Екологічний моніторинг мікродомішок поліциклічних сполук у повітряному середовищі за відсутності еталонів

Після постановки задачі і конкретизації припустимої похибки визначають метод хроматографічного аналізу. При цьому розрізняють задачі верхнього, середнього і низького рівня. Виконання задач усіх трьох рівнів передбачає після ідентифікації створення синтетичної хроматограми компонентів суміші з дотриманням кількісних співвідношень і зіставленням отриманої хроматограми з реальною. Для первинної оцінки складу проби досить використати лише одну колонку із ЗФ сорбентом і відповідним детектором. Такий підхід значно спрощує початок аналітичних визначень, а типові компоненти проби ідентифікують на підставі збігу характеристик утримання ПАВ з аналогічними характеристиками банку даних.

Систему КХСП комплектують одним (в особливих випадках двома) хроматографічними модулями - газохроматографічним (капілярні колонки) і рідиннохроматографічним (мікроколонки). Перед початком роботи програма проводить тест самодіагностування з перевіркою працездатності системи за відгуками на сигнали, що надходять.

Метрологічні особливості ідентифікації забруднювачів повітря розглянуті в двох варіантах: з використанням речовин-еталонів та за їх відсутності. Дано порівняльну оцінку інформативності хроматографічної ідентифікації. Ідентифікацію невідомої сполуки вважають однозначною при попаданні експериментальних значень ІУ в інтервал значень I±ДI, що характеризує міжлабораторну відтворюваність даних.

Основні групи інформаційних масивів пов'язані з хроматографічними, спектральними, структурними і фізичними параметрами ПАВ. Окремий масив банку даних характеризує технічні модулі (ХРОМ і СПЕКТР), необхідні для ідентифікації компонентів проби і створення методик аналізу поліциклічних сполук. Тут представлені характеристики хроматографічних колонок, системи програмування складу елюенту і температури, а також чутливість і похибка роботи детектора у всьому робочому діапазоні.

Алгоритм комп'ютерної ідентифікації ґрунтується на зіставленні значень ДI груп сорбатів або індивідуальних речовин для обраних НФ і елюентів. Використання для розподілу однієї колонки і елюентів різного складу дозволяє визначити величини ДI для основних компонентів проби. При використанні сорбентів із щепленими полярними групами можлива також функціонально-групова ідентифікація ПАВ та похідних за зазначеним принципом. Детально описані принципи виконання хроматографічного розподілу проб повітря, забруднених БАП. Розглянуто комп'ютерне керування хроматографічною системою, яка входить до складу КХСП. Пройшла промислову перевірку на підприємствах металургійного комплексу і комунального господарства “Методика флуоресцентного визначення бенз[а]пірену в повітряному середовищі”, що додається.

Особлива увага в дисертаційній роботі приділена комп'ютерній обробці результатів визначення забруднювачів. Відпрацьовані можливості системи з виявлення БАП, поліциклічних сполук у повітрі, значення апріорної інформації про статистичну підконтрольність результатів аналітичних визначень.

Запропоновано блочно-модульну експертну систему екологічного моніторингу повітряного середовища (ЕСЕМП), що включає як основний блок еколого-аналітичний контроль (рис.6). При створенні експертної системи критично оцінювали методи і методики аналізу, статистичну обробку результатів визначень, структуру програмного забезпечення.

Основним критерієм перевірки діючого зразка ЕСЕМП є якість рішень, яку оцінювали шляхом:

- перевірки якості вирішення аналітичних і екологічних задач;

- оцінки правильності суджень при вирішенні реальних задач;

- установлення прийнятності характеру діалогу з користувачем;

- визначення функціональних технічних і програмних засобів;

- оцінки ефективності використання ЕСЕМП у порівнянні з іншими способами вирішення задач.

В міру вирішення нових задач ускладнюється організація ЕСЕМП, а з нею і представлення знань. Якщо з'являється необхідність у нових властивостях, то відбувається перебудова архітектури ЕСЕМП. Обрані параметри ЕСЕМП, за необхідності, переглядали.

