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
ремантадина в атмосферном воздухе методом
тонкослойной хроматографии

Настоящие методические указания устанавливают хроматографический (TCX) количественный химический анализ атмосферного воздуха для определения в нем содержания ремантадина в диапазоне концентраций 0,004 - 0,083 мг/м³.

C12H21N · HCl

Мол. масса 215,77

Ремантадин (а-метил-1-адамантил-метиламина гидрохлорид) - белый кристаллический порошок с температурой плавления 365 - 367 °C. Растворяется в этаноле, хлороформе. В воде трудно растворим. В воздухе находится в виде аэрозоля.

Ремантадин обладает раздражающим действием. Ориентировочный безопасный уровень воздействия - 0,005 мг/м³.

1. Погрешность измерений

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

2. Метод измерений

Измерение концентрации ремантадина выполняют методом тонкослойной хроматографии. Концентрирование его из воздуха осуществляют на фильтр. Десорбцию проводят экстрагированием смесью растворителей.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,5 мкг.

Определению не мешают: адамантан, бромадамантан, мидантан.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

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

3.1. Средства измерений

Спекорд М-40 с приставкой для измерения отражения с фотометрическим шаром
Барометр-анероид М-67	ТУ 2504-1797-75
Весы аналитические лабораторные ВЛА-200	ГОСТ 24104-80Е
Меры массы	ГОСТ 7328-82Е
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74Е и 20292-74Е
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2	ГОСТ 215-73Е
Хроматографическая камера	ГОСТ 10565-75
Электроаспиратор, модель 822	ТУ 64-1-862-77

3.2. Вспомогательные устройства

Баня водяная	ТУ 64-1-2850-76
Вакуумный компрессор марки ВН-461М
Дистиллятор	ТУ-61-1-721-79
Кристаллизатор с притертой крышкой	ГОСТ 6371-73
Пластины «СИЛУФОЛ» УФ-254 (производство Чехия)
Пульверизатор стеклянный	ГОСТ 10391-74
Сушильный шкаф с терморегулятором с точностью ±1 °C, модель 213-151
Фильтродержатели для фильтров АФА-ХА-10

3.3. Материалы

Фильтр АФА-ХА-10, изготовитель ВО «Изотоп»

3.4. Реактивы

Аммиак водный, 25 %, х. ч.	ГОСТ 3760-79
Бензол, ч. д. а.	ГОСТ 5955-75
Вода дистиллированная	ГОСТ 6709-77
Калий марганцовокислый, х. ч.	ГОСТ 20490-75
Калий йодистый, ч. д. а.	ГОСТ 4232-74
Кислота уксусная ледяная, х. ч.	ГОСТ 61-75
Кислота соляная, х. ч.	ГОСТ 3118-77
Метанол, х. ч.	ГОСТ 6995-77
Ремантадин, фармакопейный
о-Толидин, ч.	ТУ 6-09-11-788-76
Хлороформ, х. ч.	ГОСТ 20015-74
Этанол	ГОСТ 5962-67

4. Требования безопасности

4.1. При работе с реактивами следует соблюдать требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.

4.2. При выполнении измерений с использованием электроаспиратора 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 старшего лаборанта.

6. Условия измерений

При выполнении измерений следует соблюдать 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, подготовка хроматографической камеры, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Калий марганцовокислый, 1,5 % раствор. 1,5 г калия марганцовокислого растворяют в 100 см³ дистиллированной воды.

Кислота соляная 10 % раствор. В цилиндр вместимостью 1000 см³ к 200 см³ дистиллированной воды осторожно приливают 241 см³ концентрированной соляной кислоты (уд. вес 1,19) и доводят объем водой до метки.

Исходный раствор ремантадина для градуировки (с = 500 мкг/см³). 0,05 г ремантадина растворяют в мерной колбе вместимостью 100 см³ хлороформом. Срок хранения - 3 дня в холодильнике.

Подвижная фаза. Хлороформ : бензол : метанол : 25 % раствор аммиака в соотношении 50 : 40 : 20 : 2 соответственно.

Проявляющий реактив. 50 см³ 1,5 % раствора калия марганцовокислого и 50 см³ 10 % раствора соляной кислоты помещают на дно эксикатора вместимостью 1,5 дм³, осторожно перемешивают. Внутрь эксикатора помещают фарфоровую вкладку и закрывают пришлифованной крышкой. Реактив готовят перед определением за 60 мин в вытяжном шкафу.

