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..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
аминофенилуксусной кислоты в атмосферном
воздухе потенциометрическим титрованием

Настоящие методические указания устанавливают методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания аминофенилуксусной кислоты в диапазоне концентраций 0,05 - 0,5 мг/м³ методом потенциометрического титрования.

C₈H₉NO₂                                                                                   Мол. масса 151,17

Аминофенилуксусная кислота - белый порошок без запаха. Плавится при температуре 305 - 310 °С с разложением. Растворимость в воде не более 5 г/дм³, хорошо растворяется в ледяной уксусной кислоте. В воздухе находится в виде аэрозоля.

Аминофенилуксусная кислота обладает слаботоксичными свойствами, не обладает раздражающим, аллергенным и кумулятивными свойствами. ОБУВ для атмосферного воздуха населенных мест - 0,05 мг/м³.

1. Погрешность измерений

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

2. Метод измерений

Измерение концентрации аминофенилуксусной кислоты выполняют методом потенциометрического титрования в смеси этилацетат-уксусная кислота с использованием в качестве титранта раствора хлорной кислоты в уксусной кислоте.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы 15 мкг.

Определению мешают все восстановители.

Определению не мешает ацетиламинофенилуксусная кислота.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

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

3.1. Средства измерений

3.2. Вспомогательные устройства

Магнитная мешалка

Фильтродержатель, производство ВО «Изотоп»

3.3. Материалы

Фильтр АФА-ВП-20, изготовитель ВО «Изотоп»                        ТУ 85-743-80

3.4. Реактивы

Аминофенилуксусная кислота

Бифталат калия, х.ч.                                                                          ТУ 6-09-4433-77

Кислота уксусная ледяная, х.ч.                                                        ГОСТ 18270-72

Кислота хлорная, х.ч.                                                                        ТУ 6-09-28782-73

Перхлорат калия, х.ч.                                                                        ТУ 6-09-3801-76

Этилацетат, свежеперегнанный                                                      ГОСТ 8981-78

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 потенциометра 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 потенциометре.

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) °С, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности не более 80 %.

·      выполнение измерений на потециометре проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, проверка воспроизводимости анализа, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Исходный титрующий раствор, 10^-3 М раствор хлорной кислоты.

0,1 г (0,06 см³) хлорной кислоты вносят в мерную колбу вместимостью 1,0 дм³ и доводят до метки ледяной уксусной кислотой. Точную концентрацию раствора хлорной кислоты (моль/дм³) рассчитывают по результатам потенциометрического титрования 30 см³ стандартного раствора бифталата калия в уксусной кислоте:

, где

Vб.к. - объем стандартного раствора бифталата калия, см³;

Vхлор. к-ты - объем раствора хлорной кислоты, пошедший на титрование, см³.

Раствор хлорной кислоты можно хранить в течение длительного времени.

Рабочий титрующий раствор, 10^-4 М раствор хлорной кислоты.

100 см³ исходного раствора вносят в мерную колбу вместимостью 1,0 дм³ и доводят до метки ледяной уксусной кислотой. Раствор можно хранить в течение длительного времени.

Бифталата калия 10^-3 М раствор.

В мерную колбу вместимостью 1,0 дм³ вносят 0,2042 г бифталата калия и доводят объем до метки ледяной уксусной кислотой. Раствор устойчив в течение 3-х месяцев.

Насыщенный раствор перхлората калия.

Насыщенный раствор перхлората калия (для электрода сравнения) готовят растворением перхлората калия в ледяной уксусной кислоте при перемешивании. Перхлорат калия берут в избытке, затем раствор фильтруют. Раствор может храниться неограниченно долго.

Исходный раствор для проверки воспроизводимости анализа (р = 1,5 мг/см³).

75 мг аминофенилуксусной кислоты вносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доводят до метки ледяной уксусной кислотой и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 неделя.

Рабочий раствор для проверки воспроизводимости анализа (р = 0,015 мг/см³).

1,0 см³ исходного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят объем до метки ледяной уксусной кислотой и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 неделя.

7.2. Контроль погрешности измерений

В стакан вместимостью 50 см³ вносят рабочий раствор согласно табл. 1, добавляют ледяной уксусной кислоты до 10 см³, 20 см³ этилацетата, опускают электроды и при постоянном перемешивании титруют раствором хлорной кислоты. Титрант добавляют порциями по 0,2 см³, а вблизи скачка титрования по 0,1 см³. После окончания титрования строят график потенциометрического титрования, откладывая на оси ординат значения потенциала (мв), а по оси абсцисс - объем хлорной кислоты (см³). Точку эквивалентности находят методом касательных (она находится вблизи потенциала 470 мв). Из графиков потенциометрического титрования определяют количество хлорной кислоты, пошедшее на титрование каждого рабочего раствора. Подставляя эти значения в уравнение, рассчитывают количество (мкг) аминофенилуксусной кислоты в рабочем растворе:

а = Vхлор. к-ты ∙ A ∙ m ∙ 1000, где

Vхлор. к-ты - объем раствора хлорной кислоты, пошедший на титрование рабочего градуировочного раствора, см³;

А - концентрация хлорной кислоты, моль/дм³;

m - молекулярная масса аминофенилуксусной кислоты, г.

Сравнивая полученные результаты с данными табл. 1, определяют воспроизводимость анализа. Если ошибка в определении массы вещества в градуировочных растворах не превышает 16 %, воспроизводимость считается удовлетворительной.

Таблица 1

Растворы для проверки воспроизводимости анализа при определении концентрации аминофенилуксусной кислоты

7.3. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух со скоростью 10 дм³/мин аспирируют через фильтр АФА-ВП-20, закрепленный в фильтродержателе. Продолжительность отбора 30 минут. Фильтр складывают загрязненной стороной вовнутрь и помещают в закрытую емкость. Срок хранения проб - 5 суток.

8. Выполнение измерений

Фильтр с отобранной пробой переносят в стакан вместимостью 50 см³, добавляют 20 см³ этилацетата, помещают в стакан магнитную мешалку и при перемешивании добиваются полного растворения материала фильтра. Затем добавляют 10 см³ ледяной уксусной кислоты. Наблюдают помутнение раствора, обусловленное нерастворимостью материала фильтра в этой смеси растворителей, но аминофенилуксусная кислота при этом полностью растворяется.

В стакан опускают электроды и титруют раствором хлорной кислоты в условиях, указанных в п. 7.2 «Проверка воспроизводимости анализа». Затем таким же образом титруют смесь 20 см³ этилацетата и 10 см³ ледяной уксусной кислоты, в которой растворен чистый фильтр.

Из графиков потенциометрического титрования определяют объемы хлорной кислоты, пошедшие на титрование опытной и контрольной проб.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию D(-)-аминофенилуксусной кислоты, L(+)-аминофенилуксусной и D,L-аминофенилуксусной кислот (мг/м³) в атмосферном воздухе вычисляют по формуле:

, где

т - молекулярная масса аминофенилуксусной кислоты, г;

V_к - контрольная проба (объем раствора хлорной кислоты, пошедшего на титрование смеси этилацетата и ледяной уксусной кислоты), см³;

V_x - объем раствора хлорной кислоты, пошедшего на титрование анализируемого раствора, см³;

А - концентрация хлорной кислоты, моль/дм³;

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

, где

V_t - объем воздуха, отобранный для анализа, дм³;

Р - атмосферное давление в месте отбора пробы, мм рт. ст.;

t - температура воздуха в месте отбора пробы, °С.

Методические указания разработаны Гижларян М.С. (НПО «Наирит», г. Ереван).