Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Экоаналитические средства. Требования, предъявляемые к экоаналитическим…
Экоаналитические средства. Требования, предъявляемые к экоаналитическим средствам
Определение и требования к экоаналитическим средства
Технология контроля окружающей среды – это совокупность методов (способов) и зафиксированная последовательность операций (процедур) осуществления наблюдений (измерений) показателей окружающей среды в процессе экологического мониторинга с помощью технических и иных средств для получения (производства) информации о состоянии окружающей среды и наличии в ней загрязнений, их характере, качественном составе и количественном содержании в объектах среды
Средства контроля окружающей среды (средства экоаналитического контроля) – совокупность приборов и других технических приспособлений (устройств) для осуществления мониторинга загрязнений окружающей среды
К которым относятся: приспособления для отбора из объектов окружающей среды проб, их хранения, транспортировки, идентификации или непосредственного обнаружения загрязняющих веществ или физических факторов в контролируемой среде, а также устройств для обработки, отображения и передачи получаемой соответствующей информации
Требования к экоаналитическим средствам можно подразделять на
К вспомогательному и испытательному оборудованию лабораторий
К средствам метрологического обеспечения
Требования к самим средствам измерения
К методикам выполнения измерений
Требования к результатам экоаналитических работ
В соответствии с Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» к результатам измерений в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора предъявляются определенные требования, основными из которых являются следующие
Результаты измерений должны быть выражены в установленных единицах физических величин
Погрешность каждого результата должна быть известна, эта погрешность не должна превышать установленных норм
Различными нормативными документами в отдельных случаях предъявляются требования воспроизводимости и сопоставимости результатов
Существенным является требование минимизации затрат на проведение измерений
Одним из самых серьезных требований во многих случаях является обеспечение юридической силы результатов измерений в связи с тем, что они являются основанием для начисления платежей, штрафов, возбуждения исков и др.
Требования к средствам измерений
Прежде всего СИ должны пройти испытания с целью утверждения типа средств измерений (ПР 50.2.009-94 «ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждение типа средств измерений»)
После получения положительного результата испытаний такие средства измерений включаются в установленном порядке в Государственный реестр средств измерений (ПР 50.2.011-94 «ГСИ. Порядок ведения Государственного реестра средств измерений»). Сертификат на СИ установленного типа выдается на определенный срок (не более 5 лет)
При эксплуатации СИ необходимо соблюдать установленную в техническом паспорте СИ область применения: от этого зависит как долговечность работы прибора или датчика, так и юридическая обоснованность получаемых результатов с его помощью
Нормативными документами установлен нижний предел обнаружения загрязняющего вещества в объектах окружающей природной среды - обычно он составляет от 0,1 ПДК (для почвы) до 0,8 ПДК (для атмосферного воздуха). При выборе СИ этот факт также необходимо учитывать
Особое внимание следует уделить соблюдению в процессе измерений установленных нормативными документами норм погрешности измерений: ГОСТ 27384 - 87 «Вода. Нормы погрешности определения показателей состава и свойств». ГОСТ 17.24.02 - 81 «Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ»
Для СИ универсального назначения (спектрофотометры, полярографы, хроматографы и т. д.) большое значение имеет обеспеченность СИ аттестованными методиками выполнения измерений (далее - МВИ)
Для удобства хранения и обработки результатов измерений прибор должен быть оснащен выходом, позволяющим осуществлять его интерфейс с компьютером
Исходя из принципа минимизации затрат на эксплуатацию прибора, необходимо обращать внимание на то, что СИ должно быть обеспечено поверкой не только на заводе - изготовителе, но и в том регионе, где оно реально будет установлено
Немаловажными требованием является низкая стоимость эксплуатации прибора
Приборы, предназначенные для массовых анализов, не должны требовать очень высокой квалификации исполнителя
Для импортных приборов существенным является требование наличия технической документации на русском языке, а также русскоязычного программного обеспечения для СИ
Ремонт прибора не должен быть очень дорогим
Отдельные требования предъявляются к СИ, имеющим в своем составе источники ионизирующих излучений. Такие СИ подлежат обязательной регистрации в органах МВД и Минздрава России, а эксплуатация таких СИ без получения соответствующей лицензии Госатомнадзора России запрещена
Требования к вспомогательному оборудованию
К вспомогательному оборудованию относят устройства и приспособления, которые не применяются непосредственно для получения аналитического сигнала, но используются в процессе отбора проб и подготовки их к анализу
