Государственная система санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Определение концентраций загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе

Сборник методических указаний

МУК 4.1.591-96 - 4.1.645-96,
4.1.662-97, 4.1.666-97

Минздрав России
Москва 1997

1. Подготовлены творческим коллективом специалистов в составе: Малышева А.Г. (руководитель), Зиновьева Н.П., Суворова Ю.Б., Растянников Е.Г., Топорова И.Н., Евстигнеева М.А., Жаворонкова Н.А. (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН), при участии Кучеренко А.И. (Госкомсанэпиднадзор России).

2. Утверждены и введены в действие Первым заместителем Председателя Госкомсанэпиднадзора России - заместителем Главного государственного врача Российской Федерации Семеновым С.В. 31 октября 1996 года.

3. Введены впервые.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Определение концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

Сборник методических указаний
МУК 4.1.591-96 - 4.1.645-96,
4.1.662-97, 4.1.666-97

Область применения

Методические указания по определению концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе предназначены для использования в системе Госсанэпиднадзора России, при проведении аналитического контроля ведомственными лабораториями предприятий, а также научно-исследовательских институтов, работающих в области гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения контроля соответствия уровня содержания загрязняющих веществ их гигиеническим нормам - предельно допустимым концентрациям (ПДК) и ориентировочно безопасным уровням воздействия (ОБУВ) - и являются обязательными при осуществлении аналитического контроля атмосферного воздуха.

Включенные в сборник методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТов 8.010-90 «Методики выполнения измерений», 17.2.4.02-81 «Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ», 17.0.02-79 «Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные положения», Р 1.5-92 (пункты 7.3). Все методики анализа метрологически аттестованы и обеспечивают определение веществ с нижним пределом обнаружения не выше 0,8 ПДК м.р. и суммарной погрешностью, не превышающей 25 %, с отбором пробы воздуха в течение 20 - 30 мин при определении максимальной разовой концентрации или круглосуточном отборе пробы при определении среднесуточной концентрации.

В сборнике представлены методики контроля атмосферного воздуха за содержанием нормируемых соединений. Методики основаны на использовании физико-химических методов анализа - фотометрии, потенциометрии, тонкослойной хроматографии с различного вида детектированием, ионной хроматографии, газожидкостной, высокоэффективной жидкостной хроматографии, хромато-масс-спектрометрии. Приведено 55 методик по измерению концентраций 140 загрязняющих веществ на уровне и ниже их гигиенических нормативов в атмосферном воздухе населенных мест. Контролируемые вещества относятся к различным классам соединений: неорганическим веществам, ароматическим углеводородам, спиртам, органическим кислотам, эфирам, альдегидам, азотсодержащим углеводородам, фенолам, меркаптанам.

Методические указания одобрены и рекомендованы Комиссией по санитарно-гигиеническому нормированию «Лабораторно-инструментальное дело и метрологическое обеспечение» Госкомсанэпиднадзора России и бюро секции по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды Проблемной комиссии «Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды».

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Методические указания
по газохроматографическому определению
п-хлорфенола в атмосферном воздухе

Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания п-хлорфенола в диапазоне концентраций 0,0015 - 0,0300 мг/м³.

СlС₆H₄ОН                                           Мол. масса 128,56

п-Хлорфенол - белое кристаллическое вещество, температура плавления - 43 °С, температура кипения - 217 °С. Хорошо растворим в этиловом спирте, диэтиловом эфире, бензоле. В воде нерастворим. В воздухе находится в виде паров и аэрозоля.

п-Хлорфенол обладает общетоксичным и раздражающим действием. ПДКс.с. п-хлорфенола в атмосферном воздухе населенных мест - 0,003 мг/м³, ПДКм.р. - 0,0015 мг/м³.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±17,6 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерение концентрации парахлорфенола выполняют методом газожидкостной хроматографии с использованием детектора электронного захвата или постоянной скорости рекомбинации.

Концентрирование п-хлорфенола из воздуха осуществляют на активированный уголь. Десорбцию п-хлорфенола с угля проводят бензолом, переводят в п-хлорфениловый эфир и анализируют.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,0005 мкг.

Определению не мешают: гексахлорциклогексан, кельтан, фозалон, антио и рогор.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

3.1. Средства измерений

Хроматограф газовый с детектором электронного захвата или постоянной скорости рекомбинации

Аспирационное устройство, модель 822                            МРТУ 42-862-64

Барометр-анероид М-67                                                        ТУ 2504-1797-75

Весы аналитические ВЛА-200                                            ГОСТ 24104-80Е

Линейка измерительная                                                       ГОСТ 17435-72

Лупа измерительная                                                              ГОСТ 8309-75

Меры массы, 1 кл.                                                                 ГОСТ 7328-82

Микрошприц МШ-10                                                           ГОСТ 8043-74

Посуда мерная стеклянная                                                   ГОСТ 1770-74Е, 20292-74Е

Секундомер 2-го кл. точности                                             ГОСТ 5072-79

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2;

пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С                                  ГОСТ 215-73Е

3.2. Вспомогательные устройства

Аквадистиллятор                                                                  ТУ 61-1-721-79

Баня водяная                                                                          ТУ 64-1-2850-76

Вакуумный компрессор марки ВН-461М

Воронка делительная                                                            ГОСТ 10054-75

Редуктор кислородный                                                         ТУ 26-05-235-70

Ротационный испаритель ИР-1                                           МРТ 42-2589-66

Сорбционные стеклянные трубки длиной 6 см и внутренним диаметром 0,4 см

Хроматографическая колонка стеклянная длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм

