Материал: Математические методы системного анализа и управления. Проблемно-ориентированные информационные технологии. Проскурин Д.К., Сысоев Д.В

ВЫПУСК № 1-2 (11-12), 2018

ISSN 2618-7167

Выбросы вредных веществ в атмосферу

ного определения, выполняемого стандарт-

на асфальтобетонных заводах (АБЗ) содер-

ным способом, особо надежным, но слож-

жат следующие вредные примеси: окись уг-

ным и поэтому не часто применяемым, либо

лерода, сернистый ангидрид, суммы окислов

путем анализа контрольной смеси известно-

азота-, углеводородов нефти (включая бен-

го состава.

зин), летучие фенолы, а также бенз-а-пирен.

При выборе метода определения не

Воспроизводимость результатов экспе-

следует предъявлять чрезмерных требований

риментальных измерений проверяем опреде-

к точности анализа, так как это часто приво-

лением стандартного отклонения S по фор-

дит к неоправданному усложнению и удоро-

муле:

жанию контроля. В качестве минимальной

определяемой концентрации можно вполне

∑(xi − x̅)2

S = ±√

(1)

принять 10 % от предельно допустимой кон-

центрации ингредиента. В отношении пра-

n − 1

вильности и воспроизводимости метода сле-

где хi - единичные значения измерений; x -

дует учитывать, что и предельно допустимые

среднее значение из всех единичных значе-

концентрации представляют собой прибли-

ний; n - число единичных значений.

женные значения, так что воспроизводи-

Стандартное 5 отклонение, рассчитан-

мость с точностью 5% от измеренного зна-

ное по вышеприведенной формуле (в про-

чения является, как правило, вполне доста-

центах от среднего значения) характери-

точной и соответствует нормативным требо-

зует воспроизводимость и

доверительный

ваниям.

интервал.

При исследовании воздушных выбро-

Правильность метода

анализа может

сов предприятий контроль может быть не-

быть проверена либо с помощью контроль-

прерывным или периодическим. Для полу-

чения постоянной информации о составе вы-

© Сазонова С.А., Манохин В.Я., Николенко С.Д., 2018

бросов наиболее удобны системы автомати-

ческого непрерывного контроля. Если такой

щую из пробоотборной трубки и газоопреде-

контроль на предприятии не осуществляется

лителя.

или осуществляется не по всем компонен-

Газоопределитель ГХ-4 представляет

там, то при инвентаризации проводятся пе-

собой портативный прибор ручного действия

риодические определения

состава воздуш-

для ускоренного определения концентраций

окиси углерода, сернистого ангидрида, окис-

ных выбросов.

лов азота и т.д., и может быть применен в

Для периодического

контроля могут

условиях АБЗ для определения концентра-

быть использованы экспресс-методы, позво-

ций в воздуховоде. Газоопределитель состо-

ляющие получить результаты анализа непо-

ит из индикаторных трубок (особые на каж-

средственно на месте, отбора пробы или ме-

дое из перечисленных веществ) и мехового

тоды, включающие отбор проб с последую-

аспиратора для просасывания через трубки

щей обработкой их в лаборатории (спек-

исследуемого воздуха. Действие прибора ос-

тральные, хроматографические и т.д.).

новано

на

использовании

специфических

Преимущества

экспресс-метода

в

цветных

реакций, протекающих в индика-

торных трубках между определяемым газом

быстроте и простоте определения, а также в

и специальным реактивом,

нанесенным на

возможности получать сведения о составе

твердый носитель (силикагелъ), и измерении

смеси непосредственно в момент замера. Не-

длины

окрашенного

слоя,

являющегося

достатком же является невысокая точность

функцией

концентрации

анализируемого

анализа.

вещества. Пределы измеряемых концентра-

Преимущество

методов,

требующих

ций приведены в табл. 1.

обработки отобранной пробы в лаборатории,

Время просасывания 1000 мл пробы, в

в возможности значительно повысить

точ-

сек, не более: при определении окиси угле-

ность определения. В статье проводим кон-

рода, сероводорода и сернистого газа - 150;

окислов азота - 300. Погрешность прибора +

трольные замеры концентраций с использо-

20-25%.

ванием фотоэлектроколориметра

ФЭК-56М

Универсальный переносной газоанали-

и хроматографа Газохром 3101.

затор типа УГ-2 предназначен для ускорен-

Для экспресс анализов в статье исполь-

ного определения в воздухе сернистого ан-

зовался линейно-колористический принцип

гидрида, окиси углерода, окислов азота, се-

определения, основанный на адсорбции

роводорода, ацетилена, хлора, аммиака, эти-

твердым сорбентом определяемого компо-

лового эфира, бензина, бензола, толуола,

нента с одновременным протеканием цвет-

ксилола, ацетона, углеводородов нефти (ке-

ной реакции между

этим

компонентом и

росина осветительного, тракторного топлива

Т-2, TC-1

и уайт -

спирита).

Применение

нанесенным предварительно на сорбент ре-

прибора возможно при давлении 740-780 мм

активом. Для целей

экспресс-анализа

ис-

рт.ст., относительной влажности не более

пользовались приборы ГХ-4 и УГ-2. Отбор

90%, температуре - от 10 до 30 °С.

