СТАН І ГІГІЄНІЧНЕ ОЦІНОВАННЯ ПОВІТРЯНОГО СЕРЕДОВИЩА

Лабораторна робота № 1

Визначення вмісту шкідливих газів та атмосферного тиску повітря в тваринницьких приміщеннях.

Мета: Навчитись визначати вміст шкідливих газів - вуглекислоти, аміаку, сірководню в повітрі тваринницьких приміщень універсальним газоаналізатором (УГ-2). Засвоїти експрес-метод визначення вмісту аміаку, сірководню, вуглекислоти в повітрі. Оволодіти технікою визначення атмосферного тиску повітря.

Матеріали і обладнання: 0,0002 н розчин сірчаної кислоти; поглинач; шприц на 100 або 200 см3; піпетка на 2 см3 або дозатор для відмірювання розчину сірчаної кислоти; індикатор; 0,005 н розчин гідроксиду барію; піпетка на 5 см3; пробірка з гумовим корком; шприц на 2-5 см3 або груша гумова; 5%-й розчин сірчанокислого свинцю; нарізні папірці. Прилад УГ-2; скляні патрони з відповідними індикаторними порошками для визначення наявності газів; інструкція для користування приладом УГ-2; ртутний сифонний барометр; металевий барометр-анероїд; барограф.

Теоретичне обґрунтування для виконання завдання

У тваринницьких приміщеннях шкідливі гази утворюються в основному з сечі, при гнитті азотовмісних органічних речовин у ґрунті, гноєсховищах, відходів хімічних комбінатів, недостатня робота систем каналізації та вентиляції.

Санітарно-гігієнічне значення має визначення у повітрі тваринницьких приміщень концентрації лише шкідливих газів. Існує кілька способів визначення загазованості повітря. У виробничих умовах прискорені методи визначення мають ряд переваг: дослідження виконується протягом кількох хвилин; обладнання для аналізу легко транспортується; повністю виключається застосування підрахунків.

Визначення загазованості повітря універсальним переносним газоаналізатором.

Для контролю за хімічним складом повітря користуються універсальним переносним газоаналізатором типу УГ - 2. Ним можна встановити концентрацію у повітрі тваринницьких приміщень аміаку сірководню, вуглекислоти.

До комплекту газоаналізатора входять: пристрій для відбору проби повітря; індикаторні порошки та скляні трубки; вимірювальна шкала; мандрен; лійка.

1.Один кінець скляної трубки закрита маленьким шматочком вати, після чого за допомогою маленької лійки заповнити її індикаторним порошком, призначеним для визначення даного газу, і закрити другий отвір шматочком вати.

2. На місці проведення досліду відвести фіксатор з пристрою для відбору проби повітря, у втулку вставити шток так, щоб наконечник фіксатора легко ковзався по борозенці штока, над якою вказаний об'єм проби повітря. Натискуючи рукою на головку штока, стискувати сифон доти, доки наконечник фіксатора не збіжиться з верхнім заглибленням на борозенці штока.

3. Гумову трубку повітрозабірного пристрою з'єднати з трубкою, заповненою індикаторним порошком, і відпустити фіксатор.

4. Досліджуване повітря проходить через індикаторний порошок, який під впливом газу що визначається змінює свій колір.

5. Після відбору проби повітря трубку з індикаторним порошком прикласти до вимірювальної лінійки і визначити концентрацію даного газу у повітрі.

Для визначення допустимих концентрацій газів об'єм засмоктаного повітря повинен складати: для аміаку 200 мл.(тривалість ходу штока до заглиблення 30-60 с, загальний час засмоктування повітря 120 а); сірководню

• 300 мл (тривалість ходу штока до заглиблення 140-200 с, загальний час засмоктування повітря 300 с); окису вуглецю - 200 мл (тривалість ходу штока до заглиблення 180-240 с, загальний час засмоктування повітря 420 с).

Якщо в повітрі є аміак, то світло-коричневий індикаторний порошок у фільтруючому патроні стає синім (30 мг/м³),

якщо - сірководень, то білий індикаторний порошок стає коричневим

(30 мг/м³),

якщо окис вуглецю, то в шарі індикаторного білого порошку з'являється коричневе кільце (100 мг/м³).

Після закінчення відбору проби повітря прикладають вивільнену трубочку з індикаторним порошком до шкали і по висоті порошку із зміненим кольором визначають концентрацію газу (аміаку, сірководню, окису вуглецю).

