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
фотоколориметрическому определению
2-нафтола в атмосферном воздухе

Настоящие методические указания устанавливают фотоколориметрическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания 2-нафтола в диапазоне концентраций 0,004 - 1,0 мг/м³.

С10Н7ОН

Мол. масса 144,17

2-нафтол - бесцветное прозрачное кристаллическое вещество с характерным запахом. Температура плавления - 122 °C, температура кипения - 285 °C, плотность - 1,217 г/см³. Хорошо растворяется в спиртах, эфире, бензоле, хлороформе, ацетоне, растворах щелочей. Растворимость в воде - 0,00074 г/см³. В воздухе находится в виде аэрозоля.

2-нафтол раздражает кожу и слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, относится к 2-му классу опасности. ПДКм.р. для атмосферного воздуха населенных мест составляет 0,006 мг/м³.

1. Погрешность измерений

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

2. Метод измерений

Измерения концентрации 2-нафтола выполняют фотоколориметрическим методом, основанном на образовании окрашенного в желто-оранжевый цвет продукта реакции 2-нафтола с n-нитрофенилдиазонием в щелочном растворе. Концентрирование 2-нафтола из воздуха осуществляют на фильтр АФА-ВП-10. Экстракцию с фильтра проводят этанолом.

Нижний предел измерения в объеме пробы - 2 мкг.

Определению не мешают алифатические и негидроксилированные ароматические соединения. Мешают: фенол, о-, м-крезол, α-нафтол.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

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

3.1. Средства измерений

Колориметр-нефелометр фотоэлектрический ФЭК-56М	ГОСТ 12083-78
Барометр-анероид БАММ-1	ТУ 25-04-253-75
Весы аналитические ВЛА-200	ГОСТ 24104-80Е
Газовый счетчик ГСБ	ТУ 25-04-253-75
Колбы мерные вместимостью 25; 50; 100 см3	ГОСТ 25366-82
Меры массы	ГОСТ 7328-82Е
Микропипетки вместимостью 0,1; 0,2; 0,5 см3	ГОСТ 20292-74
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74Е и 20292-74Е
Секундомер	ГОСТ 5072-79
Термометр ТЛ-4	ГОСТ 215-73
Электроаспиратор модель ЭА-2С

3.2. Вспомогательные устройства

Бюксы
Дистиллятор	ТУ 61-1-721-79
Стеклянные палочки
Фильтродержатели, изготовитель ВО «Изотоп»

3.3. Материалы

Фильтры тонковолокнистые АФА-ВП-10

ТУ 95-743-80

3.4. Реактивы

Вода дистиллированная	ГОСТ 6709-72
Кислота соляная, х. ч.	ГОСТ 14261-77
Натрия гидроксид, х. ч.	ГОСТ 4328-77
Натрий азотнокислый, ч.	ГОСТ 4197-74
Натрия ацетат, ч. д. а.	ГОСТ 199-78
2-Нафтол, ч. д. а.	ТУ 6-09-5418-88
Пара-нитроанилин, ч.	ТУ 6-09-07-1057-88
Этанол, х. ч.	ТУ 6-09-1710-77

4. Требования безопасности

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

4.2. При выполнении измерений с использованием фотоэлектроколориметра 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 лаборанта-химика.

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 фотоэлектроколориметре проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

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

7.1. Приготовление растворов

Азотнокислый натрий 0,2 % раствор. 0,2 г азотнокислого натрия помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 10 - 20 см³ дистиллированной воды, растворяют навеску, доводят уровень дистиллированной водой до метки и перемешивают. Срок хранения - 1 месяц.

Ацетат натрия 10 % раствор. 2,5 г ацетата натрия помещают в мерную колбу вместимостью 25 см³, приливают 10 см³ дистиллированной воды, растворяют навеску, доводят объем до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения - 1 месяц.

Натрия гидроксид 1 % раствор. 1,0 г гидроксида натрия помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 10 - 20 см³ дистиллированной воды, растворяют навеску, доводят уровень дистиллированной воды до метки и перемешивают. Срок хранения раствора - 1 месяц.

Соляная кислота 5 % раствор. К 87 см³ дистиллированной воды добавляют 13 см³ концентрированной соляной кислоты (с = 1,19 г/см³). Раствор устойчив в течение длительного времени.

