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. 4
6. Условия измерений. 4
7. Подготовка к выполнению
измерений. 5
8. Выполнение измерений. 6
9. Вычисление результатов
измерений. 6
|
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 4.1.600-96
Дата введения - с момента утверждения
|
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические указания по
газохроматографическому определению ацетона,
метанола и изопропанола в атмосферном воздухе
Настоящие методические
указания устанавливают газохроматографическую методику количественного
химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания
определяемых веществ в диапазонах концентраций: ацетона - 0,07 - 4,00 мг/м3,
метанола - 0,30 - 10,00 мг/м3, изопропанола - 0,30 - 10,00 мг/м3.
(СН3)2СО
|
Сн3ОН
|
(СН3)2СНОН
|
ацетон
|
метанол
|
изопропанол
|
Физико-химические свойства
Вещество
|
Молек.
масса
|
Т
кип. °C
|
Плотность
г/см3
|
Давление
насыщ. паров, мм рт. ст.
|
Растворимость*
в воде, в орг. р.
|
Ацетон
|
58,08
|
56
|
0,792
|
184,8
|
р-м сп., э.,
хл.
|
Метанол
|
32,04
|
64,7
|
0,791
|
95,7
|
р-м в
различных растворителях
|
Изопропанол
|
60,09
|
82,2
|
0,786
|
32,4
|
р-м сп., э.,
бз.
|
*
Примечание: р-м -
растворим, сп - спирт, э - эфир, хл - хлороформ,. бз - бензол
|
Величины ПДК для атмосферного воздуха,
(мг/м3)
Вещество
|
Максимально-разовая
|
Среднесуточная
|
Ацетон
|
0,35
|
0,35
|
Метанол
|
1,00
|
0,50
|
Изопропанол
|
0,60
|
0,60
|
В воздухе
находятся в виде паров.
Ацетон - наркотик, поражающий
все отделы центральной нервной системы.
Метанол - сильный нервный,
сосудистый яд с резко выраженным кумулятивным эффектом.
Изопропанол - наркотик,
раздражает слизистые глаз и верхних дыхательных путей.
1. Погрешность измерений
Методика обеспечивает выполнение
измерений с погрешностью, не превышающей ±20 % для ацетона и ±16 % для метанола
и изопропанола, при доверительной вероятности 0,95.
2. Метод измерений
Измерение концентрации ацетона, метанола,
изопропанола выполняют методом газожидкостной хроматографии с
пламенно-ионизационным детектированием.
Концентрирование ацетона, метанола и
изопропанола из воздуха осуществляют в поглотители с дистиллированной водой.
Растворённые вещества выдувают инертным газом с одновременным улавливанием их
на твердый сорбент и последующей термодесорбцией.
Нижний предел измерения в анализируемом
объеме пробы ацетона - 0,5 мкг, метанола и изопропанола - 2,5 мкг.
Определению не мешают другие
водорастворимые соединения.
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 серии «Цвет-100» с
пламенно-ионизационным детектором
|
|
Барометр-анероид М-67
|
ТУ 2504-1797-75
|
Весы аналитические, 2 кл., ВЛА-200
|
ГОСТ
24104-88
|
Колбы мерные вместимостью 25, 100 см3
|
ГОСТ
1770-74Е
|
Линейка измерительная
|
ГОСТ 17435-72
|
Лупа измерительная
|
ГОСТ
25706-83
|
Меры массы, 1 кл.
|
ГОСТ
7328-82
|
Микрошприц МШ-10
|
ТУ 2.833.106
|
Пипетки вместимостью 1,5 см3
|
ГОСТ 20292-74
|
Реометр для измерения скорости потока
газов
|
|
Секундомер 3-го кл. точности
|
ГОСТ 5072-79
|
Термометр ТМ-8
|
ГОСТ 212-78Е
|
Электроаспиратор ЭА-1, погрешность ±10
%
|
ТУ 25-11-1414-78
|
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка из стали
длиной 2 м и внутренним диаметром 4 мм
|
|
Аквадистиллятор
|
ТУ 61-1-721-79
|
Вакуумный насос ВН-461
|
|
Поглотительные приборы с пористой
пластиной № 1
|
ТУ 25-111-1136
|
Редуктор водородный
|
ТУ 26-05-463-76
|
Редуктор кислородный
|
ТУ 26-05-235-70
|
Сорбционные трубки с крепежной втулкой
(см. рис.)
|
|
3.3. Материалы
3.4. Реактивы
Ацетон, ч.
|
ГОСТ 2603-79
|
Дистиллированная вода
|
МРТУ 6-09688-63
|
Полиметилсилоксан ПМС-100
|
ГОСТ 130032-67
|
Полисорб-1
|
ТУ 1011-392-69
|
Силохром С-80, зернением 0,25 - 0,50 мм
|
ТУ 6-09-17-4874
|
Спирт изопропиловый, х. ч.
|
ТУ 6-09-402-85
|
Спирт метиловый, х. ч.
|
ГОСТ 6995-77
|
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, рекомендуемых технической документацией к
прибору.
7. Подготовка к выполнению измерений
Перед выполнением измерений проводят
следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографической
колонки и сорбционной трубки, установление градуировочной характеристики, отбор
проб.
7.1. Приготовление растворов
Исходный раствор ацетона, метанола и
изопропанола для градуировки (с = 1,0
мг/см3). 50 мг вещества вносят в колбу вместимостью 50 см3,
доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения раствора
- 1 месяц.
Рабочий раствор ацетона для
градуировки (с = 10 мкг/см3).