Дано оцінку компонентам бази знань експертної системи для моніторингу забруднювачів повітря, розглянуті принципи створення структури експертної системи, а також принципи розпізнавання образів і аналізу зображень у хромато-спектральних визначеннях. На прикладі розпізнавання й аналізу хроматограм повітряного середовища підприємств металургійного комплексу показана можливість чіткого виявлення джерела викиду ПАВ.

Контроль і оцінка вмісту поліциклічних сполук в атмосферному повітрі і повітрі робочої зони є головною складовою моніторингу поліциклічних сполук, що належать до стійких органічних забруднювачів (СОЗ). Застосування системи еколого-аналітичного контролю до СОЗ дозволяє:

- одержувати інформацію про джерело надходження викидів, концентрації і розподіл СОЗ у екосистемі;

- оцінювати ефективність заходів щодо зменшення СОЗ в об'єктах НС і біологічних тканинах;

- сформувати пропозиції для прийняття рішень в області екології, права, економіки, соціальній сфері.

Загальні висновки

В результаті проведених досліджень у роботі вирішена актуальна проблема надійного визначення мікродомішок стійких органічних забруднювачів - поліциклічних сполук - у повітряному середовищі, суть рішення якої полягає у встановленні закономірностей між хромато-спектральними визначеннями і фізико-математичними характеристиками речовин для ідентифікації невідомих забруднювачів із застосуванням кореляційних рівнянь, виявлення мікродомішок забруднювачів на рівні шумів детектора, що дозволило розробити структуру еколого-аналітичного контролю для експертної системи моніторингу повітряного середовища.

1. Порівняння та оцінка адсорбційних та абсорбційних методів відбору проб повітряного середовища для наступних вимірів поліциклічних сполук дали змогу розробити ефективні технології відбору проб. Установлено, що універсальні адсорбційні можливості для вилучення різних ПАВ з повітряного середовища має фулерен С-60. Пікринова кислота поліпшує абсорбційну здатність розчинників за рахунок утворення комплексів з ПАВ, що дає можливість скоротити час відбору проб повітряного середовища на 15 - 30 % в залежності від властивостей забруднювачів і концентрації комплексоутворювача у поглиначі.

2. Визначено істотні причини обмежень у вимірах мікродомішок забруднювачів повітряного середовища. Використання встановлених залежностей між факторами, які впливають на аналітичний сигнал в умовах хроматографічного розподілу, дало змогу розробити методи ідентифікації і оцінки вмісту мікродомішок поліциклічних сполук у повітряному середовищі без застосування еталонів.

3. Встановлено, що існує наявність кореляційних співвідношень "структура - утримання" з дотриманням принципу лінійності вільних енергій. Закономірності хроматографічного розподілу забруднювачів (r² = 1,00) після корегування прийнятні для однозначного виявлення поліциклічних сполук у повітряному середовищі.

Вперше з'ясовано, що надійність визначення шуканих поліциклічних сполук зростає, коли їх хроматографічні властивості характеризують із використанням сукупності показників. До таких відносять: індекси зв'язування, розраховані з застосуванням теорії графів, фізичні і спектральні характеристики речовин, детектуючі системи і системи розподілу, які істотно розрізняються за базовими принципами.

4. Запропоновано новий принцип програмно-апаратного забезпечення технології обробки хроматографічної інформації про забруднювачі повітря. Використана цифрова обробка хроматографічних сигналів із застосуванням фільтру Бесселя, яка за рахунок збільшення точності вимірів (на 35 %) розв'язала проблему надійного визначення мікрокількостей забруднювачів повітряного середовища.

5. Встановлення залежностей щодо ідентифікації мікродомішок поліциклічних сполук за відсутності еталонів дало змогу запропонувати інженерні методики визначення забруднювачів на практиці.

Вперше запропонована для аналізу повітряного середовища комп'ютерно-хроматографічна система на основі ВЕРХ, яка дозволила виявляти навіть 0,03 нг/м³ БАП. Завдяки цьому усунуто неточність визначень мікрокількостей забруднювачів повітря, що дало можливість покращити рівень моніторингу повітряного середовища.

