Меню

Как измерить импульсный шум



Средь шумного бала. Руководство по выполнению измерений нормируемых параметров шума (часть 2). Ю. В. Куриленко (№3, 2011)

Средь шумного бала

Руководство по выполнению измерений

нормируемых параметров шума (часть 2)

Ю.В.Куриленко, генеральный директор

ООО «ПКФ Цифровые приборы»,

Группа «Октава-ЭлектронДизайн», к. ф.-м. н.

В предыдущей статье были рассмотрены основные акустические термины и определения, нормативные и методические документы по измерениям шума, подготовительные мероприятия перед проведением измерений. На этих страницах говорится об измерениях непостоянных шумов, воздействующих на человека.

Классификация шумов

Прежде чем перейти к обсуждению методик измерений, поговорим о классификации шумов в действующих санитарных нормах. Заметим кстати, что шум – это, пожалуй, единственный из виброакустических факторов, классификация которого в санитарных нормах несет содержательный смысл. Характер шума определяет выбор нормируемых параметров и методов их измерений.

Санитарные нормы [2] содержат две классификации шума: по характеру спектра и по временной характеристике.

По временной характеристике шумы делят на постоянные и непостоянные.

Постоянным называют шум, уровень которого, измеренный на характеристике S («медленно», см. [1]), изменяется не более чем на 5 дБА. Отметим, что разброс в 5 дБА – это довольно много: (изменение уровня на 5 дБ эквивалентно изменению звукового давления в 1,78 раз). Поэтому при измерении такого «постоянного» шума необходимо оперировать усредненными за период наблюдения величинами. На практике при низких фоновых уровнях грань между постоянным и непостоянным шумами очень зыбка: любое случайное событие приводит к преодолению 5-децибельного критерия. Учитывать или нет это случайное событие решает специалист, проводящий измерение. Современные технологии позволяют сделать этот выбор так, чтобы решение можно было впоследствии подтвердить объективными данными.

Во многих санитарных документах непостоянный шум принято разделять на колеблющийся (непрерывно меняющийся), ступенчатый (состоящий из нескольких интервалов постоянного шума) и импульсный. В эпоху аналоговых приборов это разделение было обоснованным, так как методики измерений всех трех различных видов непостоянного шума были разными. С внедрением в практику интегрирующих усредняющих шумомеров различение колеблющихся и ступенчатых шумов потеряло актуальность (Современные стандарты, в частности ГОСТ 31269.1, -2, предлагают иную классификацию непостоянного шума, которая лучше отражает сегодняшние реалии методик измерений: непрерывный шум, единичные повторяющиеся и неповторяющиеся акустические события и пр.). Для нормирования непостоянного шума важно лишь является ли он импульсным или нет.

Определение импульсного шума в нормативных документах выглядит достаточно сложно. Импульсным называют шум, состоящий из одного или нескольких импульсных сигналов, каждый продолжительностью менее 1 с, при которых разница показаний шумомера на характеристиках I (импульс) и S (медленно) превышает 7 дБ. В последнее время регулярно звучат предложения упростить данное определение, оставив лишь критерий продолжительности «менее 1 секунды».

На наш взгляд, это предложение ошибочно. Второе название импульсного шума – «ударный». Именно удары болезненно воспринимаются человеком и требуют более жесткого нормирования. Трудно представить себе удар, растянутый во времени до целой секунды! Это уже совсем другое физическое явление. Для того, чтобы различить удары в реальной обстановке не нужно вглядываться в индикатор шумомера. Их невозможно не услышать.

А вот для того, чтобы впоследствии обосновать своё решение и дать корректную оценку уровня ударного шума потребуются численные критерии. Одна секунда – это примерно то время, за которое человеку «удобно» фиксировать начало и конец переходного процесса. Но, как уже сказано выше, это слишком много для удара. И тут на выручку приходит второй критерий: «разница в 7 дБ», благодаря которому мы получаем возможность идентифицировать по настоящему короткие импульсы длительностью не более 0,25 с (разница LAS и LAI в 7 дБ возможна лишь при продолжительности импульса менее 250 мс)!

По спектральному составу шумы делятся на широкополосные и тональные. Широкополосным называют шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы. Хорошим примером служит шум прибоя или дождя.

