Determinarea poluarii aerului cu pulberi si microorganisme

DETERMINAREA POLUARII AERULUI CU PULBERI SI MICROORGANISME

1. Clasificarea particulelor

Pulberile constituie unul din principalele elemente de impurificare a aerului in mediul industrial, centrele populate sau locuinte.

Particulele solide au o serie de insusiri in functie de care se apreciaza actiunea lor asupra starii de sanatate la persoanele expuse:

dupa dimensiune

Particulele mari, vizibile cu ochiul liber(0,5-1 mm)

Particule mici, percepute microscopic:

o      10-20 microni, provoaca disconfort si microtraumatisme ale mucoaselor

o      5-10 microni(80-90%) care ajung la nivel alveolar

dupa natura lor

Organice(vegetale, animale)

Anorganice(minerale, metaloizi)

dupa actiunea lor asupra organismului

Toxice(pulberi de plumb, mercur, zinc, crom, beriliu, arsen )

Netoxice, cu actiune iritativa nespecifica

2. Proprietatile fizico-chimice ale particulelor influenteaza

Raspandirea

Actiunea asupra organismului

Stabilitatea in atmosfera, sedimentarea

Pentru aprecierea gradului de impurificare a aerului cu pulberi este necesara determinarea :

Concentratiei din aer

Particularitatii morfologice si a gradului de dispersie

Compozitiei chimice

Zonei de raspandire in jurul surselor de impurificare

o      La locul de munca

o      Determinari in diferite momente de lucru

o      Probe recoltate la nivelul zonei de respiratie

Determinari cantitative

Determinari calitative

Determinari cantitative

Metode gravimetrice

Metode coniometrice

1. Metode gravimetrice

– constau in cantarirea prafului recoltat si exprimarea rezultatului in miligrame/m³ de aer sau in mg/m² de suprafata pe unitatea de timp

separarea pulberilor din aer se face prin sedimentare sau prin aspiratie

A. Determinarea prafului prin sedimentare

o      se bazeaza pe principiul depunerii pulberilor sub actiunea gravitatiei

o      Sedimentarea in vase de sticla

o      Dimensiuni vas – inaltime 25 cm

diametru 16 cm

suprafata de sedimentare cca 200 cm²

Inainte de determinare vasul se curata cu un amestec oxidant, spalat cu apa distilata, uscat si pastrat acoperit +- se poate recolta din precipitatii, chiar in momentul producerii lor (raportat la volumul lichidului)

Recoltarea din cuburi de zapada (latura 5-10 cm) la cateva zile dupa ninsoare (pe suprafata)

Puncte de recoltare

o      La diferite distante de sursa de impurificare, in directia vantului dominant

o      Fixarea vasului la 2 m inaltime

o      Expunerea 10-15 zile

o      Vasul se acopera si se aduce la laborator

o      Uneori se pun 3-5 cm³ de apa distilata pentru ca particulele sa fie mai bine retinute (+NaCl 10 % iarna)

o      In laborator vasul se spala cu putina apa distilata si se toarna intr-o capsula de portelan; se lasa sa se evapore apa si se cantareste capsula. Se obtine astfel greutatea reziduului de praf!

Rezultate

1.     Se exprima in mg (sau grame) pe m³/30 zile sau mg(g) / m²/an

2.     Prin sedimentare se recolteaza pulberile de dimensiuni mari care se depun

3.     eficienta mai mare o prezinta dispozitivele de recoltare prin aspiratie.

B. Determinarea prafului prin aspiratie

Principiul metodei:

Este separarea prafului de mediul dispersant (aerul) printr-o masa filtranta (vata, filtru, lichid)

Prin cantarirea dispozitivului de filtrare inainte si dupa folosire se determina gravimetric cantitatea de pulberi retinuta

ANALIZA: Geomorfologia climatica – caracteristici generale ANALIZA: Masivul gilau-muntele mare - elemente fizico-geografice

Rezultatul se exprima in mg(g) /m³ aer

Se utilizeaza

o      Dispozitiv de aspiratie

o      Debitmetru, pentru masurarea volumului de aer aspirat

o      Dispozitiv de retinere a pulberilor

Determinarea cu ajutorul alonjei

Alonja este un tub de sticla indesat la un capat , inchis la capete cu un dop de sticla. In interior se gaseste o rondela de sita metalica si vata hidrofila (sau hartie de filtru)

Alonjele , fara dopuri, se usuca la etuva 3-4 ore , la 105 o C, apoi racite si cantarite exact

Uscarea se repeta pana la obtinerea greutatii constante.

Capatul efilat al alonjei se leaga printr-un tun de cauciuc cu gazometru, iar acesta cu aspiratorul.

