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 4.1.624-96 Дата введения - с момента утверждения |
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические указания по
газохроматографическому определению
метилового и этилового спиртов в
атмосферном воздухе
Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания метилового и этилового спиртов в диапазоне концентраций 0,05 - 5,0 мг/м3.
CH4O |
Мол. масса 32,04 |
Метиловый спирт (метанол) - прозрачная жидкость с характерным запахом, плотность - 0,791 г/см3, температура кипения - 64,7 °C, упругость пара - 95,7 мм рт. ст. (20 °C), растворяется в воде, эфире. В воздухе находится в виде паров.
Метиловый спирт является сильным ядом. ПДКм.р. для атмосферного воздуха населенных мест - 1,0 мг/м3, ПДКс.с. - 0,5 мг/м3.
C2H6O |
Мол. масса 46,07 |
Этиловый спирт (этанол) - прозрачная жидкость с характерным запахом, плотность 0,789 г/см3, температура кипения - 78,3 °C, упругость пара - 44 мм рт. ст. (20 °C), растворяется в воде, эфире. В воздухе находится в виде паров.
Этиловый спирт обладает наркотическим действием. ПДК для атмосферного воздуха населенных мест - 5,0 мг/м3.
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±15 %, при доверительной вероятности - 0,95.
Измерение концентрации метилового и этилового спиртов выполняют методом газоадсорбционной хроматографии с использованием пламенно-ионизационного детектора.
Концентрирование спиртов из воздуха осуществляют в дистиллированную воду.
Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,2 мг/дм3.
Определению не мешают: другие спирты, кислоты, карбонилсодержащие соединения, эфиры, фенолы, фурановые соединения.
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
3.1. Средства измерений
Хроматограф ЛХМ-8МД, модель 5 или любой другой с пламенно-ионизационным детектором |
|
Барометр-анероид М-67 |
ТУ 2504-1797-75 |
Весы аналитические ВЛА-200 |
ГОСТ 24104-80Е |
Колбы мерные 4-100-2 |
|
Линейка измерительная |
|
Лупа измерительная |
ГОСТ 8309-75 |
Меры массы |
|
Микрошприц МШ-10 |
ГОСТ 8043-75 |
Пипетки 7-1-1, 7-1-10, 7-1-5 |
|
Секундомер 2-го кл. точности |
ГОСТ 5072-79 |
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2, цена деления 1 °С |
|
Цилиндр 4-50 |
|
Электроаспиратор модель 822 |
ТУ 64-1-862-72 |
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка из стекла длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм |
|
Вакуумный компрессор марки ВН-461М |
|
Дистиллятор |
ТУ 61-1-721-79 |
Поглотительные приборы «Шмель» ПВ-20, разработанные ВНИИ биологического приборостроения (рис. 1) |
|
Редуктор водородный |
ТУ 26-05-463-76 |
Редуктор кислородный |
ТУ 26-05-235-70 |
3.3. Материалы
Азот сжатый |
|
Воздух сжатый |
ГОСТ 11882-73 |
Водород сжатый |
|
Стекловата |
|
Стеклянные заглушки |
3.4. Реактивы
Ацетон, ч. д. а. |
|
Вода дистиллированная |
ГОСТ 6709-77 |
Полисорб-1, фракция 0,1 - 0,3 мм |
ТУ 1011362-69 |
Спирт изобутиловый, х. ч. |
|
Спирт метиловый, х. ч. |
ГОСТ 6995-74 |
Спирт этиловый, х. ч. |
ТУ 6-0951710-72 |
Хлороформ, х. ч. |
ТУ 6-09-4263-76 |
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
Градуировочные растворы № 1 метилового и этилового спиртов (с = 0,055 мг/см3). В колбу вместимостью 25 см3, заполненную на 1/3 объема дистиллированной водой, вносят 1,375 мг спирта, доводят до метки водой и тщательно перемешивают. Срок хранения в холодильнике в склянках с притертыми пробками - 2 месяца.
