В последнее время на российском рынке средств контроля воздуха рабочей зоны наблюдается рост предложения газоанализаторов, которые позиционируются как универсальное решение для измерения предельно допустимой концентрации (ПДК) серной кислоты (H2SO4). Как правило, эти приборы используют электрохимические сенсоры на диоксид серы (SO2) и имеют привлекательную, более низкую цену. Однако, по мнению ключевых игроков отрасли, за внешней простотой и экономичностью стоит методическая неточность, способная снижать достоверность показаний и, следовательно, влиять на надежность оценки безопасности персонала. Редакция обратилась за разъяснениями в компанию «НПО «ПРИБОР» ГАНК», которая является одним из ключевых участников этого рынка. Мнение ее генерального директора Николая Чекалина, а также анализ нормативной базы – в этом материале.
Николай Сергеевич! Можно ли использовать SO₂-сенсор для контроля H₂SO₄? Насколько это корректно?
Серная кислота в воздухе рабочей зоны присутствует в виде мелкодисперсного аэрозоля. Это капельки жидкой кислоты или частицы солей, образующиеся при взаимодействии с аммиаком или другими основаниями. Электрохимический же сенсор, на который опираются такие приборы, настроен на обнаружение молекулярного диоксида серы (SO₂), то есть совершенно другого вещества в газообразной форме. Поэтому данные по SO₂ нельзя считать эквивалентными данным по H₂SO₄.
Какие сложности возникают при попытке заменить измерение H₂SO₄ измерением SO₂?
Серная кислота может термически разлагаться с образованием SO₂, но в стандартных условиях рабочей зоны этого не происходит. Кроме того, SO₂ и H₂SO₄ имеют разные ПДК, относятся к разным классам опасности и по-разному воздействуют на организм. Поэтому, измеряя концентрацию SO₂, невозможно достоверно рассчитать содержание H₂SO₄.
Отсюда возникают две основные проблемы – со специфичностью и чувствительностью. В плане специфичности электрохимический сенсор на SO₂ реагирует на любой диоксид серы в воздухе, что может приводить к ложноположительным срабатываниям. Что касается чувствительности, то, если в воздухе присутствует аэрозоль серной кислоты, но отсутствует газообразный SO₂, прибор не зафиксирует концентрацию, формируя потенциально опасное ложноотрицательное показание.
Какой метод на сегодня можно назвать достоверным для измерения аэрозоля H₂SO₄?
Единственным физико-химическим методом, который обеспечивает прямое, селективное и количественное определение именно аэрозоля серной кислоты, является спектрофотомерия. Принцип действия газоанализаторов основан на протягивании пробы воздуха через специальную химическую кассету (химкассету), содержащую реагент, селективно взаимодействующий с H₂SO₄ (рис. 1). В результате этой реакции образуется окрашенное соединение, интенсивность цвета которого прямо пропорциональна массовой концентрации серной кислоты в пробе. Эта интенсивность измеряется спектрофотометром, что обеспечивает высочайшую точность. Реагент в кассете настроен на реакцию именно с серной кислотой и игнорирует присутствие диоксида серы и других соединений.
Рис. 1. Химкассета для стационарного газоанализатора ГАНК-4
Рис. 2. Стационарные спектрофотометрические газонализаторы серной кислоты: а – общепромышленный ГАНК-4С; б – взрывозащищенный ГАНК-4Ф Ex
Подтверждается ли это нормативными документами?
Да, достоверность методов регулируется не только химическими законами, но и нормативными документами. Все официально утвержденные в России методики измерения массовой концентрации аэрозоля серной кислоты в воздухе рабочей зоны основаны исключительно на фотометрическом (спектрофотометрическом) методе.
Нормативные документы
- ФР.1.31.2017.27279 «Методика измерений массовой концентрации аэрозоля серной кислоты в пробах воздуха рабочей зоны фотометрическим методом».
- ФР.1.31.2017.26271 «Массовые концентрации аэрозоля серной кислоты и диоксида серы. Методика измерений фотометрическим методом».
- ФР.1.31.2016.23855 «Методика измерений массовой концентрации аэрозоля серной кислоты в воздухе рабочей зоны методом фотометрии».
- ФР.1.31.2016.23475 «Методика измерений массовой концентрации серной кислоты и диоксида серы фотометрическим методом».
Почему же тогда появляются такие приборы?
Основная причина – маркетинг и стоимость. Производителям проще и дешевле установить в свой анализатор стандартный электрохимический сенсор на SO₂ и заявить о его «универсальности», чем разрабатывать и сертифицировать точный и селективный спектрофотометрический комплекс с химкассетами. Но в вопросах промышленной безопасности не может быть компромиссов, основанных на сомнительной экономии. Измерение ПДК серной кислоты – это задача, требующая селективного и прямого подхода.
Заключение
Достоверно измерить концентрацию аэрозоля серной кислоты в воздухе рабочей зоны можно только спектрофотометрическим методом с использованием селективных химических кассет, что подтверждается как фундаментальной химией, так и всем массивом официальных российских нормативно-методических документов. Выбор в пользу такого оборудования – это не просто выбор прибора, это инвестиция в безопасность людей и законность работы предприятия.
Мнение авторов основано на анализе официальных методик измерений, действующих на территории Российской Федерации. Редакция придерживается принципов научной дискуссии и информирования профессионального сообщества.
Контактная информация
Беседовали: С. В. Бодрышев,
главный редактор журнала «ИСУП»;
Н. С. Чекалин, генеральный директор
ООО «НПО «ПРИБОР» ГАНК», г. Москва,
Тел.: 8 (800) 201-0092
E-mail: gank4@gank4.ru