Раствор пара-фенилдиазония. 0,2 г пара-нитроанилина помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, приливают 10 - 20 см³ 5 % раствора соляной кислоты, растворяют навеску и доводят уровень указанным раствором соляной кислоты до метки. Срок хранения раствора - 10 суток. 5,0 см³ полученного раствора пара-нитроанилина в соляной кислоте помещают в коническую колбу и охлаждают льдом до температуры 0 °C. Затем к охлажденному раствору по каплям при перемешивании добавляют 0,2 % раствор азотнокислого натрия до полного обесцвечивания. 1,0 см³ образовавшегося раствора помещают в коническую колбу, добавляют к нему 9,0 см³ дистиллированной воды и перемешивают. Полученный раствор, также как и предыдущий, готовят непосредственно перед употреблением.

Исходный раствор 2-нафтола для градуировки (с = 1000 мкг/см³). 100 мг 2-нафтола помещают в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят объем до метки 48 % раствором этанола и перемешивают.

Рабочий раствор 2-нафтола для градуировки (с = 20 мкг/см³). 1,0 см³ исходного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 50 см³, доводят объем до метки 48 % раствором этанола и перемешивают.

Этанол 48 % раствор. 25 см³ этанола вносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доводят объем до метки дистиллированной водой и перемешивают.

7.2. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности от массы 2-нафтола, устанавливают по 5-ти сериям растворов для градуировки. Каждая серия состоит из 7-ми растворов. В пробирки вместимостью 10 см³ вносят 0,1 - 0,2 - 0,3 - 0,4 - 0,5 - 1,0 - 1,5 см³ рабочего раствора 2-нафтола для градуировки. Объем каждого раствора в пробирке доводят до 2 см³ 48 % раствором этанола. Масса 2-нафтола в градуировочных растворах составляет 2,0 - 4,0 - 6,0 - 8,0 - 10,0 - 20,0 - 30,0 мкг соответственно. Градуировочные растворы перемешивают в течение 5 мин, затем к каждому раствору добавляют по 0,3 см³ 10 % раствора ацетата натрия, 0,2 см³ 1 % раствора гидроокиси натрия и 2,5 см³ раствора n-нитрофенилдиазония. Растворы перемешивают в течение 1 - 2 мин и выдерживают при комнатной температуре еще 5 мин. Далее замеряют оптическую плотность каждого из растворов на фотоэлектроколориметре при длине волны 590 нм в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм по сравнению с контрольным раствором, содержащим все реактивы, кроме 2-нафтола.

Градуировочную характеристику устанавливают на средних результатах измерений 5-ти серий растворов для градуировки. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в месяц и при смене партии реактивов.

7.3. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух со скоростью 100 дм³/мин аспирируют через фильтр АФА-ВП-10, помещенный в фильтродержатель, в течение 25 мин. По окончании отбора фильтр вынимают из фильтродержателя и помещают в плотно закрывающийся бюкс. Срок хранения проб - не более 10-ти суток при комнатной температуре и 1 месяц - при температуре +4 °C.

8. Выполнение измерений

Фильтр с отобранной пробой помещают в химический стакан, промывают 5,0 см³ 48 % раствора этанола и сливают, тщательно отжимая фильтр стеклянной палочкой, в коническую колбу со шлифом. Операцию промывки повторяют, после чего экстракты объединяют.

При измерении концентрации 2-нафтола в диапазоне 0,004 - 0,08 мг/м³ из объединенного экстракта отбирают 2,0 см³ раствора, помещают в пробирку вместимостью 10 см³ и обрабатывают в условиях, указанных в п. 7.2.

При измерении концентрации 2-нафтола в диапазоне 0,08 - 1,0 мг/м³ из объединенного экстракта отбирают 1,0 см³ раствора, помещают в мерную колбу вместимостью 20 см³, доводят объем до метки 48 % раствором этанола, тщательно перемешивают. Из полученного раствора отбирают 2,0 см³ и обрабатывают в условиях, указанных в п. 7.2. Массу 2-нафтола (мкг) в фотометрируемом объеме пробы определяют по градуировочной характеристике.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию 2-нафтола в атмосферном воздухе (мг/м³) вычисляют по формуле:

 где

m - масса 2-нафтола в пробе, найденная по градуировочной характеристике, мкг;

V_x - общий объем экстракта, см³;

K - коэффициент разведения исходной пробы:

 где

V₁ - объем пробы, взятый для разведения, см³;

V₂ - объем разведенной пробы, см³;

V - объем пробы, взятый для анализа, см³;

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 местах отбора проб, °C;

Методические указания разработаны М.А. Чепыжевой (НИИ «Синтез»).