Alonja se plaseaza la 1,5 m inaltime

Se scoate dopul si se pune in functiune aspiratorul.

Viteza de aspiratie este de 10-15 dm³ pe minut

Volumul de aer inspirat depinde de gradul de impurificare a aerului cu pulberi

Dupa terminarea aspiratiei alonja se inchide cu dopul

Urmeaza din nou uscarea alonjei pana la greutate a constanta (pentru eliminarea umiditatii atmosferice)

Diferenta de greutate va indica greutatea pulberilor retinute raportate la unitatea de volum (mg/m ³ aer)

Determinarea cu ajutorul vasului impinger

Principiul de retinere al pulberilor prin impinger se bazeaza pe fenomenul de barbotare, de trecere cu o anumita viteza a unui jet de aer printr-un lichid

Vasul impinger - vas cilindric de sticla + tub de sticla central +tub lateral pentru aspirare;

Capatul inferior al tubului este efilat si la 0, 5 cm de fund

Cu ajutorul vasului impinger retinerea particulelor de praf se obtine prin izbirea lor de fundul vasului datorita vitezei aerului + umezirea lor si retinerea de lichidul de recoltare ( in proportie ridicata)

Inainte de determinare

Vasul impinger degresat spalat cu apa distilata

+cantitate 50 ml apa bidistilata care va retine praful prin barbotare

dispozitivul de recoltare= vas impinger + gazometru + aspirator

viteza optima de aspiratie : 30 dm³/min

se recolteaza 3-4 m³ aer

dupa recoltare lichidul din vas se varsa intr-o capsula de portelan, se evapora pe baie marina pana la uscare, se raceste si se cantareste

se repeta pana la obtinerea greutatii constante

diferenta de greutate reprezinta cantitatea de praf care se raporteaza la volumul de aer aspirat (mg/m³)

2. Metode coniometrice

Completeaza metodele gravimetrice, determinand numarul de particule depuse pe o suprafata ( in cazul recoltarii prin sedimentare) sau numarul de particule de praf din unitatea de volum de aer (in cazul recoltarii prin aspiratie)

A. metoda sedimentarii pe lame de sticla

Consta in expunerea in punctele de recoltare a unor lame de sticla bine spalate si degresate, fixate in placi Petri cu ajutorul unor suporturi de cauciuc.

Expunere 5-10-15 minute, in functie de gradul de impurificare a aerului

Apoi placile Petri se inchid si  se trimit la laborator

Numararea se face la microscop

Rezultate

Numarul mediu de particule gasite se raporteaza la suprafata placilor de sticla folosite

B. Determinare coniometrica a prafului prin aspiratie

Se folosesc

Vase impinger

Debitmetru

Dispozitiv de aspirare

Lichid pentru vasul impinger (diferit in functie de tipul de praf aspirat)

Ex: apa bidistilata pentru praful obisnuit, alcool etilic pentru Si O₂ etc.

Pipete gradate

Microscop

Celula Burker-Turk

Mod de lucru

Se instaleaza la punctul de recoltare + lichidul de spalare (25-100 ml)

Cantitatea de aer inspirat variaza in raport cu gardul de prafuire intre 25-100 dm³

Volumul recoltat se corecteaza la V₀ (P=760 mm Hg, T= 0^oC

Dupa aspirarea aerului se agita vasul Impinger pentru omogenizarea lichidului

Se ia cu o pipeta cateva picaturi de lichid si se pun pe celula Burker-Turk

Se lasa 3-5 minute pentru sedimentare

Tehnica numerotarii

Camera de numararea are 9 mm² impartita in 9 patrate de 1mm² prin linii triple

Fiecare mm² este impartit in 16 patrate mici prin linii duble, iar fiecare dintre acestea in 25 patratele care reprezinta 1/400 dintr-un mm²

Rezulta

1 patrat mare=1mm (1000 microni)

16 patrate =0,25 mm

400 patrate mici=0,05 mm(50 microni)

se pot astfel numara si dimensiona particulele

puterea de marire a microscopului=200x sau 400x

se calculeaza media particulelor de pe cateva patrate in 1 mm²

rezultatul = nr. particule /cm³ aer dupa formula

N=nx10000XL/Ax1000

in care

N= nr. particule /1 cm³aer

n =media numarului de particule/1mm² suprafata x 10000 pentru a afla numarul de particule /cm²

