Экологический мониторинг (1094308), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

7 – контролер (микропроцессорное регулирующее устройства).

В зависимости от типа индикаторного концентратомера различают: кондуктометрическое, потенциометрическое, амперометрическое, фотоколориметрическое титрование.

В процессе титрования необходимо определить концентрацию неизвестного вещества в пробе. А + В  С + D (А – проба, В - титрант).

Порядок измерения:

1. Дозирование пробы определенного размера в ячейку для фильтрования

2. Измерение физического параметра ( концентрации) с помощью индикаторного концентратомера

3. По сигналу с контролера дозирование титранта ?

Автоматический титрометр – система поддержания точки эквивалентности (когда вещество А и В полностью прореагировали).

Материальный баланс точки эквивалентности: С_А = ? ;

V_A = V_пробы; V_Т = V_В; k – стехиометрический коэффициент реакции

П ри титровании концентрацию неизвестного компонента определяют по величине объёма титранта в точке эквивалентности.

Зависимость физического параметра (I, U, электропроводности , оптической плотности) от объёма титранта называется кривой титрования.

1. Кондуктометрическое титрование

1) HCl + NaOH  NaCl + H₂O

2) HCOOH + NaOH  . . .

(*) – конечная точка титрования, она соответствует состоянию эквивалентности, она отличается от точки эквивалентности погрешностью устройств, входящих в автоматический титрометр.

2 . Потенциометрическое титрование

(*) – точка эквивалентности – это точка перегиба

Недостаток: возможность перетитрирования из-за медленности массообменных процессов, происходящих на границе электрод- раствор.

3. Амперометрическое титрование; 4. Фотоколориметричес-кое титрование.

Вид кривых такой же, как и для кондуктометрического титрования.

___________________________________________________

Общие : 1) высокая избирательность, определяемая химической реакцией

2) достаточно высокая точность

Недостатки: 1) приборы в основном используются для лабораторного анализа или для промышленного анализа с большим интервалом дискретности

2) достаточно высокая стоимость фильтрующих веществ.

Часть 7. Оптические методы анализа воды

§1. Фотоколориметрические анализаторы воды

Работают в видимой области спектра.

Оптические приборы также называют абсорбционными, т.к. они основаны на поглощении света в определенной части спектра.

Принцип их действия основан на законе Бугера – Ламберта – Бера: ;

_сl = D – оптическая плотность

I₀ – интенсивность падающего (зондирующего) потока

I_пр – интенсивность прошедшего через вещество потока

_ – коэффициент поглощения на данной длине волны

с – концентрация

l – толщина просвечиваемого слоя (длина кюветы)

П
ринципиальная схема

1 – источник излучения

2 – светофильтры, установленные на обтюраторе – 3

4 – кювета, заполненная анализируемой средой

5 – фотоприемник

6 – измерительная схема

7 – показывающий прибор

Фотоколориметры определяют зависимость интенсивности излучения от окраски.

При фотоколориметрическом анализе проводится избирательная реакция с определяемым компонентом  любой анализ требует предварительной градуировки прибора.

С =  (D)

: 1) высокая избирательность

2) отсутствие контакта с анализируемой средой

Недостатки: 1) необходимость предварительной градуировки пользователем под конкретное вещество

2) это лабораторные приборы

Используются для определения: фенола в воде, хлора в воде, NH₃

§2. ИК анализаторы

Используется поглощение в ИК области спектра

Принципиальная схема та же самая, отличается источником, фильтрами и приемником.

Используются для определения загрязнения воды нефтепродуктами.

Сначала экстракция нефтепродуктов из воды, а затем анализ (фотометрирование).

Для экстракции используют растворители.

§3. Флюорисцентные приборы

Принцип вторичного излучения. В зависимости от причины, люминесценция делится на: 1) хемилюминесценция (химическая реакция);

2) флюоресценция (от источника света)

3) радиолюминесценция (радиоактивное излучение).

При мониторинге воды используется флюоресценция. Для определения загрязнения используются микроорганизмы, которые флюорицируют.

