Тема 9. Определение индекса свежести воздуха
Цель занятия. Ознакомить студентов с индексом свежести воздуха и его составными – содержание в воздухе озона, легких ионов и фитонцидов.
Практические навыки. Освоить методы определения озона в воздухе, и аппаратуру для контроля аэроионного фона в помещении.
Материалы и оборудование. Счетчики концентрации аэроинов различных конструкций, аэроионизаторы. Определение озона: 0,5 н. раствор иодида калия, 1 %-ный раствор крахмала, раствор соляной кислоты, раствор тиосульфата натрия.
Задание. 1.Ознакомиться с устройством аппаратуры для создания и измерения аэроионизации.
2. В камере с искусственным ионизационным режимом определить количество положительных и отрицательных аэроионов, рассчитать коэффициент униполярности (при материально-техническом оснащении кафедры).
3. Определить содержание озона в воздухе.
Для природного незагрязненного воздуха индекс свежести составляет 8–10 баллов. В помещениях, оснащенных искусственной вентиляцией, системами очистки или кондиционирования воздуха, он может снижаться до 0 баллов. Денатурация воздуха обусловлена резким уменьшением в поступающем воздухе аэростимуляторов – легких отрицательных и положительных ионов, некоторых специфических неорганических (озон) и органических (фитонциды) веществ. Концентрация их приведена в таблице 12.
Таблица 12
Концентрация фитонцидов (мкг/м3), легких ионов (тыс. ион/см3)
|
|
|
и озона (мкг/м3)
| Фитонциды | Балл | Легкие ионы | Балл | Озон | Балл |
| 25 | 0,7 | 0,5 | 1,0 | 5 | 3,2 |
| 50 | 1,1 | 1,0 1,5 | 1,5 1,7 | 10 15 | 4,3 5,2 |
| 75 | 1,2 | 2,0 | 1,8 | 20 | 5,7 |
| 100 | 1,3 | 2,5 | 1,9 | 25 | 5,9 |
| 150 | 1,5 | 3,0 | 2,0 | 30 | 6,0 |
Ионы при искусственной вентиляции нейтрализуются на воздуховодах, на них же разлагаются озон и фитонциды. В уменьшении этих веществ и заключаются денатурация природного свежего воздуха, резкое снижение индекса его свежести. Для определения индекса свежести необходимо установить содержание в воздухе озона с помощью озонометра или химическим методом, легких ионов – ионометром и фитонцидов – газовым хроматографом. По данным анализов индекс свежести воздуха рассчитывают на номограмме или формулам. Суммарный индекс свежести (СИС) воздуха определяют по формуле:
СИС = А + В + С ,
где А – индекс свежести обусловленный присутствием в воздухе озона; В – то же, но для ионов; С – то же, но для фитонцидов.
Пример.При концентрации озона А = 5 мкг/м3, А = 3,2 балла, при концентрации ионов и фитонцидов соответственно – 1,5х103 ион/см3, В = 1,7 балла, С = 100 мкг/м3, С = 1,3 балла. Суммарный индекс свежести СИС = 6,2 балла.
Снижение индекса свежести по отрицательному биологическому действию соответствует загрязненности воздуха химическими веществами, при этом чем длиннее металлические воздуховоды, тем сильнее денатурация воздушной среды. Индексу свежести, близкому к нулю, соответствует косвенная загрязненность воздуха на уровне 45 ПДК.
|
|
|
Нормативное значение индекса свежести воздуха для животноводческих помещений не установлено. Для жилых и общественных зданий и работающих в них людей санитарными нормами рекомендуется индекс свежести не менее 4–6 баллов.
Индекс свежести целесообразно использовать как важный зоогигиенический показатель. Наиболее экономически целесообразным способом устранения отрицательного влияния воздуховодов на индекс свежести воздуха является использование ионизации, озонирования или распыления фитонцидов, а также материалов для изготовления воздуховодов, в меньшей степени влияющих на этот показатель.
