Государственное
санитарно-эпидемиологическое нормирование 4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Измерение массовой концентрации Сборник методических указаний МУК 4.1.1255-4.1.1274 - 03 Минздрав России 1. Разработаны: Федеральным научным центром гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана (Т.В. Юдина), НПФ «Люмэкс», Санкт-Петербург (Е.А. Волосникова, Д.Б. Гладилович, И.Б. Любченко, Н.А. Майорова, Н.А. Тишкова, Н.А. Лебедева), Федеральным центром Госсанэпиднадзора Минздрава России (И.В. Брагина, Е.С. Шальникова, Н.С. Ластенко). 2. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г. Онищенко 1 апреля 2003 г. 3. Введены взамен МУК 4.1.057 - 4.1.081-96. СОДЕРЖАНИЕ Общие положенияНастоящие методические указания устанавливают методы определения массовой концентрации неорганических и органических загрязнений в водной и воздушных средах - поверхностных и подземных источниках водопользования, питьевой воде, воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населенных мест методами люминесцентного анализа, а также определения бенз(а)пирена в воздушных средах и почвах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентным детектированием. Методические указания предназначены для использования в лабораториях центров Госсанэпиднадзора, санитарных лабораториях промышленных предприятий. Настоящий документ вводится в действие наряду с существующими методиками с целью повышения производительности и снижения стоимости анализа при сохранении высокой чувствительности определения. Средствами измерений являются флуориметры, спектрофлуориметры или люминесцентные анализаторы жидкости (например, анализатор жидкости «Флюорат-02» ТУ 4321-001-020506233-94, выпускаемый НПФ «Люмэкс»), имеющие следующие технические характеристики:
Порядок проведения измерений при использовании анализатора жидкости «Флюорат-02» подробно описан в соответствующем разделе. При использовании иных средств измерений необходимо использовать руководство (инструкцию) по его эксплуатации. К выполнению измерений и обработке их результатов допускают специалистов, имеющих высшее или среднее специальное образование или опыт работы в аналитической лаборатории, прошедших соответствующий инструктаж, освоивших метод в процессе тренировки и показавших положительные результаты при выполнении процедур контроля точности измерений. При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, требования электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019, а также требования, изложенные в технической документации на средство измерений. Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать норм, установленных ГН 2.2.5.686-96 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны». Организация обучения работающих должна соответствовать требованиям техники безопасности по ГОСТ 12.0.004. При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
Требования к качеству электроэнергии по ГОСТ 13109. Применительно к анализаторам жидкости «Флюорат-02» методики прошли метрологическую аттестацию в ФГУ «Уральский НИИ метрологии» в части анализа водных сред и ФГУ «ВНИИМ им. Менделеева» в части анализа воздушных сред.