1 см3 исходного раствора вносят в колбу вместимостью 100 см3,
доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения растворов
- 1 месяц.
Рабочие растворы метанола и
изопропанола для градуировки (с = 50 мкг/см3). 5 см3 исходного раствора метанола и
изопропанола вносят по отдельности в колбы вместимостью 100 см3,
доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения - 1
неделя.
7.2. Подготовка хроматографической колонки и сорбционной
трубки
Насадкой для хроматографической колонки
является полисорб-1. Перед заполнением колонки полисорб-1 выдерживают в течение
3 - 4 ч в ацетоне, высушивают и с помощью вакуумного насоса заполняют колонку.
Концы колонки закрывают стекловатой и, не подключая к детектору, кондиционируют
в токе газа-носителя с расходом 40 см3/мин при температуре 150 °C в
течение 8 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору и записывают
нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова
к работе.
Насадка для сорбционных трубок состоит из
5 % ПМС-100 на силохроме С-80. Трубки содержащие по 0,4 г сорбента,
кондиционируют при 200 °С в течение 2-х часов, в испарителе хроматографа.
7.3.
Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику устанавливают методом
абсолютной градуировки на градуировочных растворах ацетона, метанола и
изопропанола. Она выражает зависимость площади пика соответствующего вещества
на хроматограмме (мм2) от массы (мкг) и
строится по 5-ти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из
6-ти растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 100 см3. Для
этого в каждую колбу вносят исходный раствор для градуировки в соответствии с
табл. 1, доводят объем
дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
Таблица 1
Растворы для
установления градуировочной характеристики при определении концентрации
ацетона, метанола и изопропанола
Номер раствора для градуировки
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Объем рабочего
раствора ацетона (c = 10 мкг/см3),
см3
|
1,0
|
2,0
|
5,0
|
10,0
|
20,0
|
50,0
|
Концентрация
ацетона, мкг/см3
|
0,1
|
0,2
|
0,5
|
1,0
|
2,0
|
5,0
|
Масса ацетона
в 5 см3, мкг
|
0,5
|
1,0
|
2,5
|
5,0
|
10,0
|
25,0
|
Объем рабочего
раствора метанола (c = 50 мкг/см3),
см3
|
1,0
|
2,0
|
5,0
|
10,0
|
20,0
|
30,0
|
Концентрация
метанола, мкг/см3
|
0,5
|
1,0
|
2,5
|
5,0
|
10,0
|
15,0
|
Масса метанола
в 5 см3, мкг
|
2,5
|
5,0
|
12,5
|
25,0
|
50,0
|
75,0
|
Объем рабочего
раствора изопропанола (c = 50 мкг/см3),
см3
|
1,0
|
2,0
|
5,0
|
10,0
|
20,0
|
30,0
|
Концентрация
изопропанола, мкг/см3
|
0,5
|
1,0
|
2,5
|
5,0
|
10,0
|
15,0
|
Масса
изопропанола в 5 см3, мкг
|
2,5
|
5,0
|
12,5
|
25,0
|
50,0
|
75,0
|
По 5 см3 каждого градуировочного раствора
помещают в поглотители с пористой пластиной и продувают азотом со скоростью 0,5
дм3/мин в течение 15 мин. Извлекаемые из раствора вещества
улавливают в сорбционных трубках и анализируют при следующих условиях:
температура термостата колонок
|
100 °C
|
температура испарителя
|
200 °C
|
расход газа-носителя (азота)
|
40 см3/мин
|
расход водорода
|
40 см3/мин
|
расход воздуха
|
400 см3/мин
|
чувствительность шкалы электрометра
|
50´10-12 А
|
скорость движения диаграммной ленты
|
240 мм/ч
|
время удерживания метанола
|
2 мин 35 сек
|
время удерживания ацетона
|
10 мин 53 сек
|
время удерживания изопропанола
|
13 мин 22 сек.
|
На полученной хроматограмме
рассчитывают площади пиков ацетона, метанола и изопропанола и по средним
значениям из 5-ти измерений строят градуировочную характеристику для каждого
вещества. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в квартал и при
смене партии реактивов.
7.4. Отбор проб
Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу
17.2.3.01-86 в поглотитель с пористой
пластинкой, заполненный 5 см3 дистиллированной воды, со скоростью
0,5 дм3/мин в течение 15 мин.
8. Выполнение измерений
Поглотитель с пробой устанавливают в
штатив. К выходному концу поглотителя подсоединяют встык с помощью резинового
шланга сорбционную трубку. К входному концу поглотителя подводят трубку с
инертным газом, который пропускают через пробу в течение 5-ти мин со скоростью
50 см3/мин.
В испаритель хроматографа вместо
газонаправляющей трубки устанавливают втулку для фиксации сорбционной трубки
(см. рис.). Сорбционную трубку с адсорбированными примесями вставляют в
испаритель, закрывают его и включают секундомер. Анализ проводят в условиях,
указанных при построении градуировочной характеристики (п. 7.3). На
хроматограмме рассчитывают площадь пика и по градуировочной характеристике
определяют его массу в пробе.
9. Вычисление результатов измерений
Концентрацию ацетона, метанола,
изопропанола в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:
где
m - масса вещества в пробе, найденная по
градуировочной характеристике, мкг;
V0 - объем
отобранного воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм3;
где
Vt
- 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 Е.А. Комраковой (Нижегородский НИИ гигиены и профпатологии).
Рис. 1. Схема устройства для термодесорбции примесей в
испарителе хроматографа.
1
- крепежная втулка, 2 - сорбционная трубка, 3 - сорбент, 4 - пробки из
стекловолокна, 5 - отверстия для газа-носителя.