В качестве желательных характеристик можно указать долговечность, надежность в работе, невысокие водо- и энергопотребление, легкость монтажа, отсутствие побочных эффектов при работе, компактность, безопасность, безопасность для персонала
Требования к испытательному оборудованию
Наличие утвержденной методики аттестации
Своевременное проведение аттестации и оформление ее результатов в виде акта
Наличие в составе испытательного оборудования средств измерений, позволяющих осуществлять контроль параметров внешних воздействий в ходе испытаний
Требования к средствам метрологического обеспечения
К средствам метрологического обеспечения экоаналитического контроля относятся: стандартные образцы (состава или свойства вещества), эталоны сравнения, поверочные газовые смеси (ПГС), различные генераторы, разбавители веществ и т. д. ГОСТ Р 8.315 -97 «Стандартные образцы состава и свойств вещества. Порядок изготовления. Аттестации и применения»
Так поверочные газовые смеси и стандартные образцы должны быть внесены в соответствующий раздел Государственного реестра СИ, конкретные ПГС и СО не должны иметь истекший срок годности, недопустимо использовать СО или ПГС с истекшим сроком утверждения типа СО
Требования к методикам выполнения измерений
Ст. 9 Закона РФ «Об обеспечении единства измерений» устанавливает ограничение на применение только аттестованных МВИ. В ГОСТ Р 8.563 - 96 «ГСИ. Методики выполнения измерений» изложены требования к разработке, аттестации и применению МВИ
Требования к средствам пробоотбора
Особые требования, предъявляемые к средствам пробоотбора, связаны с необходимостью обеспечения репрезентативности и воспроизводимости при отборе проб объектов окружающей среды, а также с возможностью потери части информации при транспортировке и хранении проб
Действующими нормативными документами установлены различные требования к средствам пробоотбора
Так, электроаспираторы, применяемые для отбора проб атмосферного воздуха и промышленных выбросов в атмосферу, должны обеспечивать
Возможность непрерывной работы в течение 20 мин.
Поддержание стабильного расхода воздуха при отборе
Отбор проб одновременно через несколько каналов
Определение объемного расхода с погрешностью не более 5 % для атмосферного воздуха и до 10 % для промышленных выбросов в атмосферу
В настоящее время в РФ существует два вида оценки технической компетентности аналитических и испытательных лабораторий
Аккредитация испытательных и аналитических лабораторий
Оценка состояния измерений
Средства контроля воздушных и других газообразных сред. Газоанализаторы
Средства контроля воздушных сред подразделяют на:
• системы (комплексы)
• приборы
• другие технические средства контроля загрязнения (ТСКЗ) воздушного бассейна
• ТСКЗ атмосферы
• ТСКЗ воздуха населенных мест и жилых помещений
• ТСКЗ воздуха рабочей зоны и производственных помещений
• ТСКЗ выбросов и паровоздушных смесей, поступающих в атмосферу
По степени автоматизации:
на автоматические автоматизаторы и газосигнализаторы
неавтоматические приборы и другие
На российском рынке более всего распространены автоматические газосигнализаторы, которые постепенно замещаются газоанализаторами
Они чаще всего используются при полевом контроле «на месте» для решения первой задачи в технологической цепочке - «поисковой», а также для предварительных и весьма приблизительных («полуколичественных») измерений
Всего в Госреестре зафиксировано более 150 марок отечественных (35 %) и импортных (около 65 %) газоаналитических приборов, являющихся аттестованными
Они могут быть сгруппированы следующим образом:
• промышленные газоанализаторы - более 60 (> 40 %)
• анализаторы атмосферного воздуха - около 50 (30 %)
• газоанализаторы транспортных выбросов - около 20 (13%)
• аппаратура контроля пыли и дымности - около 20 (13 %)
• иные (экспресс - определители и др.) - более 5 (около 4 %)
При лабораторном экоаналитическом контроле загрязняющих веществ в воздухе фоновых районов в основном применяется технология с разделенными процедурами отбора и измерения показателей проб
Типы средств:
• фотометры и спектрофотометры 50 % (>60 методик)
• хроматографы 20 % (30)
• атомно-абсорбционные спектрометры 10 % (15)
• потенциометрические приборы 4 % (5)
• флуориметры и титраторы по 2.5 % (по 3),
• кулонометры и весовые приборы по 1,5 % (по 2),
• остальные
фотометры, хроматографы и атомно-абсорбционные спектрометры могут решаться примерно 80% всех основных экоаналитических задач контроля воздуха
Газоанализаторы вредных веществ
газоанализатор представляет собой прибор, в котором отбор проб воздуха, определение количества контролируемого компонента, выдача и запись результатов анализа проводится автоматически по заданной программе без участия оператора.
Термокондуктометрические газоанализаторы
Принцип работы основан на зависимости теплопроводности газовой смеси от ее состава. Чувствительным элементом анализаторов этого типа являются тонкие платиновые нити
Термохимические газоанализаторы
Принцип их работы основан на измерении теплового эффекта каталитической реакции, в которой участвует контролируемый компонент.
