Его выход составляет 2-5 % S0 2 . В зоне низкотемпературных поверхностей нагрева S0 3 преобразуется в пары H 2 S0 4 и расходуется в процессе низкотемпературной коррозии. Степень опасности содержание вредных примесей в продуктах сгорания в живом организме определяется отношением его концентрации к предельно допустимой (ПДК), мг/м 3 ,в воздухе на уровне дыхания человека: k i = с i /ПДК. Значение к, должно быть меньше 1. Одновременное содержание примесей в продуктах сгорания и в воздухе степень опасности оценивают путем сложения токсичных кратностей где индексы «зл» и «с» - золовые и сажистые элементы. Предельно допустимые концентрации некоторых веществ приведены в табл. 26.1.

Одной из актуальных современных задач является обеспечение чистоты воздушного бассейна. Для этого необходима очистка продуктов сгорания топлива, удаляемых из котлов после их охлаждения в атмосферу, от вредных веществ. В СССР установлена обязательная очистка продуктов сгорания от твердых частиц золы и несгоревшего топлива и проводится интенсивная работа по изысканию целесообразных способов очистки газов от оксидов серы и азота.

Вредные примеси наносят значительный ущерб зерновым культурам: отнимают у растений воду и питательные вещества, осложняют хранение, переработку зерна, снижают качество продукции. Плоды и семена многих сорных растений содержат вещества, ядовитые для людей и животных. Наиболее частые случаи выявления вредных примесей в зерновых культурах - головня и спорынья.

Головня - грибная болезнь, поражающая зерновые культуры (пшеницу, ячмень, овес) и другие виды культурных растений. По характеру проявления различают: твердую и пыльную («закоптелая») головню. При твердой головне разрушается только зерно, оболочка зерна сохраняется. При пыльной головне разрушаются почти все части колоса, споры легко разносятся ветром.

Самый распространенный вид поражения пшеницы - твердая головня, возбудителем которой является гриб Tilletiatritici. Уничтожить головневые грибы практически невозможно, они обладают специальными головневыми спорами, которые помогают выживать даже в неблагоприятном климате. Споры грибов образуются в головневых мешочках, которые возникают на месте зерна и разлетаются в виде черной пыли, поражая другие растения. По форме и размеру головневые мешочки схожи с зернами пшеницы. Наибольшее количество спор образуется на бородке зерна. В результате чего бородка приобретает синий оттенок, такие зерна называют синегузочными. Мараные зерна - это зерна, к сырой поверхности которых прилипают споры головяных грибов. Синегузочные и мараные зерна объединяются под общим названием головневые. Мука из таких зерен имеет неприятный запах, вкус и синеватый оттенок. Согласно требованиям ГОСТ P 52554 - 2006 «Пшеница. Технические условия» содержание головневых зерен в пшенице должно составлять не более 10%, а спор головни перед помолом в муку - не более 0,05%.

Головня и спорынья встречаются во всех регионах России, в том числе в Челябинской области. Отделом качества, безопасности зерна и продуктов его переработки ФГБУ «Челябинская МВЛ», подведомственного Россельхознадзору, регулярно проводятся исследования по выявлению вредных примесей в зерне.

Татьяна Жалилова, главный специалист отдела качества, безопасности зерна и продуктов его переработки

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

КАФЕДРА "БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ"

Определение содержания вредных примесей в воздухе экспресс-методом

Методические указания

к лабораторным и практическим занятиям

Ростов-на-Дону

Составители: доц., к.х.н. Пустовая Л.Е.

Доц., к.Х.Н. Озерянская в.В.

доц., к.т.н. Михайлов А.Н.

доц., к.т.н. Петинова М.П.

доц., к.х.н. Лоскутникова И.Н.

УДК 504.054(07)

Определение содержания вредных примесей в воздухе экспресс-методом: Методические указания к лабораторным и практическим занятиям / Издательский центр ДГТУ, 2003, 7 с.

Предназначены для студентов всех специальностей и форм обучения.

Печатается по решению методической комиссии гуманитарного факультета.

Научный редактор – проф., д.ф.н. Аствацатуров А.Е.

Рецензент – доц., к.б.н. Воронова Н.В.

1 Цель работы

Познакомиться с методами анализа состояния воздушной среды.

2 Общие положения

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов, паров, твердых и жидких аэрозолей. Нижние слои атмосферного воздуха до высоты 100 км имеют постоянный химический состав (см.Таблицу 1 ).

Таблица 1.

