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 измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы.. 3 5. Требования к квалификации операторов. 5 |
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 4.1.632-96 Дата введения - с момента утверждения |
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические
указания по
газохроматографическому определению
пропилбензола,
этилтолуолов, псевдокумола и
нафталина в атмосферном воздухе
Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания пропилбензола, этилтолуолов, псевдокумола и нафталина в диапазоне концентраций: 0,015 - 0,30 мг/м3 для н-пропилбензола, этилтолуолов и псевдокумола и 0,0024 - 0,030 мг/м3 для нафталина.
Физико-химические свойства определяемых веществ:
Название вещества |
н-пропилбензол |
Этилтолуол (о-, м- и п-изомеры) |
Псевдокумол (1,2,4-триметил-бензол) |
Нафталин |
Брутто-формула |
С9Н12 |
C9H12 |
C9H12 |
C10H8 |
Структурная формула |
||||
Молекулярная масса |
120,19 |
120,19 |
120,19 |
123,17 |
Температура кипения, °C |
159 |
161 - 165 |
169 |
218 |
Растворимость |
этанол, эфир, гексан и др. органические растворители |
этанол, эфир и др. органические растворители |
эфир, хлороформ, бензол и др. органические растворители |
|
Агрегатное состояние в воздухе |
пары |
пары |
пары |
пары, аэрозоль |
н-Пропилбензол, этилтолуолы, псевдокумол и нафталин вызывают поражение нервной системы, желудочно-кишечного тракта и изменения в крови. Класс опасности псевдокумола - 2, нафталина - 4. ПДК для атмосферного воздуха населенных мест псевдокумола - 0,040 мг/м3, нафталина - 0,003 мг/м3. ОБУВ н-пропилбензола - 0,020 мг/м3, этилтолуола - 0,030 мг/м3.
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±24 %, при доверительной вероятности 0,95.
Измерение концентрации о-, м-, п-этилтолуолов (суммарно), н-пропилбензола, псевдокумола и нафталина выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование веществ из воздуха осуществляют в жидкую поглотительную среду.
Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,1 мкг.
Определению не мешают: карбоновые кислоты, спирты.
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
3.1. Средства измерений
Хроматограф газовый аналитический «Агат» с пламенно-ионизационным детектором или любой другой с ПИД |
|
Барометр-анероид М-67 |
ТУ 2504-1797-75 |
Весы аналитические ВЛА-200 |
ГОСТ 24104-80Е |
Колбы мерные 2-25-2, 2-100-2, 2-250-2 |
|
Колбы Кн-1-250-29/32 |
|
Линейка измерительная |
|
Лупа измерительная |
ГОСТ 8309-75 |
Меры массы |
|
Микрошприц типа МШ-10М |
ТУ 2.833.106 |
Пипетки 4-1-1, 4-1-2, 7-1-10 |
ГОСТ 202992-74 |
Пробирки П-2-10-14/23 ХС |
|
Пробирки вместимостью 2 см3, диаметром 10 мм, длиной 25 мм |
|
Стаканчики СН-32/12 |
|
Термометр лабораторный ТЛ-2 |
ТУ 25-04-1797-75 |
Цилиндр 4-250 |
|
Шприц медицинский вместимостью 2 см3 |
ТУ 64-1-378-78 |
Электроаспиратор типа М-822 |
ТУ 64-1-862-82 |
3.2. Вспомогательные устройства
Вакуумный компрессор марки ВН-461М |
|
Дистиллятор |
ТУ 61-1-721-79 |
Колпачки алюминиевые к флаконам для лекарственных препаратов |
ОСТ 64-009-86 |
Поглотительный прибор Рыхтера |
ТУ 25-11.1136-75 |
Поглотительный прибор с пористой пластинкой |
ТУ 25-111081-75 |
Приспособление ПОК для обжима колпачков на флаконах |
ТУ 42-2-2442-73 |
Пробка резиновая для флаконов |
ТУ 38-006314-79 |
Редуктор водородный |
ТУ 26-05-463-76 |
Редуктор кислородный |
ТУ 26-05-235-70 |
Стеклянная трубка длиной 10 см и внутренним диаметром 2 см |
|
Флаконы стеклянные для лекарственных препаратов ФО-1-10-АБ-1 |
ТУ 64-2-10-87 |
Хроматографическая колонка из стекла длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм |
3.3. Материалы
Азот газообразный, о. с. ч. |
ГОСТ 9393-74 |
Водород сжатый технический, А |
|
Воздух сжатый, кл. 1 |
|
Стекловата |
|
Стеклянные заглушки |
3.4. Реактивы
Вода дистиллированная |
ГОСТ 6709-77 |
Гексан для хроматографии, х. ч. |
ТУ 6-09-4521-77 |
Калия гидроксид, о. с. ч. |
ОСТ 6-01-301-74 |
Кислота уксусная ледяная, х. ч. |