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Методические указания МУК 4.1.1271-03 1. Введение1.1. Назначение и область применения Настоящие методические указания устанавливают методику количественного химического анализа воздушных сред (воздуха рабочей зоны и атмосферного воздуха населенных мест) для определения в них фенола флуориметрическим методом. Диапазон измеряемых разовых концентраций: • в воздухе рабочей зоны 0,1 - 5,0 мг/м3; • в атмосферном воздухе населенных мест 0,004 - 0,2 мг/м3. Диапазон содержания фенола в пробе 0,2 - 10 мкг. Определению не мешают предельные и ароматические углеводороды (до 10 мг/м3), формальдегид (до 1 мг/м3). Совместно с фенолом определяются алкилфенолы, ароматические карбоновые и оксикарбоновые кислоты. 1.2. Гигиенические нормативы Предельно допустимые концентрации фенола в воздухе рабочей зоны составляют 0,3 мг/м3, класс опасности - 2 (Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. ГН 2.2.5.686-98). Для атмосферного воздуха среднесуточная ПДК фенола 0,003 мг/м3; максимальная разовая 0,01 мг/м3, класс опасности - 2 (Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. ГН 2.1.6.695-98). 2. Характеристика погрешности измеренийГраница относительной погрешности (для вероятности Р = 0,95) составляет ±25 % во всем диапазоне измерений. 3. Метод измеренийМетод основан на поглощении фенола из воздуха раствором карбоната натрия, экстракции примесей гексаном, извлечении фенола из полученного раствора бутилацетатом, реэкстракции его в водный раствор гидроксида натрия и измерении массовой концентрации после подкисления реэкстракта. В процессе измерения происходит возбуждение флуоресценции фенола, ее регистрация и автоматическое вычисление содержания фенола при помощи градуировочной характеристики, заложенной в память анализатора. 4. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалыПри выполнении измерений применяют следующие средства измерений, реактивы, вспомогательные устройства, материалы. 4.1. Средства измерений
Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки. Допускается использование средств измерений с аналогичными или лучшими метрологическими характеристиками. 4.2. Реактивы
Допускается применение реактивов, изготовленных по иной нормативно-технической документации, с техническими характеристиками не хуже, чем у указанных. 4.3. Вспомогательные устройства и материалы
Порядок подготовки стеклянной посуды к проведению измерений приведен в прилож. А. Оборудование, необходимое для очистки бутилацетата, приведено в п. 5.3. 5. Подготовка к выполнению измерений5.1. Приготовление растворов 5.1.1. Подготовка дистиллированной воды для приготовления растворов фенола и поглотительного раствора Воду для приготовления растворов фенола и поглотительного раствора перед использованием кипятят, охлаждают и сразу используют для приготовления растворов. 5.1.2. Раствор соляной кислоты, молярная концентрация 5 моль/дм3 К 300 см3 дистиллированной воды постепенно при перемешивании приливают 200 см3 концентрированной соляной кислоты. Раствор хранят в стеклянной бутыли. Срок хранения не ограничен. 5.1.3. Раствор гидроксида натрия, массовая доля 1 % В стакан из термостойкого стекла или коническую колбу помещают 99 см3 воды и постепенно, тщательно перемешивая, добавляют 1 г гидроксида натрия. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде. Срок хранения - 2 месяца. 5.1.4. Поглотительный раствор В 1000 см3 воды растворяют 16 г натрия углекислого. Срок хранения раствора - 1 месяц в сосуде из полиэтилена. 