Определение озона в воздухе. Определение озона в воздухе основано на способности его выделять свободный йод из раствора йодида калия. Выделившийся свободный йод оттитровывают тиосульфатом натрия в присутствии крахмала. Определенный объем исследуемого воздуха (10 л) пропускают через поглотительный сосуд с 0,5 н. раствором иодида калия (40–50 мл), который сливают в колбу, подкисляют 2 н. раствором соляной кислоты (5–7 мл), и выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия до слабо-желтого окрашивания, после чего добавляют 1 мл 1%-ного раствора крахмала, а жидкость дотитровывают до исчезновения синей окраски.
|
|
|
Содержание озона вычисляют по формуле:
С = n ∙ К ∙ N ∙ 24 / V ,
где С – концентрация озона, мл/л ( для перевода в мг/м3 необходимо умножить на 1000); n – количество раствора тиосульфата, пошедшего на титрование, мл; 24 – коэффициент пересчета на озон, пошедшего на титрование тиосульфата натрия; К – поправочный коэффициент для титра тиосульфата натрия; N – нормальность раствора тиосульфата натрия; V – объем газа, пропущенного через поглотительный сосуд с раствором иодида калия, л.
Создание и контроль аэроионного фона в помещениях
Ионизация (аэроионизация) – это процесс образования в воздухе электрозаряженных частиц различной химической природы, обладающих различными физическими свойствами.
Молекулы и атомы воздушной среды, будучи в обычных условиях электронейтральными, при воздействии на них различных внешних ионизирующих факторов ( радиоактивные вещества, космическое, ультрафиолетовое излучения, электроразряды, разбрызгивание воды и др.) теряют со своей орбиты электрон, который присоединяется к нейтральной молекуле воздуха, в результате чего она становится отрицательным ионом, а положительно заряженный остаток, от которого был отделен электрон, становится положительным ионом.
|
|
|
В атмосферном воздухе в первую очередь происходит распад молекул кислорода, которые обладают небольшой энергией связи. Распадаясь, они или присоединяют свободный электрон, или захватывают электрон от молекулы азота. Это приводит к появлению в воздухе положительно заряженных ионов азота и отрицательно заряженных ионов кислорода.
Такие первичные ионы, имеющие один элементарный заряд, могут соединяться с нейтральными молекулами и образовывать легкие ионы. Молекулярный размер легких ионов равен 10-8см, они легко и быстро перемещаются в электрическом поле, легко отдают свой заряд предметам или ионам положительного знака, при этом они нейтрализуются или рекомбинируются (воссоединяются).
В результате того, что в воздухе постоянно присутствуют не только молекулы газов, но и твердые частицы, легкие ионы как бы оседают на них, образуя крупные вторичные ионы размером 10-5см, которые называются тяжелыми ионами.
В чистом воздухе преобладают легкие отрицательные ионы, в загрязненном – положительные легкие и тяжелые ионы обоих знаков.
Ионизационный режим в животноводческих и жилых зданиях изменяется соответственно с изменением физических свойств воздуха. Чем больше в воздухе пыли, диоксида углерода, чем выше его температура и влажность, тем больше в нем тяжелых ионов.
При гигиенической оценке ионизационного режима используется коэффициент униполярности (g),представляющий собой отношение числа положительных ионов к числу отрицательных ионов соответствующей величины:
g легк. = n+ / n- ; gтяж. = N+ / N-
Атмосферный воздух в естественных условиях характеризуется биполярностью, т.е. в нем содержатся ионы обоих знаков с преобладанием положительных ионов над отрицательными. Поэтому в среднем коэффициент униполярности для атмосферы воздуха равен 1,1–1,2. В высокогорных районах он составляет 1,4–1,8 , у горных рек и в местах большого разбрызгивания воды – 0,7 – 0,3.
При лечении животных используют ионизированный воздух с коэффициентом униполярности 0,1 – 0,2 (поток с преимущественным отрицательным зарядом).
Для ионизирования воздуха в помещениях применяется специальная аппаратура, состоящая из генератора аэроионов (ионизатор) и приборов для учета их концентрации (ионосчетчики).
В настоящее время разработано несколько видов ионизаторов на основе различного физического действия: электрические, радиоактивные, гидродинамические, термоэлектронные и фотоэлектрические.
Электроэффлювиальные аэроионизаторы. Этот способ искусственного получения аэроионов основан на коронном электрическом разряде, или принципе «истечения» электричества с металлического острия.
По данному принципу разработаны несколько видов ионизаторов (электроэффлювиальная люстра, проволочные и многоосевые ионизаторы антенного типа): ионизатор Чижевского, АФ-2, АФ-3, АИР-3 и др.).
Радиоактивные ионизаторы (ионизатор Штейнбока). Принцип действия радиоактивных ионизаторов основан на использовании способности радиоактивных веществ ионизировать воздух. Это радиоактивные изотопы альфа-излучатели (полоний 210, плутоний 239), бета-излучатели (стронций 90, сера 35, прометей 147, тритий). Они обладают высокой ионизирующей и малой проникающей способностью.
