РД 52.04.837-2015. Руководящий документ. Массовая концентрация летучих ароматических углеводородов в атмосферном воздухе. Методика измерений методом высокоэффективной капиллярной газовой хроматографии с использованием анализа равновесного пара
(введен в действие Приказом Росгидромета от 02.02.2016 № 48)
Примечание
Действие данного документа продлено до 01.09.2027 Приказом Росгидромета от 02.12.2022 № 772. В соответствии с Методическим письмом «Обзор состояния работ по мониторингу загрязнения атмосферного воздуха в 2015 году» ФГБУ «ГГО» подготовлены поправки к данному документу. Документ введен в действие с 01.03.2016.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["Руководство по контролю загрязнения... (от 15.06.1978)"]:::rst n1["РД 52.04.186-89"]:::doc click n1 "https://bukva.ai/docs/rukovodstvo-rd-52-04-186-89" "РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы (утв. Госкомгидрометом СССР 01.06.1989, Главным государственным санитарным врачом СССР 16.05.1989)" n2["РД 52.04.837-2015"]:::doc click n2 "https://bukva.ai/docs/metodika-rd-52-04-837-2015" "РД 52.04.837-2015. Руководящий документ. Массовая концентрация летучих ароматических углеводородов в атмосферном воздухе. Методика измерений методом высокоэффективной капиллярной г" n1 --> n2 n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
Введен в действие Приказом Росгидромета от 2 февраля 2016 г. № 48
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЛЕТУЧИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ КАПИЛЛЯРНОЙ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АНАЛИЗА РАВНОВЕСНОГО ПАРА
Дата введения 1 марта 2016 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением «Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова» (ФГБУ «ГГО»)
2 РАЗРАБОТЧИКИ В.С. Титов (руководитель разработки), Т.П. Струкова (ответственный исполнитель)
с Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-производственное объединение „Тайфун“ (ФГБУ „НПО „Тайфун“) 28.12.2015;»
с Управлением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 29.12.2015
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 29.12.2015
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 02.02.2016 № 48
5 АТТЕСТОВАНА ФГБУ «НПО „Тайфун“»
Свидетельство об аттестации методики (метода) измерений № 18.15.837/01.00305-2011/2015 от 22.12.2015
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ФГБУ «НПО „Тайфун“ от 22.01.2016 за номером РД 52.04.837-2015»
8 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ 2021 год
1. Область применения
Настоящий руководящий документ устанавливает методику измерений массовой концентрации летучих ароматических углеводородов бензола, метилбензола, 1,2-диметилбензола, 1,3-диметилбензола, 1,4-диметилбензола, этилбензола, изопропилбензола (далее — определяемые компоненты) методом высокоэффективной капиллярной газовой хроматографии с использованием анализа равновесного пара (АРП) в пробах атмосферного воздуха в диапазонах измерений, приведенных в таблице 1.
Диапазоны измерений массовой концентрации определяемых компонентов в пробах атмосферного воздуха
Настоящий руководящий документ предназначен для применения в лабораториях, выполняющих измерения в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды.
2. Нормативные ссылки
В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 8.122-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Ротаметры. Методика поверки
ГОСТ 17.2.4.02-81 Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ
ГОСТ 26703-93 Хроматографы аналитические газовые. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы (Часть 1)
ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест
РМГ 76-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа
РМГ 61-2010 Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки
Примечание — Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделе 5 и приложении Б.
3. Термины и определения
В настоящем руководящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 метод высокоэффективной капиллярной газовой хроматографии: Физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами — неподвижной и подвижной (газообразной), протекающей через неподвижную. В высокоэффективной капиллярной газовой хроматографии используются кварцевые капиллярные колонки без носителя, а пленка неподвижной фазы наносится на внутреннюю поверхность колонки.
3.2 летучие ароматические углеводороды: Ароматические углеводороды, которые имеют достаточно высокое давление пара при нормальных условиях, чтобы в значимых концентрациях попадать в окружающую среду (помещение, атмосферу).
4. Требования к показателям точности измерений
4.1. Нормы погрешности измерений
По ГОСТ 17.4.02 пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой концентрации определяемых компонентов в атмосферном воздухе составляют +/- 25%.
4.2. Характеристики погрешности измерений
4.2.1 Погрешности измерений (при вероятности P = 0,95), установленные в РМГ-61, приведены в таблице 2.
