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 бензилбензоата в атмосферном воздухе

Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания бензилбензоата в диапазоне концентраций 0,1 - 4,0 мг/м³.

С14Н12О2

Мол. масса 212,25

Бензилбензоат - бесцветная, прозрачная, маслянистая жидкость или бесцветные кристаллы со слабым ароматическим запахом, острого и жгучего вкуса. Температура кипения - 324 °C, температура плавления - 21 °C, плотность - 1,118 г/см³. Легко растворим в метиловом и этиловом спиртах, диэтиловом, петролейном эфирах, хлороформе, ацетоне, уксусной кислоте, бензоле, ксилоле и жирных маслах. Не растворим в воде и глицерине. В воздухе находится в виде паров и аэрозоля.

Бензилбензоат обладает слабовыраженным кожно-резорбтивным действием, умеренным раздражающим действием на слизистые. Относится к 3-му классу опасности. ПДКм.р. для атмосферного воздуха населенных мест - 0,13 мг/м³.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±16 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерения концентрации бензилбензоата выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование из воздуха осуществляют на фильтр. Десорбцию с фильтра проводят этиловым спиртом.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 0,005 мкг.

Определению не мешают: диметилформамид, бензилхлорид, бензойная кислота.

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
Барометр-анероид М-67	ТУ 2504-1797-75
Весы аналитические ВЛА-200	ГОСТ 24104-80Е
Колбы грушевидные для отгонки растворителя	ГОСТ 10394-72
Линейка измерительная	ГОСТ 17435-72
Лупа измерительная	ГОСТ 8309-75
Меры массы	ГОСТ 7328-82Е
Микрошприц типа МШ-10М	ГОСТ 8043-74
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74Е и 20292-74Е
Секундомер СДС пр-1-2-000	ГОСТ 5072-79
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С, цена деления 1 °C	ГОСТ 215-73Е
Электроаспиратор ЭА-1, погрешность ±10 %, Госреестр № 5997-77	ТУ 25-11-1414-78

3.2. Вспомогательные устройства

Баня водяная	ТУ 61-1-2850-76
Вакуумный компрессор марки ВН-461М	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
Фильтродержатель
Хроматографическая колонка из стекла длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм

3.3. Материалы

Аргон сжатый	ГОСТ 10157-79
Водород сжатый	ГОСТ 3022-89
Воздух сжатый	ГОСТ 11882-73
Стекловата или стекловолокно
Фильтры АФА-ХА-20	ТУ 957181-76

3.4. Реактивы

Бензилбензоат	ФС-42-1444-82
Дистиллированная вода	ГОСТ 6709-77
Спирт этиловый, х. ч.	ТУ 6-09-1710-77
FFAP, 10 % на хроматоне N-AW, фр. 0,16 - 0,2 мм, готовая насадка для хроматографической колонки, производство фирмы «Chemapol» (Чехия)

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, рекомендуемых технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

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

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор бензилбензоата для градуировки (с = 1 мг/см³). 50 мг бензилбензоата вносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доводят до метки этиловым спиртом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 месяц в холодильнике.

7.2. Подготовка хроматографической колонки

Хроматографическую колонку тщательно промывают дистиллированной водой, этиловым спиртом, высушивают в токе инертного газа. С помощью вакуумного компрессора, ее заполняют готовой насадкой (10 % FFAP на хроматоне N-AW), закрывают концы тампонами из стекловаты и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя с расходом 45 см³/мин в режиме программирования температуры со скоростью 2 °C/мин до 250 °C. При температуре 250 °C выдерживают 12 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 абсолютной градуировки на растворах бензилбензоата. Она выражает зависимость высоты пика (мм) от массы бензилбензоата (мкг) и строится по 5-ти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 6-ти растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 25 см³. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор в соответствии с табл. 1, доводят объем этиловым спиртом до метки и тщательно перемешивают.

Таблица 1

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации бензилбензоата

В испаритель хроматографа вводят 1 мм³ каждого градуировочного раствора и анализируют при следующих условиях:

температура термостата колонок	190 °С
температура испарителя	220 °C
температура детектора	200 °C
расход газа-носителя (аргона)	45 см3/мин
расход водорода	30 см3/мин
расход воздуха	300 см3/мин
скорость движения диаграммной ленты	600 мм/ч
время удерживания бензилбензоата	5 мин 30 сек

На полученной хроматограмме измеряют высоту пиков бензилбензоата и по средним результатам из 5-ти серий строят градуировочную характеристику. Градуировку проверяют 1 раз в квартал и при смене партии реактивов.

7.4. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86.

Воздух аспирируют через 2 последовательно соединенных фильтра АФА-ХА-20 со скоростью 5 дм³/мин в течение 10 мин. По окончании отбора фильтры вынимают из фильтродержателей и помещают в стеклянные бюксы. Срок хранения пробы - 12 суток при температуре +4 °C в темном месте.

8. Выполнение измерений

Фильтры с пробой заливают 10 см³ этилового спирта и выдерживают 15 - 20 мин. Затем фильтры отжимают, экстракт сливают в грушевидную колбу и упаривают на водяной бане при температуре 90 - 95 °C до объема приблизительно 0,5 см³. Экстракт переносят в мерный цилиндр вместимостью 5 см³, туда же сливают несколько капель этилового спирта после ополаскивания колбы и доводят общий объем экстракта этиловым спиртом до 1 см³.

В испаритель хроматографа вводят 1 мм³ экстракта и записывают хроматограмму. На хроматограмме измеряют высоту пика и по градуировочной характеристике определяют массу бензилбензоата в пробе.

9. Вычисление результатов измерений

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

 где

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

V₁ - общий объем экстракта, мм³;

V₂ - объем анализируемой пробы, мм³;

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, °C.

Методические указания разработаны И.И. Наконечным, О.Е. Любаревым, С.В. Кушир (НИИ Медико-экологических проблем МЗ и МП РФ).