МУК 4.1.1044а-01. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Газохроматографическое определение акрилонитрила, ацетонитрила, диметиламина, диметилформамида, диэтиламина, пропиламина, триэтиламина и этиламина в воздухе. Методические указания

(утв. Минздравом России 05.06.2001)

Утверждаю Главный государственный

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКРИЛОНИТРИЛА, АЦЕТОНИТРИЛА, ДИМЕТИЛАМИНА, ДИМЕТИЛФОРМАМИДА, ДИЭТИЛАМИНА, ПРОПИЛАМИНА, ТРИЭТИЛАМИНА И ЭТИЛАМИНА В ВОЗДУХЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.1044а-01

Дата введения 1 октября 2001 года

1. Подготовлен НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН авторским коллективом под руководством А.Г. Малышевой (А.Г. Малышева, Н.П. Зиновьева, А.А. Беззубов, Т.И. Голова).

2. Утвержден и введен в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации — Первым заместителем министра здравоохранения Российской Федерации — Г.Г. Онищенко 5 июня 2001 г.

Сборник методических указаний по определению концентраций химических веществ предназначен для использования органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора при осуществлении аналитического контроля химического загрязнения атмосферного воздуха, производственными лабораториями, исследовательскими институтами, работающими в области гигиены окружающей среды.

Включенные в сборник методические указания могут быть использованы также при аналитическом контроле загрязнения воздушной среды жилых и общественных зданий.

Сборник методических указаний разработан в соответствии с требованиями ГОСТа Р 8.563-96 «Методики выполнения измерений», ГОСТа 17.0.0.02-79 «Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные положения», ГОСТа 17.2.4.02-81 «Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ».

Методики выполнены с использованием современных физико-химических методов исследования, метрологически аттестованы и дают возможность контролировать содержание химических веществ в атмосферном воздухе или воздухе помещений жилых и общественных зданий с нижним пределом обнаружения на уровне (не выше 0,8 ПДК или ОБУВ) гигиенических нормативов, принятых для атмосферного воздуха населенных мест.

Методические указания одобрены и рекомендованы секцией по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды Проблемной комиссии «Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды» и Бюро Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха или воздушной среды жилых и общественных зданий для определения содержания:

• диметиламина, диметилформамида и этиламина в диапазоне концентраций 0,001 — 0,1 мг/м3;
• акрилонитрила и диэтиламина в диапазоне концентраций 0,01 — 1,0 мг/м3;
• ацетонитрила, пропиламина и триэтиламина в диапазоне концентраций 0,05 — 2,0 мг/м3.

Физико-химические свойства веществ и их гигиенические нормативы представлены в табл. 1.

1. ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ

Методика обеспечивает выполнение измерений акрилонитрила, ацетонитрила, диметиламина, диметилформамида, диэтиламина, пропиламина, триэтиламина и этиламина с погрешностью +/- 15% при доверительной вероятности 0,95.

Таблица 1

Свойства веществ и их гигиенические нормативы

3.1 Средства измерений

Редуктор водородный

ТУ 26-05-463-76

Редуктор кислородный

ТУ 26-05-235-70

Сорбционная трубка из термостойкого стекла длиной 80 — 82 мм внутренним диаметром 4 мм с узким отверстием (1 — 1,5 мм) у одного конца и толщиной стенки 1 мм

Хроматографические стеклянные колонки с внутренним диаметром 4 мм длиной 1 или 3 м

Холодильник со льдом

Четырехходовой кран, соединенный с дополнительной съемной крышкой испарителя

Эксикатор

3.3 Материалы

4.1. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации приборов, используемых в настоящей методике.

4.2. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.

4.3. При съеме разогретой крышки испарителя на руки надевают хлопчатобумажные перчатки.

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 +/- 5) °C, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80%;
• выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографических колонок и сорбционных трубок, подготовка газовой линии, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1 Приготовление растворов

Исходный раствор N 1 диметиламина, диметилформамида и этиламина для градуировки (c = 10 мг/см3). 250 мг каждого соединения вносят в колбу вместимостью 25 см3, доводят до метки этанолом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 неделя.

Исходный раствор N 2 акрилонитрила и диэтиламина для градуировки (c = 10 мг/см3). 250 мг каждого соединения вносят в колбу вместимостью 25 см3, доводят до метки этанолом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 неделя.