Порівняно з визначенням аміаку і сірководню, де застосовуються одна фільтруюча скляна трубочка і один індикаторний порошок, для визначення окису вуглецю використовують фільтруючий скляний патрон з трьома перетяжками: у вузький кінець патрона вкладають тампон із вати і через широкий кінець патрона насипають індикаторний порошок на окис вуглецю до першої перетяжки, подальше - силікагель хромовокислого ангідриду до другої перетяжки, після цього - активоване вугілля, останню частину патрона заповнюють силікагелем сірчанокислої ртуті, вкладають ватний тампон і закривають заглушками обидва кінці зарядженого патрону.

Аміак (NH3) - це газ без кольору, токсичний, з характерним подразнюючим запахом, який відчувається при концентрації 35 мг/м3. Джерелом надходження аміаку у повітря тваринницьких приміщень є розкладання сечі, фекалій, підстилки. Шкідливі гази (вуглекислий газ, аміак, сірководень), що містяться у повітрі тваринницьких приміщень у концентраціях, які перевищують максимально допустимі зоогігієнічні норми, надходячи у кров, взаємодіють з гемоглобіном і блокують його транспортну функцію по перенесенню кисню до клітин та вуглекислого газу від клітин. У результаті взаємодії гемоглобіну з шкідливими газами спричиняють анемію у тварин.

Допустима концентрація аміаку в тваринницьких приміщеннях 10-

20. мг/м3.
    • атмосферному повітрі аміак не допускається.

Якісне визначення. Якщо в повітрі є аміак, то при випаровуванні з відкритої склянки концентрованої соляної кислоти з'являється білий туман внаслідок утворення хлористого амонію – NН3 + НСІ → NH4СІ; рожевий лакмусовий папірець, змочений дистильованою водою, синіє.

Кількісне визначення вмісту аміаку проводять універсальним газоаналізатором - УТ-2. При відсутності газоаналізатора можна використати хімічний метод визначення концентрації аміаку і вуглекислого газу у повітрі. Визначення концентрації аміаку в повітрі експрес-методом (титрометрично).

Метод грунтується на зв'язуванні аміаку 0,0002 н. розчином сірчаної кислоти з утворенням сірчанокислого амонію: 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4.

При цьому необхідно знати: концентрацію розчину сірчаної кислоти; кількість цієї кислоти, взяту для дослідження, та кількість пропущеного крізь кислоту досліджуваного повітря.

Хід визначення

У чистий поглинач піпеткою або дозатором налити 2 мл 0,0002 н розчину сірчаної кислоти з індикатором і крізь неї за допомогою шприца протягувати досліджуване повітря доти, доки кислота не забарвиться у зелений колір. За кількістю взятого для аналізу повітря визначити концентрацію аміаку.

Приклад розрахунку: для переходу 2 мл розчину сірчаної кислоти в зелений колір крізь неї протягнуто 620 мл повітря. Тоді концентрація аміаку становить 11,0 мг/м³.Цей метод в умовах господарства не застосовується.

Визначення вмісту вуглекислого газу експрес-методом (титрометрично).

Вуглекислий газ (СО2) - малотоксичний, без кольору, запаху. Допустима кількість газу в повітрі тваринницьких приміщень до 0,15-0,30%. В атмосферному повітрі СО2 міститься 0,03 %. Визначення вуглекислого газу в повітрі здійснюється різними методами: титрометричний Суботіна-Нагорського, пробірочні - за Прохоровим, Демчуком та іншими.

Титрометричний метод визначення СО2 повітря за Суботіним-Нагорським, оснований на властивості розчинників лугу поглинати в еквівалентних кількостях вуглекислоту.

При цьому методі відповідний об'єм повітря обробляється титрованим розчином Ва(ОН)2. Їдкий барій інтенсивно поглинає вуглекислий газ, після цього його титр зменшується. По різниці титрів розчину до поглинання і після поглинання СО2 визначають кількість вуглекислого газу, але цей метод в умовах господарства не застосовується.

В умовах виробництва для визначення вуглекислоти найчастіше користуються методом (пробірочннм) за Демчуком. Метод ґрунтується на зв'язуванні вуглекислого газу слабким (0.005 н) розчином гідроксид барію (Ва(ОН)2) з утворенням карбонату барію: С02+Ва(ОН)2 → ВаСОз+Н2О.

При цьому необхідно знати: концентрацію розчину гідроксиду барію; кількість цього розчину, взяту для дослідження; кількість пропущеного крізь розчин гідроксиду барію досліджуваного повітря.

