Мониторинг окружающей среды ОАО "КЕРАМИН"

                                                (5.11)

где m₁, m ₂ – масса фильтровальной гильзы до и после аспирации, соответственно, г; t – продолжительность аспирации, мин; С – предварительная оценка запыленности газопылевого потока, г/м ³

 

Подготовка фильтровальных гильз. Фильтровальные гильзы для отбора проб пыли (рисунок 7) изготавливают из тонкостенных металлических цилиндров диаметром 5-15 мм с перфорированным дном. При подготовке к пробоотбору гильзу на 1/3-1/2 высоты плотно заполняют фильтрующим материалом – стекловолокном, под которое подкладывают фильтр из ткани Петрянова марки ФПФ-10-3. При температуре газов свыше 150 ⁰С вместо ткани Петрянова можно использовать ткань из кремнеземных нитей или базальтовую бумагу, выдерживающую температуру до 500 ⁰С. Тканевый фильтр помещается под волокнистую набивку для доулавливания мелких фракций пыли. Набивку фиксируют тампоном из стекловаты, который заменяют перед каждым новым измерением.

1 – сменный наконечник с диаметром  выходного отверстия d=4, 5, 6 или  8 мм и углом раскрытия входного конуса 30 ⁰С; 2 – стакан; 3 – гильза с перфорированным дном; 4 – накидная гайка; 5 – трубка; 6 – набивка из стекловолокна; 7 – прокладка; 8 – тампон из стекловаты; 9 – фильтрующая ткань.

Рисунок 7 – Пробоотборный зонд

Для определения оптимальной  плотности и высоты слоя комбинированной набивки фильтров собирают установку, состоящую из последовательно соединенных резиновыми шлангами фильтровальной гильзы, двустороннего алонжа для фильтров типа АФА-ВП, жидкостного манометра, реометра и аспирационного устройства. Фильтр АФА-ВП, доведенный до постоянной массы с точностью 0,0004 г, помещают между алонжами. Фильтровальную гильзу заполняют набивкой. В фарфоровую чашку помещают от 0,5 до 1,0 г пыли, подлежащей улавливанию при пробоотборе либо модельной, близкой по дисперсному составу и плотности. Пыль из чашки аспирируют через фильтровальную гильзу небольшими порциями в течение 1 часа при расходе                                                                              25-30 л/мин. Фиксируют гидравлическое сопротивление фильтровальной гильзы (разряжение у диафрагмы реометра). Определяют массу пыли, осевшую на фильтре АФА-ВП. Если она превышает 1% от массы исходной пыли, повторяют эксперимент с новой гильзой, имеющей больший объем набивки или большую плотность набивки. При достижении величины проскока менее 1 % оптимальную величину гидравлического сопротивления фильтра считают установленной и в дальнейшем придерживаются ее при набивке гильз фильтровальным материалом. Допускается использовать фильтровальные гильзы с гидравлическим сопротивлением не более 5 кПа. Если при гидравлическом сопротивлении менее                                                             5 кПа не удается достичь требуемой степени улавливания пыли, следует использовать гильзы большего диаметра.

Подготовленные в необходимом  количестве и пронумерованные фильтровальные гильзы промывают дистиллированной водой и выдерживают в течение 2 часов в сушильном шкафу при температуре несколько превышающей температуру исследуемых газов, но не ниже 105 ⁰С. После охлаждения гильзы поочередно помещают в стакан пробоотборного зонда и в течение 15 мин просасывают через них воздух с максимальным расходом, используемым при отборе проб.

Перед проведением измерений  гильзы высушивают в сушильном шкафу  при температуре 105 ⁰С до постоянной массы, принимая в качестве таковой результат взвешивания, отличающийся от предыдущего не более чем на 0,4 мг. Перед каждым взвешиванием гильзы охлаждают до температуры окружающей среды в эксикаторе над силикагелем или другим осушителем. Полученные значения массы гильз фиксируют в журнале в соответствии с их номерами. Подготовленные к отбору проб гильзы хранят до проведения измерений в герметичном беспыльном контейнере в вертикальном положении.

Отбор проб. Единичной, представительной по измерительному сечению, пробой пыли является суммарное количество пыли, осажденной в фильтровальной гильзе при изокинетической аспирации аэрозоля во всех точках измерения, принятых для данного сечения, причем продолжительность аспирации (время выдержки) во всех точках одинакова, а минимальное суммарное время отбора пробы t_C  в зависимости от запыленности газа оценивается по формуле (5.12).

                                            (5.12)

где W – средняя скорость газа в измерительном сечении, м/с; С – запыленность газа, г/м ³; г – минимальная масса отобранной пыли, обеспечивающая достоверность определения массового выброса, допускаемую настоящей методикой.