5.1.5. Раствор фенола, массовая концентрация 1 мг/дм3 Раствор готовят двукратным разбавлением ГСО состава раствора фенола. Отбирают 5 см3 ГСО в мерную колбу вместимостью 50 см3 и разбавляют до метки дистиллированной водой, подготовленной по п. 5.1.5. Концентрация полученного раствора 100 мг/дм3. Он устойчив не более 2 месяцев при хранении в темноте в плотно закрытой колбе в бытовом холодильнике. В мерную колбу вместимостью 100 см3 переносят 1 см3 полученного раствора и разбавляют до метки поглотительным раствором по п. 5.1.4. Концентрация полученного раствора 1 мг/дм3. Раствор используют только свежеприготовленным. 5.2. Отбор проб воздуха При отборе проб воздуха рабочей зоны следует руководствоваться требованиями ГОСТ 12.1.005. Воздух с объемным расходом 0,4 - 0,5 дм3/мин аспирируют в течение 5 мин через поглотительный сосуд Рихтера, заполненный 5 см3 поглотительного раствора по п. 5.1.4. Всего необходимо отобрать 2 - 2,5 дм3 воздуха. При анализе атмосферного воздуха населенных мест отбор проб проводят в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01. Время отбора пробы 25 - 30 мин при аспирации в два последовательно соединенных поглотительных сосуда, заполненных 5 см3 поглотительного раствора; объемный расход 2,0 дм3/мин. Всего необходимо отобрать 50 дм3 воздуха. Срок хранения поглотительных растворов в закрытых сосудах после отбора проб - 12 ч. 5.3. Контроль чистоты бутилацетата для экстракции фенола В делительную воронку вместимостью 50 см3 помещают 10 см3 бутилацетата и приливают 10 см3 раствора гидроксида натрия по п. 5.1.3. После тщательного перемешивания и разделения слоев верхний отбрасывают, а нижний водный слой сливают в сухой стаканчик вместимостью 25 - 50 см3, добавляют по каплям при перемешивании раствор соляной кислоты по п. 5.1.2, контролируя рН при помощи универсального индикатора. Требуемое значение рН 3 - 6. Полученный раствор (контрольный) подвергают анализу на приборе «Флюорат-02». Производят предварительную градуировку прибора. Для анализаторов модификаций «Флюорат-02-1» и «Флюорат-02-3» установку режима «Фон» проводят по дистиллированной воде, а параметра «А» в режиме «Градуировка» - по раствору фенола с концентрацией 1 мг/дм3 (п. 5.1.5), предварительно доведя рН этого раствора до 3 - 6 раствором соляной кислоты по п. 5.1.2. Параметр «С» задают равным 1,000. Для анализаторов модификаций «Флюорат-02-2М» и «Флюорат-02-3М» вводят в память значения С0 = 0,000; С1 = 1,000. Значение параметра «J0» устанавливают по дистиллированной воде, а параметра «J1» - по раствору фенола с концентрацией 1 мг/дм3 (п. 5.1.5), предварительно доведя рН этого раствора до 3 - 6 раствором соляной кислоты по п. 5.1.2. При этом значения параметров «С2» - «С6» и «J2» - «J6» должны быть равны нулю. Определяют концентрацию фенола в контрольном растворе в режиме «Измерение». Если измеренное значение превышает 0,02 мг/дм3, то растворитель необходимо подвергнуть очистке. С этой целью в делительной воронке вместимостью 1000 см3 встряхивают 700 - 750 см3 растворителя с 50 см3 раствора гидроксида натрия по п. 5.1.3 в течение 3 мин. Контролируют рН нижнего слоя при помощи универсальной индикаторной бумаги. Если реакция среды сильно щелочная (рН > 10), то растворитель промывают дистиллированной водой порциями по 50 см3 до достижения нейтральной реакции промывных вод. Затем растворитель сушат над безводным хлористым кальцием и перегоняют, собирая фракцию, кипящую при 124 - 126 °С. Аналогичным образом можно регенерировать собираемые остатки бутилацетата. Примечание. Если после обработки бутилацетата раствором щелочи нижний слой имеет более низкое значение рН (рН £ 10), то обработку раствором гидроксида натрия повторяют до достижения сильно щелочной реакции нижнего слоя в результате обработки. 