МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ и экологии РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

рд

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ    52.04.831-

2015

МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО АЭРОЗОЛЯ В ПРОБАХ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Методика измерений фотометрическим методом

Санкт-Петербург

2016

МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ТАЙФУН» (ФГБУ «НПО «ТАЙФУН»)

Победы уа, 4, г.Обник* Калужсхой оба. 249038 телефон.: (484)397 15 40. факс; (484)394 0S 10, е*па»1: Dost@rpatYPhcor.ru:    hUp^-Mw.rpafyphoco.nj

СВИДЕТЕЛЬСТВО

об аттестации методики (метода) измерений №18.17.831/01.00305-2011/2015

Массовая концентрация углеродсодержащего аэрозоля в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений Фотометрическим методом.

разработанная

Федеральным государственным бюджетным учреждением «Главная геофическая обсерватория им. А.И. Воейкова» (ФГБУ «ГГО»), Карбышева ул.. л. 7. г. Санкт-Петербург. 194021.

предназначенная для целей мониторинга загрязнения окружающей средь и регламентированная в

РД 52.04.831—2015 Массовая концентрация углеродсодержащего аэрозоля в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим методом (17 с.).

Аттестация осуществлена:

- по результатам метрологической экспертизы материалов исследовс ний методики измерений.

В результате аттестации установлено, что методика измерен соответствует предъявляемым к ней требованиям и обладает основньп метрологическими характеристиками, приведенными в приложении.

7    Требования безопасности и охраны окружающей среды

7.1    При выполнении измерений массовой концентрации углеродсодержащего аэрозоля (сажи) в пробе атмосферного воздуха необходимо соблюдать правила по технике безопасности на сети наблюдений Росгидромета [1], а также следующие требования:

-    техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007;

-    электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019.

7.2    Помещение должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и быть обеспечено средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.

7.3    Массовая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должна превышать допустимых значений по ГОСТ 12.1.005 или иным нормативным документам Роспотребнадзора, содержащих гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

7.4    Организацию обучения работников безопасности труда следует осуществлять по ГОСТ 12.0.004.

8    Требования к квалификации операторов

8.1    К выполнению измерений и обработке их результатов допускают лиц с высшим профессиональным образованием, либо средним профессиональным образованием и стажем работы в лаборатории не менее трех лет.

8.2    Проведение отбора проб и определение массовой концентрации углеродсодержащего аэрозоля (сажи) может производить

6

РД 52.04.831-2015

оператор (инженер или лаборант), освоивший методику измерений и имеющий опыт работ по отбору или анализу проб атмосферного воздуха.

8.3 Оператор (инженер или лаборант), проводящий анализ отобранных проб, должен обладать опытом при работе со спектрофотометром.

9 Требования к условиям измерений

9.1 При выполнении измерений в химической лаборатории

соблюдают следующие условия:

-    температура воздуха, ^сС...............................................от    15    до    30;

-    атмосферное давление, мм рт.ст...............................от    630    до    800;

- относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более.......80.

9.2 Отбор проб анализируемого воздуха осуществляют при следующих параметрах в помещении поста наблюдения:

-    температура воздуха, °С..............................................от 5 до 40;

-    атмосферное давление, мм рт.ст...........................от    630 до 800;

-    относительная влажность воздуха, %.......................не более 90.

9.3 Электропитание при выполнении измерений в лаборатории и проведении отбора проб должно быть напряжением (220 ± 10) В при частоте переменного тока в сети (50 ± 1) Гц. ¹

РД 52.04.831-2015

10 Подготовка к выполнению измерений

10.1    Подготовка устройства отбора проб воздуха

10.1.1    Подготовка устройства отбора проб воздуха УОПВ 4-220В-40 к отбору заключается в проверке показаний ротаметра по газовому счетчику.

10.1.2    При помощи газового счетчика определяют действительное значение величины расхода воздуха при установлении по ротаметру расхода 20 дм³/мин. Для этого к входу ротаметра с расходом до 20дм³/мин присоединяют фильтродержатель. К входу этой системы присоединяют газовый счетчик, включают устройство для отбора проб воздуха УОПВ 4-220В-40, устанавливают по ротаметру расход 20 дм³/ мин и пропускают воздух в течение 30 мин.

10.2    Отбор и хранение проб воздуха

Для определения разовой концентрации углеродсодержащего аэрозоля (сажи) исследуемый воздух аспирируют с расходом 20 дм³/мин в течение 30 мин, через фильтродержатель с закрепленным фильтром. Отобранные пробы на фильтре хранят в сухом помещении.

