Продолжение табл. 2
1
|
2
|
3
|
4
| Нитриты |
ПНД Ф 14.1.2.4.26-97 Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрит-ионов в пробах природной, питьевой и сточной воды на анализаторе жидкости «Флюорат-02» (ФЛ)
РД 52.24.381955 МУ. Методика выполнения измерений массовой концентрации никеля в водах фотометрическим методом с реактивом Грисса
|
0,005-0,01
0,01-0,05
0,05-1,0
1,0-5,0
0,01-0,3
|
± 40 %
± 20 %
± 10 %
± 10 %
|
Взвешенные вещества
|
ЦВ 2.02.11.91 «А» Методика выполнения измерений содержания взвешенных веществ (В)
|
5–50
св. 50-5000
св. 5000
|
± 20 %
± 10 %
|
Железо общее
|
ПНД Ф 14.1.29-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации железа общего в пробах сточной воды на анализаторе жидкости «Флюорат-02» (ФЛ)
ПНД Ф 14.1:2.50-96. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой (Ф)
|
0,050- 0,20
0,20-1,00
1,0- 5,00
0,20-1,00
1,00-5,00
5,00-10,00
|
± 50 %
± 25 %
± 15 %
± 0,3 0×Х
± 0,15×Х
±0,10×Х
|
Нефтепродукты
|
ПНД Ф 14.1:2.35-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природной питьевой и сточных вод на анализаторе жидкости «Флюорат-02» (ФЛ)
ЦВ 2.02.12-91. «А» Методика выполнения измерений содержания нефтепродуктов гравиметрическим методом в сточных водах (В)
|
0,005-0,10
0,10-0,50
0,5-50,0
1-50
св. 50-100
|
± 65%
± 50%
± 25%
0,25-12,5
12,5-10
|
3 ПЕРЕДВИЖНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ
ЭКОАНАЛИТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
3.1 Методология выбора аналитического оборудования
В настоящее время на экологическом рынке присутствует большое количество оборудования для экоаналитических исследований. Ведущие приборостроительные фирмы предлагают широкий ассортимент своей продукции, близкий по своим технико-эксплуатационным показателям [4, 14, 16, 18, 23, 26–35]. Учитывая это, ниже предлагается методология выбора приборной техники.
Методология оптимального выбора приборной техники как для передвижных измерительно-вычислительных экоаналитических комплексов, так и для стационарных лабораторий, дополняющие существующую теорию, содержит следующие положения [25].
На первых этапах следует определить массив экоаналитических задач лаборатории, т.е. перечень показателей загрязнения ОС (рис. 3). Для железнодорожного транспорта перечень ЗВ определяется по технической документации, технологическим процессам, используемому топливу, инвентаризации источников загрязнения и т.п.
На следующем этапе проводится анализ существующих приборно-методических вариантов решения этих задач.
Исходя из этого, методология оценки достоинств и недостатков экоаналитической техники включает в себя формулировку перечня критериев оценки приборов, из которых выбираются наиболее важные (определяющие). Критерии следует определять таким образом, чтобы они могли быть так или иначе формализованы и описаны математически, допуская тем самым количественную оценку приборов по совокупности критериев. Затем осуществляется сопоставление количественных характеристик сравниваемых приборов по каждому из сформулированных критериев. На этом основании выбираются приборы с наиболее высокими показателями по каждому из критериев.
В перечень критериев входят (рис. 3):
1. Функционально-технические характеристики приборов, к которым следует относить:
– оперативность, определяемую временем отбора пробы, измерения и анализа;
– диапазон измерений, определяемый по наилучшим характеристикам среди сравниваемых приборов;
Рис. 3. Методология и критерии выбора экоаналитической техники
– точность измерений, нормируемая в соответствии с относительной погрешностью методики;
– количество измеряемых показателей (определяется по наибольшему числу измеряемых загрязняющих веществ у сравниваемых приборов);
– масса и габариты прибора (сравнивается только у переносных средств измерения).
2. Эксплуатационные характеристики, т.е. оборудование должно быть:
– ремонтопригодно;
– просто при обслуживании;
– надежно в эксплуатации;
– иметь достаточный ресурс.
3. Наличие в реестре средств измерений для применения на территории России.
4. Степень отработанности экоаналитической техники, т.е. она должна иметь следующие составляющие: наличие лабораторного, опытного, демонстрационного или промышленного образца и практический опыт эксплуатации.
