Оптический метод анализа концентрации соли кобальта в жидких средах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Итин, Алексей Леонидович

• Итин, Алексей Леонидович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Итин, Алексей Леонидович

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Описание проблемной области и выбор конструкции анализатора

1.1 Проблема загрязнения атмосферы и водных покровов Земли

1.2 Выбор анализаторной системы

1.2.1 Электрохимические анализаторные системы

1.2.2 Потенциометрические анализаторы

1.2.3 Амперометрические анализаторы

1.2.4 Кондуктометрические анализаторы

1.2.5 Кулонометрический анализатор

1.2.6 Биосеннсорный анализатор

1.2.7 Масс-чувствительные анализаторы

1.2.8 Электрические анализаторы

1.2.9 Неинвазивные оптические анализаторы для определения химических веществ

1.2.9.1 Люминесцентные анализаторы

1.2.9.2 Системы, основанные на комбинационном рассеянии

1.2.9.3 Анализаторы на эффекте поверхностного резонанса плазмонов

1.2.9.4 Интерферометрический анализатор

1.2.9.5 Абсорбционные анализаторы

1.2.9.6 Ионно-чувствительные анализаторы

1.2.9.7 ИК-Фурье анализаторы

1.2.9.8 Анализаторы на газовой хроматографии

1.2.9.9 Интегрально-оптические анализаторы химических веществ

Глава 2. Разработка конструкции анализатора

2.1 Подбор чувствительного слоя для оптического анализатора

2.1.1 Оценка возможности использования полимерного материала для чувствительного слоя

2.1.2 Изучение оптических свойств тонкого полимерного тетразолсодержащего

акриловый гидрогеля

2.1.2.1 Методика измерения показателя преломления полимерного гидрогеля

2.1.2.2 Методика измерения спектральных характеристик полимера

2.1.3 Программа испытаний и результаты измерений показателя преломления полимера

2.1.4 Программа испытаний и результаты измерений спектральных характеристик полимера

2.2 Физические основы работы интегрально-оптического химического анализатора

Глава 3 Результаты исследований и их анализ

3.1 Структурная схема сенсорной системы

3.2 Определение оптимальной геометрии сенсорной системы

3.3 Сенсорный эффект и оценка пороговой чувствительности

Выводы

Список использованной литературы

Приложение А

Приложение Б

Листинг программы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптический метод анализа концентрации соли кобальта в жидких средах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы обусловлена проблемами загрязнения окружающей среды, которые уже начинают мешать динамическому развитию экономики. Загрязнения поступают в мировой океан из всевозможных источников и в очень больших размерах. Часто это обусловлено тем, что отсутствует обработка сточных вод, промышленных сбросов, вымывание остатков сельскохозяйственных пестицидов и удобрений, а также происходит вымывание шахтных отходов.

Определение нормы содержания вредных веществ (паров, пыли, газов и т.д.) в воздухе производится путем определения предельных допустимых концентраций вещества (ПДК). Нормы концентрации вредного вещества в воде в местах жизнедеятельности человека определены в ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».

В год экологии в России (2017 год) была определена задача, стоящая перед государственными структурами, как создание системы контроля окружающей среды и ее качества. Важными критериями высокого качества окружающей среды является соответствие заранее указанным диапазонам и параметрам значений химических, геометрических, физических показателей. В следствие этого получили применение неразрушающего методы контроля, в которых не происходит повреждение самого образца или изъятие его пробы, таким образом это предоставляет возможность избежать временных и материальных потерь, обеспечить автоматизацию производства, частичную или уже полную.

В настоящее время создание малогабаритных сенсорных систем контроля и оценки параметров среды по нескольким одновременно исследуемым характеристикам - является одной из ключевых областей создания систем экологического контроля.

К методам контроля предъявляются требования по установлению соответствия между составом и какой-либо легко измеряемой физической величиной и

использованию выявленных закономерностей, например, для создания способов определения концентрации, влажности, температуры и др. К ним относятся методы, использующие химические анализаторы, дающие прямую информацию о химическом составе среды, с которой он взаимодействует, без сбора изучаемой пробы и специальной её подготовки. Такие анализаторные системы способны работать в автоматическом режиме, без вмешательства человека. При этом их работа включает в себя взаимодействие с системами накопления и автоматизированной обработки информации.

Одним из основных требований, предъявляемых при создании систем контроля среды, является применение неинвазивных методов, как наиболее перспективным, среди них можно особенно выделить оптический анализатор.

При проектировании используются методы моделирования для поиска и оптимизации характеристик, разрабатываемой оптической анализаторной системы.

Цель работы: Разработка оптического метода анализа концентрации солей кобальта в растворе воды на основе использования полимера.