Градуировочный раствор № 2 изобутилового спирта (внутренний стандарт) (с = 0,105 мг/см3). В колбу вместимостью 25 см3, заполненную на 1/3 объема дистиллированной водой, вносят 2,63 мг изобутилового спирта, доводят до метки водой и тщательно перемешивают. Срок хранения в холодильнике - 2 месяца.
Поглотительный раствор. Свежеперегнанная вода.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Хроматографическую колонку перед заполнением насадками трижды промывают горячей водой, дистиллированной водой, ацетоном, хлороформом и высушивают в токе азота. Сухую колонку фиксируют тампоном из стекловаты с одного конца и заполняют насадкой под вакуумом, уплотняя легким постукиванием. Концы колонки закрывают стекловатой и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 20 - 30 см3/мин при температуре 180 °C в течение 20 - 30 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 с использованием градуировочных коэффициентов на градуировочных растворах. К 1,0 см3 градуировочного раствора № добавляют 1,0 см3 градуировочного раствора № 2. 1,0 мм3 полученной смеси вводят в испаритель и анализируют в следующих условиях:
температура термостата колонок |
100 - 120 °C |
температура испарителя |
150 °C |
расход газа-носителя (азот) |
25 - 30 см3/мин |
расход водорода |
30 см3/мин |
расход воздуха |
300 см3/мин |
объем пробы |
1 мм3 |
относительные времена удерживания:
метилового спирта |
0,16 |
этилового спирта |
0,27 |
изобутилового спирта |
1,00 |
На хроматограмме рассчитывают площади пиков метилового и изобутилового спиртов и по средним результатам из 3-х определений устанавливают градуировочный коэффициент по формуле:
где
mм, mст - масса метилового и изобутилового спиртов в градуировочной смеси, мг/см3;
Sм, Sст - площади пиков метилового и изобутилового спиртов, мм2.
Аналогичным образом рассчитывают градуировочный коэффициент для этилового спирта.
7.4. Отбор проб
Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86.
Воздух со скоростью 15 - 20 дм3/мин аспирируют через 2 последовательно соединенных поглотительных прибора, заполненных 10 см3 дистиллированной воды, в течение 20 мин. Срок хранения проб - 5 суток в холодильнике в склянках с притертыми пробками.
Пробы из двух последовательно соединенных поглотительных приборов анализируют отдельно. 1,0 см3 пробы из каждого пробоотборника помещают в пробирку с притертой пробкой, добавляют 1,0 см3 градуировочного раствора № 2. На анализ в испаритель прибора вводят 1,0 мм3 смеси из каждой пробирки. На полученных хроматограммах рассчитывают площади пиков спиртов и определяют содержание метилового и этилового спирта (мг/см3) в пробе по формуле:
где
Sм, Sст - площади пиков метилового или этилового и изобутилового спиртов, мм2;
mст - масса изобутилового спирта в 1,0 см3 стандартного раствора, мг/см3;
fм - градуировочный коэффициент для метилового или этилового спиртов.
За результат измерения принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений для первого и второго пробоотборника соответственно.
Концентрацию метанола или этанола в воздухе (мг/м3) рассчитывают по формуле:
где
Xм1, Xм2 - содержание метилового или этилового спирта в первом и втором поглотительном приборе, соответственно, мг/см3;
V1, V2 - объем поглотительного раствора в первом и втором поглотительном приборе, соответственно, см3;
V0 - объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к нормальным условиям, м3;
где
Р - атмосферное давление при отборе пробы воздуха, мм рт. ст.;
t - температура воздуха в местах отбора проб, °C;
Vt - объем пробы воздуха, м3.
Методические указания разработаны Е.Н. Коноваловой, В.Г. Костенко (НПО «Гидролизпром», ВНИИГИДРОЛИЗ, г. С.-Петербург).
Рис. 1. Поглотительный прибор «Шмель ПВ-20».