Магнитные и термомагнитные газоанализаторы
Принцип работы основан на измерении физических свойств газовой смеси под воздействием магнитного поля.
Кулонометрические газоанализаторы
Принцип работы основан на измерении предельного электрического тока, возникающего при электролизе раствора, который содержит определяемое вещество, являющееся электрохимическим деполяризатором.
Ионизационные газоанализаторы
Принцип работы основан на измерении ионного тока, возникающего в процессе ионизации исследуемого газа.
Фотоколориметрические газоанализаторы
Принцип работы основан на использовании специфической реакции, сопровождающихся образованием или изменением окраски взаимодействующих веществ.
Оптико - акустические газоанализаторы
. Принцип работы основан на поглощении инфракрасного излучения газом.
Хемилюминисцентные газоанализаторы
. Принцип работы основан на измерении интенсивности люминесценции продуктов химической реакции определяемого компонента с реагентом.
Флуоресцентные
.Принцип работы основан на измерении интенсивности флуоресценции определяемого компонента под действием УФ - излучения.
Лазерные
Основан на зависимости изменения оптических свойств анализируемой смеси от концентрации определяемого компонента.
Интерференционные
Принцип работы основан на поглощении веществом лазерного излучения определенной длины волны.
Классификация экоаналитических средств
В настоящее время существует несколько классификаций средств измерений. Так, средства экоаналитических измерений можно разделить на три группы
Автоматические и неавтоматические
Мобильные и стационарные (носимые, переносные, перевозимые)
Анализаторы и сигнализаторы
Универсальные СИ-измеряющие содержание практически любых веществ различных классов
Бывают
Групповые- анализирующие ряд сходных по свойствам веществ одного класса или группы
Целевые - специфичные к конкретным веществам
По анализируемой среде
Газоанализаторы
Аква - анализаторы
Анализаторы сыпучих тел
По способу регистрации результатов
Аналоговые
Цифровые
Одной из наиболее широко применяемых является классификация по методу измерений
При совмещении всех вышеуказанных оснований и при дальнейшей детализации средств измерений по особенностям анализируемых сред формируется широко применяемая в настоящее время на практике «прагматическая» классификация СИ, которая используется, в том числе при введении российского Государственного реестра СИ. Деление средств измерений на группы и подгруппы в ней осуществляется по контролируемой среде, по ее особенностям, а далее по методам, классам и видам определяемых веществ
Технические средства для контроля загрязненности вод и других жидкостей.
технические средства для контроля загрязненности вод и других жидкостей распространены несколько меньше
В энциклопедии «Экометрия» средства для контроля параметров вод подразделяются на:
• приборы для измерения концентрации загрязняющих веществ
• приборы для контроля физико-химических параметров
• приборы для контроля обобщающих показателей
• приборы для контроля вод питьевого назначения
• приборы для контроля вод хозяйственно-бытового назначения
• приборы для контроля вод рыбохозяйственных водоемов
• приборы для контроля вод природных источников
• приборы для контроля сточных вод
Всего в Госреестре зафиксировано около 60 марок отечественных (38 %) и импортных (около 60 %) приборов, сгруппированных следующим образом:
• приборы для измерения концентраций загрязняющих веществ - более 40 (70 %)
• приборы контроля физико-химических параметров - 10 (20 %)
• приборы для обобщающих показателей - 10 (10 %)
Средства контроля почв
Для реализации допущенных к применению при выполнении работ в области загрязнений почв методик применяются
Фотометрические приборы около 26 % (22 методики)
Атомно-абсорбционные или атомно-эмиссионные спектрометры - 21 % (20)
Хроматографы (газожидкостные, ионные) - 40 % (18)
Электрохимические приборы - 11 % (9)
Титраторы - 7 % (6)
Хромато - масс - спектрометры - 5 % (2)
ИК - спектрометры, флуориметры - по 2,5 % (2)
Остальные 3 - 4 % (3)
Таким образом, и в этом случае «лидерами» среди приборов остаются все те же фотометры, атомные спектрометры, хроматографы, которые в сумме обеспечивают более 70 % всех количественных измерений.
Средства измерений универсально назначения
Относятся
Атомно-абсорбционные и атомно-эмиссионные спектрометры
Рентгено-флуоресцентные анализаторы
Электрохимические приборы
Фотометры, спектрофотометры, УФ-спектрометры и др.
ЯМР-спектрометры
ИК-спектрометры
Хроматографы (жидкостные и газовые)
Масс-спектрометры
Биолюминесцентные и другие лабораторные анализаторы