5.4. Приготовление растворов для градуировки анализатора В делительную воронку вместимостью 50 см3 помещают 5 см3 поглотительного раствора, добавляют по каплям раствор соляной кислоты по п. 5.1.2 до рН 3 - 6 (контроль по универсальному индикатору), затем приливают 10 см3 бутилацетата и проводят экстракцию в течение 1 мин. Водный слой отбрасывают, а к органическому слою пипеткой добавляют 5 см3 раствора гидроксида натрия по п. 5.1.3 и экстрагируют в течение 1 мин. Полученный реэкстракт помещают в стаканчик, проверяют по универсальному индикатору рН раствора (должно быть > 10) и подкисляют по каплям раствором соляной кислоты по п. 5.1.2. Проверяют рН раствора по универсальному индикатору (должно быть 3 - 6). Полученный раствор (раствор № 1) используется для настройки режима «Фон» (установки значения параметра «J0»). Одновременно готовят аналогичным образом градуировочный раствор (раствор № 2), используя для этого 5 см3 раствора фенола с концентрацией 1 мг/дм3. Примечание. Если после реэкстракции фенола рН полученного раствора менее 10, то наблюдаются сильные потери фенола. В этом случае используемый для экстракции фенола растворитель необходимо предварительно промыть раствором гидроксида натрия по п. 5.1.3 до получения промывного раствора, имеющего сильно щелочную реакцию (рН > 10), а затем водой. 5.5. Градуировка анализатора и контроль градуировочной характеристики Градуировку прибора осуществляют путем измерения сигналов флуоресценции растворов, приготовленных по п. 5.4. При градуировке прибора и всех измерениях в канале возбуждения используют светофильтр № 1, а в канале регистрации - светофильтр № 3. Для модификаций «Флюорат-02-1» и «Флюорат-02-3» Установку режима «Фон» производят при помощи раствора № 1, а установление параметра «А» в режиме «Градуировка» (нажатием клавиши «Г») - при помощи раствора № 2. Параметр «С» задается равным 5,000. Допускается вводить известное значение «А» с клавиатуры прибора. Для модификаций «Флюорат-02-2М» и «Флюорат-02-3М» Входят в меню «Градуировка», устанавливают С0 = 0 и С1 = 5,000. Значение параметра «J0» устанавливают по раствору № 1, а «J1» - по раствору № 2. При этом значения параметров «С2» - «С6» и «J2» - «J6» должны быть равны нулю. При использовании других люминесцентных анализаторов градуировку и измерение проб производят в соответствии с руководством по эксплуатации. На стадии освоения методики градуировку анализатора производят ежедневно. При получении устойчивых положительных результатов (не менее 10 дней) допускается использовать градуировочную зависимость, заложенную в память анализатора. Для контроля градуировочной характеристики аналогичным образом готовят растворы, исходя из одной или нескольких контрольных смесей (см. табл.). Градуировка признается удовлетворительной, если расхождение между заданным и измеренным при помощи контролируемой градуировочной характеристики содержанием фенола не превышает 13 %. В противном случае необходимо заново произвести градуировку анализатора. Контроль градуировочной характеристики проводят непосредственно после градуировки анализатора. Таблица Смеси для контроля градуировочной характеристики и погрешности измерения
6. Выполнение измеренийПоглотительный раствор из поглотительного сосуда Рихтера переносят в делительную воронку вместимостью 50 см3, промывают сосуд дистиллированной водой и промывные воды присоединяют к основному раствору. Растворы, относящиеся к одной пробе (при отборе в два последовательно соединенных сосуда), объединяют. Приливают 10 см3 гексана и экстрагируют в течение 1 мин. После разделения слоев нижний водный слой переносят в другую делительную воронку. Слой гексана отбрасывают. К раствору в делительной воронке добавляют по каплям раствор соляной кислоты по п. 5.1.2 до рН 3 - 6 (осторожно: возможно вспенивание!), приливают 10 см3 бутилацетата и проводят экстракцию в течение 1 мин. Водный слой отбрасывают, а к органическому слою пипеткой добавляют 5 см3 раствора гидроксида натрия по п. 5.1.3 и реэкстрагируют в течение 1 мин. Полученный реэкстракт помещают в сухой стаканчик, проверяют по универсальному индикатору рН раствора (должно быть > 10) и подкисляют соляной кислотой по п. 5.1.2. Проверяют рН раствора по универсальному индикатору (должно быть 3 - 6) и переносят в кювету. Измеряют содержание фенола в пробе в режиме «Измерение». 