Тональный шум состоит из одного или нескольких дискретных тонов (тон – сигнал «на одной частоте» — свист, гул, визг и т.п.). Тональные шумы более остро воспринимаются человеком, поэтому для них предусмотрено более жесткое нормирование.

Нередко бытует мнение, что тональный шум обязательно должен быть постоянным. Это ошибка. Характерным примером непостоянного тонального шума может быть звук циркулярной пилы.

Полностью надежных общепринятых инструментальных методов выделения тональности на сегодняшний день не существует. В санитарных нормах отмечается, что для определения тональности можно пользоваться таким критерием: уровень звукового давления в какой-либо третьоктавной полосе частот на 10 дБ превышает уровни в соседних полосах. Однако этот критерий не всегда работает. Например, им сложно пользоваться, если акустический тон имеет частоту на границе третьоктавных полос, а также при повышенных фоновых уровнях. В [3] и [4] предложено несколько алгоритмов идентификации тональности при замерах шума на местности. Однако пока эти алгоритмы не интегрированы в гигиеническое нормирование. Таким образом, сегодня самым совершенным инструментом определения тональности шума является человеческое ухо.

Измерения непостоянного шума

Как правило, при оценке непостоянного шума необходимо измерить средний по времени (эквивалентный) уровень звука и максимальный уровень.

Современный интегрирующий шумомер обеспечивает прямое измерение средних по времени уровней. Продолжительность измерения выбирается эмпирически. Чаще всего оператор просто следит за показаниями усредняемого уровня (обычно они имеют индикацию Leq или LAT) и заканчивает замер, когда эти показания остаются постоянным в течение 5-10 секунд. При этом следует быть уверенным, что измерительный интервал охватил все характерные периоды исследуемого рабочего процесса.

Если измерения проводятся в ближнем поле источника (например, около какого-то станка), то необходимо проводить усреднение в рабочей зоне, так как акустическое поле в этом случае крайне неравномерно. Для этого, проводя измерение интегрирующим шумомером, нужно медленно перемещать микрофон в пределах рабочей зоны.

При измерениях максимальных уровней звука в целях гигиенической оценки следует помнить, что для приборов с автоматической регистрацией максимума санитарные нормы требуют выбирать в качестве максимального уровень, превышенный в течение 1% времени измерения. Это сделано для того, чтобы не принимать в качестве результата уровни, обусловленные случайными помехами.

Мы настоятельно рекомендуем при измерениях непостоянного шума осуществлять автоматическую запись (мультизапись) в память. По нашему опыту оптимальный шаг записи: 1 с.

Рассмотрим несколько примеров, наглядно иллюстрирующих полезность такого подхода.

На рисунке 1 представлена хронология изменения текущего уровня звука с временной коррекцией S (медленно; LAS) и эквивалентного (среднего по времени; LAT) уровня звука в дБА.

По кривой LSA (медленно, дБА) легко определить, что шум является непостоянным ступенчатым.

Кривая LAT показывает процесс усреднения эквивалентного уровня. Хорошо видно, что уже через два цикла работы станка эквивалентный уровень практически перестал изменяться. Следовательно, длительность измерительного интервала достаточна для учета всех особенностей исследуемой операции.


Листая спектры, можно заметить, что время от времени в 1/3-октавном спектре появляется тональная составляющая 100 Гц (Рис.2).

Читайте также:  Измерение напряжения схема подключения вольтметра

На временной истории (Рис.1) эта тональная составляющая показана кривой Lpt,100. Хорошо видно, что она появляется всякий раз при начале рабочего цикла, причем УЗД в соседних полосах (80 Гц и 125 Гц) значительно ниже.

Измерения шума на границах санитарно-защитной зоны промышленного предприятия в Подмосковье (Рис.3). Рядом с предприятием расположены две крупные автомагистрали и железная дорога. Анализ хронологии изменения уровней звука LAS позволяет легко выявить периоды, когда шум предприятия на заглушается проезжающими автомобилями и поездами:

Измерения проводились приборами ЭКОФИЗИКА и ЭКОФИЗИКА-110А.

Параметры наст ройки:

  • Режим измерения «Экозвук» (одновременно измеряются уровни звука в дБА, дБС, дБZ, дБFI и УЗД в октавных и третьоктавных полосах в диапазоне 1,8 Гц – 20000 Гц)
  • Режим записи в память: мультизапись, шаг 1 с, продолжительность 30 мин
  • Диапазон измерений: Д2 (примерно 30-130 дБА).