Задачи

1. Произвести анализ известных методов определения концентрации веществ в водных растворах и на основе данного анализа предложить альтернативное схемотехническое решение анализатора.

2. Провести изучение материалов, используемых в качестве чувствительного слоя и волновода к соли кобальта и подобрать, удовлетворяющие условиям, которые позволяют достигать достаточную чувствительность.

3. Предложить и разработать модель обнаружения, благодаря которой возможно провести оптимизацию параметров анализатора.

4. Разработать имитационную модель анализатора на основе экспериментально полученных данных.

Научная новизна.

• Исследованы физико-химические свойства нового полимерного материала и даны их интерпретация:

o Зависимость спектра пропускания полимера от заданных условий (от

времени набухания полимера и концентрации кобальта в растворе); o Исследовано изменение показателя преломления полимера от заданных условий;

o Исследована величина абсорбции полимера от заданных условий; o Получена зависимость сенсорного эффекта анализатора от концентрации соли кобальта в растворе воды на диапазонах от 0,001 до 0,1 моль, при времени срабатывания менее 2 мин.

• Представлена оптимизированная методика измерения оптических свойств тетразолсодержащего акрилового гидрогеля с различным временем набухания;

• Впервые предложен анализатор, в котором в качестве хемочувствительного слоя используется полимерный материал, что позволяет достигнуть невысокой цены и миниатюрности.

Достоверность научных и практических результатов подтверждается результатами экспериментальных исследований, проведенных на современном оборудовании и научно-техническом уровне, результатами компьютерного моделирования.

Апробация работы. Результаты работы представлялись и были обсуждены на: XL научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО, 2011г.; XXXVII научной и учебно-методической конференции, 2008г.; Седьмой международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика-2011», 2011г.; I Всероссийском конгрессе молодых ученых Университета ИТМО, 2012г.; 8th International Conference on ODF'12, 2012г.; XLII научной и учебно-методической конференции, 2013г.; Международной научно-практической конференции "Свет

Петербурга 2013", 2013г.; II Конгрессе молодых ученых Университета ИТМО,

6

2013г.; Международной научно-практической конференции "Seшorica 2013", 2013г.; ХЬШ научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО, 2013г.; III Всероссийском конгрессе молодых ученых, 2014г.;

Глава 1 . Описание проблемной области и выбор конструкции анализатора 1.1 Проблема загрязнения атмосферы и водных покровов Земли

Вода является основой для всех процессов жизни и единственный источник кислорода в фотосинтезе - главном движущем процессе Земли. У растений 90%, животных 75% общей массы составляет вода и на 2/3 люди также состоят из воды. Потеря 10-20% воды живыми организмами, в большинстве случаев, приводит к их смерти. Использование воды обусловлено необходимостью питья, использования в сельском хозяйстве, улучшения санитарных условий, в большинстве видов промышленности, а также для еще достаточно большого количества иных целей.

Большая часть водных ресурсов малопригодна для потребностей человечества, так как 97,5% из них это солёная вода, а оставшиеся 2,5% это пресная вода, значительная часть которой залегает глубоко или заморожена на полюсах Земли.

Деятельность человечества и его инфраструктура меняет гидрологический цикл и серьезно загрязняет существующие водные ресурсы.

Вырубка лесов и уничтожение растительного покрова, видоизменение землепользования, увеличение территорий, покрытых искусственными покрытиями, создание новых каналов и плотин, переброски рек, иссушение и обводнение, а также другая деятельность изменяет гидрологический баланс. Определение результатов такого изменения и использование человеком воды на предприятиях, в городе и на сельскохозяйственном предприятиии требует точных данных об объемах и качестве вод в данном месте или регионе.

Сейчас загрязнения в воду проникают из различных источников и часто в

огромных объемах. Такие формы загрязнений зачастую связаны с отсутствием

обработки сточных вод, сбросами промышленных предприятий, вымыванием

отходов с различных шахт, а также попаданием сельскохозяйственных пестицидов

и удобрений. Величина в загрязнении воды меняется от региона к региону, и

зависит от плотности застройки населенного пункта, конкретных практических

методов ведения сельского хозяйства и промышленности и присутствия или

8

отсутствия системы сбора и обработки сточных вод. В большинстве случаев необработанные стоки вод попадают в водотоки поблизости от жизненноважных водоемов. Сбросы таких тяжелых токсичных металлов, как свинец, медь, цинк, хром, является одной из проблем, вызванной удерживанием речными наносами. Также тяжелые металлы накапливаются в организмах морских и речных обитателей и затем употребляются в пищу людьми. Отмечается, что широко распространилось повышение уровня нитритов в поверхностном уровне вод, связанное с высоким уровнем сельского хозяйства и использованием больших объемов различных удобрений (рис. 1).

