Дозиметрия

Индивидуальная активная дозиметрия. Наилучшими способом оценки воздействия химических веществ на работающих в условиях производства является измерение концентрации химических веществ в зоне дыхания. Такие измерения возможны при использовании индивидуальных пробоотборников автономного действия. Основными элементами пробоотборников являются микронасос, работающий от батарей аккумуляторов, счетчик объема или скорости пропускаемого воздуха и фильтродержатель (с фильтром) или сорбционные трубки (с сорбентом). Разработаны устройства для отбора из воздуха пыли, радиоактивных частиц, а также паров и газов. Анализ отобранных проб проводят общепринятыми методами. Разработаны пробоотборники, в которых воздух проходит через перемещающуюся индикаторную ленту, интенсивность окраски которой пропорциональна концентрации вещества в анализируемом объеме.

Пассивная дозиметрия. В отличие от активной дозиметрии пассивная дозиметрия основана на принципе свободной диффузии, без принудительного просасывания исследуемого воздуха. Пассивные дозиметры не требуют аспирационных устройств, имеют незначительную массу, экономичны, просты и удобны в работе. Диффузия осуществляется:

1. через стабильный слой воздуха - диффузионные дозиметры,
2. путем проникания через мембрану - проницаемые дозиметры.

Диффузионные дозиметры. В основе работы лежат процессы диффузионного переноса молекул поглощаемого соединения через определенный стабильный слой воздуха. Скорость диффузии (нг/с), определяющая массу вещества, диффундирующего за единицу времени. Описывается следующим уравнением

ω = (D·A)/L·(c₁-c₀),

где D - коэффициент диффузии, см² с, А - площадь поперечного сечения пути диффузии, см², L - длина пути диффузии, см, С - концентрация вещества в анализируемом воздухе, нг/см3, с₀ - концентрация вещества у поверхности сорбента, нг/см3. Примем с₀ = 0. После умножения обеих частей уравнения на t, получают уравнение

m = (D·A)/L·c·t.

Выражение DA/L - «эффективная скорость поглощения» в пассивном диаметре. Обозначают К, выражают в см³/с.

m = K·c₁·t,

следовательно

c₁ = m/(K·t).

Значения А и L зависят от конструкции диффузора.

Коэффициенты диффузии установлены экспериментально и расчетными способами и сведены в таблицы. Зная коэффициент диффузии, концентрацию вещества в анализируемом воздухе вычисляют на основании количества вещества, поглощенного в пассивном дозиметре.

Проницаемые дозиметры

В основу действия проницаемых дозиметров положен процесс проникновения частиц определяемого вещества из исследуемого воздуха через мембрану на поверхность сорбента при наличии градиента концентраций. В отличие от вышеописанного процесса анализируемое вещество диффундирует не в стабильном слое воздуха, а через материал мембраны.

Количественно диффузионное проникание через мембрану (m) можно выразить следующим уравнением

m = P·A(c₁ - c₀)/L,

где Р - растворимость анализируемого соединения в мембране, А - поверхность мембраны, см², С₁ - концентрация вещества на экспонированной стороне мембраны, нг/см³, С₀ - концентрация вещества со стороны сорбента, нг/см³, L - толщина мембраны, см.

Если сорбент хорошо поглощает вещество, то С₀ = 0.

На практике для расчета концентраций соединений в воздухе применяют уравнение:

c = (m·K)/t,

где m - масса поглощенного соединения, мкг, К - постоянная проникания, см³/мин, t - время экспозиции, мин.

К завистит от материала мембраны и определяемого соединения. К дозиметрам, выпускаемым промышленностью, значения К прилагаются.

Основные элементы дозиметра: сорбент S, диффузатор D и мембрана.

Сорбент - главный элемент любого дозиметра. Твердые сорбенты должны иметь большую удельную поверхность, высокую удерживающую способность (отсутствие десорбции в условиях пониженных концентраций), высокую степень чистоты.

В качестве сорбентов применяют:

• активный уголь - гранулированный, спресованный или в виде ткани,
• силикагель, пропитанный селективными реактивами,
• хроматографические носители,
• жидкие сорбенты - растворы, образующие окрашенные продукты реакции, наносятся на носитель: фильтровальную бумагу, целлюлозные пленки, поливинилхлорид, резину.

Диффузор - ограничивает влияние изменения параметров окружающей среды на стабильность пассивного дозиметра. Простейший диффузор - трубка из стекла или пластмассы, прикрепленная к части, содержащей сорбент. Важнейший параметр диффузора - отношение поверхности А к длине пути диффузии L. Оптимальным считается отношение A/L, при котором количество поглощаемых веществ совпадает с теоретическим рассчитанном на основании уравнения диффузии. Мембрана является барьером, ограничивающим отрицательное влияние изменений параметров воздуха. Должна быть устойчива к действию влаги, химически устойчива, не подвергаться электризации в процессе диффузии, иметь равномерную толщину и пористость. Потери при переносе вещества через мембрану не должны превышать 10 %.

Дата добавления: 2014-01-20