|
Нафталин для хроматографии, х. ч. |
ТУ 6-09-2200-77 |
Псевдокумол для хроматографии, х. ч. |
ТУ 6-09-785-76 |
Полиэтиленгликольадипинат 5 % на динохроме Н (готовая насадка) |
|
н-Пропилбензол, х. ч. |
ТУ 6-09-43-76 |
м-Этилтолуол, х. ч. |
ТУ 6-09-13-367-74 |
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, 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.
Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Приготовление растворов
Калия гидроксид 40 % и 50 % растворы. 40 и 50 г калия гидроксида растворяют в 100 см3 дистиллированной воды.
Кислота уксусная 65 %. 62 см3 уксусной кислоты добавляют к 35 см3 дистиллированной воды.
Исходные растворы пропилбензола, м-этилтолуола, псевдокумола и нафталина для градуировки (с = 0,1 мг/см3). 25,0 мг н-пропилбензола, м-этилтолуола, псевдокумола и нафталина вносят в мерные колбы вместимостью 250 см3 растворяют в 150 - 200 см3 65 %-ной уксусной кислоты. После полного растворения доводят объем раствора в колбах до метки. Полученные растворы при хранении в темном, прохладном месте устойчивы в течение одного месяца.
Рабочий стандартный раствор пропилбензола, м-этилтолуола, псевдокумола и нафталина для градуировки (с = 0,01 мг/см3). 10 см3 исходного раствора вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят объем до метки 65 % уксусной кислотой и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 месяц в темном прохладном месте.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Хроматографическую колонку перед заполнением насадкой промывают горячей водой, дистиллированной водой и высушивают в токе газа-носителя. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают стекловатой и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе азота с расходом 20 см3/мин при температуре 50 °C в течение 30 мин, затем при температуре 100 °C (подъем 1 °C/мин) в течение 60 мин. Далее температуру термостата колонок устанавливают 200 °C (подъем 1 °C/мин) и выдерживают 240 мин. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.
7.3. Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика (мм2) от концентрации вещества в градуировочном растворе (мг/см3), строят по 3-м сериям растворов методом абсолютной градуировки. Каждую серию готовят в мерных колбах вместимостью 100 см3. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор для градуировки в соответствии с таблицами 1 и 2, доводят объем до метки 65 % уксусной кислотой и тщательно перемешивают. Растворы устойчивы в течение месяца при хранении в прохладном месте.
Таблица 1
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации пропилбензола, м-этилтолуола и псевдокумола
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Объем рабочего раствора (с = 0,01 мг/см3), см3 |
2,0 |
4,0 |
10,0 |
20,0 |
40,0 |
Концентрация, мг/см3 |
0,0002 |
0,0004 |
0,0010 |
0,0020 |
0,0040 |
Таблица 2
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации нафталина
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Объем рабочего раствора (с = 0,01 мг/м3), см3 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
Концентрация, мг/см3 |
0,00001 |
0,00002 |
0,00005 |
0,00010 |
0,00020 |
Градуировочную характеристику этилтолуолов (суммарно), пропилбензола и псевдокумола в присутствии нафталина устанавливают следующим образом: 1 см3 каждого раствора (см. табл. 1) переносят в пробирки емкостью 2 см3. В стеклянные флаконы вносят 2 см3 40 %-ного раствора гидроксида калия. Затем в каждый флакон пинцетом вносят пробирку со стандартным раствором так, чтобы жидкости не соприкасались. Флаконы закрывают резиновой пробкой, герметизируют с помощью алюминевого колпачка и пресса. После этого флаконы переворачивают. Кислота и щелочь должны полностью смешаться. Через 15 мин (температура смеси 20 - 25 °C) из флаконов отбирают 2 см3 паровоздушной смеси, прокалывая иглой медицинского шприца резиновую пробку, и вводят в испаритель хроматографа. Для каждого стандартного раствора готовят 3 серии.