Рисунок 1 - Влияние человеческой деятельности на земные и водные ресурсы [63]

Концентрации загрязнений, созданных в результате деятельности человека, изменяется от уровня ведения хозяйственной деятельности, а также от государственной политики в области борьбы с загрязняющими выбросами.

Качество воды определяется степенью ее пригодности для использования [63]. Оценка качества воды по российским нормативным актам проводится согласно некоторым показателям (Таблица 1).

Таблица 1 - Оценка медико-экологической ситуации по уровню загрязнений питьевых вод и различных объектов хозяйственно-питьевого и рекреационного водопользования [64]

Значения загрязнений питьевых вод и различных объектов хозяйственно -питьевого и рекреационн ого водопользова ния Медико-экологическая ситуация

Удовлетворител ьная Относител ьно напряжен ная Существен но напряжен ная Критичес кая Катастрофич ески условно

Значения ИЗВ >1 >3,9 4-6 6,1-10 >10

Значение ПХЗ-10 >10 >20 21-35 36-80 >80

-для веществ 1-2ых классов опасности

-для веществ 3-4ых классов опасности >10 >50 50-100 100-500 >500

где ПЗХ-10 - показатель химического загрязнения вод, ИЗВ - гидрохимический индекс загрязнения воды [64]

В Санкт-Петербурге системой очистки воды занимается ГУП «Водоканал». Так, по их данным, в 2016 г. проходят очистку уже 98,5% сточных вод, а среднесуточная подача питьевой воды в Петербург в 2016 году - 1603,9 тыс. м3. В области водоподготовки в Санкт-Петербурге гарантировано:

• Вся питьевая вода, используемая в городских сетях, прошла ультрафиолетовую обработку, обеспечивающую эпидемиологическую безопасность для нее;

• Жидкий хлор уже не используется в процессе обеззараживания воды и он заменен нетоксичным и безопасным в производстве гипохлоритом натрия;

• При аммонировании воды взамен раствора аммиака используют нетоксичный и безопасный в производстве сульфат аммония;

• Для контроля качества воды в Неве используют систему биомониторинга, где главной компонентой выступают австралийские раки;

• Используется дозировочная система порошкообразного активированного угля (ПАУ), позволяющая удалять запах и нефтепродукты.

В области водоотведения:

• К концу 2009 года в Петербурге проходило очистку около 91% всех сточных вод, а уже к 2017 году этот показатель достиг значения 98,5%;

• В городе разрешена задача утилизации осадка сточных вод: в Санкт-Петербурге запущено три завода по его сжиганию;

• На городских сооружениях очистки сточных вод запущена технология глубокого удаления биогенов (азота и фосфора), позволяющая выполнять требования Хельсинской комиссии по защите Балтийского моря. Это позволяет снизить биологическую нагрузку на Балтийское море, Финский залив, Неву. [65]

Ввиду большой и все увеличивающейся нагрузки на водоочистные и водопроводные системы в Санкт-Петербурге, а также с учетом постоянно присутствующих факторов угрозы для экологического баланса Невы и всего бассейна Балтийского моря, необходимо постоянно следить за изменением состояния воды, причем в реальном времени.

Нормировка концентрации вредных веществ (пары, газы, пыль и т.д.) проводят по предельным допустимым концентрациям (ПДК).

ПДК - предельно допустимая концентрация веществ в воде, значение которой при попадании в организм не вызывает за период жизни прямого или косвенного

отрицательного действия на настоящие или будущие поколения, не ухудшающая санитарно-бытовых условий жизни человека, и не снижающая работоспособности человека и его самочувствия.

Тяжелые металлы, такие как кобальт, являются весьма токсичными для водной среды. Превышение норм такого вещества для крайне вредно для человека. Постоянное потребление их с водой соли кобальта приводит к побочным эффектам для сердца, а в отдельных ситуациях, к смерти.

В соответствии с ПДК концентрация соли кобальта в жидкости не должна превышать 0,1 мг/л, Кобальт и его соли определены, как 2 класс опасности (высокоопасные вещества). Для классификации используются показатели, определяющие различный уровень опасности химических соединений для человека, загрязняющих воду, в зависимости от кумулятивности, токсичности, способности вызвать отдаленные эффекты, лимитирующие показатель вредности. В различных ситуация должны учитывать класс опасности:

• для определения очередности в разработке чувствительных методов аналитического определения веществ в воде;

• для выбора соединений, подлежащих первоочередному контролю в воде в качестве индикаторных веществ;

• для обоснования рекомендаций о замене в технологических процессах высокоопасных веществ на менее опасные.

Использование кобальта в пищевой промышленности обусловлено тем, что он выступает в качестве стабилизатора пены в пивных продуктах. В тоже самое время, кобальт обладает способностью накапливаться в волокнах сердечной мышцы, после чего стенки сердца становятся дряблыми и слабыми, в миокарде гибнут энергетические станции клеток сердца, появляются мелкие кровоизлияния и сердце начинает плохо сокращаться и не справляться со своей основной задачей -перекачивать кровь.