Диапазон измерений, значения показателей повторяемости, воспроизводимости и точности методики
Примечание — Значения разовой и среднесуточной предельно допустимой концентрации определяемых компонентов в атмосферном воздухе населенных мест по ГН 2.1.6.1338 приведены в приложении А.
4.2.2 Пределы повторяемости и воспроизводимости приведены в таблице 3.
Диапазон измерений, значения показателей качества (количественная оценка) методики измерений — пределов повторяемости, воспроизводимости
5. Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам, реактивам
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы:
- комплекс аппаратно-программный для медицинских исследований на базе хроматографа Хроматэк-Кристалл 5000.2 или другого газового хроматографа, в состав газовой схемы которого входят капиллярный испаритель, пламенно-ионизационный детектор, четыре электронных регулятора расхода газа и один электронный регулятор давления газа;
- капиллярная колонка Zebron ZB-WAX 15m \times 0,32mm \times 0,50\mu m ;
- сорбент Полисорб-10 по ТУ 6-09-10-432-77 или HayeSep D;
- весы среднего (III) класса точности по ГОСТ Р 53228-2008, максимальная нагрузка не более 200 г, дискретность отсчета 0,001 г;
- электроаспиратор «Модель 822» по ТУ 25-11-1414-78, отградуированный на измерение расхода воздуха 0,5 дм3/мин с относительной погрешностью +/- 4% по ГОСТ 8.122-99;
- секундомер механический СОПпр-2а-3-000 по ТУ 25.1894.003-90;
- термометр STC/1/90/310 по ГОСТ Р 50117-92, пределы измерений от 90 °C до 310 °C (применяется при измерениях температуры термодесорбции по разделу 10);
- термометр STC/0,5/-5/+70 по ГОСТ Р 50117-92, диапазон измерений от минус 5 °C до 70 °C (применяется при измерениях температуры в помещении лаборатории по 9.2);
- колба 2-50-2 по ГОСТ 1770-74 - 2 шт.;
- пипетка 1-1-0,5 по ГОСТ 29169-91 - 2 шт.;
- пипетка 1-2-1, 1-2-2 по ГОСТ 29169-91 - 2 шт.;
- цилиндр 2-100-1 по ГОСТ 1770-74;
- микрошприц Hamilton 701 № вместимостью 10 мм3;
- шприц газоплотный Hamilton 1725 RN вместимостью 250 мм3;
- аттестованный раствор определяемых компонентов в уксусной кислоте, приготовленный по приложению Б;
- устройство для термодесорбции парами растворителей производства ФГБУ «ГГО»;
- партия приемных сосудов производства ФГБУ «ГГО» отличающихся по вместимости не менее чем на 5% — 8 шт.;
- сорбционная трубка СТ-005 производства ФГБУ «ГГО» — 8 шт.;
- шприц медицинский комбинированный со стеклянным поршнем вместимостью 1 см3 по ТУ 64-1-378-90;
- пробирка П4-5-14/23 ХС по ГОСТ 25336-82 — 10 шт.;
- ампулы стеклянные шприцевого наполнения типа ШПВ номинальной вместимостью 1 см3 по ОСТ 64-2-485-85 — 100 шт.;
- ампулы стеклянные шприцевого наполнения типа ШПВ номинальной вместимостью 5 см3 по ОСТ 64-2-485-85 — 20 шт.;
- электропечь трубчатая для микроанализа СУОЛ — 0.15.2.21-12МР по ТУ 16-531.641-78;
- лабораторный автотрансформатор ЛАТР-1М по ТУ 16-517.216-69 или регулятор температуры для электропечи, отградуированный с погрешностью +/- 5 °C в диапазоне от 100 °C до 200 °C;
- насос водоструйный по ГОСТ 25336-82 или вакуумный пластинчатороторный насос 2НВР-0,1Д по ТУ 3648-021-002185526-2001;
- вакуумметр, класс точности 0,4 по ГОСТ 2405-88;
- вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
- кислота уксусная х.ч. ледяная по ГОСТ 61-75;
- азот газообразный особой чистоты по ГОСТ 9293-74.
1 Допускается использование других средств измерений и вспомогательных устройств с аналогичными или лучшими метрологическими и техническими характеристиками.
2 Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативной документации с квалификацией не ниже указанной.