Расчет эквивалентных уровней шума предприятия проводится усреднением уровней LSA (Slow, дБА) по тем интервалам времени, когда отсутствуют помехи (шум транспорта).

Напомним формулу для расчета среднего по времени (эквивалентного уровня) предприятия в данном случае:

где n1 и n2 – номера начального и конечного шагов мультизаписи на том интервале, где шум предприятия является основным (см. Рис.3), LAS – уровни звука на характеристике А и временной коррекции S.

Для определения максимального уровня следует рассчитать процентиль L1 — уровень LAS, превышенный в течение 1% времени на заданном интервале/

Расчеты среднего по времени и максимального уровня удобно делать с применением программных средств. Для пользователей приборов семейств ОКТАВА и ЭКОФИЗИКА имеются две возможности:

  1. С помощью бесплатной утилиты преобразовать бинарный файл в текстовый, а затем, используя любой общепринятый редактор электронных таблиц (например Microsoft Excel), рассчитать средние и максимальные уровни.
  2. Воспользоваться специализированным программным обеспечением, таким как Signal+ и ReportXL, которое имеет функцию расчета усредненных и статических показателей мультизаписи.

Измерения импульсного шума

Для оценки импульсного шума на рабочем месте необходимо измерить эквивалентный и максимальный (при подозрении на превышение запретительных порогов) уровни на характеристике А. Если бы дело этим и ограничивалось, то методика измерений была бы достаточно простой. Берёшь интегрирующий шумомер, устанавливаешь микрофон в рабочей зоне, запускаешь измерение эквивалентного (среднего по времени) уровня звука в дБА и проводишь замер в течение всей рабочей операции либо в течение её представительной части. В последнем случае измерения продолжают до тех пор, пока средний по времени уровень на индикаторе шумомера не стабилизируется.

Проблема в том, что подобный метод не даст впоследствии доказать импульсный характер шума.

Для обоснования импульсности мы предлагаем два способа.

Первый – короткие ручные замеры, которыми можно дополнить длительные измерения эквивалентного уровня, описанные выше. Такой короткий замер надо запускать перед началом удара (импульса) и завершать сразу после его прекращения. Используемый для такого замера шумомер должен иметь возможность одновременно фиксировать максимальные уровни звука с временными коррекциями S (медленно) и I (импульс). Разница в 7 дБ между этими значениями доказывает импульсность шума.

Следует помнить, что ручной метод правильно работает только тогда, когда замер охватывает лишь один удар. В противном случае зафиксированные шумомером максимумы уровней S и I могут относиться к различным импульсам.

Чтобы избежать подобных сложностей, мы предлагаем пользоваться другим способом. А именно, проводить измерения средних по времени и максимальных уровней уже описанным выше методом автоматической записи в память. Шумомер должен одновременно измерять уровни звука на характеристиках S, F, I, Leq. Тем самым одновременно с нормируемыми усредненными и статистическими показателями шума мы получим доказательства его импульсного (или неимпульсного) характера.

Рекомендуемый шаг записи – не более 1 с (например, 0,3 с для приборов серий ЭКОФИЗИКА и ОКТАВА—110А-ЭКО). При использовании современных шумомеров, измерения при этом методе проводятся почти так же, как было рассказано в начале этого параграфа. Надо только не забыть предварительно активировать функцию автоматической записи, а после старта замера нажать клавишу ЗАПИСЬ.

Уже обсуждавшееся выше специализированное программное обеспечение получает легко и быстро получить хронологии изменений уровней звука с различными временными коррекциями.

На Рис.5 представлены измерения шума при работе молотком. Удары молотка легко видны на графике, разница показаний между локальными максимумами графиков S и I легко устанавливается.

Если хочется получить дополнительное доказательство того, что продолжительность импульсного сигнала была менее 1 с, следует воспользоваться хронологией изменения уровня звука на характеристике F (быстро).

Заключение

Мы рассмотрели общие принципы измерения непостоянных шумов с целью гигиенической оценки. Использование всех возможности современной измерительной техники значительно облегчает процесс проведения и обработки измерений и повышает их точность.

В следующих частях мы рассмотрим измерения постоянного шума и оценки неопределенности измерений.

