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
3. Средства измерения, вспомогательные устройства, материалы, реактивы.. 3 5. Требования к квалификации операторов. 4 |
УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель Председателя С.В. Семенов 31 октября 1996 г. Дата введения - с момента утверждения |
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
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», 17.0.0.02-79 «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 ПДКм.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».
УТВЕРЖДЕНО Первым заместителем Председателя 31 октября 1996 г. МУК 4.1.633-96 Дата введения - с момента утверждения |
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические указания по
газохроматографическому определению
псевдокумола в атмосферном воздухе
Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания псевдокумола в диапазоне концентраций 0,005 - 0,05 мг/м3.
С9Н12 |
Мол. масса 120,19 |
Псевдокумол (1,2,4-триметилбензол) - желтоватая жидкость с характерным запахом. Температура кипения - 167 - 170 °С, плотность - 0,874 - 0,880 г/см3, летучесть при 20 °С - 9,35 мг/дм3. Растворимость в воде - менее 0,01 %. Растворяется в спирте, ацетоне, эфире, хлороформе. В воздухе находится в виде паров.
Псевдокумол обладает слабым наркотическим действием. Класс опасности - 2, ПДКм.р. для, атмосферного воздуха населенных мест - 0,04 мг/м3; ПДКс.с. - 0,015 мг/м3.
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±25 %, при доверительной вероятности 0,95.
Измерения концентрации псевдокумола выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование осуществляют на твердый сорбент. Термодесорбцию вещества проводят в испарителе хроматографа.
Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,005 мкг.
Определению не мешают: насыщенные и ароматические углеводороды C1 - C8, летучие производные аммиака, уксусная кислота (рис. 1).
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
3.1. Средства измерений
Хроматограф газовый с пламенно-ионизационным детектором |
|
Барометр-анероид М-67 |
ТУ 2504-1797-75 |
Весы аналитические ВЛА-200 |
ГОСТ 24104-80Е |
Линейка измерительная |
|
Лупа измерительная |
ГОСТ 8309-75 |
Меры массы |
|
Посуда стеклянная лабораторная |
ГОСТ 1770-74Е, 20292-74Е |
Секундомер |
ГОСТ 5072-79 |
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2; пределы 0 - 55 °C, цена деления 1 °C |
|
Шприц медицинский со стеклянным поршнем, объемом 2 см3 |
ТУ 64-1-378-83 |
Шприц медицинский стеклянный объемом 100 см3 |
ТУ 64-1-1279-80 |
Электроаспиратор, модель 822 |
ТУ 64-1-862-82 |
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка стальная длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм |
|
Баня песчаная |
|
Бутыли стеклянные вместимостью 10 и 20 дм3 |
|
Дистиллятор |
ТУ 61-1-721-79 |
Концентрирующие колонки из нержавеющей стали длиной 13,5 см и диаметрами: внутренним 3 мм и внешним 4 мм |
|
Кран четырехходовой металлический для подвода газа-носителя |
|
Насос вакуумный с остаточным давлением не более 10 мм рт. ст. |
|
Пробки к бутылям резиновые, изолированные алюминиевой фольгой, приспособленные для ввода и отбора газов шприцами |
|
Редуктор водородный |
ТУ 26-05-463-76 |
Редуктор кислородный |
ТУ 26-05-235-70 |
Сосуд для охлаждения термоизолированный, высотой не менее 20 см |
|
Термостат суховоздушный, тип ТС-80М |
ТУ 64-11382-72 |
Чашка фарфоровая емкостью 250 см3 со шпателем |
|
Шкаф сушильный |
ТУ 64-1-2498-75 |
Эксикатор |
3.3. Материалы
Азот сжатый |
|
Водород сжатый |
ГОСТ 3022-89 |
Воздух сжатый |
ГОСТ 11882-73 |
Стекловата или стекловолокно |
|
Стеклянные заглушки |
|
Фольга алюминиевая |
3.4. Реактивы
Ацетон, для хроматографии |
ТУ 6-09-1707-77 |
Гексан, ч. |
ТУ 6-09-3375-78 |
Дистиллированная вода |
ГОСТ 6709-79 |
3,3',3"-нитрилотрипропионитрил - неподвижная жидкая фаза для хроматографии |
ТУ 6-09-3391-78 |
Псевдокумол, ч., перегнанный |
ТУ 6-09-2440-77 |
Силикагель |
|
Углекислота твердая или охлаждающая смесь 33 г хлорида натрия и 100 г снега (температура охлаждения - 21 °С) |
ГОСТ 8050-76 |
Хроматон N-AW, фракция 0,25 - 0,315 мм, носитель для неподвижной фазы |
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 эксплуатации прибора.
К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на газовом хроматографе.
При выполнении измерений соблюдают следующие условия:
• процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТу 15150-69 при температуре воздуха (20 ± 10) °C и атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80 %;
• выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях рекомендуемых технической документацией к прибору.
Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка хроматографической и концентрирующих колонок, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Подготовка хроматографической и концентрирующей колонок
В фарфоровую чашку помещают 10 г хроматона N-AW и заливают его приготовленным в стакане раствором 1 г 3,3',3"-нитрилотрипропионитрила в 150 см3 ацетона. На слабо нагретой песчаной бане испаряют растворитель при постоянном перемешивании до состояния сыпучего порошка. Окончательное высушивание проводят в сушильном шкафу при 60 - 70 °C в течение 1 ч. Хроматографическую колонку перед заполнением насадками промывают дистиллированной водой, ацетоном, гексаном и высушивают в токе инертного газа. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают стекловатой и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 30 см3/мин при программировании температуры от 50 до 100 °C со скоростью 1 град/мин не менее 4-х часов. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.
Концентрирующие колонки заполняют приготовленной насадкой, фиксируют с двух сторон стекловатой, помещают в испаритель и кондиционируют в условиях анализа проб в течение 1 ч. Чистые концентрирующие колонки герметизируют заглушками и хранят в эксикаторе над силикагелем.
7.3. Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика (мм2) от массы псевдокумола (мкг), строят по 3-м сериям паровоздушных смесей. Каждую серию готовят следующим образом:
Исходная паровоздушная градуировочная смесь (с = 1 мг/дм3). В стеклянную бутыль вместимостью 20 дм3 вводят 20 мг псевдокумола и помещают в суховоздушный термостат, нагретый до 60 °C на 30 мин.
Рабочая паровоздушная градуировочная смесь (с = 25 мкг/дм3). 250 см3 исходной градуировочной смеси с помощью шприца объемом 100 см3 переносят в стеклянную бутыль вместимостью 10 дм3, которую затем также выдерживают в суховоздушном термостате 30 мин при 40 - 50 °C.
Шприцем объемом 2 см3 последовательно отбирают объемы рабочей градуировочной смеси согласно табл. 1 и добавляют к каждой порции воздух до 2 см3.
Таблица 1
Паровоздушные смеси для установления градуировочной характеристики при определении концентрации псевдокумола
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Объем рабочей паровоздушной градуировочной смеси (с = 25 мг/дм3), см3 |
0,2 |
0,5 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
Масса псевдокумола в шприце, мкг |
0,005 |
0,0125 |
0,020 |
0,025 |
0,030 |
0,040 |
0,050 |
2 см3 каждой градуировочной смеси анализируют в следующих условиях;
температура термостата колонок |
95 °C |
температура испарителя |
100 °C |
температура детектора |
130 °C |
расход газа-носителя (азот) |
30 см3/мин |
расход водорода |
30 см3/мин |
расход воздуха |
300 см3/мин |
скорость движения диаграммной ленты |
600 мм/ч |
время удерживания псевдокумола |
8 мин 20 сек |
На полученной хроматограмме рассчитывают площади пика псевдокумола и по средним результатам из 3-х серий строят градуировочную характеристику. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в квартал и при смене партии реактивов.
7.4. Отбор проб
Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86.
Концентрирующую колонку выдерживают 10 минут в сосуде с твердой углекислотой или другой охлаждающей смесью, затем через нее аспирируют воздух со скоростью 100 см3/мин в течение 10 мин. После окончания отбора концы колонки закрывают заглушками. Срок хранения проб - не более суток.
После выхода прибора на рабочий режим концентрирующую колонку с отобранной пробой помещают в испаритель (рис. 2) и выдерживают 3 мин при положении крана 1. Затем кран переключают в положение 2, десорбированные пары псевдокумола вводят потоком газа-носителя в хроматографическую колонку.
На полученной хроматограмме рассчитывают площадь пика и по градуировочной характеристике определяют массу псевдокумола в пробе.
Концентрацию псевдокумола в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:
где
m - масса псевдокумола в пробе, найденная по градуировочной характеристике, мкг;
V0 - объем пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм3;
где
Vt - объем пробы воздуха, отобранный для анализа, дм3.
Р - атмосферное давление при отборе пробы воздуха, мм рт. ст.;
t - температура воздуха в местах отбора проб, °C;
Методические указания разработаны: А.X. Исянгилъдиновой, М.Н. Фатиховым, И.Г. Кулагиной (ЦНИИ лаборатория Башгосмединститута, г. Уфа).
Рис. 1. Хроматограмма искусственной смеси паров ароматических углеводородов.
1 - бензол, 2 - толуол, 3 - этилбензол, 4 - м- и п-ксилолы, 5 - о-ксилол, 6 - мезитилен, 7 - псевдокумол.
Рис. 2. Схема устройства для ввода пробы в хроматограф.
1 - четырехходовый кран, 2 - испаритель, 3 - десорбер (камера испарителя), 4 - хроматографическая колонка, 5 - концентрирующая колонка.