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. 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 4.1.626-96 Дата введения - с момента утверждения |
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические указания по
газохроматографическому определению
метилтолуилата в атмосферном воздухе
Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания метилтолуилата в диапазоне концентраций 0,05 - 1,0 мг/м3.
С9Н10О2 |
Мол. масса 150,18 |
Метилтолуилат - кристаллическое вещество, белого цвета, температура кипения - 217 °C, температура плавления - 33 °C. Хорошо растворим в спиртах, эфирах, хлороформе. В воде не растворяется. В воздухе может находиться в виде паров и аэрозоля.
Метилтолуилат обладает наркотическими свойствами, вызывает явления хронической интоксикации, поражение печени, почек, системы крови. Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе - 0,1 мг/м3.
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±13,2 %, при доверительной вероятности 0,95.
Измерения концентрации метилтолуилата выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование из воздуха осуществляют комбинированным способом на пористый фильтр АФА и в поглотительный сосуд с гексаном.
Нижний предел измерения в анализируемом объеме всей анализируемой пробы - 1 мкг.
Определению не мешают: динил, метилбензоат, диметилтерефталат, диметилизофталат, диэтилфталат, метиловый, этиловый, пропиловый спирты в количестве до 10 ПДК их содержания в воздухе.
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 |
|
Микрошприц типа МШ-10М |
ТУ 2.838-106 |
Посуда стеклянная лабораторная |
ГОСТ 1770-74Е и 20292-74Е |
Секундомер 2-го кл. точности |
ГОСТ 5072-79 |
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2; пределы 0 - 55 °C, цена деления 1 °C |
|
Электроаспиратор «Эжектор-101» |
ТУ 03-75 |
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка из нержавеющей стали или стекла длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм |
|
Баня водяная |
ТУ 61-1-28-50-76 |
Вакуумный компрессор марки ВН-461М |
ТУ 26-06-459-69 |
Дистиллятор |
ТУ 61-1-721-79 |
Поглотители Рыхтера 3Р |
|
Редуктор водородный |
ТУ 26-05-463-76 |
Редуктор кислородный |
ТУ 26-05-235-70 |
Фильтродержатель |
|
Чашка выпарительная |
|
Чашка фарфоровая выпарительная |
3.3. Материалы
Азот сжатый |
|
Водород сжатый |
ГОСТ 3022-89 |
Воздух сжатый |
ГОСТ 11882-73 |
Стекловата или стекловолокно |
|
Лед |
|
Фильтры пористые АФА-ВП-10(20) или АФА-ХА-10(20) |
ТУ 96-7186-78 |
3.4. Реактивы
Ацетон, х. ч. |
|
Винилметилсиликоновый эластомер СКТВ-1, неподвижная жидкая фаза, ВТУ № ЛЧ-115-62 |
|
Гексан, ч. |
ТУ 6-09-3375-78 |
Метилтолуилат, ч. |
ТУ 6-09-14-2010-78 |
Этилбензоат, внутренний стандарт, ч. |
ТУ 6-09-2150-77 |
Спирт этиловый, ректификованный |
ГОСТ 18300-72 |
Хроматон N-AW (фр. 0,125 - 0,160 мм) твердый носитель для газожидкостной хроматографии (производства «Chemapol» Чехия) |
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) °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.
Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Приготовление растворов
Исходный раствор метилтолуилата для градуировки (с = 1 мг/см3). 50,0 мг метилтолуилата вносят в мерную колбу вместимостью 50,0 см3, доводят до метки этиловым спиртом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 6 месяцев.
Исходный раствор внутреннего стандарта для градуировки (с = 1 мг/см3). 50,0 мг этилбензоата вносят в мерную колбу вместимостью 50,0 см3, доводят до метки этиловым спиртом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 6 месяцев.
