Ауа атмосферасының үлгілерін талдау үшін H2S, SO2, NO2, CO шамаларына бақылау жүргізілді. Ауадағы зиянды заттарды анықтау төрт аумақта жүргізілді: ЖЭО аумағында, ең жақын үй ауласында, саябақ, жақын орналасқан мектеп ауласында. ЖЭО аумағынан басқа барлық пункттардағы концентрация шекті мәннен аспай, ең жоғары SO2 концентрациясы ЖЭО аумағында – 0,6 мг/м3 (шекті концентрация - 0,5 мг/м3), NO2 концентрациясы ЖЭО аумағында - 0,089 мг/м3 (Шекті концентрация - 0,085 мг/м3) болды.
Үлгі «Аспиратор ОП-431 ТЦ», құралымен РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы» негізделе жүргізілді. Ауа құрамы 3 реттен көп өлшенді. Аспиратор ОП-431 ТЦ газоанализаторда газдарды тұрақты потенциалда электролизге негізделген талдау әдісі қолданылды [1].
Шығын тудырушыда фильтр орнатылған. Фильтр үлгіні электронды таблода тіркелетін H2S, SO2, NO2, CO газдардың бөліктерінің дұрыс көрінуіне бөгет жасайтын қышқыл газдардан, органикалық заттардың буынан қорғап тұрады. Шығын тудырушы шығысында шығын стабилизаторы орналысқан. Ол 20 кПа кірістегі максимум қысымдағы шығын қателігін (0,3 ± 0,1) л/мин қылады. Өлшеу режимінде өлшенетін үлгі газоанализаторға түседі. Шығынды, қажетті газды алуды оператор басқару және индикация құрылғысы арқылы жүзеге асырады.
Азот диоксидінің концентрациясы келесі формуламен анықталды мг/м3 [2]:
Х=GV1/VV20, (1)
мұндағы G – азот диоксидінің мөлшері, мкг.
V1 –пробаның жалпы көлемі, мл;
V – талдауға алынған проба көлемі, мл;
V20 – талдауға алынған ауа көлемі.
Көміртегі тотығының концентрациясын анықтау әдісі газхроматографиялық әдіске негізделді:
X= 1000 a/V
X = cV/V20,
мұндағы a – графикпен анықталатын заттың құрылымы, мг;
V – булаушы хроматографқа енгізілетін ауа пробасының көлемі, мл;
с –графикпен анықталатын зат концентрациясы, мг/мл;
V20 –стандартты жағдайда пайда болатын ауа пробасының көлемі.
Ауа атмосферасындағы күкірт сутегі және күкірт диоксидін 0,003- 0,075 мг/м3 аумақта 80 дм3 көлемнен үлгі алу арқылы жүргізді. Ауадағы зиянды заттардың шекті концентрациясы нормативті талаптарға сәйкес: көміртегі оксиді- 5 мг/м3; азот диоксиді NO2 – 0,085 мг/м3; күкірт диоксиді – 0,5 мг/м3; күкіртсутегі – 0,008 мг/м3.
1 кесте – Қаладағы ауа атмосферасы
Үлгі алу жері | Бақылынытын заттар, мг/м3 | |||
H2S | SO2 | NO2 | CO | |
ЖЭО аумағында | 0,007 | 0,6 | 0,089 | 4,8 |
Ең жақын үй ауласы | 0,004 | 0,005 | 0,023 | 2,9 |
Саябақ | 0,001 | 0,019 | 0,027 | 2,1 |
Жақын орналасқан мектеп ауласында | 0,005 | 0,2 | 0,045 | 2,7 |
Шекті консентрация, мг/м3 | 0,008 | 0,5 | 0,085 | 5,0 |
Қаладағы ЖЭО аумағынан басқа барлық пункттардағы концентрация шекті мәннен асып кетпегені 1 кестеден көрініп тұр. Ең жоғары SO2 концентрациясы ЖЭО аумағында – 0,6 мг/м3 (шекті концентрация - 0,5 мг/м3); NO2 концентрациясы ЖЭО аумағында - 0,089 мг/м3 (Шекті концентрация - 0,085 мг/м3); SO2 , NO2 концентрациялары нормалық талаптағы шекті аумақтан асып тұр. Теориялық мәліметтерге сүйенсек «қаражыра көмірін» жаққанда бұндай жағдайлар байқалмауы керек болатын. Осындай тіркеу жұмыстары ЖЭО мамандарымен үнемі жүргізіліп тұрады. Сондай ауытқу тек бір рет, жел жоқ кезде, отқа көмір салынғаннан соң 5 минуттың ішінде жүргізілген тіркеу нәтижесінде алынды.