Литература:

  1. Руководство по выполнению измерений нормируемых параметров шума (часть 1). Безопасность и охрана труда. №2. 2011 г.
  2. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Санитарные нормы. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.
  3. ГОСТ 31296.1-2005 (ИСО 1996.1-2003). Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности. Часть 1. Основные величины и процедуры оценки.
  4. ГОСТ 31296.2-2006 (ИСО 1996.2-2007). Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности. Часть 2. Определение уровней звукового давления.

Источник

Измерение шумовых характеристик импульсных источников шума

Импульсным называют шум, состоящий из одного или повторяющихся звуковых импульсов, каждый длительностью менее 1 с.

В качестве шумовых характеристик выбирают уровни звукового давления в октавных, третьоктавных и более узких полосах частот, уровни звука на характеристиках (А I ) и Пик, уровень звуковой мощности, корректированный уровень звуковой мощности и показатель направленности. Импульсные шумы, состоящие из одиночного импульса звукового давления, например, ударной волны при прохождении самолетом звукового барьера, треугольного импульса при выстреле из оружия, оценивают параметрами функции времени, основными из которых являются пиковое значение и период. Одинаковые повторяющиеся импульсы дополнительно оцениваются частотой повторений. Определяют функцию времени уровня звукового давления и спектр уровней звукового давления в полосах частот [ 30].

Измерение шумовых характеристик источников шумов, колеблющихся во времени

У шумов, колеблющихся во времени, например, создаваемых транспортом, уровень непрерывно меняется во времени значительно больше, чем время усреднения измерительного прибора.

За шумовые характеристики принимают эквивалентный уровень звука А или звукового давления в октавных или третьоктавных полосах частот, эквивалентный корректированный уровень звуковой мощности и др.

Эквивалентный уровень измеряют интегрирующим шумомером. При измерении в разных точках на измерительной поверхности, а также в разных полосах частот целесообразно использовать многоканальную запись шума на магнитофоне с последующей оценкой эквивалентного уровня.

Относительную дозу шума можно измерить дозиметром шума. По показаниям дозиметра шума можно вычислить эквивалентный уровень звука или абсолютную дозу шума в Па 2 ·ч [ 30].

Читайте также:  Измерение сопротивления растеканию тока для контура заземления

Уровень звукового давления следует измерять в октавных полосах частот: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц или в соответствующих третьоктавных полосах частот.

Уровни звука измеряют шумомерами 1-го или 2-го класса точности по ГОСТ 17187. Уровни звукового давления в полосах частот измеряют по ГОСТ 17187 с подключенными к ним полосовыми фильтрами по ГОСТ 17168 или комбинированными измерительными системами соответствующего класса точности.

Эквивалентные уровни звука измеряют интегрирующими шумомерами. Допускается использовать дозиметры шумов с параметром эквивалентности q = 3.

В ГОСТ 12.1.050 даны указания по расположению микрофона при измерениях шума и выбору временных и частотных характеристик шумомера.

Требования к методам измерений шумовых характеристик мест пребывания людей и источников шума установлены в стандартах ГОСТ 12.1.050, ГОСТ 23941 и в международных стандартах ИСО 9612, ИСО 3740, ИСО 9614, ИСО 11200.

Измерения проводят портативными приборами или измерительными автоматизированными системами с предохранением микрофона от ветра, осадков, электрических и магнитных полей, вибрации. В результаты измерений вносят поправки на уровень помех, атмосферные условия, на неравномерность частотной характеристики измерительной системы. До и после проведения серии измерений проводят акустическую калибровку измерительных приборов. Периодически проводят поверку приборов в органах Госстандарта России.

Методы и приборы измерения параметров запыленности воздуха. Измерение дисперсных параметров пыли является трудной технической задачей, что обусловлено тем, что пыль является сложной многопараметрической системой [ 17]. Методы измерения параметров пыли можно разделить на две основные группы: методы, основанные на предварительном осаждении, и методы без предварительного осаждения. [ 23].

Основным преимуществом методов первой группы является возможность измерения массовой концентрации. К недостаткам следует отнести цикличность измерения, высокую трудоемкость, низкую чувствительность, что обусловливает длительность пробоотбора до нескольких часов при измерении малых концентраций. Для методов первой группы используют приборы предварительного осаждения, которое может быть осуществлено путем седиментации или инерционного осаждения частиц с помощью термо- или электропреципитатора. При этом размеры частиц могут быть определены по скорости их осаждения, например, оптическим методом. Если частицы электрически заряжены, то их скорость и размер могут быть определены по скорости их движения в электрическом поле. Определение концентрации частиц производится либо путем счета частиц визуально, либо с применением современных средств (видеокамера, фотография).