6. Метод измерений
Измерения массовой концентрации определяемых компонентов в атмосферном воздухе выполняют методом высокоэффективной капиллярной газовой хроматографии с использованием АРП [1] следующим образом:
- экстрагируют определяемые компоненты в сорбционной трубке СТ-005 из пробы анализируемого атмосферного воздуха, объем которой измеряют;
- реэкстрагируют определяемые компоненты из трубки с сорбентом в герметичный приемник и анализируют полученный реэкстракт на содержание определяемых компонентов методом высокоэффективной капиллярной газовой хроматографии с использованием капиллярной колонки с полярной неподвижной фазой (полиэфир типа Полиэтиленгликоль — 20 М) с последующей их регистрацией пламенно-ионизационным детектором. Качество результатов проведенного анализа подтверждают методом АРП с заменой газовой фазы согласно 14.5.
7. Требования безопасности, охраны окружающей среды
При выполнении измерений массовой концентрации определяемых компонентов в атмосферном воздухе руководствуются правилами [2] и требованиями безопасности, установленными в руководстве по эксплуатации хроматографа [3]. При работе с газами в баллонах под давлением соблюдают правила [4].
8. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке их результатов допускают лиц с высшим профессиональным образованием, либо средним профессиональным образованием и стажем работы в лаборатории не менее трех лет, владеющих методом высокоэффективной капиллярной газовой хроматографии и освоивших методику измерений.
9. Требования к условиям измерений
9.1 При выполнении измерений температуры анализируемого атмосферного воздуха и атмосферного давления, необходимых для вычисления объема отобранной пробы атмосферного воздуха при нормальных условиях по формуле (4), соблюдают условия отбора пробы атмосферного воздуха по РД 52.04.186 (таблица 4.2):
- температура анализируемого атмосферного воздуха от минус 55 °C до 45 °C;
- напряжение электропитания (220 +/- 20) В, частота (50 +/- 0,5) Гц.
9.2 При выполнении измерений, необходимых для вычисления массы каждого из определяемых компонентов в отобранной пробе атмосферного воздуха, в помещении лаборатории соблюдают условия по ГОСТ 26703: - температура окружающей среды, °C ............. (20 +/- 5); - атмосферное давление, кПа .................... от 84 до 106; - относительная влажность воздуха, % ........... от 30 до 80.
10. Подготовка к выполнению измерений
10.1. Подготовка измерительной аппаратуры
10.1.1 Градуируют ротаметр электроаспиратора по ГОСТ 8.122 и наносят на его шкалу фломастером горизонтальную отметку толщиной не более 1 мм, соответствующую расходу 0,50 дм3/мин. Градуировку проверяют после каждой очередной поверки электроаспиратора.
10.1.2 Устанавливают в термостат хроматографа капиллярную колонку Zebron ZB-WAX и собирают остальную часть газовой схемы, руководствуясь следующим режимом работы хроматографа:
- продолжительность анализа 10 мин;
- температура испарителя 150 °C;
- температура термостата колонок 80 °C;
- температура детектора 250 °C;
- давление газа-1 (давление азота на входе в капиллярную колонку) 15 кПа;
- расход газа-2 (сброс пробы) 20 см3/мин;
- расход газа-3 (поддув азота в детектор) 30 см3/мин;
- расход газа-4 (водорода) 20 см3/мин;
- расход газа-6 (воздуха) 300 см3/мин.
10.2. Приготовление градуировочных растворов
10.2.1 Для приготовления градуировочных растворов выполняют следующие операции:
а) для приготовления градуировочного раствора № 1 в колбу 2-50-2 заливают от 20 до 30 см3 уксусной кислоты, вслед за которой пипеткой 1-2-2 вносят в колбу 2 см3 аттестованного раствора определяемых компонентов в уксусной кислоте, приготовленного по методике, установленной в приложении Б;
б) выдерживают колбу в течение часа при температуре (20 +/- 2) °C, добавляют в нее уксусной кислоты до метки и перемешивают содержимое колбы, переворачивая ее вверх-вниз не менее пяти раз;
в) в каждую из шести пробирок П4-5, пронумерованных последовательно от № 2 до № 7, заливают пипеткой 1-2-2 по 2 см3 уксусной кислоты;
г) той же пипеткой в пробирку № 2 вносят 2 см3 градуировочного раствора № 1 и перемешивают содержимое пробирки получая градуировочный раствор № 2;
д) 2 см3 градуировочного раствора № 2 переносят в пробирку № 3 и перемешивают ее содержимое. Аналогично, путем последовательного двукратного разбавления, готовят градуировочные растворы № 4 — № 7.
10.2.2 Значения массовой концентрации определяемых компонентов в градуировочных растворах № 1 — № 7 приведены в таблице 4.