4 сағаттан кейін ЖЭО аумағында қайтадан жүргізілген тәжірибе нәтижесінде SO2 концентрациясы – 0,4 мг/м3 (шекті концентрация - 0,5 мг/м3); NO2 концентрациясы ЖЭО аумағында - 0,080 мг/м3 (шекті концентрация - 0,085 мг/м3) болды. Ауаны ластаушы зиянды қалдықтарды тіркеу айына төрт рет, күніне 3 рет жүргізіледі және орташа арифметикалық мәндері алынады. Орташа арифметикалық мәндерінде ешқандай ауытқу болмады. Салыстырмалы қателік 2 пайызды құрады.
Желдің жылдамдығы жоғары жерде ауаның құрамындағы зиянды заттар тез тарайды [3]. Егер жел жоқ жердегі ауа ластанған болса оны тазарту қиын болады. Ауа құрамындағы зиянды газдарды тіркеу тәжірибелері үнемі жүргізіліп отырады. Соның бірі, «КАЗЭКОПРОЕКТ» компаниясының қызметкері Д.В. Хорошунның «Ганг-4» газоанализаторын қолданып Семей қаласында жүргізген тәжірибесінің нәтижесі 2 кестеде келтірілді [4].
2 кесте – Қалалы жердегі жер беті атмосфера ауасындағы ластаушы заттардың концентрациясы
№ | Жел жылдам-дығы, м/с | Жел бағыты | СО мг/м3 | SO2, мг/м3 | NO2, мг/м3 |
1 | 2 | Солтүстік | 0,1 | 0,01 | 0,005 |
2 | 2 | Оң.Шығ. | 0,1 | 0,005 | 0,005 |
3 | 3 | Сол.Шығ. | ,01 | 0,018 | 0,005 |
4 | 2 | Сол.Шығ. | 0,3 | 0,01 | 0,005 |
5 | 2 | Оң.Шығ. | 0,1 | 0,019 | 0,016 |
6 | 2 | Солтүстік | 0,1 | 0,006 | 0,005 |
7 | 7 | Сол.Шығ. | 0,1 | 0,01 | 0,005 |
8 | 4 | Шығыс | 0,1 | 0,01 | 0.005 |
9 | 6 | Сол.Шығ | 0 | 0.007 | 0.005 |
10 | 5 | Шығыс | 0 | 0.01 | 0.005 |
Үлкен қалалардағы ауа атмосферасын ластаушылардың ішіндегі көп зиян келтіретіндерінің бірі автокөлік болып отыр. Экопосттарда газоанализатор арқылы көліктен шығатын ластаушы газ мөлшерін тіркейді. Қалаларда ық жерлер көп болғандықтан жер атмосферасына араласып кеткен улы газдардың тарауы баяу болғандықтан үлкен экологиялық қауіп туады. Олар адам ағызасына түскенде бәрінен бұрын тыныс жолдарын зақымдайды. Атмосфераны жылу энергетика орталықтарынан бөлінетін газдардың ластануынан туатын адам ағызасындағы бұзылулар 3 кестеде келтірілді.
3 кесте - Атмосфераны жылу энергетика орталықтарынан бөлінетін газдардың ластануынан туатын адам ағызасындағы бұзылулар
Құраушы | ШРК, мг/м3 | МЕМ СТ 12.1. 005 бойынша қауіп класы
| Ағызаға әсер ету сыйпаты | Ауа ортасын бақылауға ұсынылатын құралдар |
NO | 5 | 3 | Орталық жүйке жүйесіне тікелей әсер етіп, талма және сал ауруын тудырады | Нитрон |
NO2 | 2 | 3 | Тыныс алу жолдарын зақымдап, өкпе ісігін тудырады | Анкат-7654 |
SO2 | 10 | 3 | Тыныс алу жолдарын зақымдап, бронх спазмын тудырып, тыныс алуды нашарлатады | Анкат-7621 |
NH3 | 20 | 4 | Жас аққыштық пен көздің шаншып ауыруын, тұншығу, бас айналу тудырады | СА-2 |
H2S | 10 | 2 | Тыныс алу жолдарын зақымдап, сал ауруын тудырады | Анкат-7621 |
СО | 20 | 4 | Қан құрамындағы оттегін азайтып, тұншығу тудырады. Күнделікті улану жүрек қантамырлары, тыныс алу жолдары, жүйке жүйелерінің күрделі ауруларына әкеледі | Палладий-3 Ифан-3 Анкат-7621 |
Өлшеулерді орындау кезінде мынадай шарттар орындалды:
- 20 ºС-тан 30 ºС дейін қоршаған ауа температурасы;
- 30 % -дан 80 % дейін ауаның салыстырмалы ылғалдығы;
- аппаратура қуатына арналған айнымалы ток кернеуі (220 ±22) В;
- айнымалы ток жиілігі (50±1) Гц;
- хроматограф жұмысына əсер ететін сыртқы электр жəне магнитті өрістер, механикалық əсерлер болмады;
- агрессивті газдар мен булардың мөлшері санитарлық нормалар шегінде болды [5].