 

Продолжительность аспирации  в i-ой точке измерения t_i определяют по формуле (5.13).

                                                            (5.13)

где t_C – cуммарное время отбора пробы в данном измерительном сечении, мин; t_i – время отбора пробы в i-ой точке измерительного сечения, мин.

Утроенное значение t_C не должно превышать продолжительности стационарной работы пылевыделяющего оборудования, а величина t_i должна быть не менее 20 с.

Для отбора пробы пыли подготовленную фильтровальную гильзу вставляют пинцетом в стакан пробоотборного зонда и фиксируют сменным наконечником с диаметром входного отверстия d. Входное отверстие плотно закрывают пробкой из фторопласта и зонд выдерживают не менее 15 мин в газоходе для прогревания до температуры газа. Открывают входное отверстие и помещают зонд в первую точку измерения входным отверстием навстречу газовому потоку. Одновременно включают аспирационное устройство и запускают секундомер. По истечении расчетного времени выдержки t_i пробоотборный зонд, не вынимая из газового потока и не отключая аспирационное устройство, перемещают в следующую точку и т.д. При перемещении зонда из точки в точку секундомер не останавливают, за исключением случая, когда необходимо извлечь зонд из газохода для перехода на новую линию измерения. В этом случае, по истечении времени выдержки зонда в последней точке на данной линии измерения, одновременно останавливают секундомер, отключают аспирационное устройство и извлекают зонд из газохода, затем устанавливают его в первую точку на линии измерения и вновь запускают секундомер и включают аспирационное устройство. Установку зонда в определенную точку измерительного сечения осуществляют с помощью миллиметровой шкалы, нанесенной на пробоотборную трубку. За правильность ориентации зонда относительно оси газохода следят по пластинке-указателю, установленной на трубке. Расход газа поддерживают постоянным для каждой точки измерения. В процессе отбора пробы контролируют постоянство динамического напора газа по оси газохода, температуру и статическое давление  газа, а также соответствие параметров аспирируемого газа у диафрагмы реометра установленным в ходе подготовки к измерениям.

После завершения отбора пробы  пыли пробоотборный зонд извлекают  из газохода и, удерживая входным  отверстием кверху при включенном аспирационном устройстве, жесткой кисточкой очищают пыль с внутренней стенки наконечника, с тем, чтобы она увлекалась потоком аспирируемого воздуха внутрь фильтровальной гильзы. Фильтровальную гильзу извлекают пинцетом и помещают вертикально, отверстием кверху, в герметичный контейнер.

В одном сечении газохода отбирают не менее трех проб пыли.

В рабочем журнале  отражают схему пробоотбора с  указанием размеров измерительного сечения, координат точек измерения, скорости газа в них и соответствующих расходов газа при аспирации аэрозоля. Фиксируют также значения температуры, статического давления газа, парциального давления водяного пара в газоходе и у диафрагмы реометра, атмосферного давления.

Выполнение измерений. При  определении массового выброса  промышленной пыли выполняют измерения  следующих параметров:

• размеров измерительного сечения газохода;
• параметров газопылевого потока;
• параметров газа у диафрагмы реометра;
• времени отбора пробы (аспирации) в точке измерения;
• массы пробы пыли.

Определения массы отобранной пробы пыли проводят, высушивая фильтровальные гильзы с навесками пыли до постоянной массы. Аналогично поступают и с контрольными гильзами, которые не использовались для отбора проб. Если массу контрольных гильз не удается привести к исходной с точностью до 0,4 мг, результат измерения признают неудовлетворительным и, после выявления и устранения ошибок, операции по подготовке фильтровальных гильз и отбору проб производят заново. В качестве массы отобранной пыли m принимают разность масс фильтровальной гильзы после и до отбора пробы m₂ и m₁, соответственно, по формуле (5.14).

                                                    (5.14)

В случае, если масса навески отобранной пыли меньше 0,019 г результат измерений признается неудовлетворительным и из дальнейших расчетов его исключают.

Обработка результатов. Обработку  полученных данных и расчет результата наблюдения массового выброса пыли для единичного отбора пробы M выполняют по формуле (5.15).

                                                          (5.15)

где М – массовый выброс пыли, г/с; m – масса пыли, отобранной в данном измерительном сечении, г; D_E – эквивалентный диаметр измерительного сечения, м; t_C – суммарное время отбора пробы в данном измерительном сечении, мин; d – диаметр наконечника пробоотборного зонда, м.

В качестве результата измерения  массового выброса пыли принимают  среднее арифметическое <M> не менее  трех результатов наблюдений М, признанных достоверными.

Основные параметры и  результаты всех этапов определения массового выброса пыли фиксируют в протоколе по форме таблицы 12.