7. Обработка результатов измеренийМассовую концентрацию фенола в пробе (X, мг/м3) вычисляют по формуле: Q - содержание фенола в поглотительном сосуде, мкг; V0 - объем воздуха, отобранного для анализа и приведенного к нормальным (исследование атмосферного воздуха; давление 760 мм рт.ст., температура 0 °С) или стандартным условиям (исследование воздуха рабочей зоны; давление 760 мм рт.ст., 20 °С), дм3. В свою очередь, V0 находят по формуле: t - температура воздуха при отборе пробы (на входе в аспиратор), °С; Р - атмосферное давление при отборе пробы, мм рт.ст. или кПа; G - коэффициент пересчета, равный 0,359 (анализ атмосферного воздуха) или 0,386 (анализ воздуха рабочей зоны) при измерении давления в мм рт.ст. При измерении давления в кПа он равен 2,7 и 2,9 соответственно; и - расход воздуха при отборе пробы, дм3/мин; t - длительность отбора пробы, мин. Если пробоотборное устройство непосредственно фиксирует объем воздуха (V, дм3), то в вышеприведенной формуле произведение ut заменяют на V. 8. Оформление результатов измеренийЗа окончательный результат анализа принимается результат измерения, вычисленный по формулам (1) и (2). Указывается значение погрешности результата (D, мг/м3): где (3) d - граница допускаемой погрешности измерения массовой концентрации фенола (п. 2), %. Результат измерений должен оканчиваться тем же десятичным разрядом, что и погрешность. Результаты измерений регистрируют в протоколах, в которых указывают: • ссылку на настоящий документ; • описание пробы (номер, источник, дата отбора и анализа, т.п.); • отклонения от текста методики при проведении измерений, если таковые имелись, и факторы, отрицательно влияющие на результаты анализа; • результат измерения и его погрешность; • фамилию исполнителя. 9. Контроль точности измерений9.1. Контроль стабильности градуировочной характеристики анализатора Контроль стабильности градуировочной зависимости проводится не реже 1 раза в месяц. Образцами для контроля служат свежеприготовленные смеси (табл. 1, смеси 2 - 7). Приготовление образца для контроля производится в соответствии с п. 5.4, исходя из 5 см3 смеси. Градуировочная характеристика признается стабильной, если выполняется условие: где (4) Q - измеренное значение массы фенола в 5 см3 контрольной смеси, мкг; т - аттестованное значение массы фенола в 5 см3 контрольной смеси, мкг; K - норматив контроля стабильности градуировочной зависимости, %. Во всем диапазоне измерений K = 15 %. При превышении норматива процедуру контроля повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их, после чего проводят заново градуировку анализатора по п. 5.5. 9.2. Контроль погрешности измерений с использованием источника микропотока Контроль погрешности измерений проводится не реже одного раза в год при наличии источника микропотока фенола по указанию руководителя лаборатории или контролирующей организации. Отбирают пробы согласно п. 5.2, измеряют массу фенола в пробе по п. 6 и рассчитывают массовую концентрацию фенола в пробе по п. 7. Измерения концентрации фенола считают соответствующими нормативу контроля погрешности, если выполняется условие: где (5) K0 - норматив контроля погрешности, %; Х - измеренное значение массовой концентрации фенола, мг/м3; С - аттестованное значение массовой концентрации фенола, мг/м3. Во всем диапазоне измерений K0 = 25 %. При превышении норматива контроля погрешности процедуру контроля повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, Приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их. Приложение А
|
Нормативы контроля |
||
сходимости d (n = 2), % |
воспроизводимости D (т = 2), % |
|
Алюминий |
||
от 0,01 до 0,05 включительно |
42 |
55 |
свыше 0,05 до 0,2 включительно |
20 |
35 |