6. Ефективність хроматографічних визначень доведена на прикладі розподілу пари техногенних ПАВ - бенз[е]пірен / БАП. Завдяки сукупності методологічних підходів усунуто невизначеність прямих вимірів небезпечних забруднювачів. Показано, що повітря робочої зони коксохімічного підприємства за даними хроматографічних аналізів містить поліциклічні вуглеводні, в яких є присутнім БАП у кількості 0,39 %, а повітря робочої зони металургійного підприємства - 1,48 % відносної кількості поліциклічних вуглеводнів.

7. За рахунок комплексної оцінки планування експерименту, розпізнавання образів за хромато-спектральними характеристиками, теорії самоорганізації моделей, прикладного статистичного аналізу, теорії прийняття рішень запропонований принцип створення експертної системи екологічного моніторингу забруднювачів повітряного середовища.

8. Проведена аналітична обробка одержаних наукових результатів та апробація рекомендованих розробок підтвердили коректність пропонуємих наукових та організаційних рішень.

Рішення слід рекомендувати при проектуванні та вдосконаленні різних рівнів екологічного моніторингу як поліциклічних сполук, так і стійких органічних забруднювачів у цілому, а також методів, які забезпечують основні етапи еколого-аналітичного контролю та становлять основу рішення прикладних задач: планування техногенного навантаження на території, екологічного аудиту, експертизи та інспектування, оцінки впливу забруднювачів на НС, розробки комплексних схем охорони довкілля.

9. Розроблена "Методика флуоресцентного визначення бенз[а]пірену в повітряному середовищі", що базується на комп'ютерно-хроматографічній системі с фільтром Бесселя. Методика узгоджена з санітарно-епідеміологічною станцією м. Дніпродзержинська і пройшла перевірку на підприємствах ВАТ „Дніпровський металургійний комбінат ім. Дзержинського”, Дніпродзержинському сталеливарному заводі ДП ВАТ „Дніпровагонмаш”, ВАТ „Баглійкокс”, ОАО „Свеський насосний завод”, КП „Дорожник” м. Дніпродзержинська.

Список опублікованих праць за темою дисертації та особистий внесок здобувача

1. Dmitrikov V.P., Fedorov Yu.V., Nabivach V.M. Gas chromatographic - spectrometric identification of some polycyclic nitrogen-containing compounds in coal tar // Chromatographia. - 1984. - Vol. 18, № 1. - С. 28 - 30 (Здобувачем сформульована проблема, проведені збір, обробка та аналіз експериментального матеріалу).

2. Дмитриков В.П., Берлизов Ю.С., Набивач В.М., Бурьян П., Мацак И. Сравнительная оценка масс-спектрометрического поведения 2-азафлуорантена и полициклических аналогов пиридина // Сборник Пражского химико-технологического института. - 1985, Д 51. - С. 161 - 166 (Здобувачем створена методика розрахунку спектрів, проаналізовані результати експериментів).

3. Дмитриков В.П. Об использовании УФ-спектрофотометра в качестве детектора в жидкостной хроматографии // Завод. лаб. - 1986. - Т. 52, № 1. - С. 13 - 15.

4. Еремеева Р.А., Тыр С.Г., Дмитриков В.П. Ингибирование кислотной коррозии углеродистых сталей продуктами коксохимического производства // Защита металлов. - 1986. - Т. 22, № 1. - С. 152 - 155 (Здобувачем виконаний підбір матеріалу, сплановані експерименти з виявлення захисної дії інгібіторів, отриманих з відходів коксохімічних виробництв).

5. Вuryan P., Macak J., Tшiska J., Vodiиka L., Berlizov Yu.S., Dmitrikov V.P., Nabivach V.M. Kovats retention indices of alkylquinolines on kapillary columns // J. Chromatography. - 1987, № 391. - С. 89 - 96 (Здобувачем сформульована проблема, узагальнені результати, здійснене комп'ютерне моделювання розрахунків).

6. Дмитриков В.П., Набивач В.М. Взаимосвязь между молекулярной структурой и параметрами удерживания алкилфенолов в ВЭЖХ // Журн. аналит. химии. - 1987. - Т.42, № 6. - С. 1110 - 1113 (Здобувачу належить ідея роботи, обробка та аналіз матеріалу з розрахунку молекулярних структур алкілфенолів - забруднювачів довкілля).

