Хімічне дослідження повітря
Зміна кількісних співвідношень нормальних складових частин повітря або забруднення його шкідливими хімічними речовинами може негативно вплинути на стан здоров'я людини. Тому контроль над хімічним станом повітря має важливе гігієнічне значення.
При дослідженні хімічних параметрів повітря використовуються два основні методи відбору повітря: аспіраційний та одномоментний.
Аспіраційний метод застосовується у тих випадках, коли обумовлена речовина міститься в повітрі в малих кількостях і для його визначення потрібне дослідження великого обсягу повітря.
Одномоментний метод використовується щодо невеликих обсягів повітря.
В основі аспіраційного методу лежить пропускання досліджуваного повітря через поглинальні субстрати, які здатні хімічну речовину, що визначається, або накопичувати в собі, або розчиняти, або швидко вступати з ним в реакцію.
Поглинальні субстрати за консистенцією можуть бути рідкими або твердими (активовані силікагель або вугілля, бавовняна або мінеральна вата, паперові або з синтетичної тканини фільтри).
Аспіраційний метод дозволяє накопичити в поглинальному субстраті визначувану речовину в кількості обліку, що піддається.
Відбір проб повітря аспіраційним методом здійснюється за допомогою аспіратора (водяного, електричного або реометра) та поглинальних приладів, в яких міститься поглинальний субстрат.
При застосуванні одномоментного методу досліджуване повітря відбирається способом виливання, обміну або вакуумним способом.
Для визначення вуглекислого газу застосовується метод Реберг.
Цей метод заснований на поглинанні вуглекислого газу розчином гідроксиду барію з подальшим відтитруванням надлишку останньоїхлористоводневою кислотою. Для аналізу беруть 4 мл 0,02 н розчину гідроксиду барію і надлишок його відтитрують 0,02 н розчином HCL.
Вуглекислий газ є непрямим показником чистоти повітря.
Повітря вважається чистим, якщо вуглекислий газ міститься в ньому у кількості, що не перевищує 0,1%.
Надходження повітря окису вуглецю пов'язані з спалюванням тієї чи іншої виду палива.
Окис вуглецю (СО) може викликати гострі та хронічні отруєння.
Гранично допустима концентрація СО у повітрі виробничих приміщень – 20 мг на кубічний метр.
Стандартний спосіб визначення окису вуглецю в повітрі заснований на окисленні суміші вуглецю йодним ангідридом при температурі 140 - 150 градусів за Цельсієм до вуглекислого газу. Вуглекислий газ, що утворився, поглинають гідроксидом барію, а надлишок гідроксиду барію, що не увійшов в реакцію з вуглекислим газом відтитрують хлористоводневою кислотою.
Аміак діє дратівливо на слизові оболонки очей, верхніх дихальних шляхів і може викликати гострі чи хронічні отруєння.
Гранично допустима концентрація аміаку повітря виробничих приміщень – 20 мг на кубічний метр.
Метод визначення аміаку в повітрі грунтується на отриманні жовто-бурого забарвлення розчину, що містить аміак, при додаванні до нього розчину Несслера.
Відбір проб повітря здійснюється шляхом пропускання досліджуваного повітря зі швидкістю 1 л/хв через два послідовно з'єднані поглинальні прилади, що містять по 10 мл 0,01н розчину сірчаної кислоти.
Облік кількості аміаку здійснюється колориметричним методом.
Визначати присутність аміаку у повітрі можна і лінійно – колориметричним методом.
Для цього повітря, що містить пари аміаку,пропускають через індикаторну трубку з порцеляновим порошком, обробленим розчином синього бромфенолового.
В результаті на індикаторі утворюється сіро-синій шар, довжина якого пропорційна концентрації аміаку в повітрі.
Пари йоду викликають подразнення слизових оболонок, надають шкідливу дію на нервову систему та кров.
Гранично допустима концентрація йоду повітря виробничих приміщень – 1 мг на кубічний метр.
Об'ємний метод є одним із методів визначення йоду в повітрі.
В основі цього методу лежить поглинання йоду розчином йодиду калію з наступним титруванням натрію тіосульфітом.
Ще один метод визначення йоду – колориметричний, заснований на появі бурого забарвлення при розчиненні йоду в органічних розчинниках: бензолі, хлороформі, чотирихлористому вуглеці.
Для виявлення у повітрі деяких газо- та пароподібних токсичних речовин використовують універсальний газоаналізатор. З його допомогою можна визначити в повітрі присутність окису вуглецю, аміаку, етилового ефіру, ацетону, сірчистого ангідриду, сірководню, хлору, окису азоту, бензолу, толуолу, ксилолу, парів бензину.
Принцип дії газоаналізатора заснований на зміні забарвлення індикаторної речовини, поміщеної в спеціальну скляну трубку, при пропусканні через неї повітря, що досліджується.
Для кожного хімічного забруднювача застосовується конкретний індикатор. Концентрація токсичної речовини при цьому прямо пропорційна висоті стовпчика забарвленого індикатора.
При підозрі на забруднення повітря одночасно кількома токсичними забруднювачами може бути застосований один із прискорених методів – газова хроматографія.
Негативний вплив на самопочуття та здоров'я людининадає пил, що забруднює повітря.
Цей вплив залежить від кількості пилу в повітрі, ступеня дисперсності пилу, його хімічного складу, розчинності в рідинах організму, від форми порошин та ін.
Пил багатьох речовин викликає подразнення шкіри, слизових оболонок верхніх дихальних шляхів та очей.
Ваговий метод є основним методом визначення кількості пилу.
При визначенні запиленості повітря певний об'єм повітря пропускається через матеріал, що фільтрує (скляну або бавовняну вату, фільтрувальний папір, синтетичну тканину). Маса фільтра внаслідок осадження пилу збільшується. Про кількість пилу судять різниці маси фільтра до і після відбору проби повітря.
Концентрація пилу виражається мг на кубічний метр повітря.
Окрім кількості пилу у повітрі важливе значення має його дисперсність.
Чим менше частинки пилу, тим довше вони можуть бути в повітрі і тим легше і глибше проникають в органи дихання.
Велику небезпеку організму людини становлять частинки діаметром менше 10 мкм.
Для визначення дисперсності пилу необхідні пиловий апарат, мікроскоп та два мікрометри – окулярний та об'єктивний.
Як пиловий апарат може бути використаний фотоелектричний лічильник аерозольних частинок. З його допомогою можна визначати не тільки кількість пилових частинок в одному літрі повітря, але й визначити міру дисперсності пилу.
Препарат для визначення дисперсності пилу готують шляхом осадження досліджуваного повітряного пилу на покривне або предметне скло, покрите тонким шаром гліцерину, вазеліну, канадського бальзаму або будь-якої іншої липкої речовини.
При пропусканні повітря через пиловий апарат порошинки фіксуються наповерхні скла. Отриманий пиловий препарат розглядають мікроскопом, використовуючи при цьому імерсійний об'єктив.
За допомогою мікроскопа визначають не тільки розміри порошин, але і їх форму. Пилинки з гострими краями сильніші, ніж порошинки з рівними краями, травмують слизові оболонки.