Как сделать забор проб воздуха
Методы отбора проб воздуха и приборы
Санитарно-микробиологическое исследование воздуха можно разделить на 4 этапа:
2) обработка, транспортировка, хранение проб, получение концентрата микроорганизмов (если необходимо);
3) бактериологический посев, культивирование микроорганизмов;
4) идентификация выделенной культуры.
Отбор проб:
Следует обратить внимание на то, что при отборе проб воздуха во многих случаях происходит посев его на питательную среду.
Все методы отбора проб воздуха можно разделить на седиментационные и аспирационные.
По окончании экспозиции все чашки закрывают, помещают в термостат на сутки для культивирования при температуре, оптимальной для развития выделяемого микроорганизма, затем (если этого требуют исследования) на 48 ч оставляют при комнатной температуре для образования пигмента пигментообразующими микроорганизмами.
Седиментационный метод имеет ряд недостатков: на поверхность среды оседают только грубодисперсные фракции аэрозоля; нередко колонии образуются не из единичной клетки, а из скопления микробов; на применяемых питательных средах вырастает только часть воздушной микрофлоры. К тому же этот метод совершенно непригоден при исследовании бактериальной загрязненности атмосферного воздуха.
Более совершенными методами являютсяаспирационные, основанные на принудительном осаждении микроорганизмов из воздуха на поверхность плотной питательной среды или в улавливающую жидкость (мясо-пептонный бульон, буферный раствор, изотонический раствор хлорида натрия и др.). В практике санитарной службы при аспирационном взятии проб используются аппарат Кротова, бактериоуловитель Речменского, прибор для отбора проб воздуха (ПОВ-1), пробоотборник аэрозольный бактериологический (ПАБ-1),бактериально-вирусный электропреципитатор (БВЭП-1), прибор Киктенко, приборы Андерсена, Дьяконова, МБ и др. Для исследования атмосферы могут быть использованы и мембранные фильтры № 4, через которые воздух просасывается с помощью аппарата Зейтца. Большое разнообразие приборов свидетельствует об отсутствии универсального аппарата и о большей или меньшей степени их несовершенства.
Прибор Кротова. В настоящее время этот прибор широко применяется при исследовании воздуха закрытых помещений и имеется в лабораториях
Аппарат Кротова
Принцип работы аппарата Кротова (рис. 22) основан на том, что воздух, просасываемый через клиновидную щель в крышке аппарата, ударяется о поверхность питательной среды, при этом частицы пыли и аэрозоля прилипают к среде, а вместе с ними и микроорганизмы, находящиеся в воздухе.
Бактериально-вирусный электропреципитатор (БВЭП-1). Прибор основан на аспирационно-ионизационном принципе действия. БВЭП-1 состоит из осадительной камеры, в которую вмонтированы электроды: отрицательный в виде приводящей трубки, через которую поступает воздух (и частички аэрозоля соответственно заряжаются отрицательно), и положительный, на котором оседают бактерии.
Прибор МБ. Этот прибор служит не только для определения общей микробной обсемененности, но и для отбора проб воздуха с аэрозольными частицами различных размеров. Прибор МБ построен по принципу «сита» и представляет собой цилиндр, разделенный на 6 горизонтальных полос, на каждую из которых помещают чашки Петри с МПА. Воздух просасывается, начиная с верхней ступени, в пластине которой отверстия самые крупные, и чем ниже ступень, тем меньше размером отверстия (через последние проходят только тонкодисперсные фракции воздушного аэрозоля). Прибор рассчитан на улавливание частиц аэрозоля размером более 1 мкм при скорости отбора воздуха 30 л/мин. Уменьшение числа отверстий обеспечивает более равномерное распределение по питательной среде аэрозоля из воздуха. Для улавливания еще более мелких частиц аэрозоля можно добавлять дополнительно фильтр из фильтрующего материала АФА.
При использовании любого из перечисленных приборов получаемые результаты являются приблизительными, однако они дают более правильную оценку обсемененности воздуха в сравнении с седиментационным методом. Поскольку и отбор и санитарно-микробиологические исследования воздуха не регламентированы ГОСТ, то можно использовать любой прибор для оценки бактериальной загрязненности воздуха. Во многих случаях отбор проб совмещен с этапом посева.
Б. Методы забора проб воздуха
1. Гравитационный метод основан на том, что взвешенные в воздухе плотные частицы оседают под действием силы тяжести. Для сбора проб гравитационным методом применяют пробозаборник Дарема (см. рис. 3.1). В держатель прибора вставляют предметное стекло, покрытое глицериновым гелем, который готовят следующим образом: 5 г желатина, 40 мл воды, 4 г фенола смешивают с 195 г глицерина и нагревают; во время нагревания в гель вводят 2 мл раствора Кальберия — 5 мл глицерина, 10 мл 95% этилового спирта и 2 капли насыщенного водного раствора фуксина основного. Прибор оставляют на воздухе на 24 ч. Переносимые воздушным потоком частицы под действием силы тяжести оседают на предметное стекло. Состав и количество частиц определяют под микроскопом. Результаты выражают в виде количества частиц, осевших на 1 см 2 за 24 ч. Этот метод прост и недорог, но имеет следующие недостатки.