о-Толидин. 160 мг о-толидина растворяют в 30 см³ ледяной уксусной кислоты, доводят объем до 500 см³ дистиллированной водой и добавляют 1 мг йодистого калия. Хранят в посуде из темного стекла не более 2-х недель.

7.2. Подготовка хроматографической камеры

На дно хроматографической камеры наливают подвижную фазу таким образом, чтобы уровень жидкости не доходил до линии «старта» на пластине. Камеру плотно закрывают крышкой и насыщают в течении 30 мин.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают по 5-ти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 7-ми растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 100 см³. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор ремантадина для градуировки в соответствии с табл. 1, доводят объем хлороформом до метки и перемешивают. Растворы устойчивы в течении 3-х дней при хранении в холодильнике.

Таблица 1

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации ремантадина

На пластине «Силуфол», на расстоянии 1 см³ от края, простым карандашом проводят линию «старта», на которой намечают (не повреждая поверхности силикагеля) точки на расстоянии 2,5 см друг от друга. В каждую точку с помощью пипетки, легко касаясь пластины, наносят 0,1 см³ градуировочного раствора в несколько приемов. Каждую следующую часть раствора наносят в ту же точку после полного испарения хлороформа от предыдущей части. Диаметр пятна градуировочного раствора на линии старта не должен превышать 5 мм.

Пластину с нанесенными растворами помещают под углом 30° в хроматографическую камеру так, чтобы линия «старта» располагалась внизу. После того, как подвижная фаза продвинется по пластине вверх на 10 - 15 см от линии «старта», пластину вынимают, сушат в вытяжном шкафу до полного удаления подвижной фазы. Затем пластину помещают в сушильный шкаф при температуре 100 °C на 10 мин для освобождения от паров аммиака. Далее пластину обрабатывают парами воды для чего ее держат 20 сек над кипящей водяной баней и переносят в эксикатор с парами хлора (кладут на фарфоровую вкладку силикагелем вверх) на 15 мин. Для удаления паров хлора пластинку помещают в сушильный шкаф при температуре 50 °С на 2 мин и после этого орошают раствором о-толидина для проявления ремантадина в виде темно-синего пятна с величиной Rf 0,49 ± 0,02. Количественное определение ремантадина проводят через 60 мин при длине волны 550 нм по отношению к поверхности фона (участок пластины без градуировочных растворов) на «Спекорд М-40». Для каждого пятна градуировочного раствора измеряют интенсивность отражения (Т) и вычисляют оптическую плотность по формуле:

Д = -LgT, где

Т - выражен в % и

Д = 2 - LgT

Градуировочная характеристика выражает зависимость оптической плотности (Д) от массы ремантадина (мкг) и строится по средним результатам из 5-ти серий. Градуировку проверяют 1 раз в месяц и при смене партии реактивов.

7.4. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86.

Воздух со скоростью 20 дм³/мин аспирируют через фильтр АФА-ХА-Ю, закрепленный в фильтродержателе, в течение 30 мин. После отбора пробы фильтр осторожно складывают загрязненной стороной внутрь и помещают в пакет. Срок хранения - 1 месяц.

8. Выполнение измерений

Фильтр с отобранной пробой извлекают из пакета, помещают в химический стакан и заливают 10 см³ смеси этанола с хлороформом в соотношении 3:1. Десорбцию ремантадина с фильтра проводят в течение 15 мин при периодическом помешивании стеклянной палочкой. Степень десорбции составляет 98 %. Полученный раствор переносят в грушевидную колбу, упаривают под вакуумом при температуре 60 - 70 °C досуха. Сухой остаток пробы растворяют 0,5 см³ хлороформа. На пластину «Силуфол» наносят 0,1 см³ раствора. Одновременно наносят «свидетель», содержащий 4,0 мкг ремантадина. Пластину с пробой обрабатывают согласно п. 7.3, измеряют интенсивность отражения пятна и вычисляют оптическую плотность.

Массу ремантадина в пробе определяют по градуировочной характеристике.

9. Вычисление результатов измерений

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

 где

m - масса ремантадина в пробе, найденная по градуировочной характеристике, мкг;

V₁ - объем раствора пробы, см³;

V₂ - объем раствора пробы, взятый на анализ, см³;

V₀ - объем пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм³;

 где

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

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

V_t - объем пробы воздуха, дм³.

Методические указания разработаны Н.И. Юрченко, В.Д. Алященко, Л.М. Курбатовой (ВНЦ БАВ, г. Старая Купавна).