Любое изменение химического состава атмосферного воздуха, приводящее к неблагоприятному воздействию на здоровье человека и животных и состояние растений и экосистем, называют загрязнением атмосферы .

По происхождению загрязнение атмосферы бывает природным иантропогенным . По агрегатному состоянию загрязняющие воздушную среду вещества делятся нагазо - ипарообразные ,жидкие (туманы) итвердые (пыль).

Наиболее распространенными газо- и парообразными примесями атмосферного воздуха антропогенного происхождения являются диоксид серы, оксиды углерода, оксиды азота, сероводород, сероуглерод, аммиак, хлор, хлороводород, фтор, фтороводород, озон, метан, бенз(а)пирен, фреоны (фторхлорметаны), кислоты, щелочи, метанол, этанол, формальдегид, бензол, фенол, ксилол, толуол, ацетон.

Прямое неблагоприятное влияние вредных примесей в воздушной среде состоит в их токсическом (раздражающем, удушающем, слезоточивом, нервно-паралитическом, психотропном и др.) воздействии на организмы человека и животных, а также на растительный мир. Глобальными экологическими последствиями загрязнения атмосферного воздуха являются усиление "парникового эффекта", разрушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей.

Контроль состояния воздушной среды заключается в качественном обнаружении и количественном определении вредных веществ в атмосферном воздухе или воздухе рабочих помещений и последующем сопоставлении величин фактических концентраций веществ с их предельно допустимыми значениями для атмосферного воздуха населенных мест (ПДК М.Р. , ПДК С.С.) или воздуха рабочей зоны (ПДК Р.З.).

В Таблице 2 приведены значения ПДК М.Р. и ПДК Р.З. для некоторых наиболее распространенных газо- и парообразных загрязнителей воздушной среды по СанПиН №3086-84 и ГОСТ-12.1.005-88.

Таблица 2.

* Бензин – смесь жидких углеводородов различного строения с общей формулой C n H 2 n +2 , где n = 5–9.

Методы анализа содержания вредных примесей в воздухе можно разделить на две группы:

1) Лабораторные методы заключаются во взятии определенного объема (пробы) воздуха и ее последующем химическом анализе в лаборатории титриметрическим, фотометрическим, люминесцентным, полярографическим, хроматографическим, колориметрическим, нефелометрическим и другими способами. Лабораторные методы анализа дают точные результаты, пригодны практически для всех загрязняющих воздух веществ, но могут занимать продолжительное время.

2) Экспресс-методы позволяют проводить анализ воздуха непосредственно в точке контроля за счет протекания химических реакций с образованием окрашенных соединений, выпадением осадка и т.п. Эти методы несколько менее точны по сравнению с лабораторными, пригодны не для всех веществ, но дают возможность в самые короткие сроки обнаружить наличие и определить содержание вредных примесей в воздушной среде.

Наибольшее распространение среди экспресс-методов анализа состояния воздушной среды получил линейно-фотоколориметрический метод . Он основан на быстро протекающих цветных реакциях между анализируемым веществом (газом или парами) и веществом-индикатором (реагентом), нанесенным на инертный твердый носитель (сорбент). Для определения разных веществ используют различные реагенты. В качестве сорбентов применяют силикагель и фарфоровый порошок.

Для проведения анализа воздуха линейно-фотоколориметрическим методом используют универсальный газоанализатор . Принцип работы этого прибора основан на протягивании с помощью воздухозаборного устройства определенного количества воздуха, содержащего вредное вещество (газ или пары), через так называемую индикаторную трубку.

Воздухозаборное устройство расположено в металлическом кожухе и представляет собой резиновый мешочек (сильфон) с установленной в нем пружиной, благодаря которой сильфон может растягиваться и сжиматься. Сжатие сильфона производится посредством специального металлического стержня – штока, на четырех гранях которого имеются продольные канавки с обозначением объема протягиваемого при анализе воздуха. В каждой канавке штока имеется по два углубления, соответствующих большей или меньшей степени сжатия сильфона. Фиксация штока в углублениях осуществляется стопором.

Индикаторная трубка представляет собой стеклянную трубку длиной 90 мм и диаметром 2,5 мм, заполненную индикаторным порошком (сорбентом, пропитанным небольшим количеством высокочувствительного реагента). Порошок в трубке удерживается ватными пробками и медными пружинками-фиксаторами.

Присоединение индикаторной трубки к воздухозаборному устройству производится посредством соединительной трубки.