7. Дмитриков В.П., Ларионов О.Г., Набивач В.М. Анализ полициклических ароматических углеводородов методом ВЭЖХ // Успехи химии. - 1987. - Т. 56, № 4. - С. 679 - 700 (Здобувачу належить ідея роботи, збір, обробка та аналіз матеріалу з хроматографічних досліджень вуглеводнів).

8. Дмитриков В.П. Некоторые аспекты фрагментации бензопиридинов в условиях масс-спектрометрии // Вопр. химии и хим. технологии. - 1987. - Вып. 84. - С. 51 - 54.

9. Дмитриков В.П., Набивач В.М. Прогнозирование защитного действия хинолиновых оснований по хроматографическим и топологическим параметрам // Кокс и химия. - 1989, № 5. - С. 33 - 35 (Здобувачем поставлена та проаналізована проблема встановлення зв'язку між хроматографічними й інгібіторними властивостями, виконані збір, обробка та аналіз матеріалу).

10. Дмитриков В.П., Федоров Ю.В., Берлизов Ю.С., Еремеева Р.А. Определение углеводородных примесей в технических хинолиновых основаниях // Вопр. химии и хим. технологии. - 1989. - Вып. 90. - С. 117 - 120 (Здобувачу належить ідея роботи, збір, обробка та аналіз експериментального матеріалу).

11. Бурьян П., Мацак И., Тршиска Я., Водичка Л., Берлизов Ю.С., Набивач В.М., Дмитриков В.П. Газохроматографические индексы удерживания хинолиновых оснований на капиллярных колонках // Сборник Пражского химико-технологического института. - 1989, Д 57. - С. 103 - 118 (Здобувачем виконаний аналіз індексів утримання, узагальнені результати експерименту).

12. Дмитриков В.П. Гидрирование хинолина в процессе кислотной коррозии // Защита металлов. - 1990. - Т. 26, № 3. - С. 300 - 301.

13. Вuryan P., Nabivach V.M., Dmitrikov V.P. Structure-retention correlations of isomeric alkylphenols in gas-liquid chromatography // J. Chromatography. - 1990, № 509. - С. 3 - 14 (Здобувачем поставлена та проаналізована проблема хроматографічного визначення ізомерних фенолів, запропонована методика розрахунку їх індексів утримання).

14. Берлизов Ю.С., Дмитриков В.П. Применение принципа аддитивности и корреляционного анализа для расчета индексов удерживания алкилпроизводных пиридина и хинолина // Журн. физич. химии. - 1991. - Т. 65, № 3. - С. 253 - 256 (Здобувачу належить ідея роботи, обробка та узагальнення експериментального матеріалу).

15. Дмитриков В.П. Выделение и идентификация продуктов реакции моноэтаноламина с сероуглеродом // Журн. прикл. химии. - 1991. - Т. 64, № 4. - С. 945 - 947.

16. Набивач В.М., Дмитриков В.П. Использование корреляционных уравнений для предсказания величин удерживания в ГЖХ // Успехи химии. - 1993. - Т. 62, № 1. - С. 27 - 38 (Здобувачем розроблена математична модель для виявлення дескрипторів газохроматографічного утримання, узагальнені експериментальні результати).

17. Набивач В.М., Дмитриков В.П. Хроматографическое определение ПАУ в продуктах коксохимического производства // Кокс и химия. - 1993, № 7. - С. 29 - 34 (Здобувачу належить ідея роботи, збір та аналіз наукових публікацій).

18. Дмитриков В.П., Набивач В.М. Разделение хинолиновых оснований препаративной газовой хроматографией // Кокс и химия. - 1995, № 11. - С. 13 - 15 (Здобувачем поставлена та проаналізована проблема хроматографічного розподілу хінолінів, виконана експериментальна частина).

19. Набивач В.М., Дмитриков В.П. Сорбционно-структурные корреляции в хроматографии каменноугольных фенолов // Кокс и химия. - 1996, № 8. - С. 23 - 28 (Участь всіх співавторів однакова).

20. Дмитриков В.П. Особенности хроматографического удерживания полициклических ароматических углеводородов и продуктов их гидрирования // Вопр. химии и хим. технологии. - 1998, № 3. - С. 3 - 5.

21. Дмитриков В.П. Корреляционные уравнения в хроматографическом анализе коксохимических продуктов // Кокс и химия. - 1999, № 9. - С. 23 - 29.