В качестве базового для определения массовой концентрации частиц принят метод прокачивания аэрозоля через фильтр с помощью отсасывающего компрессора.

Основной проблемой при использовании методов, основанных на предварительном осаждении частиц, является получение представительной пробы. Эффективность этих методов зависит от условий отбора проб и неопределенностей, вносимых пробоотборным устройством и связанных с неизбежными искажениями внутри прибора. Кроме того, выполнение условий изокинетичности в общем случае невозможно из-за непостоянства скорости аэродисперсной среды. Условия изокинетичности выполняются только в случае равенства по величине и направлению скорости всасывания аэрозоля в прибор и внешней скорости течения.

Первыми приборами, разработанными для отбора проб аэрозоля, были инерционные, которые появились в конце XIX — середине XX веков. Типичными приборами такого типа являются импакторы и импиджеры, конифуги, термо- и электропреципитаторы с автоматическим исследованием частиц фотоэлектрическими методами.

Один из перспективных методов измерения концентрации пыли — пьезоэлектрический, при котором возможны два варианта использования: изменение частоты колебаний пьезокристалла при осаждении на его поверхность пыли и за счет электрических импульсов, возникающих при соударении частиц пыли с пьезокристаллом. Применяют также радиоизотопные и фотоэлектрические методы, основанные на определении концентрации осевшей на фильтре пыли по изменению коэффициента поглощения радиационного или оптического излучения до и после осаждения частиц аэрозоля на фильтр.

Свободными от недостатков методов измерения с предварительным осаждением частиц аэрозоля являются приборы без предварительного осаждения частиц.

Эти приборы используют в основном оптические и электрические методы измерения параметров аэрозоля. По сравнению с другими методами, применяемыми для этих целей, оптические методы обладают рядом преимуществ: они быстродействующие, не вносят искажений в исследуемый объект и не изменяют его свойства, дают возможность проведения дистанционных измерений [ 25].

Оптические методы измерения основаны на использовании свойств рассеянного и поглощенного в аэрозольной среде оптического излучения. Наибольшее распространение получили:

методы, основанные на измерении поглощения оптического излучения аэрозолем;

методы, основанные на измерении параметров индикатрисы рассеянного излучения; в том числе:

метод счета частиц по измерению интенсивности рассеянного излучения.

На этом принципе измерения построены приборы фирмы Malvern (Англия), Frich (Германия) и МИД-5 (Россия).

Для измерения малых концентраций частиц аэрозолей широко используются счетчики частиц, основанные на измерении интенсивности рассеянного частицей света. При этом в момент измерения в освещаемом объеме счетчика находится только одна частица. Импульсы рассеянного света регистрируются фотоприемником и поступают на амплитудный анализатор или аналогово-цифровой преобразователь. Таким образом, определяется не только счетная концентрация частиц, но и их дисперсный состав, объемная концентрация. К приборам этой серии необходимо отнести счетчики фирмы Hiac — Royco (США), АЗ-5, ПК.ГТА 0,3-002, ПКЗВ-906, «Монитор-93Б» (Россия).

Параметры счетчика частиц в существенной степени зависят от угла рассеяния, под которым регистрируется свет. Обычно в счетчиках используют углы рассеяния равные 90° или близкие к 0°. Счетчики с углом 0° целесообразно применять для регистрации частиц, коэффициент преломления которых изменяется в широких пределах, поскольку в области малых углов определяющую роль играет дифракционная составляющая, которая мало зависит от материала частиц.

Однако счетчики аэрозольных частиц обладают существенным недостатком, связанным с необходимостью отбора пробы из потока частиц, что влечет за собой неизбежные неопределенности измерения дисперсного состава и счетной концентрации.

Электрические методы измерения параметров аэрозоля можно подразделить на индукционный, контактно-электрический, емкостной и пьезоэлектрический.