Проектирование и улучшение характеристик систем контроля среды и их

качеств — одна из главных задач, вставших перед экономикой. Определяющие

12

критерии подобающего качества среды - это соответствие заранее определенным параметрам и диапазонам значений химических, геометрических и физически показателей. Вследствие этого широко применяются методики неразрушающего контроля, которые не вызывают повреждение самого исследуемого образца или изъятие его пробы, что позволяет исключить временные и материальные потери, обеспечить автоматизацию производства, частичную или полную.

В настоящее время создание малогабаритных сенсорных систем контроля и оценки параметров среды по нескольким одновременно исследуемым характеристикам - является одной из ключевых областей создания измерительной техники.

К методам контроля предъявляется требование по установлению связи между составом и какой-либо легко измеряемой физической величиной и использовании выявленных закономерностей, то есть этих связей, например, для разработки способов определения температуры, влажности и концентрации и других. К этим устройствам относятся химические анализаторы, которые дают прямую информацию о химическом составе среды, с которой он взаимодействует, без забора исследуемой пробы и ее специальной подготовки. Такие системы могут работать в автоматическом режиме, без вмешательства человека. При этом их работа включает в себя взаимодействие с системами накопления и автоматизированной обработки информации. Велика значимость таких анализаторов и созданных на их базе систем в мониторинге состояния среды и охране здоровья человека.

1.2 Выбор анализаторной системы

Современный уровень технологий позволил аналитической химии ставить перед собой такую важную задачу, как разработка и совершенствование химических сенсоров. Анализаторы химических веществ используются во многих технологических процессах, в решении медицинских вопросов, в агропромышленности, экологических вопросах окружающей среды (с целью изучения атмосферы и состава сточных и естественных вод,). Исследования, проводимые в данном направлении, уже сегодня формируют область техники и технологии, которая позволяет повышать эффективность и безопасность работы в сельском хозяйстве и промышленности, для объективного и достаточного контроля качества окружающей среды и сельскохозяйственной продукции, а также для того, чтобы повысить скорость и достоверность получения данных для мониторинга состояния организма и, в целом, медицинской диагностики [3].

Для структурирования химических анализаторов используются общие для всех сенсорных систем характеристики:

• воспроизводимость,

• стабильность,

• линейность,

• насыщение,

• гистерезис,

• время реакции,

• полоса измерений.

К тому же используют два параметра, характерные только для этих анализаторов:

• чувствительность к определенному химическому веществу, который входит в состав сложной композиции,

• селективность.

Селективность — способность анализатора выдавать реакцию только на определенные химические вещества и не реагировать на другие.

Чувствительность определяется минимальной концентрацией исследуемого вещества, либо минимальными изменениями его концентрации (данная характеристика часто называется разрешающей способностью), достаточных для надежного детектирования анализатором [17].

Таблица 3 представляет всевозможные сферы деятельности человека, в которых используют химические анализаторы.

Таблица 3 — Типичное применение химических анализаторов [4]

Область применения Типичные примеры

Автомобильная промышленность Концентрация вредных веществ в выхлопах, качество воздуха в автомобиле, система управления двигателем

Аэрокосмическая промышленность Определение качества воздуха в корабле, система управления двигателем

Сельское хозяйство Системы контроля концентраций и качества пестицидов и удобрений

Химический анализ Использование в лабораторных условиях для тестов материалов

Пожаробезопасность Предупреждение пожара в домах, строениях и шахтах и т.д.

Управление процессом Промышленное изготовление продуктов питания, химикатов

Мониторинг качества окружающей среды Определение загрязнителей в воде, воздухе и почве

Медицина Биохимия, обезболивающие газы, биохимия, диагностика

Таможня опасные (взрывчатые) и нелегальные

вещества

Контроль качества Запах или вкус продуктов питания, табака и напитков

В таблице 3 указаны только типичные области, в которых используют химические анализаторы, однако очевидно, что данные области применения покрывают достаточно широкую область жизнедеятельности человека, что позволяет говорить об универсальности таких датчиков. Именно поэтому они и сейчас являются наиболее актуальными в системах обнаружения и контроля.

В настоящее время реализовано большое количество различных способов и методов реализации анализаторов, которые основаны на различных физических и химических законах. Далее представлена классификация анализаторов химических веществ для систематизации процесса анализа и проектирования подобных систем.

Рассмотрим существующий в настоящее время круг сенсоров и дадим им сравнительную оценку. Все разнообразие типов и видов химических анализаторов можно отобразить обобщенной структурной схемой измерительного процесса.