1. У місці визначення концентрації вуглекислого газу пробірку, в якій відбуватиметься реакція, за допомогою шприца продувають досліджуваним повітрям. Для цього шприц надівають на голку і відтягують поршень.

2. Після заповнення пробірки досліджуваним повітрям відкрити її і налити розчин бариту до мітки 2 мл. Пробірку щільно закрити корком.

3. Пробірку фіксують у руці так, щоб отвори голки і піпетку можна було закрити пальцем, та енергійно збовтують вміст протягом 30-40с.

4. Якщо розчин після цього має рожевий колір то в пробірку шприцом вводять ще порцію досліджуваного повітря. Для цього шприц з'єднують з голкою і поршнем відтягують 2-2,5 см3 прореагованого повітря. Тоді в пробірку зайде така ж кількість досліджуваного.

5. Вміст пробірки знову збовтують протягом 30-40с і так продовжують до повного знебарвлення розчину бариту.

6. Знаючи об'єм взятого для аналізу повітря і тигр розчину бариту, концентрацію вуглекислого газу в повітрі визначають за таблицею (див. додаток ).

Приклад розрахунку: Об'єм пробірки підготовленої для аналізу (закрита корком з піпеткою і голкою) -- 20 см³; Об'єм взятого для реакції розчину бариту - 2 см³; шприцом введено в пробірку досліджуване повітря - 22 см³; Об'єм всього повітря, взятого для аналізу 20 - 2 + 22 = 40 см³; титр розчину бариту -2,1; концентрація вуглекислого газу в повітрі - 0,27% (див. додаток)

Визначення концентрації сірководню експрес-методом (титрометрично).

Сірководень (Н₂S) - газ без кольору, має запах тухлих яєць. Допустима концентрація в тваринницьких приміщеннях 5 -10 мг/м³.Утворюється сірководень при гнитті сірковмістимих органічних речовин (білок, екскременти), а також надходить з клоачними газами.Сірководень дуже отруйний, за дією наближається до синильної кислоти. Потрапляючи на слизові оболонки дихальних шляхів, з'єднується з тканинними лугами, утворюючи сульфіди натрію або калію (Nа:28, Кг8), які попадаючи в кров, гідролізуються з утворенням сірководню.

Останній переводить каталітичне залізо крові у сульфід заліза. В підвищених кількостях (1000 мг/м3) газ викликає загальне отруєння, призводить до паралічу дихального і судинорухового центрів (токсична дія). При довгочасному вдиханні незначної кількості газу ослаблюється весь організм, понижується його резистентність, що сприяє виникненню вторинних захворювань (метатоксична дія).

Допустимий вміст газу у повітрі приміщення для тварин 5-10 мг/м3.

Якісне визначення: Папірець, змочений розчином сірчанокислого свинцю, в присутності сірководню чорніє.

Папірець звичайний, змочений 5-10%-м розчином нітропрусидного натрію, в присутності сірководню набуває червоно-фіолетового забарвлення.

Титрометричний метод визначення сірководню оснований на властивості водного розчину йоду зв'язувати сірководень з утворенням йодоводневої кислоти, в присутності якої сірководень набуває червоно-фіолетового забарвлення. На практиці не застосовується.

Кількісне визначення сірководню проводять за допомогою УГ-2, згідно інструкції. Граничні допустимі концентрації сірководню в тваринницьких приміщеннях вказані в додатку.

Визначення атмосферного тиску

Атмосферний тиск вимірюється висотою ртутного стовпчика, зрівнюючи цей тиск.

Нормальний тиск прийнято рахувати 760 мм рт. ст. або одиницю Бар. Один Бар відповідає тиску 750,06 мм рт. ст. Бар ділиться на 1000 мілібар (мбар). Звідси 1 мбар дорівнює 0,7501 мм рт. ст., а тиск в 1 мм рт. ст. відповідає 1,33 мбар.

Останнім часом тиск вимірюється в одиницях Паскаля (Па). По цій системі нормальний тиск дорівнює 1013 гПа.

Ртутний барометр має вигляд скляної трубки, заповненої ртуттю. Верхній кінець трубки запаяний, а нижній опущений у чашку з цим же металом.

Барометри-анероїди – це прилади для вимірювання атмосферного тиску. Ці прилади портативні, їх широко використовують для гігієнічних досліджувань.

Найважливіша частина барометра-анероїда порожня тонкостінна металева коробка з гофрованим дном і кришкою або тонкостінна плоска трубка, зігнута у вигляді підкови. Коробка або трубка заповненні розрідженим повітрям (до 50-60 мм рт. ст.).