5. Стоимость приборов (в связи со сложной экономической ситуацией этот критерий является одним из основных, однако со временем он может отойти на второй план).
6. Совместимость с компьютерной техникой, наличие каналов передачи экоинформации от приборов к компьютеру, на котором будет проводиться её обработка и передача на сервер.
Для приборов передвижных лабораторий следует учитывать тот факт, что они должны соответствовать условиям эксплуатации во время движения. В связи с этим требуется дополнительно учитывать работу приборов в условиях железнодорожного транспорта, т.е. вибрацию, электромагнитные помехи и динамические нагрузки.
3.2. Функциональная схема измерительно-вычислительного
экоаналитического комплекса
Опираясь на прикладную теорию универсальной системы химического анализа, объединяющую достижения фундаментальной аналитической химии и практический опыт экоаналитических лабораторий, была разработана функциональная схема ПИВЭК ЭВЛ (рис. 4) [63].
Данная функциональная схема с гибко изменяемой конфигурацией аналитического оборудования позволяет проводить определение концентраций двумя способами:
- путем доставки экспресс-анализаторов на обследуемый объект (индикаторный и инструментальный методы);
- путем отбора проб с последующей транспортировкой их к приборам, расположенным на ЭВЛ (инструментально-лабораторный метод).
При отсутствии возможности проведения химического анализа в условиях экспедиции, часть проб консервируется и доставляется в отделенческую экологическую лабораторию.
В ПИВЭК системно объединены непосредственно экоаналитические приборы, программно-математическое обеспечение, средства метрологического обеспечения и методики проведения анализа.
Экоаналитическое оборудование ПИВЭК выпускается ведущими отечественными приборостроительными фирмами и базируется на следующих методах: спектролюминесцентном; спекртрофотометрическом; спектрометрии рентгеновского излучения; ИК-спектрометрическом; потенциометрическом; индикаторном; аналого-цифровом преобразовании и цифровой фильтрации электрического сигнала.
Рис. 4. Функциональная схема ПИВЭК
Средства измерений, вспомогательное оборудование, материалы и реактивы, входящие в состав передвижного экоаналитического комплекса на базе вагона-лаборатории, указаны в табл. 3.
Таблица 3
Перечень приборного обеспечения ПИВЭК
Контролируемая среда
|
Экоаналитическое
и вспомогательное
оборудование
|
Назначение
|
1
|
2
|
3
|
Атмосферный
воздух
|
Газоанализатор
«IMR 3000P»
|
Контроль ЗВ котельных и тепловозов: О2, СО, СО2, NOx, NO2, H2S, сажи, температуры ОС и газов в месте замера, разрежение и давление в месте замера
|
Анализатор
«Инфралайт-11Р»
|
Контроль ЗВ в отработавших газах автотранспорта СО, СН, СО2, NOx, O2
|
Универсальный прибор газового контроля УПГК,
поглотительный патрон
|
Контроль концентраций более 50 веществ в воздухе рабочей зоны, в промышленных выбросах, почвы. Оперативная оценка загрязнения окружающей среды при чрезвычайных ситуациях
|
Аспираторы, пробоотборники ПУ-2Эп, ПУ-3Э
|
Отбор проб
|
Сточные воды
|
Анализатор
«Флюорат-02-03М»
|
Контроль ЗВ сточных вод: Аl, Fe, Mn, Cu, Ni нефтепродукты, АПАВ, КПАВ, нитриты, нитраты, фенол, формальдегид
|
РН-метр-иономер
«Экотест-120»
(или другой, аналогичного класса, прибор)
|
Измерение активности ионов водорода (рН), активности (рХ) или концентрации других ионов и температуры, окислительно-восстановительных потенциалов (Eh), ХПК
|
БПК-тестер
|
Контроль БПК и температуры в воде, водных растворах, очистных сооружениях сточных вод
|
Продолжение табл. 3
1
|
2
|
3
|
|
Спектрометр
СПЕКТРОСКАН
или портативный анализатор «Призма»
|
Контроль ЗВ сточных вод: Fe, Mn, Cu, Cr, Pb, Ni
|
|
Пробоотборники типа ПЭ
|
Отбор проб сточных вод
|
|
Аппарат для дистилляции воды
|
|
|
Холодильник, наборы мерной посуды и химических реактивов
|
Вспомогательное оборудование при проведении анализа количественного и качественного анализа ЗВ
|
Почва
|
Анализатор
«Флюорат-02-03М»
|
Контроль ЗВ в почвах, в основном нефтепродуктов
|
Физические
факторы
|
Шумомер-анализатор
«SVAN 912AE»
|
Измерение и спектральный анализ шума и вибрации
|
Измеритель напряженности поля промчастоты ПЗ-50
|
Измерение напряженности электрического и магнитного поля промышленной частоты. Контроль ПДУ электрического и магнитного полей.
