ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

Уже несколько лет Донбасс является болевой точкой экологической карты Украины. Платой за индустриализацию района является повышенная степень загрязненности окружающей среды. Промышленные отходы предприятий, выбросы в воздушный бассейн газов, пыли и сажи, сбросы в водные бассейны сточных вод ежегодно обостряют неблагополучную обстановку региона.

Рассмотрим загрязнение атмосферы. Главными загрязняющими веществами являются сероводород, фенол, диоксид серы и формальдегид.

Для определения диоксида серы используют колориметр, который производит измерения в диапазоне 0.0126 мг/м3 - 0.048 мг/м3, ПДК – 0.05 мг/м3 с относительной погрешностью 15%. Контроль ошибки измерения ведется по ГСО (гос. станд. образцам ).

Целью работы является: повышение быстродействия измерения объемной концентрации диоксида серы в атмосфере, путем применения спектрометричного оптикоабсорбционного метода.

МЕТОД

Для наблюдения за загрязнением атмосферы используются методики, основанные на использовании следующих физико-хи¬мических и физических методов: фотоколориметрии, атомно-абсорбционной спектрофотометрии, рентгенофлуоресцентный, квазилинейчатых спектров лю¬минесценции, потенциометрии, газовой хроматографии (ГХ).

Спектральные методы анализа являются наиболее распространенными способами исследования качественного и количе¬ственного состава загрязнений воздуха. Применение спектрофотометров в ряде слу¬чаев дает возможность улучшить метрологические характеристики методик благодаря более точной настройке на максимум светопоглощения, однако их стоимость обычно существенно выше.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРИБОРА

Электрическая схема колориметра сострит из преобразователей светового излучения в электрические сигналы (фотоприемников), измерительного усилителя постоянного тока (УПТ), стабилизаторов напряжения 6,3 В (для питания осветительной лампы) и (+60±15) В (для питания фотоэлемента), а также источников напряжения 18 В для питания УПТ, дифференциального и нормирующего, АЦП . Фотоприемники и усилитель постоянного тока со всеми регулирующими и коммутирующими элементами размещены в оптическом блоке, а стабилизаторы напряжения с сетевым трансформатором — в блоке питания.

БЕЗДИСПЕРСИОННАЯ АБСОРБЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

Методы качественного и количественного анализа состава веществ, основанные на способности веществ избирательно поглощать лучистую энергию (ЛЭ), получи ли широкое распространение как в практике научных исследований, так и при решении всевозможных аналитических задач, возникающих в различного рода производствах и часто имеющих определяющее значение для правильного. хода технологического процесса. Указанные методы являются разделом абсорбционной спектроскопии. Применение сложной и дорогостоящей спектральной аппаратуры для аналитических целей оправдано только тогда, когда разнообразие аналитических задач вызывает необходимость частого перехода от одних спектральных интервалов к другим.

В настоящее время бездисперсионная спектроскопия уже перестает быть собранием отдельных разнородных методов и приборов, а формируется как самостоятельное направление, причем входящие в него методы имеют ряд общих характерных позитивных признаков. Во-первых, светосила бездисперсионных приборов обычно на много превосходит светосилу дисперсионной аппаратуры. Поэтому сигналы, развиваемые приемниками ЛЭ, используемыми в бездисперсионных приборах, чаще всего во много раз превосходят сигналы, соответствующие флуктуационным порогам чувствительности этих приемников.

Во-вторых, вне зависимости от того, в какой области спектра поглощает определяемое вещество, способы выделения необходимых интервалов спектра в принципе аналогичны: 1) использование избирательного источника (или источников) ЛЭ; 2) использование избирательного приемника (или приемников) ЛЭ; 3) использование все возможных фильтров, выполненных из веществ, избирательно поглощающих ЛЭ, а также интерференционных фильтров и т. п.) различные комбинации указанных способов.

В-третьих, способы установки и смены анализируемых сред на пути потока или потоков ЛЭ однотипны для всех областей спектра. В-четвертых, измерительные схемы бездисперсйонных анализаторов также во многих случаях однотипны для всех областей спектра.

В настоящее время в подавляющем большинстве без дисперсионных анализаторов используются инфракрасное (ИК) излучение в диапазоне 2— 8 мкм.

Использование ИК-области от 8 до 30—35 мкм дает возможность значительно повысить избирательность, в первую очередь при анализе углеводородных газов и паров.

В ИК-области спектра энергия фотонов достаточна для возбуждения только колебательных и вращательных состояний молекул. Под действием ИК-радиации не возникают побочные необратимые взаимодействия между определяемым веществом и другими компонентами анализируемой среды (если только химические реакции не идут по иным причинам). Однако имеют место воздействия молекул неопределяемых компонентов среды на спектр поглощения определяемого компонента благодаря нехимическим взаимодействиям молекул, например меж молекулярным соударениям в газах.

ИК-спектры газов и паров в несравненно большей степени, чем соответствующие спектры жидкостей, специфичны для этих веществ. Поэтому избирательность при, анализе вещества в жидкой фазе в ИК-областя в случае перекрывания полос поглощения оказывается в принципе меньшей, чем при анализе того же вещества, в газовой фазе. Однако имеется несколько газов, таких, как двух атомные одноэлементные кислород, водород, азот, галогены, а также одноатомные инертные газы и пары металлов, которые из-за отсутствия у них электрического дипольного момента прозрачны в ИК-области.

В УФ-области спектры поглощения молекулярных газов и паров, как непрерывные, так и имеющие тонкую структуру, менее специфичны, чем в ИК-области. Поэтому бездисперсионный анализ газов в УФ-области менее избирателен, чем в ИК-области. При анализе атомарных газов и паров, имеющих линейчатый спектр в УФ и видимой областях спектра (и не поглощающих ИК-излучение), избирательность (и чувствительность) анализа исключительно велика.

Методическая документация кафедры ЭТ