свыше 0,2 до 5,0 включительно |
15 |
25 |
Цинк |
||
от 0,005 до 0,1 включительно |
28 |
34 |
свыше 0,1 до 2,0 включительно |
14 |
20 |
Бор |
||
от 0,05 до 0,1 включительно |
35 |
60 |
свыше 0,1 до 0,5 включительно |
20 |
40 |
свыше 0,5 до 2,5 включительно |
10 |
20 |
свыше 2,5 до 5,0 включительно |
5 |
12 |
Медь |
||
от 0,005 до 0,01 включительно |
25 |
60 |
свыше 0,01 до 0,1 включительно |
15 |
30 |
Железо общее |
||
от 0,05 до 1,0 включительно |
18 |
25 |
свыше 1,0 до 5,0 включительно |
14 |
20 |
Нитрит |
||
от 0,005 до 0,01 включительно |
25 |
50 |
свыше 0,01 до 0,05 включительно |
15 |
25 |
свыше 0,05 до 1,0 включительно |
12 |
20 |
свыше 1,0 до 5,0 включительно |
7 |
14 |
Фторид |
||
от 0,1 до 0,5 включительно |
15 |
20 |
свыше 0,5 до 1,0 включительно |
12 |
17 |
свыше 1,0 до 2,5 включительно |
8 |
11 |
Фенолы |
||
от 0,0005 до 0,001 включительно |
50 |
80 |
свыше 0,001 до 0,005 включительно |
35 |
55 |
свыше 0,005 до 0,02 включительно |
20 |
34 |
свыше 0,02 до 25,0 включительно |
10 |
14 |
Цинк |
||
от 0,005 до 0,1 включительно |
28 |
34 |
свыше 0,1 до 2,0 включительно |
14 |
20 |
АПАВ |
||
от 0,025 до 0,1 включительно |
50 |
65 |
свыше 0,1 до 1,0 включительно |
25 |
40 |
свыше 1,0 до 2,0 включительно |
15 |
25 |
Формальдегид |
||
от 0,02 до 0,5 включительно |
24 |
34 |
2. Контроль погрешности измерений
Периодичность контроля погрешности измерений зависит от количества рабочих измерений за контролируемый период и определяется планами контроля.
Образцами для контроля являются пробы природных и питьевых вод. Объем отобранной пробы для контроля должен соответствовать удвоенному объему, необходимому для проведения анализа по методике.
Отобранный объем делят на две равные части, первую из которых анализируют в точном соответствии с прописью методики и получают результат анализа исходной рабочей пробы - X, а во вторую часть делают добавку определяемого компонента и анализируют в точном соответствии с прописью методики, получая результат анализа рабочей пробы с добавкой - X¢.
Результаты анализа исходной рабочей пробы и рабочей пробы с добавкой получают по возможности в одинаковых условиях, т.е. их получает один аналитик с использованием одного набора мерной посуды, одной партии реактивов и т.д.
Величина добавки должна составлять от 50 до 150 % от содержания алюминия в исходной пробе. Если содержание алюминия в исходной пробе меньше нижней границы диапазона измерений (0,01 мг/дм3), то величина добавки должна в 2 - 3 раза превышать нижнюю границу диапазона измерений.
Величину добавки (Cд, мг/дм3) рассчитывают по формуле:
где (Б.2)
С0 - концентрация алюминия в стандартном образце (аттестованной смеси), использованном для внесения добавки, мг/дм3;
V0 - объем стандартного образца (аттестованной смеси), внесенного в качестве добавки, см3;
V - объем пробы, см3.
Объем добавки не должен превышать 5 % объема пробы. Решение об удовлетворительной погрешности принимают при выполнении условия:
где (Б.3)
Х - результат анализа рабочей пробы, мг/дм3;
X¢ - результат анализа рабочей пробы с добавкой алюминия, мг/дм3;
Сд - значение добавки алюминия, мг/дм3;
Kд - норматив контроля погрешности измерений, мг/дм3.
При внешнем контроле (Р = 0,95) норматив контроля вычисляют по формуле:
(Б.4)
DX, DX¢ - характеристика погрешности измерения массовой концентрации алюминия в исходной пробе и пробе с добавкой алюминия соответственно, мг/дм3:
DX = 0,01 × dX × X; DX¢ = 0,01 × dX¢ × X¢; где (Б.5)
dX, dX¢ - характеристика относительной погрешности измерения массовой концентрации алюминия в исходной пробе и пробе с добавкой алюминия соответственно (табл. 1), %.
Норматив контроля погрешности при внутрилабораторном контроле (Р = 0,90) вычисляют по формуле:
(Б.6)
При превышении норматива контроля погрешности процедуру контроля повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.