Исходный раствор N 3 ацетонитрила, пропиламина и триэтиламина для градуировки (c = 10 мг/см3). 250 мг каждого соединения вносят в колбу вместимостью 25 см3, доводят до метки этанолом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 неделя.

Рабочий раствор N 1 диметиламина, диметилформамида и этиламина для градуировки (c = 0,1 мг/см3). 1 см3 исходного раствора N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки этанолом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 неделя.

7.2 Подготовка хроматографической колонки

Хроматографические колонки и сорбционные трубки перед заполнением насадками промывают горячей дистиллированной водой, 10 см3 ацетона, высушивают в токе инертного газа.

Для разделения компонентов используют одну из двух рекомендуемых колонок:

• колонку N 1 длиной 1 м, заполненную сорбентом Chromosorb 103;
• колонку N 2 длиной 3 м, заполненную сорбентом Gas Chrom R с жидкой фазой АТ 223.

Заполнение колонок проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают стекловолокном и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 20 см3/мин при температуре 160 °C в течение 18 - 24 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии мешающих влияний колонка готова к работе.

Сорбционную трубку заполняют сорбентом Chromosorb 106 или 103, прогретым предварительно в течение 2 - 3 часов при 250 °C. Сорбент фиксируют в трубке с двух сторон стекловолокном. Кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 10 см3/мин при температуре 250 °C в трубчатой электропечи в течение 24 часов; затем трубку выводят из зоны нагрева и, не прерывая потока газа-носителя, охлаждают до комнатной температуры. Трубки с заглушенными концами хранят в течение 2 недель в промытом и просушенном эксикаторе, на дно которого насыпаны слой сухого силикагеля и мешочки с активированным углем.

7.3 Подготовка газовой линии к анализу

В схему газовой линии прибора подключают четырехходовой кран, один конец которого соединен с линией газа-носителя, второй - с верхом корпуса испарителя, третий - заглушен, четвертый выход соединяют с дополнительной съемной крышкой испарителя.

В дополнительной крышке испарителя устанавливают уплотняющее кольцо, герметизирующее сорбционную трубку во внутреннем объеме испарителя.

В первом положении крана газ-носитель поступает в испаритель через верх его корпуса и далее в хроматографическую колонку, во втором положении - через дополнительную крышку, сорбционную трубку и также в хроматографическую колонку.

В среднем положении крана поток газа-носителя прерывается и не поступает в испаритель и колонку.

7.4 Установление градуировочной характеристики

Градуировочные характеристики устанавливают на градуировочных растворах акрилонитрила, ацетонитрила, диметиламина, диметилформамида, диэтиламина, пропиламина, триэтиламина и этиламина (эффективность сорбции на сорбенте более 95%) методом абсолютной градуировки. Они выражают зависимость площади пика соответствующего вещества на хроматограмме (мм2 - при ручном расчете или мВ с - при автоматическом обсчете с использованием программно-аппаратного комплекса) от содержания (мкг) по 6-ти сериям растворов для градуировки. Каждая серия состоит из 6 растворов.

Градуировочные растворы диметиламина, диметилформамида и этиламина готовят в мерных колбах вместимостью 100 см3. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор N 1 для градуировки в соответствии с табл. 2, доводят объем этанолом до метки и тщательно перемешивают.

Градуировочные растворы акрилонитрила и диэтиламина готовят в мерных колбах вместимостью 100 см3. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор N 2 для градуировки в соответствии с табл. 3, доводят объем этанолом до метки и тщательно перемешивают.

Градуировочные растворы ацетонитрила, пропиламина и триэтиламина готовят в мерных колбах вместимостью 100 см3. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор N 3 для градуировки в соответствии с табл. 4, доводят объем этанолом до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения всех градуировочных растворов - 1 неделя.

На сорбент через узкое отверстие в сорбционной трубке на глубину 5 - 8 мм вводят 1 мм3 одного из градуировочных растворов. Затем вставляют трубку (широким концом) в уплотняющее кольцо съемной крышки испарителя, соединенной с четырехходовым краном; прерывают поток газа-носителя этим краном. Отвернув крышку на испарителе, быстро вводят в него трубку, закрывают испаритель дополнительной крышкой и одновременно включают секундомер. Через 10 с поворачивают кран-переключатель и газ-носитель, проходя через крышку испарителя, выталкивает смесь из трубки в хроматографическую колонку. Определение соединений проводят на одной из рекомендуемых колонок в следующих условиях:

температура термостата колонки N 1 программируется от 70 °C (8 мин изотерма) до 140 °C (20 мин изотерма) со скоростью 5 град/мин;

температура термостата колонки N 2 программируется от 90 °C (8 мин изотерма) до 140 °C (20 мин изотерма) со скоростью 5 град/мин;

температура испарителя 210 °C;

расход газа-носителя (азота) 20 см3/мин.