На рисунке 2 представлена общая схема измерения с использованием

химического анализатора ^А)[3].

Рисунок 2 — Структурная схема измерения объектов с использованием

химического анализатора:

1 - исследуемая среда, 2 - хемочувствительный слой; 3 - преобразователь полученного сигнала; 4 - блок обработки и преобразования сигнала; 5 - процессор.

ХА состоит из хемочувствительного слоя 2, дающего отклик на присутствие искомого вещества и изменение его концентрации, и физического преобразователя (трансдьюсера) 3. Трансдьюсер преобразует сигнал, возникающий в ходе реакции хемочувствительного слоя с измеряемым веществом, в электрический или световой сигнал, который потом исследуется с использованием фотоприемного устройства 4.

Данный сигнал относится к аналитическим, так как позволяет получить непосредственную информацию о составе исследуемой среды (раствора).

В зависимости от того, как происходит преобразование информации об объекте наблюдения в аналитический сигнал, химический анализатор может быть отнесен к той или иной группе устройств.

Химические анализаторы работают на принципах химических реакций, когда аналитический сигнал происходит из-за химического взаимодействия искомого вещества с хемочувствительным слоем, или на основе физических принципов, где

исследуется физическая характеристика (отражение или поглощение излучения, проводимость, масса). В первом принципе хемочувствительный слой исполняет задачу химического преобразователя [5]. Существует ряд явлений, эффектов и видов преобразования энергии, которые используются при проектировании анализаторов. В таблице 4 приведены примеры таких явлений и эффектов и ситематизированные авторами в статье [3].

Таблица 4 — Преобразования энергии при различных явлениях и эффектах в природе, которые используются при построении сенсоров [3]

Свойство/Эффект/Явление Физический смысл

преобразования

Теплопроводность (тепловая энергия приводит к Явление перехода

изменению физических свойств) тепловой энергии внутри

физического тела из части

с высокой температурой в

часть с более низкой

температурой

Тепловое излучение (тепловая энергия приводит Возникновение

к появлению инфракрасного излучения) оптического излучения

при изменении

температуры физического

тела (повышении)

Эффект Зеебека (температура приводит к Появление ЭДС в

появлению электричества) электрической цепи,

где в соединениях есть

биметаллы (температура

спаев должна иметь

разную температуру)

Пироэлектрический эффект (температура приводит к появлению электричества) Появление электрического заряда на границах кристаллов при повышении температуры

Эффект фотопроводимости (свет приводит к изменению электрического сопротивления) Облучение светом полупроводника вызывает изменение электрического сопротивления полупроводника

Эффект Фарадея (магнетизм и свет вызывают изменение в свойствах падающего излучения) Поворот плоскости поляризации линейно-поляризованного светового пучка в проходящем через парамагнитное вещество

Пьезоэлектрический эффект (давление вызывает появление электричества) Появление напряжения на гранях сегнетоэлектрика, находящегося под необходимым давлением

Эффект Доплера (свет и звук влияют на изменение частоты) Движение источника или приёмника вызывает изменение длины волны и частоты, регистрируемых приёмником

Наряду с названным признаком, можно отметить еще ряд параметров и показателей, позволяющих провести классификацию ХС, необходимую для систематизации процессов анализа и синтеза систем.

Исходя из энергетических свойств входных величин, все анализаторы можно разделить на активные и пассивные. Пассивный анализатор не использует дополнительный источник энергии, а реагирует на изменение внешнего фактора появлением на выходе электрического сигнала. Данный факт говорит о том, что такой анализатор преобразует энергию внешнего сигнала в выходной сигнал. К пассивным анализаторам относятся термопары, фотодиоды и пьезоэлектрические чувствительные элементы. В отличие от пассивных анализаторов, активный в своей работе использует источник с внешней энергией, названой сигналом возбуждения. В статье [3] авторы отмечают, что генерация выходного сигнала активным анализатором тем или иным способом влияет на возбуждающий сигнал. В связи с тем, что характеристики у таких анализаторов зависят от внешних факторов, их иногда называют параметрическими. Фактически, в активных анализаторах происходит преобразование их внутренних характеристик в электрические сигналы, т.е. определенные характеристики активных анализаторов формируют сигналы возбуждения, и это несет в себе всю информацию об исследуемой величине. К примеру, термисторы - это температурно-чувствительные резисторы. Сами по себе эти устройства не генерируют электрических сигналов, но, когда через них проходит электрический ток (возбуждающий сигнал), сопротивление термистора возможно определить по изменению электрического тока и (или) падению напряжения на них. Значение электрического сопротивления сопоставляется с измеряемой температурой, она в свою речь может быть определена по известным зависимостям. Также хороший пример активных анализаторов - тензодатчик резистивный, его сопротивление будет зависеть от значения его деформации. Для нахождения сопротивления анализатора через него необходимо пропускать ток от внешнего источника электрического питания [6].

