3.2 Методы, лежащие в основе определения массовой концентрации пыли в воздухе

Содержание пыли в воздухе можно выразить, как массу пыли, приходящуюся на единицу объема (мг/м³), или как число пылевых частиц в единице объема воздуха (обычно в 1 см³). ГОСТ 12.1.005-38 устанавливает предельно допустимую концентрацию (ПДК) пыли в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий в мг/м³. По мнению гигиенистов в развитии пылевой патологии при постоянстве химического состава пыли первостепенное значение имеет масса задержанной в организме пыли, которая зависит от массовой концентрации пыли в воздухе.

Методы определения массовой концентрации атмосферного аэрозоля. Для контроля массовой концентрации аэрозолей применяют технические средства, работа которых основана на различных методах.

В общем случае эти методы можно разделить на две группы:

• прямые методы измерения - измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно;

• косвенные методы - определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

К прямому методу относится гравиметрический метод измерения концентрации аэрозоля заключается выделении частиц из пылегазового потока с последующим осаждением их на аналитическом фильтре и осушкой. По величине привеса на фильтре, определяемом путем взвешивания его до и после отбора анализируемой пробы, с учетом объема пробы определяется массовая концентрация аэрозоля.

Существенными преимуществами метода являются:

•  возможность прямого определения массовой концентрации пыли

• отсутствие влияния ее физико-химических свойств на результат измерения.

Однако он наиболее трудоемкий, т.к. требует измерения массы осажденных на аналитическом фильтре частиц на точных весах в лабораторных условиях. 

 Косвенные методы измерения, основанные на использовании полностью автоматических приборов, обеспечивающих непрерывный контроль содержания взвешенных частиц. Функционирование таких приборов основано на следующих принципах действия:

•  бета-абсорбционные анализаторы - основаны на свойстве радиоактивного излучения (β-излучения) поглощаться частицами пыли. Массу уловленной пыли определяют по степени ослабления радиоактивного излучения при прохождении его через слой накопленной пыли.

•     осцилляционные микровесы - основаны на изменении собственной частоты колебаний пьезокристалла во время осаждения на его поверхности частиц пыли. При малых амплитудах колебаний кристалла уменьшение частоты колебаний последнего прямо пропорционально массе осевшей на нем пыли.

• оптические анализаторы (основанные на абсорбционном методе, методе интегрального светорассеяния, методе счета частиц по интенсивности рассеянного света).

Эффективность любого из вышеперечисленных мето­дов измерений и средств, на них основанных, характери­зуется набором показателей, среди которых важнейшими считают: селективность (специфичность) и точ­ность определения, воспроизводимость получаемых резу­льтатов, чувствительность определения и предел обнару­жения вещества (элемента), а также экспрессность (производительность) выполнения анализа. Кроме того, к методам измерений, лежащим в основе методов ЭАК, также часто предъявляются требование их применимости в широком интервале концентраций (от следовых в природ­ной среде до высоких в источниках воздействий на нее).

Указанные выше методы измерений могут применяться как в «контактных», так и «дистанционных» приборах, однако чаще и шире они используются именно в контактном, причем, в лабораторном варианте. Наиболее распространена обширная группа физико-химических и физических методов анализа, из которых примерно 50% относится к оптико–спектроскопическим и примерно по 20–25% – к электрохимическим и хроматографическим методам анализа.