Значения массовой концентрации определяемых компонентов в градуировочных растворах № 1 — № 7
10.2.3 Аттестованный раствор определяемых компонентов в уксусной кислоте по приложению Б и приготовленные из него градуировочные растворы № 1 — № 7 используют в течение суток для установления градуировочной характеристики по 10.3, а остатки этих растворов хранят в запаянных стеклянных ампулах в защищенном от света месте не более одного года.
10.3. Установление градуировочной характеристики
Для подготовки пробы градуировочного раствора к анализу выполняют следующие операции:
а) в приемный сосуд устройства для термодесорбции парами растворителей, изображенного на рисунке 1 поз. 14, вводят медицинским шприцем 1 см3 дистиллированной воды;
б) герметизируют приемный сосуд накидной гайкой с прокладкой из вакуумной резины, прокалывают ее иглой микрошприца Hamilton 701 № и вводят в приемный сосуд 10 мм3 каждого из градуировочных растворов № 1 — № 7, начиная с градуировочного раствора № 7, после чего иглу микрошприца из прокладки вынимают. Масса определяемого компонента в 10 мм3 градуировочного раствора Mгр, мг, введенная в приемный сосуд, вычисляется по формуле
где V — объем градуировочного раствора, см3;
C — массовая концентрация определяемого компонента в градуировочном растворе по таблице 4, мг/см3;
в) выдерживают приемный сосуд на торце накидной гайки от 10 до 15 мин при комнатной температуре (20 +/- 5) °C и перемешивают его содержимое путем встряхивания;
г) вводят в приемный сосуд газоплотным шприцем Hamilton 1725 RN 250 мм3 окружающего воздуха и, не вынимая иглы шприца из проколотой им прокладки приемного сосуда, отбирают из него пробу газовой фазы объемом 250 мм3;
д) пробу газовой фазы объемом 250 мм3, отобранную из приемного сосуда, анализируют, для чего ее вводят в испаритель хроматографа, подготовленного к выполнению измерений согласно 10.1.2. В результате анализа получают хроматограмму, на которой определяют автоматически или измеряют вручную площади пиков определяемых компонентов;
е) хроматограммы, полученные в результате анализов градуировочных растворов № 1 — № 7 и аттестованного раствора определяемых компонентов в уксусной кислоте по приложению Б, используют для установления градуировочной характеристики хроматографа. Ее представляют в виде градуировочного графика, построенного для каждого определяемого компонента согласно формуле
где M — масса определяемого компонента, введенная в приемный сосуд, мкг;
H — площадь или высота пика определяемого компонента на хроматограмме в единицах площади или высоты пика;
K — градуировочный коэффициент определяемого компонента, вычисленный по результатам анализов проб градуировочных растворов № 1 — № 7 и аттестованного раствора определяемых компонентов в уксусной кислоте по приложению Б.
1, 11, 12 — накидная гайка; 2 — штуцер для ввода растворителя; 3 — трубчатая печь; 4 — пробка испарителя; 5 — наполнитель испарителя; 6 — испаритель; 7, 10, 13 — штуцер; 8 — сорбент; 9 — сорбционная трубка СТ-005; 14 — приемный сосуд; 15, 21 — прокладка из вакуумной резины; 17, 18 — прокладка из силиконовой резины; 16 — игла медицинского шприца; 19 — алюминиевая прокладка; 20 — резиновое кольцо
Рисунок 1 — Устройство для термодесорбции парами растворителей
1 Градуировочная характеристика является приемлемой, если вычисленная с ее помощью относительная погрешность результата измерения массы определяемого компонента в приемном сосуде не превышает +/- 9% для всех определяемых компонентов и всех градуировочных растворов. Добиваются выполнения этого условия путем ремонта хроматографа или разбивают градуировочный график на несколько диапазонов, в каждом из которых данное условие выполняется.
2 Допустимое изменение температуры в процессе анализов проб градуировочных растворов и отобранных проб атмосферного воздуха составляет +/- 2 °C. Исключить необходимость повторения градуировки хроматографа при изменении температуры в лаборатории более чем на 2 °C можно путем термостатирования приемных сосудов.
3 Пример хроматограммы градуировочного раствора приведен в приложении В.
10.4. Подготовка сорбционной трубки СТ-005 к отбору проб атмосферного воздуха
10.4.1 Устройство сорбционной трубки СТ-005 в сборе с элементами ее герметизации (накидными гайками поз. 1, штуцерами поз. 2, резиновыми и алюминиевыми прокладками поз. 6 и поз. 7) изображено на рисунке 2.