По числу величин, которые воспринимают и преобразуют анализаторы, они делятся на одномерные, работающие с одной величиной, и многомерные, обрабатывающие несколько входных величин. При этом многомерные могут иметь интегрированную структуру элементов, поэтому в некоторых случаях их применение

является более простым, чем использование совокупности одномерных, воспринимающих столько же величин.

По числу функций, которые выполняет анализатор, выделяют однофункциональные и многофункциональные датчики. Многофункциональные датчики в дополнении к основной функции, заключающейся в измерении величины и формировании измерительного сигнала, выполняют и несколько дополнительных задач.

Многофункциональные анализаторы еще называют интеллектуальными. Также к данному типу анализаторов относят цифровые и аналоговые с перестраиваемыми адаптивными режимами работы и параметрами, с функциями суммирования сигналов, с аналого-цифровым преобразованием (АЦП), сенсоры со встроенными микропроцессорами и с метрологическим обслуживанием.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Итин, Алексей Леонидович, 2018 год

Список использованной литературы

1. Поляков А.В. Определение газового состава атмосферы и характеристик

аэрозоля затменным методом: дис.......д-ра ф-м. наук: 25,00,29 / Поляков

Александр Викторович. - Санкт-Петербург, 2006.-373 с.

2. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 27 апреля 2003 г.)

3. Егоров А.А., Егоров М.А., Царева Ю.И. Химические сенсоры: классификация, принципы работы, области применения// Физико-химическая кинетика в газовой динамике, т.6, 2008.

4. Klas Hjort. Biochemical microtransducers// Lecture notes for students of Uppsala universitet. - 05.05.2010. [Electronic database]. - http://www.uu.se/

5. Будников Г.К. Что такое химические сенсоры// Соросовский образовательный журнал. №3, 1998

6. Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник. - М.: Техносфера, 2005. -592с.

7. Jack Chou. Hazardous Gas Monitors: A Practical Guide to Selection, Operation and Applications. - USA: SciTech Publishing, 2000. - 260 с.

8. Аш Ж. с соавторами. Датчики измерительных систем: В 2-х книгах. Кн. 2. Пер. с франц. - М.: Мир, 1992. - 424 с.

9. Добровольский Ю.А., Леонова Л.С., А.Е. Укше, Левченко А.В., Баранов А.М., Васильев А.А. Портативные сенсоры для анализа водорода// Российский химический журнал, т. I, № 6, 2006. - 120-127 с.

10. ООО «СЕНС-ОПТИК». Электрохимический датчик. - 05.05.2010. [Электронная база]. - http://www.ecmoptec.ru/

11. ООО «Техноком-Ост». Кондуктометрические датчики уровня. - 05.05.2010. [Электронная база]. - http://www.sensor.ru/

12. Агеев О.А., Мамиконова В.М., Петров В.В., Котов В.Н., Негоденко О.Н. Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин: Учебное пособие. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. - 153 с.

13. Кучменко Т.А. Применение метода пьезокварцевого микровзвешивания в аналитической химии. - Воронеж: Воронежская государственная технологическая академия, 2001. - 248 с.

14. Петрухин О.М., Максименко О.О. Сенсоры в аналитической химии// Российский химический журнал, т. LII, № 2, 2008

15. Коренман Я.И., Кучменко Т.А. Подходы к анализу пищевых продуктов. Разработка масс-чувствительных сенсоров// Российский химический журнал, т. XLVI, № 4, 2002. - 34-42 с.

16. Л.А. Обвинцева. Полупроводниковые металлооксидные сенсоры для определения химически активных газовых примесей в воздушной среде// Российский химический журнал, т. LII, № 2, 2008. - 113-121 с.

17. Микро- и наносистемы для специальных и экстремальных условий эксплуатации: Учебное пособие дисциплины СПбГЭТУ. СПб., 2008 - 121 с.

18. Guillermo Orellana. Fluorescence-based sensors// Optical Chemical Sensors, Chapter 6, 2006. - 99-116 с.

19. Loïc J. Blum and Christophe A. Marquette. Chemiluminescence-based sensors// Optical Chemical Sensors, Chapter 8, 2006. - 157-178 с.

20. Tuan Vo-Dinh and Fei Yan. Surface-enhanced Raman scattering// Optical Chemical Sensors, Chapter 12, 2006. - 239-259 с.

21. Saurabh Anand, Alok Kumar, Randhir Kumar, Md. Belal // Material for students of Kirori Mal College University of Delhi. - 05.05.2010. [Electronic database]. -http://www.kmcollege.com

22. A. Brandenburg, R. Henninger. Integrated optical Young interferometer// Applied optics, Vol.33, № 25, 1994. - 5941 - 5947 c.