В основу индукционного метода положено определение наведенного на электроде камеры заряда, возникающего при движении через камеру заряженных частиц. Величина заряда является мерой массовой концентрации частиц аэрозоля. Наибольшее распространение получил метод зарядки пылевых частиц коронным разрядом. При этом поток частиц сигнала пропускают через зарядную камеру, состоящую из цилиндра и расположенной по его оси коронирующей иглы или нити, а затем направляют в измерительную камеру, в которой и измеряется заряд, приобретенный частицами. Хотя приборы, построенные по этому принципу, могут иметь довольно простую конструкцию, однако им присущи и недостатки, связанные с особенностями работы с высоковольтной аппаратурой, а также погрешности, обусловленные неопределенностью значения величины заряда, приобретенного частицами аэрозоля в неоднородном электрическом поле.

Контактно-электрический метод основан на способности частиц аэрозоля электризоваться при соприкосновении с твердым телом. При этом основными элементами прибора являются электризатор, где происходит зарядка пылевых частиц, и токосъемный электрод, которому частицы передают свой заряд. В этом случае величина тока в цепи токосъемного электрода зависит от концентрации частиц. Очевидно, что величина заряда существенно зависит от физико-химического состава вещества пыли, а также влажности и температуры воздуха. Методу присущи также и неопределенности, обусловленные пробоотбором.

Читайте также:  Измерения экономического роста прирост

Емкостной метод основан на изменении емкости конденсатора при введении частиц аэрозоля между его пластинами. Параметры измерительного средства на его основе в существенной степени зависят от физических свойств частиц аэрозоля — их проводимости и диэлектрической проницаемости. Поэтому пользоваться этим методом целесообразно при неизменных физических параметрах частиц аэрозоля с предварительной калибровкой прибора на его основе.

Пьезоэлектрический метод измерения концентрации частиц аэрозоля основан на возникновении электрических импульсов на электродах пьезокристалла при соударении частиц аэрозоля с кристаллом, причем амплитуда электрических импульсов будет зависеть от массы частицы, ее размеров и скорости соударения с пьезокристаллом. Поэтому приборы, построенные по такому методу, должны обладать системой пробоотбора со всеми присущими ей недостатками, или пьезоэлемент должен помещаться в движущийся с известной скоростью аэрозоль.

Приборы, используемые для контроля микробного загрязнения воздуха, можно разделить на два основных типа: первый, связанный с предварительным отбором проб и последующим их анализом с использованием современных биофизических методов индикации белковых субстратов [ 21], и второй, основанный на явлении флюоресценции белков в поле возбуждающего ультрафиолетового (УФ) излучения.

Первый тип приборов для контроля микробиологического загрязнения воздуха основан на инерционном, седиментационном методах и методе фильтрации.

Метод инерционного осаждения и метод осаждения под действием центробежных сил используются в пробоотборниках-импакторах. Эти методы основаны на осаждении частиц — носителей микроорганизмов на поверхность питательной среды. Затем подложку с питательной средой инкубируют в течение заданного времени. Для роста колоний бактерий ее выдерживают при температуре от 30 до 35 °С обычно в течение 48 ч. Дополнительная инкубация в течение 72 ч при температуре от 20 до 25 °С обеспечивает рост грибков. Инерционный метод основан на осаждении частиц микробного аэрозоля из воздушного потока на поверхность питательного агара с последующим инкубированием (проращиванием) осевших микроорганизмов в термостате. Через определенное время микроскопические частицы аэрозоля дают на поверхности агара видимые глазом колонии микроорганизмов (колониеобразующие единицы — КОЕ), число которых можно подсчитать под микроскопом визуально или с помощью современной видеотехники.

Несмотря на разнообразие конструкций, во всех приборах-пробоотборниках инерционного типа частицы аэрозоля при набегании на препятствие (поверхность агара или жидкости) в силу инерции не огибают препятствие, а продолжают прямолинейное движение до столкновения с препятствием (импакция). Приборы, действующие по принципу инерционного осаждения на твердые поверхности — импакторы, бывают щелевыми, с ситовыми решетками, центрифужного типа (ротационные). В первых аэрозоль входит в щель и далее попадает на вращающуюся чашку Петри с агаром (отечественный прибор: модель 818 — прибор Кротова, зарубежный BIAP SLITSAMPLER — Швеция). Во вторых аэрозоль проходит через решетку с калиброванными отверстиями, диаметр которых рассчитан на инерционное осаждение частиц массой больше заданной. Обычно это частицы размером более 5 мкм. В каскадных импакторах используют несколько ступеней (каскадов) с последовательным увеличением скорости прохождения аэрозоля через отверстия с меньшим, чем в предыдущей ступени, диаметром. Таким путем удается осаждать аэрозольные частицы размером от 5 до 10 мкм и получить распределение частиц аэрозоля по фракциям (импактор Андерсена, импактор Мея и др.) В ротационных импакторах осаждение аэрозольных частиц происходит за счет центробежной силы также на поверхность агара.