Для установления градуировочной характеристики нафталина 10 см3 каждого рабочего раствора (см. табл. 2.) помещают в колбу емкостью 25 см3 и добавляют 10 см3 50 % раствора гидроксида калия, закрывают колбу пробкой. После охлаждения до температуры 20 - 25 °C в колбу вводят 0,3 см3 гексана и тщательно встряхивают в течение 1 мин. Доливая в колбу дистиллированную воду, вытесняют органический слой смеси в горлышко колбы, отбирают из него 2 мм3 и вводят в испаритель.
Условия анализа рабочих стандартных растворов следующие:
температура термостата колонок при определении пропилбензола, этилтолуолов, псевдокумола |
65 ° С |
температура термостата колонок при определении нафталина |
150 °C |
температура детектора |
220 °C |
температура испарителя |
220 °C |
расход газа-носителя (азота) |
30 см3/мин |
расход водорода |
30 см3/мин |
расход воздуха |
300 см3/мин |
скорость движения диаграммной ленты |
0,3 см/мин |
чувствительность шкалы электрометра |
1´10-12 А |
коэффициент деления выходного сигнала электрометра |
16, 32, 64 |
Время удерживания:
н-пропилбензола |
8,7 мин |
м-этилтолуола |
9,7 мин |
псевдокумола |
14,0 мин |
нафталина |
4,3 мин |
На полученной хроматограмме определяют площади пиков анализируемых веществ и по средним значениям из 3-х серий устанавливают градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика (мм2) от концентрации вещества (мг/см3). Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в месяц.
7.4. Отбор проб
Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86.
Для определения пропилбензола, этилтолуолов и псевдокумола воздух со скоростью 0,5 дм3/мин аспирируют через поглотительный прибор с пористой пластинкой, заполненный 2 см3 65 % уксусной кислоты, в течение 30 минут.
Для определения нафталина воздух со скоростью 3 дм3/мин аспирируют через 2 последовательно соединенных поглотителя Рыхтера, заполненных 5 см3 65 % уксусной кислоты, в течение 25 мин. В обоих случаях для улавливания паров уксусной кислоты перед аспиратором помещают стеклянную трубку диаметром 2 см и длиной 10 см, заполненную гидроксидом калия. После отбора пробы концы поглотительных сосудов фиксируют стеклянными заглушками и направляют на анализ. Срок хранения пробы в пробирках с притертыми пробками в темном и прохладном месте - 1 месяц.
При анализе проб на содержание пропилбензола, этилтолуолов и псевдокумола 1 см3 пробы вносят в пробирку емкостью 2 см3 и далее проводят анализ, согласно п. 7.3.
При анализе проб на содержание нафталина растворы из обоих поглотительных приборов сливают в мерную колбу емкостью 25 см3, добавляют 10 см3 50 % раствора гидроксида калия и далее проводят анализ согласно п. 7.3.
На полученных хроматограммах определяют среднее значение для 3-х измерений площади пиков и по градуировочной характеристике находят концентрации веществ в пробе.
Концентрации определяемых веществ в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:
где
а - концентрация вещества в пробе, найденная по градуировочной характеристике, мг/см3;
V1 - объем пробы, см3;
V0 - объем пробы, 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.Г. Сухоручкиным, В.В. Бузаевым, В.А. Минаевым (ВНИИ биологического приборостроения, г. Москва).