1 — накидная гайка; 2 — штуцер; 3 — стекловата; 4 — корпус; 5 — сорбент; 6 — прокладка из силиконовой резины; 7 — прокладка из алюминиевой фольги
Рисунок 2 — Сорбционная трубка СТ-005
10.4.2 С помощью устройства для термодесорбции парами растворителей, изображенного на рисунке 1, сорбционную трубку СТ-005 поз. 9 продувают водяным паром в соответствии с разделом 11. Продутая водяным паром сорбционная трубка считается холостой пробой. Массу каждого из определяемых компонентов в этой пробе измеряют по разделу 11 и доводят до требуемого уровня, указанного в 14.3, путем повторной продувки водяным паром или азотом при температуре (175 +/- 5) °C. Срок хранения холостой пробы составляет один месяц. При большем сроке хранения подготовку сорбционной трубки СТ-005 к отбору проб атмосферного воздуха повторяют.
10.5. Отбор пробы атмосферного воздуха
Для проведения отбора пробы атмосферного воздуха выполняют следующие операции:
- отвинчивают накидные гайки поз. 1, 11, 12 на концах сорбционной трубки СТ-005 и присоединяют ее к аспиратору в соответствии с обозначенным на сорбционной трубке направлением потока воздуха;
- пропускают через сорбционную трубку СТ-005 в течение 20 мин 10 дм3 анализируемого атмосферного воздуха с расходом 0,5 дм3/мин, герметизируют концы трубки накидными гайками и отправляют в лабораторию для выполнения измерений массовой концентрации каждого из определяемых компонентов в отобранной пробе атмосферного воздуха в соответствии с разделом 11.
Примечание — Срок хранения отобранной пробы в помещении лаборатории при соблюдении в нем условий, указанных в разделе 9, составляет 1 мес.
11. Порядок выполнения измерений
При выполнении измерений массовой концентрации определяемых компонентов в отобранной пробе атмосферного воздуха проводят следующие операции:
а) руководствуясь рисунком 1, в приемный сосуд поз. 14 медицинским шприцем вместимостью 1 см3 вводят 0,1 см3 дистиллированной воды и герметично соединяют приемный сосуд с сорбционной трубкой СТ-005 поз. 9 и испарителем поз. 6;
б) иглой медицинского шприца, соединенной с вакуумным или пластинчато-роторным вакуумным насосом, прокалывают прокладку поз. 21 испарителя поз. 6 и откачивают из него, сорбционной трубки СТ-005 и приемного сосуда воздух до остаточного давления от 1 до 10 кПа, затем иглу вынимают. Проколотое в прокладке испарителя отверстие перекрывается за счет упругости прокладки;
в) сорбционную трубку и испаритель помещают в трубчатую печь, нагретую до (175 +/- 5) °C. Перед нагревом печь устанавливают с наклоном к горизонту так, чтобы вода, введенная в приемный сосуд, заполнила его шейку;
г) медицинским шприцем вместимостью 1 см3 вводят в испаритель 1,0 см3 дистиллированной воды. Пары воды из испарителя поступают в сорбционную трубку, вытесняют определяемые вещества в приемный сосуд и конденсируются в нем. Продувку водяным паром осуществляют в направлении, обратном направлению отбора пробы;
д) по окончании процесса термодесорбции, после охлаждения приемного сосуда, его снимают с иглы и устанавливают вертикально на торец гайки, вынимают из печи испаритель и трубку, которую после охлаждения герметизируют накидными гайками;
е) выдерживают приемный сосуд при комнатной температуре (20 +/- 5) °C от 10 до 15 мин. Отвинчивают накидную гайку и соединяют его с окружающей атмосферой. Убеждаются в наличии вакуума по пузырькам воздуха и завинчивают накидную гайку;
ж) перемешивают содержимое приемного сосуда путем встряхивания;
и) вводят в приемный сосуд газоплотным шприцем Hamilton 1725 RN 250 мм3 окружающего воздуха и, не вынимая иглы шприца из проколотой им прокладки приемного сосуда, отбирают из него пробу газовой фазы объемом 250 мм3;
к) пробу газовой фазы объемом 250 мм3, отобранную из приемного сосуда, анализируют согласно перечислению д) 10.3. В результате анализа получают хроматограмму, на которой измеряют площади пиков определяемых компонентов и по формуле (2) вычисляют массу каждого из них в приемном сосуде, то есть, в отобранной пробе атмосферного воздуха.