Шкала измерителя тока усилителя детектора - 2 \times 10^{10}A ;

скорость движения диаграммной ленты - 240 мм/ч;

• диметиламин - 6 мин 48 с, этиламин - 9 мин 04 с, пропиламин - 12 мин 55 с, ацетонитрил - 13 мин 28 с, акрилонитрил - 15 мин 10 с, диэтиламин - 16 мин 34 с, триэтиламин - 21 мин 32 с, диметилформамид - 27 мин 02 с;

время удерживания компонентов на колонке N 2:

• диметиламин - 3 мин 37 с, этиламин - 4 мин 09 с, пропиламин - 5 мин 25 с, ацетонитрил - 9 мин 54 с, диэтиламин - 10 мин 01 с, акрилонитрил - 11 мин 09 с, триэтиламин - 14 мин 55 с, диметилформамид - 34 мин 21 с.

На полученных хроматограммах рассчитывают площади пиков компонентов и по средним результатам из 5-ти измерений строят градуировочные характеристики. Градуировку проводят 1 раз в месяц и при смене реактивов.

7.5 Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Каждая проба воздуха одновременно отбирается на 2 трубки. Воздух со скоростью 0,2 дм3/мин аспирируют в течение 10 мин через узкое отверстие сорбционной трубки, предварительно охлажденной в холодильнике до 0 °C. После окончания отбора пробы концы трубок герметизируют заглушками и помещают в чистые пробирки с притертыми пробками. Срок хранения отобранных проб - не более 3 суток.

При выходе прибора на режим вставляют сорбционную трубку с отобранной пробой в уплотняющее кольцо съемной крышки испарителя и анализируют согласно п. 7.4.

На хроматограмме рассчитывают площадь каждого пика и по градуировочному графику определяют массу вещества в пробе.

Для получения результатов измерения содержания веществ проводят анализ двух параллельных проб воздуха (двух трубок).

9. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

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

C = \frac{m}{V_{0}} , где

m - содержание вещества в пробе, найденное по градуировочной характеристике, мкг;

V_{0} - объем пробы воздуха, приведенный к стандартным условиям, дм3;

V_{0} = \frac{V_{t} \cdot 273 \cdot P}{(273 + t) \cdot 760} , где

V_{t} - объем пробы воздуха при температуре отбора, дм3;

P - атмосферное давление в месте отбора проб, мм рт. ст.;

t - температура воздуха в месте отбора проб, °C.

10. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Средние значения результатов измерений анализируемых соединений в воздухе оформляют протоколом по форме:

Протокол N количественного химического анализа акрилонитрила, ацетонитрила, диметиламина, диметилформамида, диэтиламина, пропиламина, триэтиламина и этиламина в воздухе

1. <a id="p100334"></a>Дата проведения анализа ____________________________________________

2. <a id="p100335"></a>Место отбора пробы _________________________________________________

3. <a id="p100336"></a>Название лаборатории _______________________________________________

4. <a id="p100337"></a>Юридический адрес организации ______________________________________

Результаты химического анализа

Исполнитель:

Руководитель лаборатории:

Контроль погрешности измерений концентраций определяемых веществ проводят на градуировочных растворах.

Рассчитывают среднее значение результатов измерений концентрации в градуировочных растворах:

n — число измерений компонента в пробе градуировочного раствора;

C_{ni} — результат измерения содержания вещества компонента в i-ой пробе градуировочного раствора, мкг.

Рассчитывают среднее квадратичное отклонение результата измерения содержания вещества в градуировочном растворе:

S = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n} (C_{ni} - \overline{C_{ni}})^{2}}{n - 1}}

\Delta\overline{C_{ni}} = \frac{S}{\sqrt{n}} \cdot t, где

t — коэффициент нормированных отклонений, определяемых по табл. Стьюдента, при доверительной вероятности 0,95.

Рассчитывают погрешность определения содержания:

\delta = \frac{\Delta\overline{C_{i}}}{\overline{C_{ni}}} \cdot 100,%