Лабораторна робота №1

Передмова

Необхідною умовою ефективного вирішення екологічних проблем є проведення екологічного моніторингу навколишнього природного середовища, під яким слід розуміти комплексну систему спостережень і контролю, оцінки і прогнозу змін стану середовища під впливом антропогенних факторів.

При вивченні дисципліни «Моніторинг та методи вимірювання параметрів навколишнього середовища» студенти повинні оволодіти необхідними науково-теоретичними знаннями, уміннями та практичними навичками, спрямованими на засвоєння основних сучасних концепцій здійснення моніторингу навколишнього середовища на локальному, регіональному та глобальному рівнях; одержання інформації щодо поточного стану різних компонентів довкілля, об’єктів, що шкідливо впливають на природне середовище, і оцінку рівнів їх шкідливого впливу; розробку науково обґрунтованих рекомендацій для проведення природоохоронних заходів та їх представлення в картографічному вигляді.

Оволодіння практичними навичками з моніторингу навколишнього середовища поглиблює пізнання дисципліни. Програми підготовки фахівців-екологів передбачають обов’язкове введення в навчальний процес практичних і лабораторних занять з моніторингу навколишнього середовища, що проводяться в умовах екологічних лабораторій, оснащених сучасним приладдям і апаратурою, з використанням відповідного методичного забезпечення. Ознайомлення студентів із екологічними приладдям, апаратурою і методами досліджень повинно підвищити продуктивність та ефективність їх праці й навчання.

У навчальному виданні наведені методичні вказівки до лабораторних робіт у відповідності до робочої програми з дисципліни «Моніторинг та методи вимірювання параметрів навколишнього середовища» за спеціальністю 8.010801 «Екологія та охорона навколишнього середовища». Лабораторні роботи проводяться в умовах екологічної лабораторії «Екомоніторинг навколишнього середовища» кафедри інженерної екології НТУУ «КПІ», обладнаної сучасними приладами і апаратурою.

Виконання лабораторних робіт спрямовано на набуття студентами практичних навичок контролю за станом атмосферного повітря, водних ресурсів і ґрунтів на основі вивчення методичних матеріалів, сутності методів аналізу та принципів дії приладів і апаратів моніторингу навколишнього середовища.

Кожна лабораторна робота має назву, мету, завдання. На початку наведено перелік матеріалів і лабораторного приладдя, необхідних для виконання конкретної роботи. Розділи усіх робіт складено за єдиною методикою у такій послідовності: теоретичні положення, порядок виконання роботи та обробки і аналізу виконаної роботи, використана література.

Після виконання кожної лабораторної роботи студенти роблять висновки і наводять практичні рекомендації.

Правила роботи в лабораторії і оформлення лабораторних робіт

Робота в лабораторії «Екомоніторинг навколишнього середовища» кафедри інженерної екології ІЕЕ НТУУ «КПИ» вимагає від її виконавців відповідальності, уваги та свідомої поведінки. Інакше можуть статися нещасні випадки. Для їх недопущення необхідно виконувати вимоги інструкції з охорони праці та пожежної безпеки, що діють в лабораторіях кафедри інженерної екології.

1. Кожний студент повинен знати, де розміщені електричний вимикач, водяні крани, аптечні засоби, засоби гасіння вогню.

2. Дозволяється проводити лабораторні роботи тільки тоді, коли в лабораторії знаходиться не менше двох осіб і є офіційний дозвіл на роботу. Практичне виконання лабораторної роботи можна починати тільки після вивчення методичних вказівок. Приступати до роботи можна тільки зі справними приладами.

3. При зберіганні хімічних речовин потрібно використовувати тільки стандартний лабораторний посуд, робити виразні написи на склянках. Забороняється зберігати речовини, які знаходяться в тарі без етикеток.

4. Необережне поводження з кислотами або лугами може привести до нещасного випадку, пошкодження очей, шкіри рук і обличчя, слизових оболонок носа, горла і органів дихання. Для захисту очей використовують спеціальні окуляри. Для відбору рідких і отруйних рідин використовують піпетки, які забезпечені всмоктуючим пристроєм. При розведенні концентрованих кислот потрібно вливати кислоту в воду, а не навпаки.

5. Досліди з їдкими, отруйними або погано пахнучими речовинами потрібно проводити тільки в витяжній шафі.

6. Різні гази і пари (ефіри, сірковуглець, водень, ацетилен, сірководень, вуглеводень) утворюють з повітрям вибухові суміші. Запалювання цих сумішей може призвести до нещасних випадків. Необхідно слідкувати, щоб апаратура і джерело газу були герметичні.

7. Потрібна обережність при користуванні такими самозаймистими речовинами: білий фосфор, лужні метали та деякі тонко подрібнені метали.