а.На результаты исследования влияют направление и скорость ветра, влажность воздуха и осадки.
б.За 24 ч оседает небольшое количество частиц.
в.На стекло оседают в основном крупные частицы.
2. Объемометрические методыоснованы на том, что взвешенные в воздухе частицы задерживаются на препятствии, установленном на пути воздушного потока.
а. Ротационный пробозаборник. Собирающая поверхность, покрытая специальным веществом, вращается в течение определенного времени с заданной скоростью. Результат пробы выражают в виде количества частиц, осевших на 1 см 2 за 24 ч. Этот метод позволяет исключить влияние скорости и направления ветра на результаты исследования. В пробозаборнике Ротород (Сэмплинг Текнолоджис Инк., рис. 3.2) собирающей поверхностью служат акриловые стержни, покрытые тонким слоем силиконовой смазки. В других приборах собирающая поверхность вращается не постоянно, а периодически, что позволяет избежать ее переполнения, в перерывах между вращениями она прикрывается заслонками. Американская академия аллергологии и иммунологии в качестве стандартных объемометрических пробозаборников рекомендует использовать именно эти приборы.
б. Аспирационные пробозаборникипропускают воздух через мембранные фильтры с известным диаметром пор, поэтому на собирающей поверхности оседают частицы заданного размера. На этом принципе основана споровая ловушка Бурхарда (см. рис. 3.3), собирающая поверхность которой перемещается со скоростью 2 мм/ч, что позволяет следить за изменением концентрации частиц в воздухе в течение всего периода наблюдения. Поскольку прибор имеет флюгер, на результаты проб не влияет направление ветра. Более сложный пробозаборник АккуВол (см. рис. 3.4) улавливает частицы менее 1 мкм в диаметре.
Способы анализа воздуха на наличие вредных веществ
Анализ воздуха важен для определения содержания вредных веществ в окружающей среде. Их концентрация может быть очень мала. Однако некоторые испарения даже в очень малых количествах могут оказывать значительное воздействие на организм. Существует несколько методик исследования газа, однако очень важным этапом этих практик неизменно является правильный отбор воздуха. Способы анализа воздуха на наличие вредных веществ могут быть разных видов. Набольшее распространение получили аспирационный и отбор в сосуды. Они различаются по принципу действия.
Правильный отбор воздуха для анализа
В обычных аптеках и на предприятиях фармацевтической промышленности воздух всегда загрязнен. Часто это можно почувствовать даже через органы обоняния. Значение имеют даже миллиграммы на кубометр воздуха для различных аэрозолей. Это показатели, которые важны для гигиенических характеристик атмосферы внутри таких помещений. Анализ необходим, чтобы определить степень вредности работы в таких местах.
Атмосферную пробу получают на высоте полтора метра от пола, так как именно в этой зоне человек вдыхает пары. При этом выбирают место, где отсутствует сквозняк, чтобы результат был боле точным. Обязательно замеряют температурный показатель газа в помещении и его влажность. Для определения химических загрязнений применяют специальные поглотители.
Аспирационный метод
При этом методе микроорганизмы из воздуха и их частицы принудительно осаждаются. Для этого применяют разные приборы:
То есть способы анализа воздуха на наличие вредных веществ разнообразны, и при выборе нужно ориентироваться по ситуации. Кому-то необходима точность, кому-то время.
Определение взрывоопасных и токсических веществ
Эту сложную задачу можно выполнить тремя методами:
Сигнализаторы имеют ряд недостатков. Так к ним должны прилагаться многочисленные фильтры и дополнительные установки. Точность приборов оставляет желать лучшего, так как они могут работать только при определенных концентрациях вредных веществ. К тому же расшифровать сигналы прибора может только опытный специалист.
Отбор воздуха в сосуды
Метод основан на принципах абсорбции. Газ, проходя через специальную поглотительную систему, оставляет свои частицы на твёрдом или в жидком веществе. Этот метод также широко применяется в бытовых пылесосах с водными фильтрами. Пыль при этом осаждается в воде фильтра на 98%.
Автоматические приборы «ДАГ» – это системы для контроля уровня вредных веществ в воздухе в среднем за смену. Газоотборники состоят из камер для воздуха и трубок. Также могут применяться вакуумные баллоны для перевозки пробы воздуха на расстояния.