10.3    Растворение фильтра с отобранным аэрозолем

10.3.1 Фильтр с отобранной пробой помещается в пробирку пинцетом, приливают 5 мл ДМСО, при этом материал фильтра растворяется, углеродсодержащие частицы переходят во взвешенное состояние в ДМСО. Фильтр следует располагать аккуратно по стенке пробирки с целью лучшего растворения. ²

РД 52.04.831-2015

10.3.2 Для обработки пробы ультразвуком пробирку с содержимым на половину уровня длины помещают в ультразвуковую ванну, заполненную дистиллированной водой, закрепляют на штативе, и включают ультразвук на 60 минут.

10.4    Измерение оптической плотности суспензии

10.4.1    Перед измерением спектрофотометром оптической плотности суспензии углеродсодержащих частиц, необходимо определить оптическую плотность нулевой пробы с целью вычленения влияния на значение оптической плотности суспензии материала фильтра. Нулевая проба представляет собой растворенный в 5 мл ДМСО чистый ПХВ фильтр.

10.4.2    После определения оптической плотности нулевой пробы идет измерение спектрофотометром оптической плотности суспензии углеродсодержащих частиц, предварительно обработанной ультразвуком.

10.4.3    Все измерения проводят в кювете с расстоянием между гранями 10 мм при длине волны 400 нм относительно дистиллированной воды. При больших значениях концентраций углерод содержащего аэрозоля (сажи) допускается разбавление раствором нулевой пробы до появления числовых значений на консоли спектрофотометра.

10.5    Вычисление концентрации углеродсодержащего аэрозоля (сажи) по эмпирическому коэффициенту

10.5.1 Вычисление массы углерод содержащего аэрозоля (сажи) в пробах атмосферного воздуха т, мкг, проводят по эмпирическому коэффициенту по формуле ³

РД 52.04.831-2015

11    Порядок выполнения измерений

11.1    После отбора проб фильтры складывают запыленной стороной внутрь, помещают в полиэтиленовый пакет и доставляют в лабораторию

11.2    Фильтр аккуратно располагают по стенке пробирки, приливают 5 мл ДМСО и обрабатывают ультразвуком в течение 60 минут.

11.3    После ультразвуковой обработки следует проводить фотометрическое определение концентрации углеродсодержащих частиц в суспензии.

12    Обработка результатов измерений

12.1    Для получения сравнимых результатов объем взятого на анализ воздуха приводят к нормальным условиям V₀, дм³, согласно формуле

V_t-273 Р

^V° ~ (273 +t)-P₀’    ⁽⁴⁾

где V,- объем взятого на анализ воздуха при температуре t и давлении Р в месте отбора пробы, дм³;

Р - атмосферное давление в месте отбора, мм рт. ст. (гПа); t - температура воздуха, пропущенного через ротаметр, ^сС;

Р₀- атмосферное давление при нормальных условиях (760 мм рт. ст. или 1013 гПа).

Примечание-1 мм рт. ст. = 4/3гПа.

12.2    Массовую концентрацию углеродсодержащего аэрозоля (сажи) в исследуемом объеме воздуха С _с, мг/м³, находят по формуле

11

Приложение к свидетельству об аттестации методики (метода) измерений № 18.17.831 /01.00305—2011/2015 Метрологические характеристики

Результаты аттестации РД 52.04.831—2015 «Массовая концентрация углеродсодержащего аэрозоля в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим методом»,

соответствующие предъявляемым метрологическим требованиям, приведены в таблицах 1 и 2 (при принятой вероятности Р- 0,95).

Таблица 1- Диапазон измерений, значения показателей качества (количественная оценка) методики измерений -• повторяемости, воспроизводимости, точности_ П|'\юоогпгч-    Ппгмогот.    Cnvoiaronu ТШЛ    VS/-T

Определяемый компонент Диапазон измерении, мг/м3 Показатель повторяемости (среднее квадратическое отклонение результатов единичного определения, полученных по методике в условиях повторяемости) о., мг/м3 Показатель воспроизводимости* (среднее квадратическое отклонение всех результатов измерений, полученных по методике в условиях воспроизводимости) OR. мг/м3 Показатель точности (границы, в которых погрешность результатов измерений, полученных по методике, находится с принятой вероятностью Р=0,95) ±А, мг /м3 Углерод- содержаний аэрозоль От 0,03 до 1,8 включ. 0,09 (V 0.13-Сс 0,25 Се

* Показатель воспроизводимости получен по результатам экспериментальных исследований в пяти лабораториях i ** Массовая концентрация углеродсодержащего аэрозоля, полулегкая по результатам измерений по методике

Таблица 2 -Диапазон измерений, значения показателей качества (количественная оценка) методики измерений - пределов повторяемости, воспроизводимости__

Предел повторяемости Предел воспроизводимости Определяемый Диапазон для двух результатов для двух результатов компонент измерений, параллельных определений измерений мг/м3 г, мг/м3 R, мг/м3 Углеродсодержащий аэрозоль От 0,03 до 1.8 включ. 0,25 Сс 0,36-Сс

При реализации методики измерений в лаборатории обеспечивают:

-    оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости и погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

-    контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднего квадратического отклонения повторяемости, внутрилабораторной прецизионности, погрешности).