22. Дмитриков В.П., Набивач В.М. Взаимодействие моноэтаноламина с диоксидами и дисульфидами коксового газа // Кокс и химия. - 1999, № 10. - С. 21 - 24 (Здобувачу належить ідея роботи, запропонований механізм реакцій для техногенних забруднювачів, зроблені висновки).

23. Дмитриков В.П. Прогнозирование хроматографического поведения аренов при помощи топологических индексов // Вопр. химии и хим. технологии. - 1999, № 4. - С. 5 - 8.

24. Дмитриков В.П. Хроматографический анализ полициклических углеводородов - продуктов термодеструкции топлив // Науковий вісник НГА. - 2000, № 1. - С. 18 - 20.

25. Дмитриков В.П., Коробочка А.Н., Трикило А.И. Связь топологических и газохроматографических параметров при оценке загрязнителей окружающей среды - каменноугольных фенолов // Системные технологии. - 2000. - Вып. 1(9). - С. 99 - 106 (Здобувачу належить ідея роботи, запропонована методика обробки експериментального матеріалу, зроблені висновки).

26. Дмитриков В.П., Набивач В.М. Хроматографический анализ полициклических аренов различной степени гидрирования // Кокс и химия. - 2000, № 6. - С. 28 - 32 (Здобувачем запропоновані і виконані розрахунки кореляційних співвідношень структур аренів, зроблений аналіз та висновки).

27. Дмитриков В.П. Анализ высококипящих продуктов переработки ископаемых топлив методом ВЭЖХ // Кокс и химия. - 2002.- № 4.- С. 26- 30.

28. Дмитриков В.П. Хроматографический анализ адсорбции функциональных групп на силикагеле // Вопр. химии и хим. технологии. - 2002. - № 1. - С. 27 - 30.

29. Дмитриков В.П., Набивач В.М. Сорбционно-структурные корреляции гетероциклических азотистых соединений в жидкостной хроматографии // Кокс и химия. - 2002. - № 1. - С. 22 - 25 (Здобувачем виконаний підбір експериментального матеріалу, зроблений аналіз та висновки).

30. Дмитриков В.П., Левченко А.Л., Берлизов Ю.С. Хроматографическая система для обнаружения бенз[а]пирена в воздухе // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2002. - № 6. -С. 45- 49 (Здобувачем запропонована конструкція хроматографічної системи, сплановані експерименти, зроблені висновки).

31. Дмитриков В.П. Улучшение качества выходного сигнала хроматографического детектора при мониторинге загрязнителей окружающей среды // Науковий вісник НГУ. - 2003. - № 1. - С.92 - 94.

32. Бойко В.И., Дмитриков В.П., Зайчук Е.Н. Цифровая обработка сигналов детектора при хроматографировании сложных смесей веществ // Вопр. химии и хим. технол. - 2003. - № 2. - С.173 - 179 (Здобувачем створена методика цифрової обробки хроматографічних сигналів, зроблений аналіз та висновки).

33. Дмитриков В.П. Разработка структуры банка данных для автоматизированной системы анализа воздуха // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2003. - № 3. С. 44 - 47.

34. Дмитриков В. П. Применение динамической жидкостной хроматографии при определении полициклических ароматических углеводородов в воде // Довкілля та здоров'я. - 2000. - № 4 (15). - С. 56 - 58.

35. Дмитриков В.П. Определение ПАУ в воде методом ВЭЖХ с флуоресцентным детектированием // Кокс и химия. - 2003. - №4. - С.35- 38.

36. Дмитриков В.П. Определение токсичности выбросов в атмосферу методом биотестирования // Металлург. и горноруд. пром-сть. - 2003. - № 3. - С. 141 - 142.

37. Дмитриков В.П. Концепция топологических индексов в экологическом мониторинге // Вестник НТУ „ХПИ”. - 2004. - №37. - С. 100 - 103.

38. Дмитриков В.П. Методологические аспекты анализа техногенных загрязнителей - азотсодержащих гетероциклов // Кокс и химия. - 2004. - №8. - С. 26 - 29.