Өлшеулерді орындау кезінде мынадай өлшеу құралдары, қосымша құрылғылар жəне материалдар қолданылды:
- ПИД детекторы бар, ұзындығы 3 м, ішкі диаметрі 2 мм жəне сыртқы диаметрі 3 мм Garboxen 1000 80/100 аналитикалық бағанасымен жұмыс істеуге арналған құрылғысы бар, сутек генераторы жəне сығымдағышы бар газ хроматографы;
- ГГС-03-03 типтегі газ қоспаларының генераторы;
- БАММ-1 типтегі барометр-анероид;
- ГОСТ 28498 бойынша психрометриялық гигрометр;
- ИРГ-100 типтегі газ шығынын өлшегіш;
- № KZ 03.01.00239-2010, № KZ 03.01.00241-2010 ҚР МӨЖ тізілімінде ГОСТ 8.315 бойынша құрамның стандартты үлгілері;
- МЕМСТ 9293 бойынша А маркалы газ тəрізді азот;
- 0,1 ppm төмен көміртек тотығынан газдарды каталитикалық тазартуды қамтамасыз ететін органикалық қосымдар мен оттегіден газ-тасымалдағышты тазартуға арналған сүзгі.
Сорбенттерді қайта қалпына келтіру. Garboxen 1000 80/100 аналитикалық бағанада сорбентті қайта қалпына келтіруді хроматографқа арналған пайдалану құжаттамасына сəйкес хроматографтың электрондық блоктарын жұмысқа дайындау, газ- тасымалдағыштың қажетті шығынын орнату жəне температуралық режимдерді орнату тəртібін сақтай отырып газ-тасымалдағыштың тогында жүргізеді. Бағаналарды қайта қалпына келтіруді 160 ºС температура жəне газ-тасымалдағыштың 20 см3/мин шығыны кезінде 6 сағат бойы жүргізеді.
Өлшемдеуді жүргізу жəне талдау процесінде алынған сараптамалық деректер ұстау уақыты, шың ауданы жəне өлшенетін құрауыштың көлемдік үлесі мəнін құрайтын аналитикалық есепті ұсынумен өңделеді. Өлшеулерді орындау процесінде алынған сараптамалық деректер хроматографиялық деректерді жинау жəне өңдеу программасы бар дербес компьютерімен автоматты түрде өңделеді. Құрауыштардың идентификациясын талдау жəне өлшемдеу кезінде хроматограф параметрлерінің бірдейлігі жағдайында өлшемдеу газындағы белгілі құрауыштарды ұстау уақытымен белгілі құрауышты ұстау уақытын салыстыру жолымен жүргізеді (1 сурет).
А, нм |
1 - УВИД алынған хроматограмма; 2 - ЭХД алынған хроматограмма; А – толқын ұзындығы 242 нм-дегі ультракүлгін жұту; S - ЭХД сигналы; tR – ұстау уақыты
1 сурет – Өлшеулерді орындау процесінде алынған сараптамалық деректер диаграммасы
Өлшеу нəтижелерінің статистикалық өңдеуі. Өлшеу нəтижесін есептеу. Өлшеу нəтижелерінің мөлшерлі түсіндіруі үшін абсолютті өлшемдеу əдісін қолданады.
Көміртегі тотығының көлемдік үлесін Ci, %, мына формула бойынша есептейді:
, (2)
мұндағы AИi - талдау кезінде құрауыш шыңдарының ауданы, мкВ·с; CГ - өлшемденген газдағы құрауыштың көлемдік үлесі, %; Ar - өлшемдеу кезінде құрауыш шыңдарының орташа, мкВ·с.
