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
газохроматографическому определению
диметилизофталата в атмосферном воздухе

Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания диметилизофталата в диапазоне концентраций 0,008 - 0,100 мг/м³.

C10H10O4

Мол. масса 194,19

Диметилизофталат (диметиловый эфир 1,3-бензолдикарбоновой кислоты) - бесцветные кристаллы. Температура плавления - 68 °C, температура кипения - 124 °С. Растворяется в спиртах, хлороформе, диоксане, четыреххлористом углероде. В воде не растворяется. В воздухе может находиться в виде аэрозоля.

Диметилизофталат обладает общетоксичным действием, относится к 2-му классу опасности. ПДКс.с. для атмосферного воздуха населенных мест - 0,01 мг/м³.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±21 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерение концентрации диметилизофталата выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование из воздуха осуществляют на фильтр АФА. Экстракцию диметилизофталата с фильтра проводят четыреххлористым углеродом.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 8 мкг.

Определению не мешают: бензойная, п-толуиловая, терефталевая и ортофталевая кислоты и их метиловые эфиры в количествах до 10 ПДК их содержания в воздухе.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

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

3.1. Средства измерений

Хроматограф газовый с пламенно-ионизационным детектором
Аспирационное устройство типа «Эжектор», позволяющее отбирать пробу с необходимой скоростью 40 дм3/мин
Барометр-анероид М-67	ТУ 2504-1797-75
Весы аналитические ВЛА-200	ГОСТ 24104-80
Колбы мерные вместимостью 500 и 100 см3, 2-го кл. точности, с погрешностью 0,2 см3	ГОСТ 1770-74
Линейка масштабная	ГОСТ 17435-72
Меры массы, Г-2-210, 2 кл.	ГОСТ 7328-82
Микрошприц МШ-10	ТУ 2.838-106
Пипетки вместимостью 0,1 и 1,0 см3, 2 кл.	ГОСТ 20292-74Е
Секундомер 2-го кл. точности	ГОСТ 5072-79
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2	ГОСТ 215-73Е

3.2. Вспомогательные устройства

Баня водяная	ТУ 61-1-28-50-76
Бюкс СВ-23/12	ГОСТ 25336-12
Вакуумный насос	ТУ 26-06-459-69
Дистиллятор	ТУ 61-1-721-79
Редуктор водородный	ТУ 26-05-463-76
Редуктор кислородный	ТУ 26-05-235-70
Хроматографическая колонка из стекла или стали длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм	ГОСТ 16285-80
Чашка фарфоровая № 3	ГОСТ 9147-80

3.3. Материалы

Аргон (или другой инертный газ) сжатый	ГОСТ 10157-79
Водород сжатый	ГОСТ 3922-80
Воздух сжатый	ГОСТ 17433-80
Стекловата
Стеклянные заглушки
Фильтры пористые АФА-ВП-20	ТУ 96-7186-70

3.4. Реактивы

Апиезон L (производство США)
Ацетон, х. ч.	ГОСТ 2603-79
Бентон-34 (производство США)
Диметилизофталат, ч.	ТУ 6-09-5156-84
Дипропиладипинат, ч.	МРТУ 6-09-1939-64
Вода дистиллированная	ГОСТ 6709-77
Хроматон N-AW зернением 0,315 - 0,400 мм или его аналог
Хлороформ, х. ч.	ГОСТ 20015-74
Четыреххлористый углерод, ч. д. а.	ГОСТ 20288-74
Этанол, х. ч.	ГОСТ 18300-72

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 выполнении измерений с использованием газового хроматографа 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 инженера-химика, с опытом работы на газовом хроматографе.

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 %;

• выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор диметилизофталата для градуировки (с = 0,5 мг/см³). 50 мг диметилизофталата вносят в колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки этиловым спиртом и перемешивают. Срок хранения - около года.

Стандартный раствор дипропиладипината (с = 0,05 мг/см³). 25 мг дипропиладипината вносят в колбу вместимостью 500 см³, доводят до метки этиловым спиртом и перемешивают. Срок хранения - около года.

7.2. Подготовка хроматографической колонки

Сорбент для хроматографической колонки готовят из 10 % Бентона-34 и 4 % Апиезона L на хроматоне N-AW. С этой целью взвешивают 1,0 г Бентона-34, 0,4 г Апиезона L, помещают их в фарфоровую чашку и заливают 50 см³ хлороформа. После растворения вносят 10,0 г хроматона N-AW и выпаривают растворитель на водяной бане при постоянном помешивании до сыпучего состояния.

Стальную или стеклянную разделительную колонку, промытую ацетоном, этиловым спиртом и высушенную, при помощи вакуумного насоса заполняют охлажденной набивкой. Затем колонку закрепляют в термостате хроматографа, не присоединяя к детектору, и кондиционируют в токе газа-носителя с расходом 40 см³/мин при повышении температуры термостата колонок от 80 до 190 °С со скоростью 1 °С/мин. При температуре 190 °С колонку выдерживают 4 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают методом внутреннего стандарта с учетом градуировочного коэффициента на градуировочных растворах диметилизофталата. С этой целью готовят 5-ти серий растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 5-ти градуировочных растворов, готовят в бюксах вместимостью 5,0 см³. В бюксы помещают фильтр АФА-ВП-20, на который наносят по 0,016 - 0,02 - 0,04 - 0,1 - 0,2 см³ исходного раствора диметилизофталата, что соответствует его содержанию 0,008 - 0,010 - 0,020 - 0,050 - 0,100 мг соответственно и добавляют 2,0 см³ четыреххлористого углерода. В течение 2 мин проводят экстракцию, затем фильтр извлекают из бюкса и вносят 0,5 см³ стандартного раствора дипропиладипината (внутренний стандарт). Раствор выпаривают в потоке воздуха в вытяжном шкафу до объема примерно 0,2 см³, В испаритель прибора вводят по 1 - 3 мм³ каждого градуировочного раствора и анализируют в следующих условиях:

температура термостата колонок и детектора	160 °C
температура испарителя	280 °C
расход газа-носителя (аргона)	40 см3/мин
расход водорода	30 см3/мин
расход воздуха	300 см3/мин
скорость движения диаграммной ленты	600 мм/ч
время удерживания: диметилизофталата	2 мин 13 сек

На хроматограмме рассчитывают площади пиков диметилизофталата и внутреннего стандарта (дипропиладипината). Вычисляют градуировочный коэффициент по формуле:

 где

m, m_ст - масса диметилизофталата и дипропиладипината, внесенная в бюкс, мг;

S, S_ст - площадь пиков диметилизофталата и дипропиладипината, мм².

Проверку градуировочного коэффициента проводят 1 раз в квартал или при смене партии реактивов

7.4. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86, на фильтр АФА, укрепленный в фильтродержателе, со скоростью 40 дм³/мин в течение 20 мин. Фильтр извлекают из фильтродержателя, помещают в бюкс и переносят в лабораторию. Срок хранения проб - 3 суток.

8. Выполнение измерений

В бюкс с фильтром добавляют 2,0 см³ четыреххлористого углерода и через 2 мин экстракции фильтр извлекают. В экстракт вносят 0,5 см³ стандартного раствора дипропиладипината и далее пробу обрабатывают так, как указано в п. 7.3.

На хроматограмме рассчитывают площади пиков масса диметилизофталата и дипропиладипината.

9. Вычисление результатов измерений

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

 где

V₀ - объем пробы 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 месте отбора проб, °C.

Методические указания разработаны: Л.И. Гостевой, Л.Н. Волченковой (ВНИПИ мономеров, г. Тула).