39. Дмитриков В.П. Нечеткости определений экспертной системы мониторинга химических загрязнителей // Вестник НТУ „ХПИ”. - 2004. - №38. - С. 17 - 21.

40. Дмитриков В.П., Мусиенко К.А. Чувствительность газохроматографического детектора к полициклическим углеводородам // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2005. № 6. С. 79 - 81 (Здобувачу належить збір, обробка та узагальнення експериментального матеріалу).

41. Ингибитор коррозии металлов: А.с. 1433080. СССР. МКИ / Толстых В.Ф., Федоров Ю.В., Дмитриков В.П., Тыр С.Г. Еремеева Р.А., Радзевич О.В., Тарасенко В.П., Соленая Т.И. - № 4181251; Заявл. 5.11.86; Опубл. 22.06.88, бюлл. “Изобретения, открытия”. - 1988, № 39. - С.290 (Участь всіх співавторів однакова).

42. Пат. UA 46264A Україна, кл. А6В. Спосіб очищення повітря / В.П. Дмитриков. Опубл.15.05.02. Бюл. № 5.

43. Пат. UA 54085A Україна, кл. А6В. Спосіб очищення повітря / В.П. Дмитриков. Опубл.17.02.2003. Бюл. № 2.

44. Дмитриков В.П. Основные принципы построения экспертных систем для экологического мониторинга // Зб. доп. Міжнар. наук.-техніч. конф. „Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості”. - Кривий Ріг: КТУ, 2004. - Т.1. - С. 255 - 258.

Анотація

Дмитриков В.П. Екологічний моніторинг мікродомішок поліциклічних сполук у повітряному середовищі за відсутності еталонів. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 21.06.01. - Екологічна безпека. - Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”, Київ, 2006.

У дисертації на практичному рівні запропоновано рішення важливої проблеми - збільшення можливостей екологічного моніторингу поліциклічних сполук, які виявляють токсичні властивості, в повітряному середовищі. Проблема вирішена шляхом підвищення достовірності аналітичного контролю забруднювачів на основі виявлення нових закономірностей і залежностей.

Вдосконалення системи еколого-аналітичного контролю - головної складової екологічного моніторингу поліциклічних сполук - базується на розвитку високочутливих комп'ютерно-хроматографічних систем. Сутність рішення складається в спільному використанні розрахованих хроматографічних індексів, фізико-хімічних характеристик для виявлення поліциклічних сполук у повітряному середовищі за відсутності еталонів методами високоефективної рідинної і газорідинної хроматографії високого ступеню розподілу речовин. З метою підвищення рівня надійності результатів визначень мікродомішок забруднювачів розроблені системи пригнічення перешкод сигналу детектора, запропоновано корекцію амплітудно-частотної характеристики фільтру сигналу детектора. Наведений склад ПАВ, що містяться у повітряному середовищі підприємств металургійного комплексу.

Принципи хромато-спектрального аналізу забруднювачів повітряного середовища за відсутності еталонів застосовані для виявлення мікродомішок поліциклічних сполук, при дослідженні компонентного складу хімічних продуктів термічної переробки кам'яного вугілля - потенційних техногенних забруднювачів.

Розроблена та пройшла промислову перевірку "Методика флуоресцентного визначення бенз[а]пірену в повітряному середовищі", що базується на комп'ютерно-хроматографічній системі. Методика має універсальний характер і може бути використана для еколого-аналітичного контролю інших стійких органічних забруднювачів у природних середовищах.

Запропонований комплексний підхід до створення структури експертної системи екологічного моніторингу для виявлення мікродомішок поліциклічних сполук у повітряному середовищі за відсутності еталонів.

Ключові слова: екологічний моніторинг, забруднювачі повітря, підприємства металургійного комплексу, поліциклічні сполуки, хроматографія.

Аннотация

Дмитриков В.П. Экологический мониторинг микропримесей полициклических соединений в воздушной среде в отсутствие эталонов. - Рукопись. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 21.06.01. - Экологическая безопасность. - Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2006.

В диссертации на практическом уровне предложено решение важной проблемы - увеличения возможностей экологического мониторинга полициклических соединений, проявляющих токсические свойства, в воздушной среде. Проблема решена путем установления закономерностей и зависимостей, составляющих основу предложенных методик и рекомендаций, для экспертных систем экологического мониторинга.