12. Вычисление результатов измерений
12.1 Массовую концентрацию определяемого компонента в отобранной пробе атмосферного воздуха, мг/м3, вычисляют по формуле
\rho = \frac{\text{М}}{V_{0}} , (3)
где M — масса определяемого компонента в отобранной пробе атмосферного воздуха, измеренная по перечислению и) раздела 11, мг;
V0 — объем отобранной пробы атмосферного воздуха, м3, приведенный к нормальным условиям: температуре t = 0 °C (T0 = 273 °К) и давлению P = 760 мм рт. ст. (101,3 кПа), м3.
Расчет V0, м3, производят по формуле
V_{0} = \frac{T_{0}P}{P_{0}(273 + t)} u(\tau_{1} - \tau_{2}), (4)
где P — атмосферное давление при отборе пробы воздуха, мм рт. ст. или кПа;
t — температура воздуха на входе в ротаметр аспиратора, °C;
u — расход воздуха при отборе пробы, м3/мин;
\tau_{1} и \tau_{2} — время начала и конца отбора пробы, мин.
12.2 Исходные данные для вычислений по формулам (3) и (4) целесообразно внести в паспорт хроматограммы [5].
12.3 Результаты анализа следует обработать автоматически для каждого из определяемых компонентов [5].
13. Оформление результатов измерений
13.1 Массовую концентрацию определяемого компонента в отобранной пробе атмосферного воздуха, вычисленную по формуле (3), представляют с указанием границ погрешности результата измерений и принятой доверительной вероятности P = 0,95 в следующем виде
\rho \pm 0,25\rho , мг/м3 (5) (P = 0,95),
где \pm 0,25\rho — границы погрешности результата измерения в единицах мг/м3.
13.2. Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристик погрешности. Последние не должны содержать более двух значащих цифр.
14. Контроль качества результатов измерений
14.1. Общие положения
Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:
- оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости и погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднего квадратического отклонения повторяемости, внутрилабораторной прецизионности, погрешности по ГОСТ Р ИСО 5725-6 и рекомендациям РМГ-76).
14.2. Контроль стабильности градуировочной характеристики
14.2.1 Стабильность градуировочной характеристики контролируют всякий раз после очередного включения хроматографа и подготовки его к проведению измерений по 11.
14.2.2 Средствами контроля являются три градуировочных раствора, соответствующие началу, середине и концу диапазона измерений.
14.2.3 Действуя по перечислениям от а) до е) по 10.3, измеряют массу определяемого компонента в 10 мм3 контрольного раствора M, мг.
14.2.4 Результат контрольной процедуры Кгр, %, рассчитывают по формуле
\text{К}_{\text{гр}} = 100 \frac{|\text{М } - \text{М}_{\text{гр}}|}{\text{М}_{\text{гр}}} , (6)
где M — масса определяемого компонента, вычисленная по формуле (2) на основе результата анализа контрольного раствора, мг;
Mгр — масса определяемого компонента в 10 мм3 градуировочного раствора, вычисленная по формуле (1), мг.
Результат контрольной процедуры должен удовлетворять условию
\text{К}_{\text{гр}} \leq \sigma_{r}, (7)
где \sigma_{r} — показатель повторяемости измерений, численное значение которого приведено в таблице 2.
14.2.5 При невыполнении данного условия необходимо установить новую градуировочную характеристику хроматографа по 10.3.
14.3. Контроль холостых проб
14.3.1 Холостую пробу (сорбционную трубку СТ-005, подготовленную по 10.4 к отбору проб атмосферного воздуха) анализируют по разделу 11. Масса определяемого компонента в холостой пробе, вычисленная по формуле (2), не должна превышать 0,02 мкг для бензола и 0,01 мкг для остальных определяемых компонентов.
14.3.2 При невыполнении данного условия продувку холостой пробы водяным паром по перечислению г) раздела 11 повторяют.
14.4. Контроль эффективности термодесорбции определяемых компонентов
14.4.1 Контроль эффективности термодесорбции определяемых компонентов проводят:
- после очередной градуировки хроматографа;
- ежегодно перед очередным внешним контролем, сравнивая результаты измерений массы определяемого вещества в контрольной пробе атмосферного воздуха с заданным значением этой массы.