23. Makedonski P., Brandesa M., Grahnb W., Kowalsky W., Wichern J., Wiese S., Johannes H., Synthesis of new kinds of reactive azo dyes and their application for fibreoptical pH-measurements// Dyes and Pigments 61, 2004. - 109-119 c.

24. Aleksandra Lobnik. Absorption-based sensors// Optical Chemical Sensors, Chapter 5, 2006. - 77-98 с.

25. Robert W. Bogue. Technology Roadmap: Optoelectronic Gas Sensor in the Petrochemicals, Gas and Water Industries//Optocem.Net, Issue:A.2, 2006. - 59p.

26. Физико-химические методы исследования и анализа: учебное пособие / Е.И. Короткова, Т.М. Гиндуллина, Н.М. Дубова, О.А. Воронова; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 168 с.

27. Andreas Beil, Rainer Daum, Roland Harig, Gerhard Matz. Remote sensing of atmosphering pollytion by passive FTIR spectrometry// Spectroscopic Atmospheric Environmental Monitoring Techniques, Klaus Schäfer, Herausgeber, Proceedings of SPIE Vol.3493, 32-43, 1998

28. Itin A.L., Kolesnikov J.L., Demin A.V. Sensor of CO2 concentration in the atm. based on Fourier transform spectrometer// Technical digest of 8th International Conference on ODF'12, NRU ITMO - 2012. - P. 333-334. - 352 p.

29. Итин А.Л. Сенсор концентрации CO2 в атмосфере на основе Фурье-спектрометра // XLI научная и учебно-методической конференция НИУ ИТМО. - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2012. - Вып. 2. - С. 47-49.

30. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, V.E. ZuevInsitute of Atmosperic Optics // HITRAN on the Web - 09.01.2012. [Electronic database]. -http: //hitran. iao .ru/

31. С.Е. Александров, Г.А. Гаврилов, А.А. Капралов, Б.А. Матвеев, Г.Ю. Сотникова, М.А. Ременный .Моделирование характеристик оптических газовых сенсоров на основе диодных оптопар среднего ИК-диапазона спектра// Журнал технической физики, т.79 вып.6, 2009. - 112-118 с.

32. Коган В.Т., Лебедев Д.С., Чичагов Ю.В. и др. Ионный источник с электронной ионизацией для портативного масс-спектрометра//ЖТФ. 2009. Т. 79. (11). С. 153.

33. Коган В.Т., Лебедев Д.С., Чичагов Ю.В. и др. Оортативный масс-спектрометр для прямого контроля газов и летучих соединений в пробах воздуха и воды // Приборы и техника эксперимента, 2011, № 3, с. 105-112

34. Степанов Е.В. Методы высокочувствительного газового анализа молекул-биомаркеров в исследованиях выдыхаемого газа// Труды института общей физики им. А.М. Прохорова, т.61, 2005

35. Шилов В.Н., Яковченко В.А., Сергиенко В.И. Диагностическая ценность газохроматографического исследования выдыхаемого воздуха // Клин. лаб. диагн. 1994. Т. 5. C. 9-10

36. Esterbauer H. Estimation of peroxidative damage. A critical review // Pathol. Biol. 1996. Vol. 44. P. 25-28.

37. Хомченко А.В., Глазунов Е.В., Примак И.У., Редько В.П., Сотский А.Б.

Интегрально-оптический полупроводниковый датчик на основе призменного устройства связи// Письма в журнал технической физики, т.25, №24, 1999

38. Aidan Doyle B.Sc. (Hons). Development of Optical Sensor Platforms based on Evanescent Wave Interactions// A thesis presented to Dublin City University For the degree of Doctor of Philosophy, 1999, P. 253

39. Итин А.Л., Лукин С.Б. Исследование оптических свойств акрилового гидрогеля для систем индикации загрязнений // Изв. вузов. Приборостроение. - 2012. - Т. 55. - № 7. - С. 85-90.

40. Conor S. Burke, Ondrej St^nik, Helen M. McEvoy and Brian D. MacCraith, Planar optical sensors and evanescent wave effects// Optical Chemical Sensors, Chapter 10, 2006. - 193 - 215 p.

41. Gerhard J. Mohr, Polymers for optical sensors// Optical Chemical Sensors, Chapter 15, 2006. - 297 - 321 p.

42. Успенская М.В., Кабакова М.М, Сиротинкин Н.В., Влияние условий синтеза на кинетические параметры реакции сополимеризации и свойства тетразолсодержащего гидрогеля//Пластические массы, №12, 2007.

43. El-Hamshary H., El-Garawany M., Assubaie N., Al-Eed M., Synthesis of poly(acrylamide-co-4-vinylpyridine) hydrogels and their application in heavy metal removal// J. Appl. Polym. Sci. - 2003. - V.S9, № 9. - Р.2522 - 2526.

