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
о-нитроанилина в атмосферном воздухе
методом тонкослойной хроматографии

Настоящие методические указания устанавливают методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания о-нитроанилина в диапазоне концентраций 0,0033 - 0,033 мг/м³ методом тонкослойной хроматографии.

о-C6H4NO2NH2

Мол. масса 138,13

о-Нитроанилин - кристаллическое вещество оранжевого цвета, температура плавления - 71,5 °C. Растворим в хлороформе, ацетоне, этиловом спирте, бензоле. Растворимость в воде - 0,126 г/100 см³ при 25 °C. В воздухе находится в виде аэрозоля и паров.

Поражает печень, сердечно-сосудистую и центральную нервную систему.

Ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) - 0,006 мг/м³.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±18 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерения концентрации о-нитроанилина выполняют методом тонкослойной хроматографии с денситометрическим окончанием.

Концентрирование о-нитроанилина из воздуха осуществляют в сорбционные трубки. Десорбцию проводят водой, экстракцию о-нитроанилина - органическим растворителем.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,1 мкг.

Определению не мешают: анилин, м- и п-нитроанилины, нитробензол, галоидзамещенные анилины.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

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

3.1. Средства измерений

Барометр-анероид М-67	ТУ 2504-1797-75
Весы аналитические ВЛА-200	ГОСТ 24104-80Е
Денситометр
Меры массы, 1-го кл.	ГОСТ 7328-82Е
Микрошприц МШ-10М	ГОСТ 8043-74
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74Е, 20292-74Е
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2; пределы 0 - 55 °C, цена деления 1 °C	ГОСТ 215-73Е
Электроаспиратор ЭА-1, погрешность ±10 %, Госреестр № 5997-77	ТУ 25-11-1414-78

3.2. Вспомогательные устройства

Воронка делительная вместимостью 50 см3	ГОСТ 25336-82Е
Груша резиновая
Дистиллятор	ТУ 61-1-721-79
Камера хроматографическая стеклянная типа СП-40	ГОСТ 25336-82Е
Сорбционные трубки СК 212 или 312
Стаканы вместимостью 50 см3	ГОСТ 25336-82Е
Пластины хроматографические «Силуфол» размером 150´150 мм (производство Чехия)
Пульверизаторы стеклянные	ГОСТ 10391-74

3.3. Материалы

Бумага индикаторная универсальная

ТУ 6-09-1181-76

3.4. Реактивы

Вода дистиллированная	ГОСТ 6709-77
Бензол, х. ч.	ГОСТ 5955-75
Глицерин, ч.	ГОСТ 6259-75
Калия гидроксид, ч., производство ГДР
Кислота серная, х. ч.	ГОСТ 4204-77
Кислота соляная, х. ч.	ГОСТ 3118-77
Натрия нитрат, х. ч.	ГОСТ 4197-74
Натрия сульфат безводный, ч.	ГОСТ 4166-76
Натрия хлорид, х. ч.	ГОСТ 4233-77
1-Нафтол, ч. д. а.	ГОСТ 5838-79
о-Нитроанилин, ч.	ТУ 6-14-380-76
Хлороформ, х. ч.	ТУ 6-09-4263-76
Этанол, х. ч.	ТУ 6-09-1710-77

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 работе с электраспиратором 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 ст. лаборанта, с опытом работы в тонкослойной хроматографии.

6. Условия измерений

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 сорбционных трубок, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор о-анилина для градуировки (с = 1 мг/см³). 50 мг о-нитроанилина вносят в колбу вместимостью 50 см³, доводят объем до метки водой и тщательно перемешивают. Раствор устойчив при хранении в холодильнике в течение месяца.

Рабочий раствор о-нитроанилина для градуировки (с = 0,01 мг/см³). 1 см³ исходного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят объем до метки водой и тщательно перемешивают. Раствор устойчив в течение месяца при хранении в холодильнике.

Сорбционный раствор. К 40 см³ дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 100 см³ добавляют 2,7 см³ концентрированной серной кислоты, перемешивают, добавляют 20 см³ глицерина и доводят до метки водой. Раствор устойчив в течение длительного времени.

