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
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», 17.0.02-79 «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 Госкомсанэпиднадзора России - заместителем Главного государственного санитарного врача Российской Федерации 31 октября 1996 г. МУК 4.1.592-96 Дата введения - с момента утверждения |
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические указания по
газохроматографическому определению
2-аллилоксиэтилового спирта в атмосферном воздухе
Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания 2-аллилоксиэтилового спирта в диапазоне концентраций 0,01 - 5,0 мг/м3.
С5Н10О2 Мол. масса 102,1
2-аллилоксиэтиловый спирт - бесцветная жидкость, температура кипения - 160 °С, хорошо растворим в воде, ацетоне, спиртах и других органических растворителях. В воздухе находится в виде паров.
2-аллилоксиэтиловый спирт относится к 2-му классу опасности. ПДКм.р. для атмосферного воздуха населенных мест - 0,07 мг/м3, ПДКс.с. - 0,01 мг/м3.
Настоящие методические указания не могут быть полностью или частично воспроизведены, тиражированы и распространены без разрешения Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России.
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±20 %, при доверительной вероятности 0,95.
Измерение концентрации 2-аллилоксиэтилового спирта выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование 2-аллилоксиэтилового спирта из воздуха осуществляют на твердый сорбент с последующей термодесорбцией в испарителе прибора.
Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы 0,02 мкг.
Определению не мешают ароматические углеводороды, алифатические спирты.
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 МШ-10 |
ТУ 2.833-106 |
Посуда стеклянная лабораторная |
ГОСТ 1770-74Е, 20292-74Е |
Секундомер 3-го кл. точности |
ГОСТ 5072-79 |
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2, пределы 0 - 55 °С, цена деления 1 °С |
|
Шприц, медицинский вместимостью 100 см3 |
ТУ 64-1-1279-80 |
Электроаспиратор типа ЭА-1 |
ТУ 25-11-1414-78 |
3.2. Вспомогательные устройства
Баня водяная типа БКЛ |
ТУ 79-231-77 |
Вакуумный компрессор марки ВН-461М |
ТУ 26-06-459-69 |
Дистиллятор |
ТУ 61-1-721-79 |
Печь муфельная типа ПМ-8 |
ТУ 79-337-72 |
Редуктор водородный |
ТУ 26-05-463-73 |
Редуктор кислородный |
ТУ 26-05-235-70 |
Сорбционные трубки из стекла или нержавеющей стали длиной 123 мм и внутренним диаметром 4 мм (см. рис.) |
|
Сушильный шкаф |
ГОСТ 13474-70 |
Хроматографическая колонка из стекла длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм |
|
Чашки фарфоровые |
ГОСТ 9147-73 |
3.3. Материалы
Азот сжатый |
|
Водород сжатый |
ГОСТ 3922-80 |
Воздух сжатый |
ГОСТ 11882-73 |
Стекловата |
|
Стеклянные заглушки |
3.4. Реактивы
2-аллилоксиэтиловый спирт с содержанием основного вещества 99 % |
|
Ацетон, ч.д.а. |
|
Дистиллированная вода |
ГОСТ 6709-77 |
Гексан, ч. |
ТУ 6-09-3375-78 |
Хромосорб-101 (или полисорб-1) зернением 0,25 - 0,31 мм с нанесенной жидкой фазой OV-17 в количестве 5 % весовых (насадка для сорбционной трубки) |
|
Хромосорб W-HP зернением 0,25 - 0,30 мм с нанесенной жидкой фазой ПЭГ-1540 в количестве 15 % весовых (насадка для хроматографической колонки) |
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 и сорбционной трубки, подготовка измерительной аппаратуры, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
Исходный раствор 2-аллилоксиэтилового спирта для градуировки (ρ = 10 мг/мл). 250 мг спирта вносят в колбу вместимостью 25 см3, доводят до метки ацетоном и тщательно перемешивают. Срок хранения в холодильнике - не более 1 месяца.
Рабочие градуировочные растворы спирта готовят из исходного раствора разбавлением ацетоном. В мерные колбы вместимостью 25 см3 пипеткой на 5,0 см3 вносят 2,5 см3; пипеткой 2,0 см3 вносят 2,0 - 1,25 - 0,5 см3; пипеткой на 1,0 см3 вносят 0,4 - 0,25 см3 исходного раствора. Доводят объем в колбах до метки ацетоном и перемешивают. Концентрация спирта в растворах соответствует 1,0 - 0,8 - 0,5 - 0,2 - 0,16 - 0,1 мг/см3.
7.2. Подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки
Хроматографическую колонку и сорбционную трубку перед заполнением насадками промывают дистиллированной водой, ацетоном, гексаном и высушивают в токе азота. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Заполненную колонку подключают к испарителю хроматографа и кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 30 см3/мин в течение 12 ч при постоянном повышении температуры до 180 °С. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.