В ходе проведения анализа между определяемым веществом (газом или парами) и реагентом наполнителя происходит химическое взаимодействие, в результате чего цвет порошка в индикаторной трубке изменяется на большую или меньшую высоту. Высота окрашенного столбика индикаторного порошка в трубке прямо пропорциональна содержанию анализируемого вещества в воздухе. Численные значения фактических концентраций загрязнителей (C, мг/м 3) определяются по измерительным шкалам, которые прилагаются к прибору.

Головня и спорынья встречаются во всех регионах России, в том числе в Челябинской области. Отделом качества, безопасности зерна и продуктов его переработки ФГБУ «Челябинская МВЛ», подведомственного Россельхознадзору , регулярно проводятся исследования по выявлению вредных примесей в зерне.

Татьяна Жалилова, главный специалист отдела качества, безопасности зерна и продуктов его переработки

Да, Водоканал, где бы он ни находился, в Минске или в Бресте, гарантирует поступление в наши дома жидкости, которая по своему составу безопасна для здоровья человека и домашних животных. Это значит, что работники данных служб приложили максимум усилий, чтобы избавить воду от вредных примесей, пустить в водопровод жидкость достаточно высокого качества.

Несколько этапов очищения проходит жидкость. Сначала из нее удаляются самые разнообразные механические примеси, размер которых может значительно различаться, особенно, если жидкость берется из открытых источников (для части Минска это, к примеру, Вилейско-Минская водная система). Затем, благодаря использованию современных технологий, улучшается цвет, запах жидкости. Она умягчается, обезжелезивается, проходит сорбционную очистку. И, конечно же, обрабатывается хлором для дезинфекции. Больше его добавляется в воду из поверхностных источников, меньше – в воду из артезианских скважин.

Какие вредные примеси попадают к нам домой вместе с водой?

Прежде всего, давайте разберемся с понятием «вредных» примесей относительно водопроводной воды. Кому и чему, возможно, будет нанесен вред? Очевидно, что жертвой может стать человек, домашние животные и растения. Но пострадать могут также бытовые приборы, использующие в своей работе жидкость. В соответствии с этим, можно выделить две большие группы вредоносных примесей, которые возможно содержатся жидкости из наших кранов.

Группа №1. Примеси, приносящие вред живым существам.

Вредные примеси воды в данном случае – это:

тяжелые металлы, которые попадают в жидкость из-за активно работающей промышленности, большого количества автомобилей с их выхлопными газами. Чаще всего это ртуть и свинец.
пестициды. Попадают вместе с результатами сельскохозяйственной деятельности.
нитриты, нитраты, фосфаты и полифосфаты. Также результат сельскохозяйственной деятельности человека. В данном случае, это удобрения, которые попали в водоемы вместе с осадками.
хлор и хлористые соединения. Тут понятно, что сам человек, в целях своей безопасности, добавляет данные вещества в воду. Так убиваются микробы, бактерии в жидкости, она становится безопасной в биологическом плане.

Как удалить из воды вышеперечисленные примеси, приносящие человеку и прочим живым существам вред? Конечно же, используя современные фильтры для очистки воды ! Правильно подобранное устройство способно улучшить вкус, цвет жидкости, убрать все посторонние запахи. Составляющие, которые могут помешать человеку оставаться здоровым, также устранятся с помощью очистительного прибора, как минимум, значительно снизится их концентрация.

К счастью, сегодня фильтры и картриджи для фильтров очистки воды доступны в Беларуси, стоят относительно недорого. Так что, практически каждая белорусская семья может позволить себе избавление жидкости от вредоносных ее составляющих.

Группа №2. Примеси, приносящие вред технике.

Сюда относятся такие составляющие жидкости, как:

соли жесткости. Это, прежде всего, накипь в чайнике, стиральных, посудомоечных машинах, бойлерах, утюгах и т.д.
растворенное в жидкости железо активизирует процессы коррозии.
растворенный кислород. Также способствует коррозии.
кислотность воды. Опять же, активизирует коррозию.
механические частицы. Это ржавчина, песок, окалина и т.д. Могут нарушить работу бытовой техники, привести к ее засорению и поломке.

Снизить концентрацию некоторых вредоносных возможных составляющих водопроводной воды позволят магистральные фильтры для воды, а также специальные умягчающие фильтры. Специалист поможет выбрать устройство, которое подойдет именно для вашего дома, для вашей жидкости.

Помните,вода из нашего водопровода не принесет нам серьезного вреда, неизлечимых заболеваний, но может негативно повлиять на самочувствие, вызвать некоторые недомогания, привести к поломкам техники и т.д. Поэтому лучше обезопасить свой дом с помощью современных устройств.