Физические (энергетические) методы измерения
1. Шума - основаны на фиксировании звукового давления и преобразовании звукового колебания воздушной среды в электрический сигнал. Основные средства измерения: реверберационная и звукомерная камера, шумомеры, микрофоны, анализаторы спектра, акустические фильтры. Для измерения уровней громкости шума и сравнении с ПДУ используются шумомеры разных марок («Шум-1»; ВШВ-0,3; RFT-00014; и др.), которые включают блоки: микрофон - усилитель - корректирующие фильтры - детектор. Регламентируют методы измерения шума по ГОСТ 13337. «Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий»; ГОСТ 17187 « Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний» и другие.
2. Вибрации - основаны на измерении параметров виброскорости, виброускорения, амплитуд, частот и фаз, перемещений с помощью виброметров, акселерометров. Виброизмерительная аппаратура включает: датчики - преобразователи - анализаторы - контрольно- измерительные и сигнализирующие устройства - вибрационные стенды. Методики измерения по ГОСТ 20844 и др.
3. ИК-излучения основаны на преобразовании тепловой энергии фотоэлементами в сигнал, определяемый детектором. Они бывают тепловые (болометры, калориметры, термоэлементы), фотоэлектрические (фотоприемники, электронно-оптические преобразователи, тепловизоры), люминесцентные (появление люминесценции). Для аэрокосмического мониторинга - тепловизоры в сочетании с аппаратурой видимого и УФ-диапазонов.
4. УФ-излучения основаны на регистрации УФ- квантов приемниками. Это фотоматериалы на основе серебра, использующие явления фотоэффекта, ионизации, электронной эмиссии: фотоэлементы (ФЭ), фотоэлектронные умножители (ФЭУ), ионизационные камеры, счетчики фотонов, электронно-оптические преобразователи (ЭОП), фотоэлектрические методы регистрации оптического излучения. ГОСТ 11612.0; ГОСТ 11612.16.
5. Электромагнитных полей (ЭМП) основаны на измерении потока энергии электромагнитных колебаний. Типы поля (электростатическое, магнитостатическое, переменное низких, промышленных радиочастот и др.). В электростатике используются электрометры, амперметры, вольтметры, гальванометры постоянного тока и др. В магнитостатике - приборы с датчиками Холла. Для переменных сигналов - осциллографы, частотомеры, спектроанализаторы. Для измерения электрической и магнитной составляющих ЭМП приборы типа ИЭМП - ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17, радар-тесторы - ГК4-14, ТК4-3А. Для СВЧ применяют панорамные измерители коэффициента стоячей волны напряжений (КСВН).
6. Ионизирующего излучения основаны на способности a, b -частиц и g-квантов ионизировать молекулы газов с последующей регистрацией электрического тока. (Газоразрядные счетчики Гейгера-Мюллера (для электронов и a-частиц), сцинтилляционные счетчики (для нейтронов и g- квантов), камера Вильсона (для заряженных частиц).
7. Ядерно-физические методы (радиоизотопный, радиоактивный) для определения радиоактивных элементов с помощью a, b, g - спектрометрии на спектрометрах.
8. Нейтронно-активационный метод позволяет определять тяжелые металлы путем облучения их нейтронами и последующего измерения уровней излучения. Метод чувствительный, автоматизированная аппаратура состоит из высокоэф-фективных детекторов, многоканальных анализаторов и регистрирующих ЭВМ.
Химические (ингредиентные, вещественные)
1. Весовой (гравиметрический) предназначен для определения массы и процентного содержания элемента, иона, вещества при помощи взвешивания на технических или аналитических весах.
2. Титриметрический (объемный) - измерение объемов определяемого вещества и используемого реагента в титриметрических бюретках. Метод включает четыре группы: кислотно-основное титрование реакции нейтрализации. Точку эквивалентности фиксируют при помощи индикатора, который меняет свою окраску в зависимости от рН среды; метод осаждения основан на образовании осадка, по которому определяют точку эквивалентности; метод окисления-восстановления использует реакции между искомым веществом и веществом рабочего раствора. Известна иодо-, хромато-, перманганатометрия для определения катионов и ионов; методы комплексо-образования определяют катионы и анионы, способные образовывать комплексы. Например, комплексон III трилон Б.
3. Тест-методы. Принцип работы основан на использовании химических реакций в форме, обеспечивающих визуальный эффект - цвет и интенсивность окрашивания бумаги или длина окрашенной части индикаторной трубки. Примером являются бумажки для определения рН или трубки для выявления алкоголя в воздухе, выдыхаемом водителем. Широко применяют в клиническом анализе, при обнаружении боевых ОВ и наркотиков, вредных веществ в воздухе рабочей зоны, в промвыбросах. Используют обычно для предварительной оценки качества объектов среды, особенно в полевых условиях. Их точность анализа в 2-3 раз хуже, чем методов, применяемых в лаборатории.
Физико-химические (ингредиентные, вещественные) методы
1. Спектрофотометрические основаны на способности веществ поглощать видимую, УФ (ультрафиолетовую), ИК (инфракрасную) части спектра. Визуальная колориметрия - исследуемый раствор сравнивают со стандартной шкалой. Например, определение цветности воды по хромато-кобальтовой шкале со стандартными растворами. Точные количественные определения возможны на приборах спектрофотоколориметрах (ФЭК), спектрофотометрах при помощи предварительно построенной калибровочной зависимости в координатах «оптическая плотность - концентрация».
2. Оптические люминесцентные (люминесцентный, хемилюминесцентный, криолюминесцентный), флуоресцентные, рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) основаны на способности веществ излучать спектр разной длины волны, по его интенсивности судят о концентрации компонентов. Проводят на спектрофлуориметрах.
3. Хроматографический основан на разделении веществ при помощи тонкослойной, колоночной, газовой, жидкостной, газожидкостной, высокоэффективной жидкостной хроматографии с последующей идентификацией выделенного вещества физико-химическими методами. Измерения проводят на специальном оборудовании -хроматографах.
4. Электрохимические (полярографический, потенциометрический, кулоно-метрический) основаны на измерение потенциала ионизации веществ, по величине которого идентифицируют вещества. Полярографы, кулономеры, потенциометры.
5. Атомно-абсорбционный и атомно-адсорбционные - высокочувствительные для определения металлов, основаны на способности веществ излучать или поглощать свет.
6. Хромато-масс-спектрометрический основан на разделении веществ, разрушении их на осколки с последующей идентификацией. Отличается высокой чувствительностью, применяются при определении ПАУ, диоксинов, хлорорганических соединений, включая диоксины, биомолекул.