При отсутствии готового сорбента для хроматографической колонки его готовят самостоятельно. В круглодонную колбу помещают 20 - 30 г хромосорба-101 и добавляют силиконовую жидкость OV-17 в виде раствора в ацетоне. Количество ацетона должно быть таким, чтобы весь адсорбент был покрыт раствором с небольшим избытком. Смесь осторожно нагревают на водяной бане при непрерывном помешивании до полного удаления растворителя и сыпучего состояния насадки. Работу проводят в вытяжном шкафу.
Аналогичным способом готовят насадку для хроматографической колонки, состоящей из хромосорба W-HP с неподвижной жидкой фазой ПЭГ-1540 в количестве 15 % от веса носителя, и насадку для сорбционной трубки.
Сорбционную трубку заполняют насадкой слоем 1 см, фиксируют концы стекловатой и кондиционируют в испарителе прибора в течение 4 ч при температуре 200 °С и скорости потока азота 30 см3/мин.
7.3. Подготовка измерительной аппаратуры
В испаритель хроматографа устанавливают фторопластовую втулку для фиксации сорбционной трубки (см. рис.). На линию газа-носителя перед испарителем устанавливают запорный кран (или дроссель) и прикрепляют его к боковой стенке блока термостата колонок.
7.4. Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной градуировки на стандартных растворах 2-аллилоксиэтилового спирта. Она выражает зависимость высоты пика (мм) от массы спирта (мкг) и строится по 5-ти сериям рабочих растворов для градуировки. В испаритель прибора вводят 2 мм3 каждого рабочего раствора и анализируют в следующих условиях:
температура термостата колонок 140 °С
температура детектора 180 °С
температура испарителя 200 °С
расход газа-носителя (азот) 30 см3/мин
расход водорода 30 см3/мин
расход воздуха 300 - 350 см3/мин
чувствительность шкалы электрометра 8 ∙ 10-12 А
скорость движения диаграммной ленты 240 мм/ч
время удерживания спирта 14 мин
время удерживания ацетона 2 мин
На хроматограмме рассчитывают высоту пика 2-аллилокси-этилового спирта и по средним значениям из 5-ти измерений устанавливают градуировочную характеристику.
Массу спирта в рабочем растворе для градуировки рассчитывают по формуле:
m = C ∙ V ∙ 10-3 , где
m - масса спирта, в градуировочном растворе, мг;
С - концентрация соответствующего рабочего раствора для градуировки, мг/см3;
V - объем раствора, используемый для анализа, мм3.
Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в месяц и при смене партии реактивов.
Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух со скоростью 0,5 дм3 /мин аспирируют через сорбционную трубку, в течение 20 мин. После окончания отбора сорбционные трубки с концов фиксируют заглушками. Срок хранения проб - не более 5-ти суток в сухом месте при температуре не выше 30 °С.
После выхода прибора на рабочий режим (контролируется по дрейфу нулевой линии и уровню флуктуационных шумов) на входе в испаритель перекрывают поток газа-носителя. Через 20 - 30 сек снимают с испарителя гайку с прокладкой, вводят в него сорбционную трубку с пробой до упора и быстро закрывают испаритель гайкой с прокладкой. Открывают поток газа-носителя и записывают хроматограмму пробы. Нулевая линия стабилизируется через 1 - 1,5 мин. По окончании записи хроматограммы вновь перекрывают поток, выдержав промежуток, открывают испаритель, извлекают сорбционную трубку и вводят новую пробу. Быстро закрывают испаритель и записывают хроматограмму. Эффективность десорбции составляет 100 %. Перекрывание потока газа-носителя и выдерживание интервала проводят с целью предупреждения резкого падения давления на колонке, приводящего к нарушению плотности набивки колонки, что снижает ее эффективность.
На хроматограмме рассчитывают высоту пика спирта и по градуировочной характеристике определяют его массу в пробе.
Концентрацию спирта в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:
где
m - масса спирта в пробе, найденная по градуировочному графику, мг;
V0 - объем отобранного воздуха, приведенный к нормальным условиям, м3;
где
Vt - объем пробы воздуха, отобранный для анализа, м3;
Р - атмосферное давление в месте отбора пробы, мм рт. ст.;
t - температура воздуха в месте отбора пробы, °С.
Методические указания разработаны М.И. Афанасьевым, Ю.А. Буйволовым, Н.К. Вулых. (Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАМН, г. Москва).
Рис. 1. Поглотительный патрон с деталями испарителя газового хроматографа.
1 - втулка (фторопласт), 2 - трубка (нержавеющая сталь или стекло), 3 - хроматографическая колонка, 4, 7 - гайка, 5 - тампон (стекловолокно), 6 - испаритель газового хроматографа, 8 - прокладка (силиконовая резина).