Особенно прогрессивным является применение поглощающих экранов. Это могут быть радиографические пластины, но не только. Уже изобретено несколько видов чувствительных мембран, которым после предстоит пройти спектрографический анализ на состав частиц. Для измерения трех основных видов излучения применяют специальные приборы, которые содержат счетчики. Перенос такой аппаратуры на расстояние сравнительно удобен, а результат получают быстро. Для того чтобы получить результат анализа по содержанию гамма-излучения, применяют более сложные приборы.
Самый упрощенный метод анализа проводят с применением серной кислоты. Она является поглотителем, который накапливает в себе частицы. Для того чтобы анализ был более точным, его проводят несколько раз в разное время суток и в разные дни. На него могут повлиять многие факторы, как давление, влажность и температура. Поэтому для получения среднего показателя, который наиболее точно покажет результат, составляется план по проведению процедуры из нескольких сеансов. Различные способы анализа воздуха на наличие вредных веществ помогут решить поставленную задачу с учетом обстоятельств.
Методика отбора проб воздуха в помещении
Для определения концентрации вредных веществ необходимо для начала произвести отбор проб атмосферного воздуха. Данный процесс является чрезвычайно важным и кропотливым. Это связано с тем, что даже при самом точном анализе результаты неправильно произведенного отбора воздуха искажаются. Потому существует целый ряд требований к данному процессу:
Взятие проб воздуха зависит от нескольких факторов:
Во время проведения исследований в лаборатории используют различные методы отбора проб воздуха. Самые распространенные – аспирационный и метод отбора в сосуд.
Аспирационный метод
Это самый распространенный способ в гигиенической практике. Особенность данной методики заключается в аспирации. Иными словами, это фильтрация исследуемого воздуха при помощи специальных веществ, которые способны поглощать определенный ингредиент из всех, проходящих через него. Данное вещество называется поглотительной средой. Недостатки аспирационного метода отбора проб воздуха:
Отбор в сосуды
Этот метод отличается своей быстротой. Его используют тогда, когда ограничиваются небольшим объемом исследуемого воздуха и не возникает необходимости в накапливании искомого вещества в пробе. При этом отборе используются разнообразные емкости и сосуды: баллоны, бутыли, шприцы и газовые пипетки, а также резиновые камеры. Данная методика отбора проб воздуха является очень чувствительной и точной.
В практике используется несколько разновидностей аспираторов. Удобным для использования считается электроаспиратор АПВ-4. Этот прибор объединил в себе электрическую воздуходувку с реометрами, которые представляют собой стеклянные ротаметры, две из которых нужны для замеров скорости отбора воздуха, а две другие предназначены для большой скорости. Малая скорость составляет от 0,2 до 1 л/мин, большая – от единицы до 20 литров в минуту. Нижняя часть ротаметров соединена со штуцерами, выведенными в переднюю часть прибора. К этим штуцерам присоединены силиконовые трубки вместе с поглотительными приборами. Благодаря такой схеме одновременно можно отбирать сразу четыре пробы. Верхняя часть ротаметра имеет ручки вентилей, которые точно так же выведены в переднюю часть. Это помогает регулировать скорость отбора проб воздуха.
Принцип работы данного прибора заключается в том, что во время включения в сеть с помощью электродвигателя вращается ротор воздуходувки. В то же время в ее корпусе понижается давление. А воздух, помещенный вне прибора, проходит через штуцеры. Затем поступает наружу. Узнав затраченное время на его прохождение сквозь аспиратор и его скорость, можно определить объем воздуха, проходящего через поглотительный прибор, который присоединяется к штуцеру.
Существующие поглотители созданы для того, чтобы забирать химические примеси из воздуха при помощи твердых и жидких сред. И поглотитель, и среду для него выбирают не случайно. Здесь учитываются агрегатные состояния веществ, которые проходят исследования. А также необходимость в обеспечении продолжительного контакта самого вещества и поглотительной среды.
В случае если исследуемое газо- или парообразное вещество находится в воздухе в большом количестве, если метод его определения очень чувствительный, то, соответственно, необходимы небольшие объемы анализируемого воздуха. Для этого нужны одномоментные методы отбора проб. Для них используют резиновые камеры, калиброванные бутыли и сосуды, пакеты для отбора проб воздуха вмещающие от 1 до 5 литров, а также газовые пипетки по 100-500 мл. Однако резиновые камеры могут применяться только в том случае, если исследуемое вещество точно не реагирует с резиной. В них воздух не сохраняется больше трех часов. Его накачивают туда с помощью электрического или ручного насоса НПГ. Для исследований воздух переводится в калибровочную бутыль или другой поглотитель с соответствующей средой.
Санитарные пробы
Эти пробы собирают для химического анализа и определяют общую запыленность в зоне дыхания человека и на полтора метра выше. Для этого используют специальные штативы ШРТ-2.