В результаті коливання атмосферного тиску стискуються або виступають стінки коробки або ж згинаються і розгинаються кінці трубки. Ці зміни через систему важелів передаються стрілці, яка рухається по циферблату, розділеному на міліметрові і напівміліметрові поділки.

Барометр-анероїд зберігається в закритому футлярі в горизонтальному положенні.

Барограф застосовують для довготривалих спостережень за вимірами атмосферного тиску і їх запису. Головна його частина, як і в барометрах-анероїдах, тонкостінна металева безповітряна коробка з розрідженим повітрям, сприймаюча зміни тиску повітря. В барографа основною сприймаючою частиною є чотири анероїдних коробки. Сумарна конфігурація стінок коробок через систему важелів передається стрільці, яка закінчується пером. На розграфленій стрічці барабану, також як і у термографа, викреслюється крива коливань атмосферного тиску за добу або за тиждень.

Правила роботи з барометром

При визначенні атмосферного тиску сифонним барометром відраховують висоту стовпчика у відкритому коліні. При наявності у сифонного барометра рухомої шкали перед підрахунками нульову точку її встановлюють на рівні ртуті у відкритому кінці і проводять один відрахунок по положенню в запаяному кінці.

Відлік показників ртутного сифонного барометра, у якого нульова точка знаходиться по середині довгого коліна барометра роблять так: спочатку відраховують показники по верхній половині ртутного стовпчика в довгому коліні від нуля до верхнього меніска, а потім нижній половині в короткому коліні від нуля для рівня ртуті, одержані цифри додають.

Показники ртутного барометра відраховують по положенню меніска ртуті на шкалі. В показниках ртутних барометрів вносять поправки на температуру, так як при підвищенні її ртуть збільшується в об'ємі і дає завищені показники атмосферного тиску.

Визначаючи тиск, при різних температурах показники барометра приводять до нульової температури по формулі:

h0 = ht - t 0,00016275

де h0 - показники барометра, приведені до 0°.

ht - показники барометра при даній температурі.

t - температура повітря під час спостереження.

0,00016275 - коефіцієнт розширення ртуті.

Приклад: Барометр показує 760 мм. рт. ст. при температурі 20° С. 760 множимо на 0,00016275 і одержуємо цифру 2,45380 або округлено 2,45.

Відповідно поправка при такій температурі рівна 2,45. Цю величину необхідно відрахувати від показників барометра: 760 - 2,45 = 757,55. Атмосферний тиск дорівнює 757,55 мм. рт. ст.

Показники барометра-анероїда записуються після легкого постукування пальцем по склу для зняття тертя в важелях передачі.

Коливання атмосферного тиску в залежності від температури повітря наведено в додатку.

Контрольні питання:

1. Газовий склад атмосферного повітря?

2. Джерела утворення аміаку в тваринницьких приміщеннях?

3. Допустима концентрація аміаку в приміщеннях для тварин?

4. Вплив на організм тварин підвищеного вмісту аміаку в повітрі?
5. Методи визначення аміаку та їх характеристика.
6. Джерела утворення вуглекислого газу в атмосферному повітрі та повітрі тваринницьких приміщень?

7. Дія підвищеного вмісту вуглекислого газу в повітрі на організм

тварин?

8. Методи визначення вмісту вуглекислого газу?
9. Допустимі концентрації вуглекислого газу в повітрі тваринницьких приміщень?

10. Допустимі концентрації сірководню в повітрі тваринницьких приміщень?

11. Вплив на організм тварин підвищених концентрацій сірководню?
12. Методи визначення сірководню в повітрі приміщень.
13. Атмосферний тиск та одиниці його вимірювання.
14. Будова і принцип роботи барометра-анероїда.
15.  
16. Будова і принцип роботи барографа.
17. Вплив коливань атмосферного тиску на організм тварин.
18.  
19. Профілактика гірської хвороби.

Завдання для самостійного практичного виконання:

1. Визначити вміст аміаку в приміщенні за допомогою приладу УГ-2;
2. .Визначити вміст сірководню в приміщенні за допомогою приладу УГ- 2;
3. Визначити вміст окису вуглецю в приміщенні за допомогою приладу УГ-2.
4. Визначити вміст аміаку в повітрі приміщення титрометричним методом
5. Визначити вміст вуглекислого газу в повітрі приміщення титрометричним методом.
6. Використавши якісний метод, визначити чи є в повітрі приміщення сірководень.
7. Визначити барометричний тиск в приміщенні.