Совершенствование системы эколого-аналитического контроля - главной составляющей экологического мониторинга полициклических соединений - основано на развитии высокочувствительных компьютерно-хроматографических систем. Сущность решения состоит в совместном использовании рассчитанных характеристик индексов связывания, индексов удерживания, физико-химических характеристик для выявления полициклических соединений в воздухе в отсутствие эталонов методами высокоэффективной жидкостной хроматографии и газо-жидкостной хроматографии высокого разрешения. Приведен состав полициклических углеводородов, содержащихся в воздушной среде предприятий металлургического комплекса.

С целью повышения надежности результатов определений микропримесей загрязнителей разработаны системы подавления помех сигнала детектора хроматографа. Применение фильтров Бесселя для первичной обработки сигнала позволило установить рациональное число автоматически выбираемых диапазонов измерения сигнала детектора. Предложена коррекция амплитудно-частотной характеристики фильтра сигнала детектора, что способствовало максимальному выделению полезного сигнала.

Принципы хромато-спектрального анализа загрязнителей в отсутствие эталонов применены для выявления микропримесей полициклических соединений в воздухе предприятий металлургического комплекса, при исследовании компонентного состава химических продуктов термической переработки каменного угля - потенциальных техногенных загрязнителей.

На базе компьютерно-хроматографеской системы разработана и внедрена “Методика флуоресцентного определения бенз[а]пирена в воздушной среде”. Методика имеет универсальный характер, ее следует рекомендовать для эколого-аналитического контроля других стойких органических загрязнителей в природных средах.

Предложен комплексный подход к созданию структуры экспертной системы экологического мониторинга для обнаружения микропримесей полициклических соединений в воздушной среде в отсутствие эталонов.

Ключевые слова: загрязнители воздуха, полициклические соединения, предприятия металлургического комплекса, хроматография, экологический мониторинг.

Annotation

Dmitrikov V.P. Ecological monitoring of microimpurity of polycyclic compounds in air environment in absence of the standards. - Manuscript. Thesis for a doctor's degree on technical Sciences by speciality 21.06.01 - Ecological safety. - National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute”. Kiev, 2006.

In the dissertation at a practical level the decisions of the important social problem - increase of opportunities of system of ecological monitoring of polycyclic connections showing toxical properties, in air environment are offered. The problem is solved by an establishment of laws and construction of the models making a basis of offered techniques and the recommendations, for expansion of opportunities of expert systems of ecological monitoring.

The perfection of system of the eco-analytical control - main component of ecological monitoring of polycyclic connections - assumes development high-sensitivity chromatographic methods and computer- chromatographic systems.

The essence of the decision consists in sharing the designed characteristics of indexes of linkage, indexes of keeping, physic-chemical characteristics for revealing polycyclic connections in air in absence of the standards by methods highly effective gas-liquid chromatography of the high performance liquid chromatography. The structure polycyclic hydrocarbons, contained in air environment of a metallurgical complex, is given.

With the purpose of increase of a level of reliability of results of definitions of microimpurity pollutants the systems of suppression of handicaps of a signal of the detector are developed. The application of filters for primary processing of a signal has permitted to establish a rational number of automatically chosen ranges of measurement of a signal of the detector. The correction amplitude-frequency the characteristics filtering of a signal of the detector is offered.

The principles of the qualitative and quantitative analysis pollutants of air in absence of the standards are applied for revealing microimpurity of polycyclic connections in air of a metallurgical plants, at research components of structure of chemical products of thermal processing coal - potential technical pollutants.

With the aid of computer-chromatographic system is developed and the “Technique of fluorescent definition of benz[a]pyrene is introduced in air environment”. The technique has universal character and can be used for the eco-analytical control others persistent organic pollutants in natural environments.

The expert system of ecological monitoring of air environment of module type is offered.

Key words: air pollutions, metallurgical plants, polycyclic compounds, chromatography, ecological monitoring.

Підписано до друку 6.07.2006 р. Формат 6090/16

Папір типографський. Друк різограф.

Умов. друк. арк. 2

Тираж 110 прим. Замов. №

51918, Дніпродзержинськ, вул. Дніпробудівська, 2

Размещено на Allbest.ru