44. Филиппова О.Е. «Восприимчивые» полимерные гели/ О.Е. Филиппова // Высокомолек. соед. - 2000. - Т. 42 С, № 12. - С. 2328 - 2352.

45. Дубровский СА., Казанский К.С., Термодинамические основы применения сильнонабухающих гидрогелей в качестве влагоабсорбентов (обзор)// Высокомолек. соед. - 1993. - Т.35Б, № 10. - С.1712 - 1721.

46. М.В.Успенская, Н.В. Сиротинкин, ВА. Горский, Ю.Г. Голощапов , Композиции на основе акрилатных сополимеров и фуллеренов // ЖПХ, Т. 79, Вып. 5. - 2006. - C.870 - 872.

47. Рефрактометр Aббе. - М.: Московский физико-технический институт (государственный университет), 2005.- 12с.

48. Горшков М.М. Эллипсометрия. - М.: Советское радио, 1974, 200с.

49. В.В. Коротаев, A^. Краснящих. Измерительные оптико-электронные приборы/ Методические указания по выполнению лабораторных работ. - СПб: СПбГУ ИТМО, 200б. - 104 стр.

50. ООО «ФизЛабПрибор». Исследовательские спектрофотометры Cary - 4000, Cary - 5000, Cary - 6000i и Deep UV компании Varian B.V. - 05.05.2010. [Электронная база]. http://www.fizlabpribor.ru/

51. Ермаков О.Н. Прикладная оптоэлектроника. - М.: Техносфера, 2004.-41бс

52. Никитин A.K, Тищенко A.A., Черняй A.K, Датчики физических величин на основе планарных волноведущих структур оптического диапазона//Зарубежная радиоэлектроника, №10, 1990

53. Walter D.J., The syncang method for simultaneous measurement of film refractive index and thickness// Thin Solid Films. - 1974. - Vol. 23 Issue 2. - P. 153 - 160.

54. Kersten R.Th. The prism-film coupler as a précision instrument// Optica Acta. -1975. . - Vol. Issue 6. - P. 503-513.

55. Соборовер Э.И., Бакулин ПА. Исследование сенсорного эффекта в плосковолноводном оптическом химическом газовом сенсоре// Датчики и системы, 2000 (З) . с. 11-17

56. Иванова Т.В., Вознесенский Н.Б., Вознесенская A^. Основы оптики. ^допект лекций. (второе издание) - СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. - 156с.

57. Герасимов В.В., ^язев БА. Особенности спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения в терагерцовом диапазоне// Вестник НГУ. Серия: Физика, Т.З, Вып.4, 2008. - С.97-112

58. Соборовер Э.И., Зубков И.Л. Плосковолноводный оптический химический сенсор для мультисенсорной системы мониторинга атмосферного мониторинга // Микросистемная техника, 2004 (12) с. З8-41.

59. Зубков И.Л., Соборовер Э.И., Добротин СА. Оптические химические сенсоры для контроля газовых сред // Материалы IV ВНЖ "Методы и средства измерений", часть 1, январь 2002 г. - Н. Новгород: МВВО Ara РФ, 2002. С. 19.

60. Guilianni J.F., Bey P.P., Wohltjen J.H. Optical waveguide chemical sensor//"Transdusers 85": Int. Conf. Solid-State Sens. And actuat., N.Y. 1985.V.1. P.74-76.

61. Золотарёв В. M., Лыгин В. И.,Tapaceвич Б. H., Спектры внутреннего отражения поверхностных соединений и адсорбированных молекул, "Успехи химии", 1981, т. 50, с. 24.

62. ^льчин Ю.Н. и др., Отчет о НИР по теме: «Проведение поисковых научно-исследовательских работ в области нанокомпозитных оптических материалов и сенсоров на их основе в центре коллективного пользования научным оборудованием «Лазерные методы исследования конденсированных сред, биологических объектов и мониторинга окружающей среды (HKH ЛаМИ»//

Российская Академия Наук, Дальневосточное отделение, Институт автоматики процессов управления - Владивосток - 2010, с. 157

63. Главное управление по гидрометеорологии и наблюдениям за природной средой министерства охраны природы Республики Таджикистан. Вода - жизнь. - 05.05.2010. [Электронная база]. http://www.meteo.tj/

64. Гагарина О.В. Комплексная оценка степени загрязнения (качества) воды в нормативных документах РФ// Вестник Удмуртского университета. Вып.2, 2009. - 3 - 12 с.

65. ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Цифры и факты. - 05.05.2018. [Электронная база]. http://www.vodokanal.spb.ru/

66. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А, Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. - М.: Наука, 1981, 720с.