Гидродинамические ионизаторы (гидроаэронизатор Микулина, «Серпухов-1», ГАИ-4, ГАИ-4д) работают на баллоэлектрическом эффекте-электроизоляции воздуха при механическом распылении (дроблении) воды. При этом образуются легкие отрицательные и положительные гидроаэроионы.
Термоэлектронные ионизаторы. Генератором ионов является нихромовая спираль диаметром 0,1–0,5 мм, нагреваемая до 1000–1200 0С электрическим током низкого напряжения. При этом возникает термоэлектронная эмиссия раскаленных металлов, которая сопровождается выбрасыванием свободных электронов, ионизирующих молекулы кислорода с образованием отрицательных аэроионов.
Ультрафиолетовые ионизаторы.Принцип их работы основан на использовании фотоэлектрического эффекта, где происходит ионизация газовых молекул воздуха ультрафиолетовыми лучами.
Электроаэрозольные ионизаторысконструированы по принципу образования аэрозолей, представляющих собой аэродисперсную систему, где частицы аэрозолей заряжены положительно или отрицательно. Для получения их используются сопловой и центробежный распылители, на которые подается высокое напряжение, или в месте распыления создается электрическое поле.
Для измерения числа ионов, содержащихся в 1 см3 воздуха, а также для определения их подвижности и знака заряда применяют счетчики ионов (ионометры) типов СИ-1, по системе Тверского-Отто, САИ-ТГУ-66, ИТ-6914, аспирационные интегральные счетчики Одесского технологического института и др. Одни из них позволяют измерять ионы разной подвижности (легкие, тяжелые), другие – только легкие ионы, образующиеся в процессе расщепления газовых молекул и атомов под влиянием различных ионизаторов. В основу большинства этих приборов положен метод аспирации: поток воздуха просасывается через цилиндрический конденсатор, и содержащиеся в нем ионы осаждаются на внутреннем электроде конденсатора, изменяя его заряд. При этом применяют либо способ увеличения заряда (метод зарядки), либо способ потери заряда (метод разряда), при котором происходит разряжение внутреннего электрода ионами противоположного знака.
Содержание легких (n) и тяжелых ( N), отрицательно (–) и положительно (+) заряженных ионов, определяют в зоне дыхания животных. Концентрацию аэроионов устанавливают по количеству электричества, протекающего внутри конденсатора в результате оседания в нем аэроионов из воздуха, прошедшего за определенное время.
Количество ионов, содержащихся в 1 см3 исследуемого воздуха, определяют по формуле:
N = (Cn + Cэл) ∙ (Vt – V0) : f ∙ t ∙ е,
где N – число ионов в 1см3 воздуха; Cn + Cэл – общая емкость конденсатора и электрометра со всеми соединительными проводами: 10 см3 для конденсаторов легких ионов, 100 см3 – тяжелых; V0 и Vt – потенциалы электрометра в вольтах в начальном и конечном этапах определения; f – объемная скорость пропускаемого воздуха через конденсатор, см3/c ( f=200 см3/c); е – элементарный заряд иона равный 4,8х10-10, Кл; t – промежуток времени между начальным и конечным отсчетом электрометра, с.
При отсутствии счетчика ионов ориентировочную концентрацию можно определять по напряжению на пульте управления ионизатора. Напряжение в вольтах соответствует примерной концентрации (тыс/см3) отрицательных ионов: 10 (5–10), 20 (10–20), 30 (до 50), 40 (до 100), 50 (150–200), 60 (250–350), 70 (500–750).
Рекомендации по дозированию аэроионов с учетом вида животного, его физиологического состояния, возраста и производственного назначения представлены в приложении 8.
Применение искусственной аэроионизации следует начинать с постепенного увеличения концентрации и экспозиции. Первые сеансы должны длиться 10–15 минут в течение первых 1–2 дней. Затем увеличивают их до принятых величин с учетом общего состояния животных (аппетит, поведение, состав крови и т.д.) и продуктивности. После активного периода необходима пауза (отдых), а затем курс аэроионизации повторяют.
Контрольные вопросы. 1.Каково гигиеническое значение озона и аэроионов? 2. Какие показатели характеризуют индекс свежести воздуха? 3. Принцип определения и порядок исследования озона в воздухе. 4. Характеристика аппаратуры, которая применяется для создания и контроля аэроионизации. 5. Назовите дозы и режимы искусственной аэроионизации для животных.
Дата добавления: 2021-04-07; просмотров: 189; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!