Принципиальная схема

1 – источник возбуждающего излучения

2 – фильтр узкополосный

3 – оптическое стекло

4 – кювета

5
- светофильтр, который выделяет  - излучение люминесценции

6 – фотоприемник

7 – измерительная схема

Используются только как лабораторные приборы из-за сложности анализа и легкого тушения люминесценции другими веществами.

Изучит самостоятельно: оптические приборы и методы определения твердых веществ в воде (мутности) – турбидиметры, нефелометры.

_____________________________________________________________________________

Методы и приборы контроля сточных вод

1
)

1– излучатель в видимой области спектра

2 – оптические окна

3 – фотоприемник

4 – электронный счетчик

2) Датчики

1 – серебряный электрод

2
– свинцовый электрод

3 – вторпластовая мембрана, которая избирательна для ионов О₂

4 – корпус ячейки

5 – пластиковая мембрана для компенсации атмосферного давления

Часть 8. Аппаратное и программное обеспечение систем мониторинга воды

§1. Аппаратное обеспечение системы отбора и подготовки пробы

Основные функции:

1. кондиционирование пробы

2. очистка пробы

3. поддержание определенной температуры пробы

4. установка определенного значения рН

5. задание определенной величины расхода пробы

6. предварительное разбавление или концентрирование пробы

Оборудование и аппаратура:

1. Дозаторы пробы

- перестатические насосы

- поршневые насосы

Для измерения расхода пробы используются сужающие устройства (диафрагмы), ротаметры или специальные щелевые расходометры.

1
– диск

2 – ролики

3 – гибкий шланг

4 – электрический привод

5 – устройство управления

Сужающее устройство

1 – труба

2
– диск с отверстием (диафрагма)

ДМ – диф. Монометр

При изменении скорости меняется р

2. Датчики

-
проточные

- погружные

В зависимости от типа организуют систему мониторинга.

а) 1 – магистральный трубопровод

2 – датчик качества

3 – клапан

4 – клапаны (вентили) для демонтажа датчика

б
) Используется, когда в анализируемую среду добавляют какие-либо реактивы в соответствии с методом измерения (автоматическое титрование, фотоколорометрия)

1 – расходомер

2 – холодильник

3 – сосуд, в котором производится измерение

4 – датчик

в) 1 – кронштейн для крепления датчика

2 – соединительная коробка (для коммутации датчика)

3
– штанга

4 – чувствительные элементы датчика

3. Анализаторы

4. Средства метрологического обеспечения

Образцовые среды (рабочие эталоны), которые необходимы для периодической поверки средств измерения.

5. Вычислительная техника

6. Различного рода штуцера, клапана, арматура и т.д.

7. Дополнительное оборудование для автономных и автомобильных станций

- система электроснабжения

- система кондиционирования

- система аккумуляторного питания

- аппаратура приема и передачи данных

§2. Программное обеспечение

1) ОС (Windows NT)

2) Пакеты прикладных программ для статистической обработки данных

3) Специфические программы для установки связи с конкретными измерительными приборами

4) Программы для идентификации загрязняющего компонента, его привязки ко времени и производству

5) Пакеты прикладных программ для создания баз данных, архивирования и организации доступа по запросу

6) Система обеспечения защиты

Часть 9. Примеры систем мониторинга воды

§1. Неклассические системы

: небольшой объём, высокая скорость анализа за счет транспортного запаздывания.

1 – кондуктометрический концентратомер

2
– рН-метр с датчиком

3 – емкости для реагента

4 – фотоколориметр

5 – фотоприемники

6 – лампы (источники излучения)

L₁, L₂ – длины кюветы 1 и 2

7 – микропроцессор

8 – устройство отображения информации

9 – кран-переключатель

10 – регулирующий клапан

Предназначены для: определения электропроводности воды, рН, Сl^-, NO₃^- и фенола (2 последних фотоколориметрическим методом).

Это циклическая система. Порядок циклов задается программно оператором.

Характеристики

Список файлов реферата