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
высокоэффективному жидкостному
хроматографическому определению
нитробензола в атмосферном воздухе

Настоящие методические указания устанавливают ВЭЖХ методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания нитробензола в диапазоне концентраций 0,005 - 0,08 мг/м³.

C6H5NO2

Мол. масса 123,12

Нитробензол - жидкость, слегка желтоватого цвета, плотность - 1,2034 г/см³, температура кипения - 210,9 °C, растворимость в воде - 0,19 г/100 г, хорошо растворима в ряде органических растворителей (гептан, гексан, ацетон). В воздухе находится в виде паров.

Нитробензол обладает наркотическим действием, вызывает нарушение функций гемоглобина, развитие анемий и нарушение сердечно-сосудистой деятельности. Относится ко 2-му классу опасности.

Предельно допустимая концентрация нитробензола в атмосферном воздухе населенных мест - 0,008 мг/м³.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей 25 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерение концентраций нитробензола выполняют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с ультрафиолетовым детектированием. Концентрирование нитробензола из атмосферного воздуха осуществляют в поглотители Рыхтера.

Нижний предел измерения - 0,0001 мкг.

Определению не мешают: четыреххлористый углерод, ксилол, бензол, ацетон, этанол, ароматические амины, фталевый и малеиновый ангидриды.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы

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

3.1. Средства измерений

Жидкостный хроматограф с ультрафиолетовым детектором
Барометр-анероид М-67	ТУ 2504-1797-75
Бюксы с притертыми пробками вместимостью 10 см3	ГОСТ 7851-74
Весы лабораторные ВЛР-200 аналитические	ТУ 25-05.1131-79
Колбы мерные объемом 10 - 100 см3	ГОСТ 1770-74
Микрошприц МШ-10	ТУ 2.833.106
Пипетки объемом 1, 5, 10 см3	ГОСТ 20292-74
Электроаспиратор	ТУ 64-1-862-82

3.2. Вспомогательные устройства

Хроматографическая колонка 150´3,3 мм

Поглотительные приборы Рыхтера

3.3. Реактивы

Гептан нормальный, эталонный	ГОСТ 25828-83
Нитробензол ч.	ТУ 6-09-09-120-78
Пропанол-2 (изопропиловый спирт)	ТУ 6-09-402-61
Сепарон SGX (неподвижная фаза), производство Чехия

4. Требования безопасности

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

4.2. При выполнении измерений с использованием хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79, противопожарной безопасности по ГОСТу 12.1.004-85 и меры безопасности, указанные в «Руководстве по правилам эксплуатации хроматографа».

5. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика с опытом работы на жидкостном хроматографе.

6. Условия выполнения 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 хроматографе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка колонки, установление градуировочной характеристики, отбор проб воздуха.

7.1. Приготовление растворов

Подвижная фаза - готовят смешиванием 100 см³ гептана и 0,1 см³ пропанола-2.

Поглотительная смесь - готовят смешиванием 100 см³ гептана и 0,1 см³ пропанола-2.

Исходный раствор нитробензола с содержанием нитробензола 1 мг/см³ в смеси гептана и 0,1 % пропанола-2. 25 мг нитробензола вносят в колбу вместимостью 25 см³, доводят до метки смесью 0,1 % пропанола-2 в гептане и тщательно перемешивают. Срок хранения - 7 дней.

Рабочий раствор нитробензола с содержанием 0,001 мг/см³. 25 мм³ исходного раствора нитробензола вносят в мерную колбу вместимостью 25 см³, доводят объем до метки смесью 0,1 % пропанола-2 в гептане и тщательно перемешивают. Срок хранения - 4 дня.

7.2. Подготовка колонки

Насос хроматографа заполняют подвижной фазой.

Готовят колонку к работе, пропуская через нее элюирующую смесь в объеме 20 см³ со скоростью 0,5 см³/мин, затем устанавливают рабочую скорость 0,2 см³/мин и пропускают еще 10 см³ элюирующей смеси.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика (мм²) от количества нитробензола (мкг), устанавливают по 5-ти сериям градуировочных растворов. Каждую серию готовят в мерных колбах вместимостью 25 см³ согласно табл. 1, доводят объем до метки смесью 0,1 % пропанола-2 в гептане и тщательно перемешивают.

Таблица 1

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентраций нитробензола

Градуировочные растворы нитробензола вводят последовательно в объеме 10 мм³ в колонку 150´3,3 мм, заполненную сепароном SGX, при следующем режиме хроматографа:

подвижная фаза смесь гептана и 0,1 % пропанола	2
элюирующая скорость	0,2 см3/мин
скорость диаграммной ленты	0,6 см/мин
положение тумблера УФ-детектора	2
время удерживания нитробензола	5 мин

Результаты регистрируют и рассчитывают площади пиков в условных электрических единицах с помощью интегратора. Строят градуировочную характеристику по зависимости площади пика от количества нитробензола.

7.4. Отбор проб

Отбор проб проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86 в 2 последовательно соединенных прибора Рыхтера с 5 см³ поглотительной смеси.

Воздух аспирируют со скоростью 1 дм³/мин в течение 20 мин. Срок хранения отобранных проб - 7 дней.

8. Выполнение измерений

Объем отобранной пробы замеряют. 10 мм³ пробы вводят при помощи микрошприца в колонку жидкостного хроматографа и хроматографируют в условиях, описанных при установлении градуировочной характеристики.

9. Вычисление результатов измерений

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

 где

m - количество нитробензола, найденное по градуировочной характеристике, мкг;

V₁ - объем отобранной пробы, см³;

V₂ - объем анализируемой пробы, см³;

V₀ - объем анализируемого 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.В. Зайцевой, М.М. Дедюкиной, Г.Н. Суетиной (Пермский политехнический институт).