L = cantitatea de lichid de recoltare

A = numar de litri de aer aspirat x 1000

Rezulta volumul/cm³aer

C.  Metoda coniometrului Zeiss

compunere

3 piese principale

pompa de aspiratie si propulsare a aerului recoltat cu 3 pozitii : 1cm³; 2,5 cm^3; 5 cm³ aer

camera de fixare a particulelor de praf cu ecran de sticla (cu 30 campuri de recoltare)

dispozitiv microscopic cu o retea micrometrica ocular pentru numararea particulelor

mod de lucru

Ecran de sticla degresat, curatat se unge pe fata interna cu o solutie speciala de glicerina

se deschide capacul orificiului de aspiratie si se proiecteaza un volum de aer apreciat in raport cu gradul de impurificare a aerului

pentru numararea particulelor de praf depuse pe ecran se aduce campul respectiv in fata obiectivului microscopic prin rotirea ecranului

se numara particulele de praf cu ajutorul retelei micrometrice oculare + dimensionarea lor

patrate cu latura=100 microni

unghiul dintre liniile oblice =18⁰

distanta dintre doua linii duble =5 microni

se numara particulele de pe intreaga suprafata ( numar redus) sau se numara particulele de pe suprafata delimitata de un unghi de 18⁰

rezultatul se exprima in numar particule/cm³ aer

dimensionarea particulelor se face prin pozitionarea lor tangential la una din liniile duble(stiind ca distanta dintre ele este de 5 microni)

4. Determinari calitative

4.1 Masurarea dimensiunilor particulelor de praf

Este importanta pentru aprecierea completa asupra nocivitatii pulberilor asupra organismului

a.     Masurarea cu coniometrul Zeiss

etalon: 5 microni (distanta dintre doua linii duble)

100 microni (latura patratelor)

b.     Masurarea cu micrometrul ocular

Se compune dintr-un ocular ce are in interior o lama de sticla gradata cu diviziuni

pe acelasi camp vizual se poate deplasa cu o microviza, doua linii paralele si doua incrucisate

microviza are un tambur cu diviziuni 0-100 iar o rotire completa a ei deplaseaza liniile mobile din camp corespunzator cu intervalul dintre doua diviziuni de pe scara fixa

notarea intervalelor dintre diviziunile retelei variaza in raport cu marimea obiectiv ului, deci trebuie determinata pentru fiecare sistem optic folosit

etalonarea se face cu o camera Burker-Turk

masurarea dimensiunilor unei particule de praf se face aducand particula in dreptul retelei fixe a micrometrului ocular, cu o extremitate a particulei tangenta la o diviziune a retelei

diameterul particulei se apreciaza in numar de diviziuni la care se adaoga numarul diviziunilor pe tamburul microvizei

3.4.2       Determinarea gradului de dispersie a pulberilor

Cu cat sunt mai numeroase pulberile ci diametrul sub 5 microni, cu atat nocivitate aerului8 respectiv este mai mare, deoarece aceste particule pot patrunde in alveola pulmonara

pentru a exprima gardul de dispersie al prafului trebuie masurate 100-400 particule (noi masuram 100)

rezultatul se exprima in procente prin tabel sau grafic

coniodispersiograma

Din acest exemplu se vede ca proba de praf analizata este nociva pentru organism pentru ca mai mult de 50 % di particulele solide sunt <5 microni

	grafic

3.4.3       Determinarea compozitiei chimice a pulberilor

Existenta in componenta lor a unor substante sau elemente chimice toxice (fier, plumb, arsen, dioxid de siliciu, funingine, hidrocarburi) le confera o nocivitate crescuta pentru organism

a. Determinarea SiO₂ din praf

Este importanta pentru ca patogenitatea pulberilor pentru organism creste in raport direct cu continutul lor in SiO₂ liber

Metoda

pe o lama de sticla se realizeaza un preparat de praf

se numara particulele de praf de pe 1mm²

• se acopera preparatul cu o picatura de tetralina, substanta care are un indice de refractie apropiat de al SiO₂ si face ca particulele de SiO₂ sa devina invizibile
• se numara din nou particulele si se face diferenta care va reprezenta numarul de particule de Si O2
• rezultatul se exprima in procente

b. Determinarea pulberilor de plumb

Se foloseste gelatina sau geloza 2 g, topita si racita, intr-o cutie Petri + KI

Dupa solidificare placa se expune la locul determinarii cu capacul deschis iar dupa expunerea la vapori de acid acetic glacial plumbul din praful sedimentat se transforma in PbI₂

Rezulta puncte colorate in galben pe suprafata mediului

c. Determinarea mercurului

Se foloseste reactivul Ditizona

• 1 cm³ Ditizona+10 cm³ mercur(lichid absorbant)  - Ditizonat de mercur (complex stabil-culoare rosu-violet)
• Ditizona +Pb – Ditizonat de Pb (complex instabil, culoare rosu-violet)
• Daca se adaoga in ambele eprubete cateva picaturi de HCl cc, Ditizonatul de Pb ia culoarea verde ( a Ditizonei, prin descompunere) iar cel de Hg ramane neschimbat (complex stabil)