Алгоритм оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в документе на методику измерений РД 52.04.831-2015.

Периодичность оперативного контроля и процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

Начальник ЦМТР

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением «Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова» (ФГБУ «ГГО»)

2    РАЗРАБОТЧИКИ А.В.Степаков (руководитель разработки), А.А.Успенский (ответственный исполнитель)

3    СОГЛАСОВАН:

с Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-производственное объединение «Тайфун» (ФГБУ «НПО «Тайфун») 21.12.2015;

с Управлением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 24.12.2015

4    УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 25.12.2015

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 11.02.2016 № 65

5    АТТЕСТОВАНА ФГБУ «НПО «Тайфун»

Свидетельство об аттестации методики измерений № 18.17.831/01.00305-2011/2015 от 09.11.2015

6    ЗАРЕГИСТРИРОВАН ФГБУ «НПО «Тайфун» от 29.01.2016 за номером РД 52.04.831-2015

7    ВЗАМЕН РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы». Часть I «Загрязнение атмосферы в городах и других населенных пунктах». Приложение 5.3 «Методики анализа атмосферного воздуха, рекомендованные к применению при ограниченном числе сопутствующих примесей», подраздел 5.3.8 «Определение сажи»

8    СРОК ПЕРВОЙ ПОВЕРКИ 2021 год ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ 5 лет

РД 52.04.831-2015

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины, определения и сокращения.......................................... 2

4    Требования к показателям точности измерений.............................3

5    Требования к средствам измерений, вспомогательным

устройствам, материалам и реактивам........................................ 4

6    Метод измерений...................................................................... 5

7    Требования безопасности, охраны окружающей среды.................. 6

8    Требования к квалификации операторов...................................... 6

9    Требования к условиям измерений.............................................. 7

10    Подготовка к выполнению измерений......................................... 8

10.1    Подготовка устройства отбора проб воздуха..........................8

10.2    Отбор и хранение проб воздуха........................................... 8

10.3    Растворение фильтра с отобранным аэрозолем.................... 8

10.4    Измерение оптической плотности суспензии..........................9

10.5    Вычисление концентрации углеродсодержащего аэрозоля

по эмпирическому коэффициенту......................................... 9

10.6    Обработка результатов измерений при повышенных

концентрациях углеродсодержащего аэрозоля...................... Ю

11    Порядок выполнения измерений................................................ И

12    Обработка результатов измерений.............................................11

13    Оформление результатов измерений..........................................12

Библиография..............................................................................12

III

РД 52.04.831-2015

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО АЭРОЗОЛЯ В ПРОБАХ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Методика измерений фотометрическим методом

Дата введения - 2016-03-01

1    Область применения

Настоящий руководящий документ устанавливает методику измерений массовой концентрации углеродсодержащего аэрозоля (сажи) в атмосферном воздухе в диапазоне от 0,03 до 1,8 мг/м³ при объеме пробы 600 дм³. Метод основан на улавливании угле род содержащих частиц на фильтр и дальнейшем фотометрическом определении их массовой концентрации в суспензии.

Руководящий документ предназначен для применения в лабораториях, выполняющих измерения в области мониторинга загрязнения атмосферного воздуха.

2    Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе использованы нормативные ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

1

РД 52.04.831-2015

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ Р 52361-2005 Контроль объекта аналитический. Термины и определения

ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты ГОСТ Р ИСО 9169-2006 Национальный стандарт Российской Федерации. Качество воздуха. Определение характеристик методик выполнения измерений

ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест

РМГ 61-2010 Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки

ПР 50.2.102-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации

Примечание - Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделе 5.

3 Термины, определения и сокращения

3.1    В настоящем руководящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    разовая концентрация: Концентрация примеси в атмосфере, определяемая в пробе, отобранной в течение времени от 20 до 30 мин. ⁴

РД 52.04.831-2015

3.1.2    среднесуточная концентрация: Концентрация примеси в атмосфере, определяемая по среднесуточной пробе.

