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
Область применения. 2
1. Погрешность измерений. 3
2. Метод измерений. 3
3. Средства измерений,
вспомогательные устройства, материалы, реактивы.. 3
4. Требования безопасности. 4
5. Требования к квалификации
операторов. 5
6. Условия измерений. 5
7. Подготовка к выполнению
измерений. 5
8. Выполнение измерений. 7
9. Вычисление результатов
измерений. 7
|
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
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», 17.0.0.02-79
«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 4.1.632-96
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.
1. Погрешность измерений
Методика обеспечивает выполнение измерений
с погрешностью, не превышающей ±24 %, при доверительной вероятности 0,95.
2. Метод измерений
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.
3. Средства измерений, вспомогательные устройства,
материалы, реактивы
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
|
ГОСТ
1770-74
|
Колбы Кн-1-250-29/32
|
ГОСТ
25336-82
|
Линейка измерительная
|
ГОСТ 427-75
|
Лупа измерительная
|
ГОСТ 8309-75
|
Меры массы
|
ГОСТ
7328-82Е
|
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
|
ГОСТ
1770-74
|
Пробирки вместимостью 2 см3,
диаметром 10 мм, длиной 25 мм
|
|
Стаканчики СН-32/12
|
ГОСТ
25336-82
|
Термометр лабораторный ТЛ-2
|
ТУ 25-04-1797-75
|
Цилиндр 4-250
|
ГОСТ
1770-74
|
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
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.
|
ГОСТ 61-75
|
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. 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 инженера-химика, с опытом работы на газовом
хроматографе.
6. Условия измерений
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.
7. Подготовка к выполнению измерений
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
Номер раствора для градуировки
|
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
Номер раствора для градуировки
|
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.
8. Выполнение измерений
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.
9. Вычисление результатов измерений
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).