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

 

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
тиомочевины в атмосферном воздухе методом
тонкослойной хроматографии

Настоящие методические указания устанавливают методику количественного химического анализа атмосферного воздуха методом тонкослойной хроматографии для определения в нем содержания тиомочевины в диапазоне концентраций 0,008 - 0,16 мг/м³.

NH2C(S)NH2

Мол. масса 76,11

Тиомочевина - белое кристаллическое вещество, температура плавления - 174 - 176 °C. При температуре кипения разлагается. Растворимость в воде (13 °C) - 9,18 г/100 см³. Легко растворяется в этаноле, ацетоне; трудно - в диэтиловом эфире, этилацетоне; не растворяется в гексане. В воздухе находится в виде аэрозоля.

Угнетает функцию щитовидной железы, органов кроветворения, вызывает аллергические реакции. Предполагаемый ОБУВ для атмосферного воздуха - 0,01 мг/м³.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±17,7 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерение концентрации тиомочевины выполняют методом тонкослойной хроматографии с УФ детектированием и денситометрическим количественным определением.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,2 мкг.

Определению не мешают: мочевина и ее производные, амины, карбоновые 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 ЭА-1	ТУ 25-11-1414-78

3.2. Вспомогательные устройства

Испаритель ротационный
Дистиллятор	ТУ 61-1-721-79
Камера хроматографическая стеклянная типа СП-40	ГОСТ 25336-82Е
Камера для опрыскивания пластинок	ГОСТ 11413-70
Колбы грушевидные для отгонки растворителя	ГОСТ 25336-82Е
Пластины хроматографические «Силуфол» размером 150´150 мм (производство 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

Аммиак водный, х. ч.	ГОСТ 3760-79
Ацетон, ч. д. а.	ГОСТ 2603-79
Гексан, ч.	ТУ 6-09-3375-78
Серебро азотнокислое, х. ч.	ГОСТ 1277-75
Этанол, х. ч.	ТУ 6-09-1710-77
Тиомочевина, х. ч.	ГОСТ 6344-73

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 работе с электроаспиратором следует соблюдать 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

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 %.

7. Подготовка к выполнению измерений

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

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор тиомочевины для градуировки (с = 1 мг/см³). 100 мг тиомочевины 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 тиомочевины для градуировки (с = 0,05 мг/см³). 5 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, ацетона и водного аммиака в объемном соотношении 30:30:1. 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.

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 25 см³. В каждую колбу вносят рабочий раствор согласно таблице, доводят объем до метки ацетоном и тщательно перемешивают. Растворы устойчивы в течение месяца при хранении в холодильнике.

Таблица 1

Растворы для построения стандартной шкалы при определении концентрации тиомочевины

В 6 конических пробирок помещают по 0,2 см³ каждого раствора для градуировки. На хроматографической пластине на расстоянии 15 мм от края намечают линию старта. 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.

7.4. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86.

Воздух со скоростью 10 дм³/мин аспирируют через бумажный фильтр, закрепленный в фильтродержателе, в течение 25 мин. Фильтр с отобранной пробой сворачивают трубочкой, помещают в пробирку. Срок хранения пробы в закрытых пробирках - в течение недели.

8. Выполнение измерений

Фильтр с пробой в пробирке заливают 10 см³ смесью ацетона и этилового спирта в объемном соотношении 80:20 и экстрагируют при интенсивном встряхивании в течение 1 - 2 мин. Экстракцию повторяют дважды. Затем экстракты сливают в отгонную колбу и концентрируют с помощью ротационного испарителя до 2 - 3 см³, а затем в слабом токе воздуха до 1 - 2 капель. Остаток растворяют в 2 см³ смеси ацетон: гексан в объемном соотношении 1:2. В коническую пробирку переносят 0,2 см³ этого раствора и количественно наносят его в центр линии старта на хроматографическую пластинку с предварительно нанесенной стандартной шкалой. Пластинку помещают в наклонном положении в хроматографическую камеру с подвижной фазой и развивают хроматограмму на высоту 10 см. Затем пластину вынимают из камеры, подсушивают на воздухе и опрыскивают из пульверизатора 2 % водным раствором азотнокислого серебра. Тиомочевина проявляется в виде серо-коричневых пятен с R_f 0,24 ± 0,01 на белом фоне. Окраска пятен устойчива. Фон пластины не изменяется длительное время при хранении в темноте. Количество тиомочевины в пробе определяют с помощью денситометра, используя светофильтр с длинной волны 254 нм, по отношению интегральных значений содержания вещества в пятнах пробы и стандартной шкалы.

9. Вычисление результатов измерений

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

 где

m - масса тиомочевины, 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 пробы воздуха, дм³.

Р - атмосферное давление при отборе пробы воздуха, мм рт. ст.;

t - температура воздуха в местах отбора проб, °C;

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