Изучая загрязнения воздушной среды из-за выбросов промышленных предприятий, определяют среднесуточную и максимальную разовую концентрацию вредных веществ в атмосфере. Санитарные пробы воздуха обычно отбирают в момент наибольшего загрязнения с ветреной стороны от источника. Берут минимум десять образцов во всех точках и через равные отрезки времени. Отбор проб атмосферного воздуха продолжается около двадцати минут. При увеличении расстояния от источника, из которого исходит загрязнение (не более пяти километров, дальше точный анализ просто невозможен), продолжительность также увеличивается до 40 минут.
Для того чтобы определить радиоактивные и канцерогенные вещества, необходимо просасывать сквозь аналитические фильтры АФА большой объем воздуха. Потому что в населенных местах исследуемые элементы содержатся в ничтожно малом количестве. В процессе взятия пробы воздуха на больших промышленных предприятиях для исследований содержания токсических веществ (таких как газы, пары) или большого количества пыли важное место занимает точка отбора. В производственных помещениях или зданиях неравномерно распределены загрязняющие вещества. Воздушная среда постоянно и хаотично подвижна. По этим причинам приборы для пробы атмосферы располагают в месте, где происходит рабочий процесс, на уровне полутора метров от пола. Это считается уровнем дыхания рабочих. За одну смену берут три пробы: в начале, середине и конце трудового дня. Во время их взятия обязательно учитывается влажность, а также температура воздуха в помещении. Поглотительные приборы или их еще называют сорбционными трубками, которые нужны, чтобы произвести отбор проб воздуха на промышленных предприятиях, напоминают стеклянные пробирки, которые запаиваются вверху и скрепляются еще с парой стеклянных трубочек. Через длинную трубку поступает исследуемый воздух. А сквозь короткую он проходит далее к воздуходувке через ротаметр. Нижняя часть поглотителя предназначена для поглощающейся жидкости, через которую должен просасываться исследуемый газ. Отбор проб воздуха рабочей зоны необходим для нормального функционирования предприятия и обеспечения условий труда для коллектива. В соответствии с действующим законодательством и требованиями охраны труда это обязательный процесс.
Гравитационный метод отбора
Этот метод взятия пробы воздуха в помещении или на улице основывается на том, что плотные частицы, которые взвешиваются в нем, оседают под влиянием силы тяжести. Пробозаборник Дарема – основной прибор, который используют для гравитационного отбора проб воздушной среды. Суть его работы заключается в следующем. В держатель прибора вставляется специальное предметное стекло, которое покрывается глицериновым гелем. Затем он оставляется в воздушной среде на сутки. Частицы, которые переносятся воздушным потоком, оседают на предметном стекле. Далее в лабораторных условиях под микроскопом определяется состав и количество частиц. Результаты представляются числом частиц, которые осели на квадратном сантиметре за сутки. Гравитационный метод отбора проб воздуха недорогой и достаточно простой, однако и у него есть свои недостатки:
Объемометрический метод
Суть данного способа заключается в том, что частицы, которые взвешиваются в воздухе, задерживаются на препятствиях, устанавливаемых его потоками. Пробы воздуха на предприятиях тяжелой промышленности необходимо собирать не реже, чем раз в год. В условиях этого метода применяются такие пробозаборники:
Оценивание результатов гравитационного метода отбора позволяет обнаруживать крупные частицы (например, пыльцу амброзии). В научных целях используются более мощные и точные объемометрческие способы.
Исследования загрязнений
В соответствии с действующим законодательством происходит отбор проб воздуха. ГОСТ 17.2.3.01-86 необходим для правильного анализа и подсчета погрешностей.
Для того чтобы изучать степень загрязнения воздуха в Российской Федерации, разработали специальный термин – «предельно допустимая концентрация». На сегодняшний день определили предельно допустимые нормы. Концентрация в воздушной среде вредных веществ должна составлять не более чем пятьсот веществ. Пробы воздуха позволяют контролировать ситуацию.
Предельно допустимой считается максимально концентрированная примесь атмосферного воздуха, которая относится к определенному промежутку времени и периодически или на протяжении всей жизни человека не окажет вредного влияния на него (учитываются и отдаленные последствия) или на окружающую среду.
В случае большой концентрации газов осуществляется пробой воздуха, напряжение в таком случае составляет около 33 кВ/см. При росте давления увеличивается и напряжение.
Существуют лаборатории, исследовательские институты и отдельные квалифицированные специалисты, которые при помощи современных приборов и высокотехнологичных устройств определяют и устраняют вредные вещества, находящиеся в домах, квартирах, офисах, на земельных участках и пр. Отбор проб воздуха производится работниками санэпидемстанций, а далее проходят исследования в лабораторных условиях.