Белгісіз компоненттің мөлшерінің әсер етуінде қосымша рұқсат етілетін қателік 4 кестеде белгіленген.
4 кесте - Белгісіз компоненттің мөлшерінің әсер етуінде қосымша рұқсат етілетін қателік
Белгісіз компонент | Белгісіз компоненттің мөлшері, кем емес |
Күкірт сутегі | 10,0 мг/м3 |
Күкірт диоксиді | 10,0 мг/м3 |
Көміртек диоксиді | 1,0% көлемдік үлесі |
Метан | 0,1% көлемдік үлесі |
Ауадағы СО 0,0024% мг/л, , , , , , .
2 сурет – көміртегі тотығының көлемдік үлесін Ci, %
5 кесте – метрологиялық сипаттама [6].
Құрауыш | Көлемдік үлес, % | Қайталануш ылық көрсеткіші, σr
| Зертхана ішілік дəл нəзіктік көрсеткіші, σRл | Дұрыстыл ық көрсеткіші, σСл
| Дəлдік көрсеткіші, ±δ л
|
Көміртек тотығы | 0,0001-ден 0,001 дейін қоса алғанда
| 0,5 | 1,0 | 2,0 | 2,5
|
0,001 жоғ. « 0,01 « | 0,3 | 0,8 | 1,5 | 2,0
| |
« 0,01«0,1« | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 1,5 |
Өлшеу нəтижелерінің дəлдігін бақылау. Бақылауды жүргізу үшін газ қоспасының бақылау үлгісінде құрауыштың көлемдік үлесін өлшеуді орындайды. Бақылаудың оң нəтижесі мына шартты орындау болып саналады:
,
мұндағы Cөлш- осы стандарт бойынша өлшенген бақылау үлгісіндегі құрауыштың көлемдік үлесі, %; Сат - салыстырып тексеретін газ қоспасының құрауышының көлемдік үлесі, %; Δөлш- өлшеу дəлдігі, %; Δат - стандартты үлгіге арналған паспортта көрсетілген құрауыштың көлемдік үлесі мəнінің абсолютті қателігі 0,00005 (Δат 0,5 Δөлш аспауға тиіс). 1,1 . Δөлш төмендегі формула бойынша есептелінді:
, (3)
NOx мен NOx шығындыларды төмендету тәсілдері 3 сутертте берілген.
3 сурет – NOx мен NOx шығындыларды төмендету тәсілі |
NOx мен NOx шығындыларды төмендету тәсілі
|
Отынды әзірлеу сатысында |
Отынды жағы сатысында |
Газдарды тазалау сатысында |
Мазуттың жоғары температура-дағы қыздырылуы |
Көмір шаңын жылулық дайын-дау |
Таза отынды алу |
Күкірт қоспасынан отынды тазалау |
Отынды газдан-дыру |
NOx -тен NOx –ге қалпына келу |
Түтін газдарын таза-лау |
Режимді іс шаралар |
Коструктивті іс шаралар |
Ауа жеткіліксіздігін төмендету |
Сатылы (кезеңді) жағу |
Жылытқыш конструкцияларын жақсарту |
Ыстық ауаның температурасын төмендету |
Түтін газдарын қайта айналдыру |
Ылғылдың шашырау |
Қазандық конструкцияларын жақсарту |
Айнаудағы қабатта жану |
Қолданылған әдебиеттер
- Кашкаров А. Бытовые современные счетчики газа и газоанализаторы для практического применения/ -ДМК Пресс, 2015 – 102 с.
- Спектор А.А. Большая книга химических элементов. Путеводитель по периодической таблице – М.: АСТ, 2018 -159 с.
- Зарубина, Л. Теплоизоляция зданий и сооружений. Материалы и технологии / - М.: БХВ-Петербург, 2013. - 256 c.
- Хорошун Д.В. Экологический мониторинг состояния окружающей среды месторождения Кумколь // Вестник КазНУ. Серия экологическая. №2 (41). 2014 – с.127-134
- Пинигин М.А. Теория и практика оценки комбинированного действия химического загрязнения атмосферного воздуха // Гигиена и санитария. – 2001 – с.123-131
- Баубеков, С. Ж. Стандарттау, сертификаттау және метрология: оқулық - Алматы: CyberSmith, 2017. - 327 б.