8. Після закінчення роботи необхідно прибрати робоче місце, закрити водопровідні крани, вимкнути електроприлади.

При підготовці до лабораторної роботи студент повинен підготувати методичні вказівки, де вказується порядок роботи. При її виконанні всі отриманні результати записуються в підготовлений звіт до лабораторної роботи. Звичайно звіт до лабораторної роботи оформляють на окремих стандартних аркушах формату А4 (рис.1), він має містити короткі характеристики, принцип виконання і мету роботи, опис і рисунки приладів, попередні розрахунки. Потім студент описує виконання роботи і результати безпосередніх спостережень і вимірювань. Звіт закінчується поясненням спостережних явищ, складанням рівняння, розрахунками і обробкою результатів, побудовою графіків залежностей та ін.. У кінці наводиться висновок і заключний цифровий результат.

Роботу захищають у викладача. Захист складається з відповідей на запитання, пов’язані з принципом її методу і практикою його виконання, суттю явищ, що спостерігаються і причинами відхилень отриманих результатів від очікуваних значень фізико-хімічних величин.

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Інститут енергозбереження та енергоменеджменту

Кафедра інженерної екології ІЕЕ

Лабораторна робота № ___

__________________________________________________________

__________________________________________________________

___

Виконав: студент групи ____________

_____________________________

Перевірив: _____________________

«__» _______________________ 20__р.

Київ-2010

Рис.1. Зразок титульного аркуша лабораторної роботи

Моніторинг атмосферного повітря

Моніторинг навколишнього середовища означає спостереження за станом середовища з метою виявлення зміни цього стану, його динаміки, швидкості та напрямку його розвитку. Отримані внаслідок тривалих спостережень та численних аналізів зведені дані дозволяють прогнозувати екологічний стан на багато років наперед і приймати заходи для усунення несприятливих діянь та явищ.

Одним із важливих об’єктів навколишнього середовища є атмосферне повітря. Забруднення повітря негативно впливає на рослини, тварини, людей, будівлі, приладдя та різні матеріали.

Найбільш розповсюдженими і небезпечними були виявлені забруднювачі восьми категорій: 1- завислі речовини, вони можуть переносити інші забруднювачі, розчинені у них або абсорбовані на поверхні частинок; 2- вуглеводні та інші леткі органічні з’єднання; 3-чадний газ (СО); 4- оксиди азоту (NO_x); 5- оксиди сірки, в основному діоксиди (SO₂); 6- свинець і інші важкі метали; 7- озон і інші фотохімічні окислювачі; 8- кислоти, в основному сірчана і азотна.

Контроль за станом атмосферного повітря включає вивчення джерел забруднення, дослідження хімічних і фотохімічних перетворень забруднюючих речовин, виявлення найбільш токсичних речовин, вивчення розповсюдження забруднювачів із повітряними потоками, відбір і аналіз забруднювачів.

При дослідженні атмосферних забруднень визначають максимально разові і середньодобові концентрації. Метод визначення концентрації шкідливих речовин повинен забезпечити їх визначення на рівні 0,8 ГДК із сумарною похибкою ±25% і відбором проби повітря від 20 до 30 хв при визначенні максимальної разової концентрації, а також середньодобової концентрації.

Нагляд за забрудненням атмосфери виконується на стаціонарних, маршрутних і пересувних (підфакельних) постах.

Стаціонарні пости призначені для забезпечення безперервної реєстрації вмісту забруднювальних речовин або регулярного відбору проб повітря для наступного аналізу. Серед стаціонарних окремо виділяють опорні пости, призначені для виявлення довгострокових змін вмісту основних та найбільш поширених забруднювальних речовин.

Маршрутні пости призначені для регулярного відбору проб повітря у певній точці місцевості при спостереженнях, які здійснюються за допомогою пересувного обладнання.

Пересувні (підфакельні) пости призначені для відбору проб під димовим (газовим) факелом з метою виявлення зони впливу даного джерела.

Для оцінки забруднення атмосферного повітря шкідливими речовинами використовують три основні групи методів: лабораторні (аналітичні, хімічні), експресні, автоматичні.

Лабораторні методи відрізняються високою точністю і є незамінними для поглиблених досліджень, але ці методи недостатньо оперативні, оскільки на відбір проб повітря і виконання аналізу витрачається багато часу (до 2 год).

Експресні методи - прості, потребують невеликих затрат часу на відбір проб (до 10 хв), але менш точні, ніж аналітичні.

В автоматичних методах використовуються різні газоаналізатори, які забезпечують швидкість і безперервність, велику точність, але є складними і дорогими.