Холодильник обратный

3.3. Материалы

Азот сжатый                                                                          ГОСТ 9293-74

Стекловата

3.4. Реактивы

Ацетон, ч.д.а.                                                                         ГОСТ 2603-79

Бензол, х.ч.                                                                             ГОСТ 5955-81

Дистиллированная вода                                                       ГОСТ 6709-77

Гексан, х.ч.                                                                             ТУ 6-09-4521-77

Диметилсульфат

Натрия сульфат, безводный, ч.д.а.                                      ГОСТ 4166-76

Натрия хлорид, ч.д.а.                                                            ГОСТ 4233-77

SE-30, 5 % на хроматоне N-Super, фр. 0,16 - 0,20 мм (готовая насадка для газовой хроматографии, производство Чехия)

Спирт метиловый, х.ч.                                                         ГОСТ 6995-77

Спирт этиловый, х.ч.                                                            ТУ 6-09-1710-77

Уголь активированный, марки ОУ-А

п-Хлорфенол, ч.                                                                     ТУ 6-09-1788-77

4. Требования безопасности

4.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.

4.2. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатацию прибора.

5. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на газовом хроматографе.

6. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

- процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в стандартных условиях согласно ГОСТу 15150-69 при температуре воздуха (20 ± 10) °С, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80 %;

- выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор п-хлорфенола для градуировки (с = 0,5 мг/см³). 50 мг п-хлорфенола вносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки этиловым спиртом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 месяц в холодильнике.

Рабочий раствор п-хлорфенола для градуировки (с = 0,005 мг/см³). 1,0 см³ исходного раствора вносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки этиловым спиртом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 месяц в холодильнике.

Натрия хлорид, насыщенный раствор. 30 г натрия хлорида вносят в химический стакан вместимостью 100 см³ и растворяют в 70 см³ дистиллированной воды.

Диметилсульфат, 5 % раствор в абсолютном метиловом спирте. 3,8 см³ диметилсульфата растворяют в 100 см³ абсолютного метилового спирта.

7.2. Подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки

Хроматографическую колонку и сорбционную трубку перед заполнением насадками промывают дистиллированной водой, ацетоном, гексаном, высушивают в токе азота. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают стекловатой и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 2000 см³/ч при температуре 240 °С в течение 16 - 20 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе. Сорбционные трубки заполняют 100 - 200 мг активированного угля. Сорбент фиксируют в трубке с двух сторон стекловатой, закрывают заглушками и хранят в закрытых склянках не более 1 месяца.

7.3. Установление гравировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах п-хлорфенола. Она выражает зависимость высоты пика на хроматограмме (мм²) от массы п-хлорфенола (мкг) и строится по 5-ти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 5-ти градуировочных растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 25 см³. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл. 1, доводят объем этиловым спиртом до метки и тщательно перемешивают.

Таблица 1

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации п-хлорфенола

5 см³ градуировочного раствора помещают в колбу ротационного испарителя и выпаривают досуха. К сухому остатку приливают 3,0 см³ 5 % раствора диметилсульфата в абсолютном метиловом спирте, прибавляют 1,0 г безводного сульфата натрия. Присоединяют к колбе обратный холодильник и помещают ее на 10 мин в водяную баню при температуре 55 °С. После окончания реакции метилирования содержимое колбы охлаждают, прибавляют 3,0 см³ насыщенного водного раствора хлористого натрия, 1,0 см³ гексана несколько раз энергично встряхивают и после разделения слоев отбирают для анализа органическую фазу.

В испаритель хроматографа вводят 5 мм³ органической фазы и анализируют в следующих условиях:

температура термостата колонки                                             80 °С

температура испарителя                                                            150 °С

температура детектора                                                              150 °С

расход газа-носителя (азота)                                                     2 дм³/ч

чувствительность шкалы электрометра                                  1 · 10^-11 А

скорость движения диаграммной ленты                                 10 мм/мин

время удерживания п-хлорметилфенилового эфира             1 мин 30 сек

время удерживания гексана                                                      10 сек

На хроматограмме измеряют высоту пиков п-хлорметилфенилового эфира и по средним значениям из 5-ти серий устанавливают градуировочную характеристику. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в месяц и при смене партии реактивов.

7.4. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух со скоростью 1,0 дм³/мин аспирируют через 2-е параллельно соединенные сорбционные трубки, в течение 30 мин. После отбора пробы концы трубки закрывают заглушками. Срок хранения отобранных проб - не более 3 дней.

8. Выполнение измерений

Активированный уголь из сорбционных трубок высыпают в химический стакан вместимостью 50 см³, добавляют 10 - 15 см³ бензола и в течение часа экстрагируют п-хлорфенол. Экстракт количественно переносят в колбу ротационного испарителя и далее проводят анализ в условиях, указанных в разделе 7.3. На хроматограмме измеряют высоту пика и по градуировочной характеристике определяют массу п-хлорфенола в пробе.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию п-хлорфенола в атмосферном воздухе (мг/м³) вычисляют по формуле:

m - масса п-хлорфенола в пробе, найденная по градуировочной характеристике, мкг;

V₁ - общий объем экстракта, см³;

V₂ - объем пробы, введенной в хроматограф, см³;

V₀ - объем отобранного воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм³;

V_t - объем воздуха, отобранный для анализа, дм³;

Р - атмосферное давление в месте отбора пробы, мм рт. ст.;

t - температура воздуха в месте отбора пробы, °С.

Методические указания разработаны Тарасовым В.В., Ахуповым Н.Ш. (НИИСГПЗ МЗ Узбекистан, г. Ташкент).