Подвижная фаза для хроматографии. Смесь бензола и этанола в объемном соотношении 20:1.

Проявляющий реагент № 1 (диазотирующий). В смесь 46 см³ дистиллированной воды и 4 см³ концентрированной соляной кислоты вносят 1 г нитрата натрия. Раствор готовят перед употреблением.

Проявляющий реагент № 2 (азосочетающий). 2,8 г гидроксида калия растворяют в 50 см³ воды, затем добавляют 0,1 г 1-нафтола и тщательно перемешивают. Раствор устойчив в течение длительного времени.

Гидроксида калия 50 % раствор. 50 г гидроксида калия растворяют в 50 см³ дистиллированной воды. Раствор устойчив в течение длительного времени.

7.2. Подготовка сорбционных трубок

Сорбционный раствор при помощи резиновой груши засасывают в сорбционную трубку таким образом, чтобы полностью смочить стеклянную крошку. Затем грушей выдувают избыток сорбционного раствора. Трубки пригодны к эксплуатации в течение длительного времени.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают на градуировочных растворах о-нитроанилина. Она выражает зависимость интенсивности окраски пятна на хроматограмме от содержания о-нитроанилина в пятне и устанавливается по 3-м сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 6-ти растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 100 см³. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл. 1, доводят до метки водой и тщательно перемешивают.

Таблица 1

Растворы для установления градуировочной шкалы при определении концентрации о-нитроанилина

10 см³ каждого градуировочного раствора помещают в стакан, добавляют раствор гидроксида калия до pH 8 - 9, хлорид натрия до насыщения, затем раствор переносят в делительную воронку. Экстракцию проводят хлороформом, 3 раза порциями по 5 см³, встряхивая по 5 мин. Экстракт отделяют от водной фазы, пропускают через слой безводного сульфата натрия, помещают в градуированную конусообразную пробирку и испаряют хлороформ до объема 5 см³.

На хроматографической пластине на расстоянии 15 мм от края намечают линию старта. 0,5 см³ каждого раствора наносят на линию старта в виде отдельных пятен диаметром не более 10 мм по обеим сторонам от центра линии старта (этот участок оставляют для нанесения раствора пробы) на расстоянии 15 мм друг от друга. Содержание о-нитроанилина в пятнах градуировочной шкалы указано в таблице. Хроматографический анализ шкалы стандартов проводят одномоментно с анализом пробы в условиях, изложенных в п. 8.

7.4. Отбор проб

Отбор проб проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86.

Воздух со скоростью 10 дм³/мин аспирируют в течение 30 мин через сорбционную трубку, заполненную сорбционным раствором. Пробу можно хранить не более 3-х суток.

8. Выполнение измерений

После отбора пробы через сорбционную трубку пропускают 10 см³ воды, засасывая и выдувая воду в стаканчик несколько раз резиновой грушей. В смыв добавляют 50 % раствор гидроксида калия до pH 8 - 9, хлорид натрия до насыщения, затем раствор переносят в делительную воронку. Обработку пробы проводят аналогично п. 7.3, далее 0,5 см³ полученного экстракта с помощью микрошприца или микропипетки наносят в центр линии старта хроматографической пластинки с градуировочной шкалой.

В хроматографическую камеру вносят подвижную фазу (высота слоя 0,5 см), через 30 мин в нее помещают хроматографическую пластину и развивают хроматограмму на высоту 10 см. Затем пластину вынимают из камеры, подсушивают на воздухе, обрабатывают из пульверизатора сначала проявляющим реагентом № 1 и после подсушивания - реагентом № 2. о-Нитроанилин обнаруживается в виде розовых пятен с Rf = 0,72 на светлом фоне.

Количество о-нитроанилина в пятне пробы находят с помощью денситометра любого типа (БИАН, ХРОМОСКАН и др.) по отношению интегральных значений содержания вещества в пятнах пробы и градуировочной шкалы.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию о-нитроанилина в атмосферном воздухе (мг/м³) вычисляют по формуле:

 где

m - количество о-нитроапилина в пробе, найденное по градуировочной шкале, 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, отобранный для анализа, 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, А.Д. Фатьяновой (ВНИ технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений, г. Уфа).