3.1.3    углеродсодержащий аэрозоль (сажа):    Частицы,

содержащие элементарный углерод с примесями других элементов, и способные адсорбировать вследствие своей микропористой структуры другие вещества в т.ч. полиароматические углеводороды, газы.

3.2 В настоящем руководящем документе введены и применены следующие сокращения:

ДМСО - диметилсульфоксид;

е.о.п. - единица оптической плотности;

МИ - методическая инструкция;

ПДК - предельно допустимая концентрация;

ПДКм.р. - максимальная разовая предельно допустимая концентрация;

ПДКс.с. - среднесуточная предельно допустимая концентрация;

ПХВ - полихлоридвинил;

ч.д.а. - чистый для анализа.

4 Требования к показателям точности измерений

4.1 Нормативные требования к методам определения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе установлены в ГОСТ 17.2.4.02. Погрешность метода в соответствии с ГОСТ 17.2.4.02 не должна превышать 25 % во всем диапазоне измеряемых концентраций и обеспечивать измерение с указанной погрешностью концентрации загрязняющего вещества в пределах величин от 0,8 до 10 ПДК.

Настоящая методика измерений используется для получения информации о разовых концентрациях углеродсодержащего аэрозоля. ⁵

4.2    В соответствии с ГН 2.1.6.1338 ПДКм.р. и ПДКс.с. углеродсодержащего аэрозоля (сажи) в атмосферном воздухе 0,5 и 0,15 мг/м⁵ соответственно.

4.3    Настоящая методика измерений обеспечивает получение результатов измерений с погрешностями, не превышающими значений, приведенных в таблице 1.

Табл ица 1-Диапазон измерений, значения показателей качества (количественная оценка) повторяемости, воспроизводимости, точности

методики, пределов повторяемости, воспроизводимости

Диапазон Показатель Предел Показатель Предел Показатель измерений повторяемости повторяемости воспроизво- воспроизво- точности (среднее для двух димости димости (границы, в квадратическое результатов (среднее ДЛЯ двух которых отклонение параллельных квадрагичес- результатов погрешность результатов определений кое napaj тельных результатов единичного г, мг/м3 отклонение определений измерений. определения. всех R, мг/м3 полученных по полученных по результатов методике. методике в измерений. находится с условиях полученных принятой повторяемости) по методике в вероятностью сг , мг/м3 условиях Р=0,95) воспроизводи- ± Д, мг/м3 мости) Ср, мг/м3 От 0,03 до 1,8 в ключ 0.09 Сс 0,25 Сс 0,13 Сс 0,36 Сс 0,25 Сс

5 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам и реактивам

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

- спектрофометр типа Unico 1200 по ТУ 3-3.2164-89, предел погрешности по коэффициенту пропускания ±1 % при длине волны 434 нм; ⁶

РД 52.04.831-2015

-устройство отбора проб воздуха УОПВ 4-220B-40 по ТУ 4213-004.733327-21-2005, с пределом основной относительной погрешности объема отобранной пробы ±5 %;

-    счетчик газа диафрагменный типа BK-G 1,6 зарегистрированный в государственном реестре № 14080-01 а, с пределом допускаемой погрешности ±3 %;

-ультразвуковая ванна WUC-A01H (DAIHAN Scientific, Ю. Корея), с частотой колебания 60 Гц по ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ и по ГОСТ 12.2.051-80;

-    секундомер механический СОПпр-2а-3-000 по ТУ 25-1894.003-90;

-    пипетка 1-1-2-1 по ГОСТ 29227-91 - 1 шт.;

-    пипетка 1-1-2-5 по ГОСТ 29227-91 - 2 шт.;

-    пипетка 1-1-2-10 по ГОСТ 29227-91 - 1 шт.;

-    пробирка П1-16-150 ХС по ГОСТ 25336-82 - 5 шт.;

-    фильтры типа АФА-ХП-10 по ТУ 95 1892-89;

-    диметилсульфоксид х.ч. по ТУ 2635-114—44493179-08;

-    вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Примечания

1    Допускается использование других средств измерений и вспомогательных устройств с аналогичными или лучшими метрологическими и техническими характеристиками.

2    Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативной документации с квалификацией не ниже указанной.

6 Метод измерений

Измерения массовой концентрации углеродсодержащего аэрозоля (сажи) выполняют методом, который основан на улавливании частиц углеродсодержащего аэрозоля (сажи) из воздуха на ПХВ фильтр АФА-ХП-10, растворении фильтра в ДМСО и определении концентрации частиц в суспензии фотометрическим методом.

5

1

2

3

4

5

6