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

 

УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель Председателя Госкомсанэпиднадзора России - заместитель Главного государственного санитарного врача Российской Федерации С.В. Семенов 31 октября 1996 г. Дата введения - с момента утверждения

Определение концентраций загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе

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», 17.0.0.02-79 «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».

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Методические указания по определению
гидрохинона в атмосферном воздухе методом
тонкослойной хроматографии

Настоящие методические указания устанавливают методику количественного химического анализа атмосферного воздуха методом тонкослойной хроматографии для определения в нем содержания гидрохинона в диапазоне концентраций 0,01 - 0,20 мг/м³.

С6Н4(ОН)2

Мол. масса 110,12

Гидрохинон - белое кристаллическое вещество, температура плавления - 169 - 171 °C. Температура кипения - 285 - 287 °C. Легко растворяется в этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне, ацетонитриле; трудно - в бензоле. Растворимость в воде - 5,9 г/100 г при 15 °C. В воздухе находится в виде аэрозоля.

Длительное воздействие вызывает поражение глаз, нарушает пигментацию кожи и волос. ПДК в атмосферном воздухе населенных мест - 0,02 мг/м³.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±15 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерение концентрации гидрохинона выполняют методом тонкослойной хроматографии с УФ детектированием и денсито-метрическим количественным определением.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,1 мкг.

Определению не мешают: резорцин, пирокатехин, нитро- и галоидзамещенные бензола, ароматические амины, производные бензотиазола, оксифеноксиалканкарбоновые кислоты.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

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

3.1. Средства измерений

Барометр-анероид М-67	ТУ 2504-1797-75
Весы аналитические ВЛА-200	ГОСТ 24104-80Е
Денситометр любого типа
Меры массы, 1-го кл.	ГОСТ 7328-82Е
Микрошприц МШ-10М	ГОСТ 8043-74
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	ГОСТ 215-73Е
Электроаспиратор ЗА-1	ТУ 25-11-1414-78

3.2. Вспомогательные устройства

Баня водяная	ТУ 61-1-28-50-76
Испаритель ротационный
Источник ультрафиолетового облучения
Дистиллятор	ТУ 61-1-721-79
Камера хроматографическая стеклянная типа СП-40	ГОСТ 25336-82Е
Колбы грушевидные для отгонки растворителя вместимостью 100 см3	ГОСТ 25336-82Е
Пластины хроматографические «Силуфол» размером 150´150 (Чехия)
Пульверизатор стеклянный	ГОСТ 10391-74
Фильтродержатель, изготовитель ВО «Изотоп»

3.3. Материалы

Фильтр бумажный «синяя лента»

ТУ 6-09-1678-77

3.4. Реактивы

Ацетон, ч. д. а.	ГОСТ 2603-79
Вода дистиллированная	ГОСТ 6709-72
Гексан, ч.	ТУ 6-09-4521-77
Гидрохинон, ч.	ГОСТ 19627-74
Серебро азотнокислое, х. ч.	ГОСТ 1277-75

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 эксплуатации прибора.

5. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже старшего лаборанта, с опытом работы в тонкослойной хроматографии.

6. Условия измерений

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 %.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, построение стандартной шкалы, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор гидрохинона для градуировки (с = 1,0 мг/см³). 100 мг гидрохинона вносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят объем до метки ацетоном и тщательно перемешивают. Раствор устойчив при хранении в холодильнике в течение месяца.

Рабочий раствор гидрохинона для градуировки (с = 0,1 мг/см³). 10 см³ исходного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят объем до метки ацетоном и тщательно перемешивают. Раствор устойчив в течение месяца при хранении в холодильнике.

Подвижная фаза для хроматографии. Смесь гексана и ацетона в объемном соотношении 1:1. Готовят в хроматографической камере за 30 мин до анализа. Высота слоя подвижной фазы 0,5 см.

Проявляющий реагент. 2 % водный раствор нитрата серебра. 2 г нитрата серебра растворяют в 98 см³ дистиллированной воды.

Смесь растворителей гексана и ацетона в соотношении 3:1.

7.2. Построение стандартной шкалы

Стандартную шкалу строят по 5-ти сериям градуировочных растворов. Каждую серию, состоящую из 6-ти растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 50 см³. В каждую колбу вносят рабочий раствор согласно табл. 1, доводят объем до метки смесью гексана и ацетона в объемном соотношении 3:1. Растворы устойчивы в течение месяца при хранении в холодильнике.

Таблица 1

Растворы для построения стандартной шкалы при определении концентрации гидрохинона

На хроматографической пластине на расстоянии 15 мм от края намечают линию старта. В 6 конусообразных градуированных пробирок вместимостью 5 см³ помещают по 0,2 см³ градуировочных растворов № 1 - 6. Содержимое пробирок с помощью микрошприца или микропипетки наносят количественно на линию старта в виде отдельных пятен диаметром не более 10 мм по обеим сторонам от ее центра (центр оставляют для нанесения пятна пробы) на расстоянии 15 мм друг от друга. Хроматографический анализ шкалы стандартов проводят одномоментно с анализом пробы в условиях, изложенных в п. 8.

7.3. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86 на бумажный фильтр, закрепленный в фильтродержателе, со скоростью 10 дм³/мин в течение 5 мин. Фильтр с отобранной пробой сворачивают трубочкой, помещают в пробирку, заливают 10 см³ ацетона и плотно закрывают пробкой. Срок хранения пробы - 1 неделя.

8. Выполнение измерений

Содержимое пробирки встряхивают в течение 1 - 2 мин, сливают ацетон в отгонную колбу и повторяют экстракцию 10 см³ ацетона. Колбу с объединенными экстрактами нагревают на водяной бане до 40 °C и концентрируют пробу испарением ацетона до 1 - 2 см³ с помощью ротационного испарителя. Затем пробу осторожно упаривают досуха в токе воздуха и сразу же остаток растворяют в 1 см³ смеси гексан-ацетон (3:1). 0,2 см³ этого раствора переносят пипеткой в конусообразную пробирку, откуда этот объем количественно с помощью микрошприца или микропипетки наносят в центр линии старта на хроматографическую пластинку с предварительно нанесенной стандартной шкалой.

Пластинку помещают в хроматографическую камеру с подвижной фазой и развивают хроматограмму на высоту 10 см. Затем пластину вынимают из камеры, подсушивают на воздухе, опрыскивают из пульверизатора проявляющим реагентом и облучают ультрафиолетовым светом. Гидрохинон проявляется в виде черных пятен с R_f = 0,54 на светлом фоне. Цвет пятен устойчив. Цвет фона сохраняется длительное время при хранении, пластин в темноте. Количество гидрохинона в пятне пробы находят либо с помощью денситометра любого типа (БИАН, ХРОМОСКАН и др.) по отношению интегральных значений содержания вещества в пятнах пробы и стандартной шкалы, либо путем измерения с помощью планиметра площадей пятен пробы и равного ему по интенсивности окраски пятна стандартного раствора.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию гидрохинона в атмосферном воздухе (мг/м³) вычисляют по формуле:

 где

m - масса гидрохинона, найденная в анализируемом объеме пробы, мкг;

V₁ - общий объем раствора пробы, см³;

V₂ - объем анализируемого раствора пробы, см³;

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

 где

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, °C.

Методические указания разработаны И.И. Пиленковой, Р.Г. Юрковой (ВНИ технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений, г. Уфа).