14.4.2 Для приготовления контрольной пробы атмосферного воздуха:
- подготавливают сорбционную трубку СТ-005 по 10.4 к отбору проб атмосферного воздуха;
- отбирают микрошприцем Hamilton 701 № 10 мм3 градуировочного раствора и вводят его в тот конец трубки, через который в нее поступает поток анализируемого атмосферного воздуха. Игла микрошприца должна войти в слой сорбента на глубину около 1 см;
- присоединяют сорбционную трубку к аспиратору и продувают через нее 10 дм3 чистого воздуха в направлении, обозначенном на трубке. Для продувки можно использовать воздух из комнаты, если на вход сорбционной трубки поставить фильтр. В качестве фильтра можно применить вторую сорбционную трубку, подготовленную по 10.4 к отбору проб атмосферного воздуха;
- после пропускания 10 дм3 чистого воздуха сорбционную трубку с полученной контрольной пробой отсоединяют от фильтра и аспиратора, десорбируют внесенные в сорбционную трубку определяемые компоненты и измеряют массу каждого из них в приемном сосуде по разделу 11.
14.4.3 Результат контрольной процедуры Кдес, %, рассчитывают по формуле
\text{К}_{\text{дес}} = 100 \frac{|\text{М } - \text{М}_{\text{гр}}|}{\text{М}_{\text{гр}}} , (8)
где M — масса определяемого компонента в приемном сосуде, вычисленная по формуле (2) на основе результата анализа контрольной пробы атмосферного воздуха, мг;
Mгр — масса определяемого компонента в 10 мм3 градуировочного раствора, вычисленная по формуле (1), мг.
14.4.4 Результат контрольной процедуры, должен удовлетворять условию
\text{К}_{\text{дес}} \leq \delta, (9)
где \delta — показатель точности методики, указанный в таблице 2.
14.4.5 При невыполнении данного условия измерение повторяют.
14.5. Проверка правильности идентификации пика определяемого компонента на хроматограмме
14.5.1 Для проверки правильности идентификации определяемого компонента на хроматограмме методом АРП выполняют следующие операции и расчеты:
а) из приемного сосуда с отобранной пробой атмосферного воздуха, проанализированной по разделу 11, путем вакуумирования удаляют газовую фазу и восполняют вакуум окружающим воздухом до атмосферного давления. Операцию замены газовой фазы в приемном сосуде осуществляют с помощью вакуумного пластинчатороторного насоса, который применяется в методике измерений при подготовке пробы атмосферного воздуха к анализу по разделу 11;
б) встряхивают приемный сосуд для перемешивания его содержимого после замены газовой фазы и выполняют контрольный анализ отобранной пробы атмосферного воздуха по разделу 11;
в) аналогичный контрольный анализ выполняют для пробы градуировочного раствора с близким содержанием определяемого компонента;
г) площадь пика определяемого компонента, измеренную при анализе отобранной пробы атмосферного воздуха, делят на площадь пика определяемого компонента, измеренную при контрольном анализе этой пробы. То же самое делают и при контрольном анализе пробы градуировочного раствора.
14.5.2 При правильной идентификации пика определяемого компонента на хроматограмме результаты деления (а также числа теоретических тарелок) для отобранной пробы атмосферного воздуха и для пробы градуировочного раствора должны различаться между собой не более чем на 25% и соответствовать пределу повторяемости для двух результатов параллельных определений r, %, приведенному в таблице 3.
15. Проверка приемлемости результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости
Проверка приемлемости проводится при необходимости сравнения результатов измерений, полученных двумя лабораториями. Расхождение между этими результатами не должно превышать 36% (предел воспроизводимости для двух результатов измерений, указанный в таблице 3). При выполнении этого условия приемлемы оба результата измерений и в качестве окончательного может быть использовано их общее среднее значение.
16. Затраты времени на выполнение измерений
Затраты времени на выполнение измерений массовой концентрации определяемых компонентов в десяти пробах атмосферного воздуха составляют 10 ч.
МАКСИМАЛЬНАЯ РАЗОВАЯ И СРЕДНЕСУТОЧНАЯ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ АТТЕСТОВАННОГО РАСТВОРА ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ В УКСУСНОЙ КИСЛОТЕ
Б.1 Назначение и область применения
Настоящая методика регламентирует процедуру приготовления аттестованного раствора определяемых компонентов в уксусной кислоте, предназначенного для метрологического обеспечения измерений массовой концентрации этих компонентов в атмосферном воздухе, а именно: для установления градуировочной характеристики хроматографа по 10.3 и для контроля качества результатов измерений по разделу 14.