Таблица 12 – Результаты измерения массового выброса пыли

Номер наблюдения	1	2	3	4
Номер гильзы
Масса гильзы с набивкой до отбора пробы, m 1, г
Масса гильзы с набивкой после отбора пробы, m 2, г
Масса отобранной пыли, m, г
Продолжительность отбора пробы, tC, мин
Массовый выброс пыли, М, г/с
Результаты измерения M = <M>±0,25<M>, г/с

Гарантированный результат  определения массового выброса  пыли при установленной для настоящей  МВИ доверительной вероятности  Р=0,95 представляют в виде соотношения (5.16).

                                    M = <M>±0,25<M>, при P  0,95                                  (5.16)

Также в атмосферном воздухе  необходимо определять концентрацию SO₂, NO₂, CO. Делается это при помощи переносных автоматических газоанализаторов типа "Тесто". Данная методика разработана НПП "Природоохранные технологии" и имеет диапазон измерений - (0-2000) ррm, погрешность метода - 10%.

Для определения концентрации диоксида азота также используются переносные автоматические газоанализаторы  типа "Тесто". При этом диапазон измерений - (0-500) ррm, а погрешность метода – 10 %.

5.2 Сбросы сточных вод, поверхностные и подземные воды

5.2.1 Перечень  параметров наблюдения:

1. рН;

2. Содержание  взвешенных веществ;

3. ХПК;

4. Содержание  растворенного кислорода;

5. Содержание тяжелых металлов (Cr, Pb, Zn);

6. Концентрация сухого остатка;

7. Уровень подземных вод.

5.2.2 Отбор проб. Оборудование для отбора проб сточных вод должно отвечать следующим требованиям: не допускать изменения состава образца в результате адсорбции, испарения и т.п.; исключать возможность попадания посторонних веществ в контейнер. Материалом контейнера служит пластик. Для отбора проб применяют бутыли с широким горлом.

При отборе проб следует соблюдать  следующие правила:

- минимальная скорость отбора жидкой пробы должна составлять 0,5 м/с (во избежание расслоения фаз);

- интервал между отбором проб рекомендуется от 5 мин до 1 ч;

- минимальный диаметр отверстия пробоотборника от 9 до 12 мм;

- точность измерения объема пробы должна быть не менее 5 %.

При составлении программы  отбора проб необходимо учесть тенденции  изменения качественного и количественного  состава стоков в течение дня, недели, месяца, года. В том случае, когда контрольный период больше или равен одному году, стандарт приводит формулы для расчета  дней отбора проб в течение года.

Отбор проб происходит через определенные промежутки времени. Количество необходимых образцов выбирают на основе статистического анализа.

Время отбора одного сложного образца (т.е. образца, полученного смешением различных порций) может варьироваться от нескольких часов до нескольких дней. Длительность отбора ограничивается стабильностью содержащихся в образце веществ. В том случае, когда образец содержит органические компоненты, длительность не превышает 24 ч.

Хранение проб сточных  вод допускается лишь в том  случае, если анализ не может быть произведен сразу после их отбора. При этом необходимо строго соблюдать допустимые сроки хранения.

Для определения срока  сохранности воды в том состоянии, в котором она находилась в  момент взятия пробы, ее необходимо законсервировать.

При определении взвешенных веществ и рН воду не консервируют, к анализу приступают сразу после  отбора пробы.

При определении ХПК  пробу также не консервируют, но ее можно хранить при 3-4 ⁰С. К анализу приступают не позднее чем через 24 ч после отбора пробы.

При определении свинца в воде пробу консервируют прибавлением 3 мл концентрированной азотной кислоты  или ледяной уксусной кислоты  на 1 л пробы.

При определении хрома  в воде пробу консервируют, прибавляя 5 мл концентрированной азотной кислоты  на 1 л пробы.

При определении цинка  в воде пробу консервируют прибавлением 1 мл концентрированной серной кислоты  на 1 л пробы.

Т.к. определяемые в пробе  вещества не могут быть законсервированы одним и тем же способом, то такие  пробы отбирают в отдельные бутыли и проводят соответствующую для  каждого из определений консервацию.

Для отбора проб на поверхности  рек применяют обычные емкости  с широким горлом. При отборе проб воды следует фиксировать в документах место отбора.

Для определения влияния  места сброса сточных вод и  вод притока реки пробы отбирают выше по течению реки и в точке, где произошло полное смешение вод. Пробы отбирают по глубине, от берега до берега и вдоль по течению. Если загрязнения распределены равномерно по потоку реки, то для отбора проб подходит практически любое место. При неравномерном распределении загрязнений стандарт рекомендует отбор составных проб из разных точек. Но при этом нельзя оценить различия в концентрациях загрязнителей в разных местах реки. Составные пробы не отбирают для анализа растворенных газов и летучих компонентов.