Рабочий раствор внутреннего стандарта для градуировки (с = 0,05 мг/см3). 5,0 см3 исходного раствора этилбензоата помещают в мерную колбу вместимостью 100,0 см3, доводят объем до метки этиловым спиртом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 6 месяцев.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Насадкой для хроматографической колонки является Хроматон-N-AW, пропитанный винилметилсиликоновым эластомером СКТВ-1 (15 % масс). В фарфоровой чашке взвешивают 1,5 г СКТВ-1 и растворяют в 50,0 см3 хлороформа. В полученный раствор вносят 10,0 г хроматона. При непрерывном помешивании содержимого чашки выпаривают растворитель на водяной бане до сыпучего состояния сорбента. Стальную хроматографическую колонку, промытую растворителями (ацетоном, этиловым спиртом) и высушенную в токе инертного газа, заполняют с помощью вакуум-насоса приготовленной набивкой и закрепляют в термостате хроматографа, не присоединяя к детектору. Продувают газом-носителем, постепенно повышая температуру от 80 до 250 °C со скоростью 1 град/мин. При температуре 250 °C колонку выдерживают 4 ч. 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 устанавливают по 5-ти сериям градуировочных растворов метилтолуилата, определяя градуировочный коэффициент. Каждую серию, состоящую из 5-ти растворов, готовят следующим образом: в стеклянный бюкс вместимостью 20,0 см3 помещают пористый фильтр АФ-ВП-10 (20), с нанесенным с помощью микрошприца градуировочным раствором метилтолуилата согласно табл. 1.
Таблица 1
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации метилтолуилата
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Объем исходного раствора (c = 1 мг/см3), мм3 |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
10,0 |
20,0 |
Масса метилтолуилата, нанесенного на фильтр, мг |
0,001 |
0,002 |
0,004 |
0,010 |
0,020 |
В бюкс вносят 15,0 см3 гексана и 0,1 см3 (0,005 мг) рабочего раствора внутреннего стандарта. Через 3 мин фильтр удаляют из бюкса и пробу упаривают до 0,2 - 0,3 см3 в токе воздуха в вытяжном шкафу. В испаритель хроматографа вводят от 1,0 до 2,0 мм3 концентрата. Анализ проводят при следующих условиях:
температура испарителя |
220 °С |
температура термостата колонок и детектора |
135 °C |
расход газа-носителя (аргона) |
30 см3/мин |
расход водорода |
30 см3/мин |
расход воздуха |
300 см3/мин |
время удерживания метилтолуилата относительно внутреннего стандарта |
1,24 |
Хроматограмма градуировочной смеси представлена на рис. 1.
Снимают не менее 3-х хроматограмм. На полученной хроматограмме рассчитывают площади пиков метилтолуилата и этилбензоата (внутреннего стандарта) и вычисляют градуировочный коэффициент по формуле:
где
m, mcm - массы метилтолуилата и этилбензоата в пробе, мг;
S, Scm - площади пиков внутреннего стандарта (этилбензоата) и метилтолуилата, мм3.
Проверку градуировочного коэффициента проводят не реже 1-го раза в квартал и при смене партии реактивов, согласно ГОСТу 12.1.016-79.
7.4. Отбор проб
Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86,
Фильтр АФА-ВП-10 закрепляют в фильтродержателе, последовательно соединяют с поглотительным сосудом Рыхтера 3Р, заполненным 15 см3 гексана. Поглотительный сосуд охлаждают льдом.
Для определения 0,5 ПДК метилового эфира п-толуиловой кислоты 20 дм3 воздуха аспирируют со скоростью 4 дм3/мин в течение 5 мин через систему «фильтр-поглотительный сосуд».
После окончания отбора пробы воздуха фильтр извлекают из фильтродержателя, помещают в бюкс вместимостью 20 см3, закрывают крышкой и переносят в лабораторию вместе с поглотительным сосудом.
Содержимое поглотительного сосуда переливают в бюкс с фильтром, ополаскивают сосуд 1,0 см3 гексана и снова переливают в бюкс. Вносят 0,1 см3 раствора этилбензоата (с = 0,05 мг/см3). Далее пробу обрабатывают и анализируют так, как указано в п. 7.3. «Градуировочная характеристика». Снимают не менее 3-х хроматограмм.
Концентрацию метилового эфира п-толуиловой кислоты (мг/м3) в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:
где
S - площадь пика метилтолуилата, найденная по хроматограмме, мм3;
K - градуировочный коэффициент;
mcm - масса внутреннего стандарта, введенная в бюкс, мг;
Scm - площадь пика внутреннего стандарта, найденная по хроматограмме, мм2;
V0 - объем отобранного 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 Л.И. Гостевой, В.М. Староверовой (ВНИПИ мономеров, г. Тула).
Рис. 1. Хроматограмма градуировочной смеси.
1 - растворитель, 2 - этилбензоат (внутренний стандарт), 3 - метиловый эфир п-толуиловой кислоты.