Б.2 Метрологические характеристики
Метрологические характеристики аттестованного раствора определяемых компонентов в уксусной кислоте приведены в таблице Б.1.
Метрологические характеристики аттестованного раствора
Б.3 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы
Б.3.1 Термометр STC/0,5/-5/+70 по ГОСТ Р 50117-92, диапазон измерений от минус 5 °C до 70 °C (применяется при измерениях температуры в помещении лаборатории).
Б.3.2 Пипетка 1-1-0,5 по ГОСТ 29169-91.
Б.3.3 Колба 2-50-2 по ГОСТ 1770-74.
Б.4 Исходные компоненты аттестованного раствора
Б.4.1 Государственный стандартный образец состава бензола с массовой долей основного вещества не менее 99,3% ГСО 7141-95.
Б.4.2 Государственный стандартный образец состава толуола (метилбензола) с массовой долей основного вещества не менее 99,7% ГСО 7814-2000.
Б.4.3 Стандартный образец состава этилбензола СОП 0034-03 СТХ с массовой долей основного вещества не менее 99,5%.
Б.4.4 Стандартный образец состава орто-ксилола (1,2-диметилбензола) СОП 0020-03 СТХ с массовой долей основного вещества не менее 99,3%.
Б.4.5 Стандартный образец состава мета-ксилола (1,3-диметилбензола) СОП 0015-03 СТХ с массовой долей основного вещества не менее 99,5%.
Б.4.6 Стандартный образец состава пара-ксилола (1,4-диметилбензола) СОП 0022-03 СТХ с массовой долей основного вещества не менее 99,5%.
Б.4.7 Стандартный образец состава изопропилбензола СОП 0014-03 СТХ с массовой долей основного вещества не менее 99,5%.
Б.4.8 Кислота уксусная х.ч. ледяная по ГОСТ 61-75.
Б.5 Процедура приготовления аттестованного раствора
Б.5.1 Перед проведением операций по приготовлению аттестованного раствора все его исходные компоненты выдерживают в течение часа при температуре (20 +/- 2) °C.
Б.5.2 В колбу 2-50-2 заливают от 20 до 30 см3 уксусной кислоты.
Б.5.3 Пипеткой 1-1-0,5 вводят в колбу по 0,5 см3 каждого из определяемых компонентов и добавляют в нее уксусной кислоты до метки.
Б.5.4 Перемешивают содержимое колбы, переворачивая ее вверх дном и возвращая назад не менее пяти раз. Полученному в колбе аттестованному раствору определяемых компонентов в уксусной кислоте приписывают метрологические характеристики, указанные в таблице Б.1.
При приготовлении аттестованного раствора соблюдают требования безопасности, установленные в руководстве [3].
Б.7 Требования к квалификации операторов
Аттестованный раствор должен готовить специалист с высшим профессиональным образованием.
На склянке с приготовленным аттестованным раствором должна быть наклеена этикетка с указанием условного обозначения этого раствора, его метрологических характеристик, указанных в таблице Б.1, и даты приготовления.
Аттестованный раствор хранят в запаянных ампулах в защищенном от света месте не более одного года.
ПРИМЕР ХРОМАТОГРАММЫ ПРОБЫ ГРАДУИРОВОЧНОГО РАСТВОРА
1 — бензол; 2 — метилбензол; 3 — этилбензол; 4 — 1,4-диметилбензол; 5 — 1,3-диметилбензол; 6 — изопропилбензол; 7 — 1,2-диметилбензол
Рисунок В.1 — Хроматограмма градуировочного раствора определяемых компонентов на колонке Zebron ZB-WAX
БИБЛИОГРАФИЯ
1. В.С. Титов, Т.П. Струкова. Способ определения состава смеси летучих веществ. А.с. № 1269015. — Бюл. изобр. — 1986. — № 41
2. Правила по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983
3. Хроматограф Хроматэк-Кристалл 5000 исполнение 2. Руководство по эксплуатации. Часть 2. 214.2.840.039-01РЭ1. Использование по назначению. ЗАО СКБ Хроматэк, 2006
4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116
5. Хроматографические аппаратно-программные комплексы СКБ Хроматэк. Программное обеспечение Хроматэк Аналитик 2.5/1.5. Руководство пользователя 214.00045-51И. Книга 2. — Программа обработки. Версия 2.5. — ЗАО СКБ Хроматэк, 2006
------------------------------------------------------------------