проб осуществлялся через систему, состоя-

Таблица 1

Концентрации, измеряемые с помощью ГХ-4

Пределы измеряемых

Определяемый газ

Формула

Объем исследуемой

концентраций по шкале

пробы, мл

Объемных, %

мг/м3

Окись углерода

СО

1000

0-0,002

0-250

Окись углерода

СО

100

0-0,2

0-2500

Сернистый газ

SO2

1000

0-0,007

0-200

Сероводород

H2S

1000

0-0,0066

0-100,1

Окислы азота

NO+NO2

1000

0-0,005

0-102,6

ВЫПУСК № 1-2 (11-12), 2018

ISSN 2618-7167

Основные параметры работы газоана-

личного от исходного,

причем длина окра-

лизатора - продолжительность просасывания

шенного столбика индикаторного порошка в

исследуемого

воздуха в

зависимости

от

трубке пропорциональна концентрации ана-

определяемого

газа

(пара),

сроки годности

лизируемого газа в. воздухе и измеряется по

индикаторных порошков с момента их при-

шкале, градуированной в мг/м3. При прове-

готовления, указанного на ампулах, которые

дении анализа объемы просасываемого воз-

соответственно приведены в табл. 2 и табл.

духа, указанные на головке штока, и шкале

3. Погрешность прибора 20 %.

Принцип работы основан на просасы-

должны совпадать.

Цвета индикаторных порошков после

вании через индикаторную трубку воздухо-

просасывания исследуемого воздуха, приме-

заборным устройством воздуха, содержаще-

си, улавливаемые фильтрующим патроном, и

го вредные газы, которые концентрируются

примеси, мешающие определению при ана-

на поверхности адсорбента. При этом проис-

лизе, указаны в табл. 2.

ходит образование

цветного продукта,

от-

Таблица 2

Индицирующие и фильтрующие реагенты

Цвет индика-

Примеси,

Анализируемый газ

Примеси, улавливаемые

мешающие

торного порошка

(пары)

фильтрующим патроном

определению при

после анализа

анализе

Сернистый

Белый

Сероводород, аммиак, двуокись азота,

ангидрид

туман серной кислоты, пары воды

Ацетилен, этилен, бензин, бензол и

Окись углерода

Коричневый

его гомологи, спирты, ацетон,

Карбонилы металлов

(кольцо)

соединения серы, хлора, окислы

азота, дихлорэтан, сероуглерод

Сероводород

Коричневый

Маркаптаны

Хлор

Красный

Бром, йод, окислите-

ли, хлорамины

Галоиды (хлор, бром,

йод), озон в

Окислы азота

Красный

концентрациях,

превышающих

допустимую в 10 и

более раз

Бензин

Светло-

Углеводороды ароматического и не-

коричневый

предельного рядов

Углеводороды

Бензол

Светлозеленый

Пары воды

жирного и аромати-

ческого рядов

Углеводороды

Светло-

Пары воды, углеводороды

нефти (включая

ароматические (бензол, толуол,

коричневый

бензин)

ксилол) и непредельные

Таблица 3

Параметры работы УГ-2

Продольность хода

Общее время

Просас.

Пределы

штока до защелкива-

Срок

Анализируемый газ

просасывания

объемы,

измерения,

ния (время

годности

(пары)

исследуемого

(мл)

(мг/м3 )

защелкивания)

(мес)

(мин., сек)

воздуха (мин)

Сернистый ангидрид

300

0-30

1’50” 2’40”

5

8

60

0-200

мгновенно

3

Окись углерода

220

0-120

3’20”

4’40”

8

18

60

0-400

мгновенно

5

-

Сероводород

300

0-30

2’20” 3’20”

5

20

30

0-300

мгновенно

2

Хлор

350

0-15

4’45”

5’30”

7

24

100

0-80

0’20”

0’25”

4

Окислы азота

325

0-50

4’20”

5’30”

7

16

150

0-200

1’20”

2’10”

5

-

Бензол

350

0-200

4’15”

4’50”

7

24

100

0-1000

0’20”

0’23”

4

Углеводороды

нефти

300

0-1000

3’20”

3’50”

7

24

(включая бензин)

Исследование выбросов вредных ве-

грамм [9, 10, 11, 12]. Для решения постав-

ществ при технологическом производстве

ленных задач необходимо обеспечение ин-

асфальтобетона необходимы для разработки

формационной безопасности [13, 14, 15].

мероприятий для обеспечения

требуемого

Комплексное решение рассмотренных задач

уровня экологической безопасности и без-

с последующей оценкой результатов и при-

опасности труда на опасных и вредных про-

нятием необходимых мер по улучшению

изводствах.

условий труда и обеспечению безопасности

При обеспечении требуемого уровня

труда на вредных и опасных производствах

безопасности на

предприятии

необходимо

является направлением дальнейших иссле-

дополнительно учитывать возможные опас-

дований.

ности производственного процесса при по-

Библиографический список

даче газа и других опасных веществ, напри-

мер рассмотренных в работах [1, 2, 3]. Так

1. Сазонова, С.А. Оценка надежности

же необходимо

обеспечивать

требуемый

работы сетевых объектов / С.А. Сазонова //

уровень пожарной и комплексной [4] без-

Вестник

Воронежского института

высоких

опасности. Для определения времени, необ-

технологий. - 2016. - № 1 (16). - С. 40-42.

ходимого для эвакуации людей при пожаре

2. Сазонова, С.А. Управление гидрав-

потребуется решить задачи по прогнозиро-

лическими системами при резервировании и

ванию опасных факторов пожара [5, 6]. Не

обеспечении требуемого уровня надежности

герметичность трубопроводных систем по-

/ С.А. Сазонова // Вестник Воронежского ин-

дающих газ для технологического процесса,

ститута

высоких

технологий. -

2016. -

а так же возможные выбросы мазута, могут

№ 1 (16). - С. 43-45.

привести к авариям [7, 8]. Диагностику тру-

3. Сазонова, С.А. Комплекс приклад-

бопроводных систем необходимо выполнять

ных задач в области проектирования, обес-

с помощью математических моделей пото-

печивающих безопасность функционирова-

кораспределения

численно реализуемых с

ния гидравлических систем / С.А. Сазонова //

использованием

пакетов прикладных про-