Импакторы позволяют определять число аэрозольных частиц, содержащих то или иное количество микроорганизмов, находящихся в пробе воздуха определенного объема.

В импинжерах осаждение аэрозольных частиц, содержащих микроорганизмы, происходит в жидкости (обычно это физиологический раствор — 0,9 %-ный раствор NaCl в дистиллированной воде). В жидкости частицы деагрегатируются, в итоге получается микробная суспензия. Последующий посев суспензии на чашки Петри и инкубирование в термостате также дает рост колоний, однако здесь каждая колония формируется из одной микробной клетки, а не из агрегированных клеток, как это происходит в импакторах. Таким образом, импинжер дает представление о количестве микробных клеток в отобранной пробе воздуха (или в единичном объеме). Отметим, что в импинжерах происходит значительная гибель клеток при контакте с физиологическим раствором.

При выборе того или иного пробоотборника нужно принимать в расчет величину (объем) отбираемой пробы, которая должна быть достаточно представительной для надежной оценки микробной контаминации воздуха, в особенности в помещениях высокого класса чистоты. Важное значение имеют диапазон размеров частиц, отбираемых пробоотборником, а также его чувствительность. Под чувствительностью понимается минимальное количество микробных частиц (КОЕ), определяемых в расчете на единицу объема пробы. Большая чувствительность пробоотборника нужна при оценке стерильности воздуха.

Седиментационный метод заключается в определении микробных частиц, оседающих на поверхность чашек Петри с агаром. Этот метод не дает количественной характеристики обсемененности воздуха и служит лишь дополнением к другим методам пробоотбора, так как на чашки Петри оседают лишь частицы большого размера, в то время как мелкие частицы продолжают витать в воздухе и не идентифицируются. Косвенно этот метод характеризует загрязнение поверхностей.

Метод фильтрации. Имеются два типа фильтров для отбора проб. Первый — «абсолютный», отверстия в котором имеют калиброванный размер (например, пористые трековые мембраны и фильтры из полимерных материалов, отверстия в которых создаются их бомбардировкой частицами атомов с помощью ускорителей). Такой фильтр задерживает все частицы, размер которых больше размера отверстий. Дальнейшая оценка микробной загрязненности может проводиться путем микроскопирования или методом отпечатков на питательную среду. Второй тип фильтров — объемный, представляющий собой тонковолокнистую структуру со случайным распределением волокон. Фильтры такого типа часто изготовляют из водорастворимых материалов, например, желатина. В этом случае при последующем посеве пробы на твердую питательную среду получают оценку числа клеток, а не частиц, содержащих несколько клеток. Метод фильтрации обычно сопровождается повышенной (по сравнению с методами импакции на поверхность агара) гибелью клеток при осаждении на поверхность фильтра.

В известных работах по биологическому контролю загрязнений воздуха используется так называемый проточный оптико-люминесцентный метод определения биоагентов. Работы по нему ведутся, начиная с 1995 г. [ 31, 32, 35]. При этом были исследованы некоторые виды биоаэрозолей и разработан метод их индикации по сигналам флюоресценции индивидуальных белковых частиц аэрозолей при возбуждении их УФ-излучением (4-я гармоника лазера на алюмо-иттриевом гранате с длиной волны излучения λ = 266 нм). В работе [ 36] были исследованы спектры флюоресценции биологических объектов и показано, что основная доля их интенсивности лежит в области 300 — 400 нм. В работе [ 22] описан лазерный проточный анализатор аэрозолей, позволяющий осуществить возбуждение индивидуальных частиц аэрозоля с помощью лазера на длине волны λ = 266 нм и регистрацию сигналов флюоресценции в области 330 — 388 нм. Этот прибор предназначен для оценки концентрации микробной заселенности в приземном слое атмосферы и почве.

Список используемой литературы:

Источник