|
Измеритель напряженности электростатического поля ИЭСП-7
|
Измерение напряженности электростатического поля в пространстве
|
Метеокомплекс
|
Определение метеофакторов
|
Термоанемометр ИТС-01
|
Измерение температуры и скорости газовых потоков в отходящих газах технологических процессов
|
|
Персональный компьютер типа IBM/PC
|
Обработка результатов анализов, подготовка отчетной документации
|
Учитывая специфику работы железнодорожного транспорта, приборы подбирались в портативном, вибро- и помехозащищенном исполнении, т.е. они должны быть устойчивы к различным воздействиям.
Химическая лаборатория ЭВЛ содержит три химико-аналитических участка: спектрофотометрический и спектрофотолюминесцентный; рентгенофлюорисцентный; потенциометрический.
В зале обработки информации располагается вычислительная и автоматизированная экоаналитическая техника, не требующая сложной химии. В химической лаборатории и зале обработки информации разработаны и реализованы оригинальные конструктивные решения по оптимальному размещению специальной лабораторной мебели повышенной гибкости на основе модульной структуры, обеспечивающей безопасность и удобное обслуживание экоаналитической техники. Оснащение ПИВЭК современной экоаналитической и компьютерной техникой позволяет выдавать информацию оперативно, в виде стандартных отчетов.
4. ПРОГРАММА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКОАНАЛИТИЧЕСКИХ
ОБСЛЕДОВАНИЙ ПРЕДПРИЯТИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
ТРАНСПОРТА С ПОМОЩЬЮ ВАГОНА-ЛАБОРАТОРИИ
4.1 Организационная структура
Исходя из задач, стоящих перед ЭВЛ в области контроля и мониторинга окружающей среды, наличия современной измерительно-вычислительной аппаратуры и программно-методического обеспечения, позволяющих значительно сократить время проведения анализа и оперативно проводить их обработку, требований к технической компетентности персонала, предлагается следующая организационная структура ЭВЛ (рис. 5) [62].
Рис. 5. Схема организационной структуры ЭВЛ
В соответствии с типовым положением о лаборатории и должностными инструкциями, в которых указан рекомендуемый состав штата и определен ориентировочный круг задач вагона-лаборатории (Приложения 5 и 6), общее руководство деятельностью осуществляется начальником ЭВЛ. Он организует планирование и проведение всех видов лабораторных и научно-методических работ по определению воздействия на окружающую среду.
В состав лаборатории входят следующие группы:
- контроля сточных вод, почв и отходов;
- контроля промышленных выбросов в атмосферу;
- контроля замеров физических факторов;
- обработки информации;
-доставки (проводники).
Основными задачами групп ЭВЛ являются:
- пробоотбор и замеры физических факторов;
- подготовка проб к анализу (КХА);
- приготовление растворов и реактивов для химических анализов;
- освоение новых методик, построение градуировочных графиков;
- анализ проб и замеры физических факторов;
- контроль стабильности градуировочных характеристик;
- ведение журналов, предусмотренных «Руководством по качеству»;
- проведение внутреннего оперативного контроля полученных результатов.
Работники аналитических групп должны: знать методические и инструктивные материалы на методы и средства анализа и расчетов; измерительно-вычислительные приборы и оборудование, правила их эксплуатации; правила оформления результатов анализов; иметь опыт работы с компьютерной техникой.
ЭВЛ должен быть укомплектован документацией, необходимой для проведения КХА контролируемых объектов и определения физических факторов. К данной документации относятся:
- приказы и распоряжения;
- нормативно-методическая документация, регламентирующая требования и методы КХА, а также методы контроля физических факторов;
- эксплуатационная документация на испытательное оборудование и средства измерения;
- свидетельства на стандартные образцы и инструкции по их применению;
- инструкции по охране труда и технике безопасности;
- должностные инструкции.
Все нормативные документы хранятся в специально отведенном месте в помещении лаборатории. Ответственным за своевременное обновление и пополнение нормативно-методической документации является начальник вагона-лаборатории.
|