Одним із найбільш ефективних методів при аналізі складних сумішей, який не потребує великих затрат часу і має високу точність, є метод газової хроматографії. Газова хроматографія являє собою метод поділу летючих компонентів, що ґрунтується на розподілі речовин між двома фазами, одна з яких - нерухома з великою поверхнею, а друга - газ, що протікає крізь нерухому фазу. У газовій хроматографії компоненти, що розділяються, переміщуються по колонці з сорбентом за допомогою інертного газу-носія. Компоненти суміші відповідно до своїх коефіцієнтів розподілення селекційно утримуються нерухомою фазою сорбенту доти, поки у газі-носії не утворяться окремі зони. Ці зони - носії компоненти виводяться газом-носієм з колонки і реєструються детектором у вигляді сигналу, що є функцією часу. Запис результатів хроматографічного аналізу на діаграмній стрічці називається хроматограмою. На осі ординат фіксується сигнал детектора в мікровольтах, а на осі абсцис - час.

Застосування експресних методів дозволяє швидко та безпосередньо на місці відбору проби визначити малі концентрації токсичних речовин у повітрі. Експресні методи - колориметричні, в основі яких лежить кольорова реакція, що відбувається у розчинах на реактивному папері або твердих сорбентах.

Широко застосовується в разі експресного аналізу повітря лінійно-колористичний метод із застосуванням індикаторних трубок.

Метод визначення газових компонентів ґрунтується на використанні кольорових реакцій, що відбуваються в індикаторних трубках між газом, рівень концентрації якого треба визначити, і спеціальним реактивом, нанесеним на твердий носій. За носій реактивів застосовують фарфор, крупнозернистий силікагель марок МСК, ШОК та ін. Довжина зафарбованого прошарку пропорційна концентрації досліджуваної речовини у повітрі, що проходить через індикаторну трубку. Для експресного визначення токсичних речовин застосовують універсальні газоаналізатори УГ-1, УГ-2, УГ-3, ГХ-4, ГХ-М та ін.

Вміст оксиду вуглецю, діоксиду азоту, сірчистого газу, ароматичних сполук та інших пароподібних шкідливих домішок в атмосферному повітрі визначається за допомогою приладів — газоаналізаторів. При лабораторному аналізі застосовують оптичні, фотоколориметричні, кондуктометричні, кулонометричні, хроматографічні та інші газоаналізатори.

Принцип дії оптичних газоаналізаторів базується на вибірковому поглинанні газами променевої енергії в інфрачервоній, ультрафіолетовій або видимій областях спектру.

Широке розповсюдження мають фотоколориметричні газоаналізатори, дія яких базується на поглинанні променевої енергії в видимій області спектру розчинами чи індикаторними стрічками, що змінюють свій колір при взаємодії з відповідними газовими компонентами.

В останні роки отримали розповсюдження газоаналізатори, що використовують емісію випромінювання досліджуваної газової компоненти. Суть цього методу полягає в тому, що молекули досліджуваних газів, наприклад оксиду азоту або з'єднань сірки, приводять в стан оптичного збудження і потім реєструють інтенсивність люмінесценції, що виникає при поверненні їх до стану рівноваги.

В основу принципу дії кондуктометричних газоаналізаторів покладено поглинання досліджуваної компоненти газової суміші відповідним розчином та вимірювання його електропровідності.
В кулонометричних газоаналізаторах електрохімічна реакція протікає в комірці між досліджуваним газом та електролітом, в результаті якої у зовнішньому колі з'являється електрорушійна сила, пропорційна концентрації досліджуваної компоненти.

Газоаналізатори, в яких використовується мас-спектральний метод, дозволяють проводити кількісний та якісний аналіз всіх сполук, що містяться у пробі. Цей метод полягає в іонізації газоподібної проби шляхом електронного бомбардування, після чого іони розділяються магнітним полем. В залежності від маси і заряду іона відхилення у магнітному полі відбувається з різною швидкістю і за різними траєкторіями.

Газоаналізатори, принцип дії яких ґрунтується на спектральних методах аналізу (атомна абсорбція, полум’яно-емісійна спектроскопія, лазерні методи та ін.), дозволяють досліджувати якісний та кількісний стан повітря і визначити велику кількість мікродомішок у повітрі.

Ознайомлення студентів з методом газової хроматографії, експресними та автоматичними методами, принципом дії та порядком роботи з приладами, що реалізують ці методи (газовий хроматограф АГАТ-9, газоаналізатор ГХ-М, газоаналізатор 121ФА-01), відбувається при проведенні практичних робіт в умовах екологічної лабораторії кафедри інженерної екології НТУУ «КПІ»[9].

Визначення запиленості повітря

Мета роботи: визначення концентрації пилу в повітрі виробничих приміщень ваговим методом і оцінка шкідливості повітряного середовища.

Завдання:

1. Вивчити визначення концентрації пилу в повітрі ваговим методом.

2. Визначити концентрацію пилу в повітрі виробничого приміщення.

3. Підготувати практичні рекомендації щодо зниження запиленості повітря.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 64; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!