МУК 4.1.1044-01

     
     
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

     
     
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Хромато-масс-спектрометрическое определение полициклических
ароматических углеводородов в воздухе

     
Дата введения 2001-10-01

     
     
     УТВЕРЖДЕНЫ Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации - Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г.Онищенко 5 июня 2001 г.
          
     
     Настоящие методические указания устанавливают количественный хромато-масс-спектрометрический анализ атмосферного воздуха или воздушной среды помещений жилых и общественных зданий для определения содержания полициклических ароматических углеводородов в диапазоне концентраций 0,0005-0,015 мг/м для нафталина, антрацена, флуорантена, фенантрена, пирена и хризена.
     
     Физико-химические свойства веществ и их гигиенические нормативы представлены в табл.1.
     

Таблица 1

Физико-химические свойства и гигиенические нормативы соединений

     

1. Погрешность измерений

     
     Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±22%, при доверительной вероятности 0,95.
     
     

2. Метод измерений

     
     Измерение концентраций полициклических ароматических углеводородов основано на концентрировании их из воздуха на адсорбент, экстракции диэтиловым эфиром, упаривании растворителя в мягких температурных условиях до органического масла, реэкстракции хлороформом, газохроматографическом разделении на стеклянной капиллярной колонке, идентификации по масс-спектрам и количественном определении по извлеченному молекулярному иону.
     
     Нижний предел измерения в объеме экстракта 0,003 мкг.
     
     Определению не мешают другие классы ароматических соединений.
     
     

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

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

3.1. Средства измерений

     
     
 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 и инструкцией по эксплуатации прибора.
     
     

5. Требования к квалификации оператора

     
     К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на хромато-масс-спектрометре.
     
     

6. Условия измерений

     
     При выполнении измерений соблюдают следующие условия:
     
     6.1. Процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТу 15150-69 при температуре воздуха 20±5 °С, атмосферном давлении 630-800 мм рт.ст. и влажности воздуха не более 80%.
     
     6.2. Выполнение измерений на газовом хромато-масс-спектрометре проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.
     
     

7. Подготовка к выполнению измерений

     
     Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка сорбента, приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки и сорбционных трубок, подготовка стекловаты, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
     

7.1. Подготовка сорбента

     
     Адсорбент силохром С-120 промывают тремя порциями этанола и прогревают в сушильном шкафу при 200 °С в течение 4 часов. После охлаждения готовый адсорбент помещают в склянку с хорошо притертой стеклянной пробкой и хранят в промытом и тщательно высушенном эксикаторе, на дно которого насыпан слой сухого силикагеля КСК, а по бокам расположены марлевые мешочки с активированным углем.
     

7.2. Приготовление растворов

     
     Рабочие растворы нафталина, антрацена, фенантрена, флуорантена, пирена и хризена. В качестве рабочего раствора используют стандартные растворы этих полициклических ароматических углеводородов (=0,2 мг/см). Срок хранения рабочего раствора 1 год в холодильнике.
     
     Градуировочные растворы нафталина, антрацена, фенантрена, флуорантена, пирена и хризена. В мерные колбы вместимостью 25 см вносят пипеткой рабочие растворы соответствующих полициклических ароматических углеводородов в соответствии с табл.2, приливают ацетонитрил и тщательно перемешивают.
     
     

Таблица 2

     
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентраций
нафталина, антрацена, фенантрена, флуорантена, пирена и хризена

     
     
7.3. Подготовка хроматографической колонки

     
     Кварцевую капиллярную колонку предварительно кондиционируют, нагревая в термостате хроматографа ступенчато с 70 до 270 °С в течение 2 часов и выдерживают при 270 °С в течение 4 часов. По охлаждении термостата хроматографа до комнатной температуры выход колонки подсоединяют к устройству сопряжения с масс-спектрометром. Записывают нулевую линию при параметрах проведения хроматографического анализа. При отсутствии заметных флуктуаций приступают к работе.
     

7.4. Подготовка сорбционных трубок

     
     Сорбционные трубки готовят непосредственно перед отбором проб или установлением градуировочной характеристики. В трубку помещают 0,1 г силохрома С-120, закрепляют стекловолокном и закрывают тефлоновыми заглушками или силиконовым шлангом со стеклянными пробками.
     

7.5. Подготовка стекловаты

     
     Стекловату промывают разбавленной 5%-ной хлористоводородной кислотой, дистиллированной водой и высушивают в сушильном шкафу при 100 °С.
     

7.6. Установление градуировочной характеристики

     
     Градуировочную характеристику устанавливают на градуировочных растворах полициклических ароматических углеводородов. Она выражает зависимость площади пика молекулярного иона полициклического ароматического углеводорода (безразмерные компьютерные единицы) от его количества в мкг и строится по градуировочным растворам (табл.2).
     
     При построении градуировочной характеристики в сорбционную трубку, предварительно вынув стекловату, на силохром С-120 микрошприцем наносят 2 мм градуировочного раствора, закрывают стекловатой и с другого конца трубки приливают по каплям 1,5 см диэтилового эфира. Элюат собирают в микрососуд с узким коническим дном и упаривают эфир на водяной бане при 45 °С. Остаток растворяют в 4 мм хлороформа и 2 мм экстракта анализируют на газовом хроматографе с масс-селективным детектором.
     
     Условия проведения хромато-масс-спектрометрического анализа.
     
     Температура испарителя 220 °С.
     
     Температура хроматографической колонки 70 °С в течение 2 мин, затем нагрев со скоростью 5 °С/мин до 180 °С, после чего нагрев со скоростью 10 °С/мин до 270 °С и, наконец, изотермически при 270 °С в течение 5 мин.
     

     Масс-спектры электронного удара органических соединений получают при энергии ионизирующих электронов 70 эВ и температуре масс-селективного детектора 172 °С. Диапазон сканирования масс составляет 33-550 m/z, число сканирований в секунду - 1,2, число выборок - 2, напряжение на электронном умножителе 1635 в, ток эмиссии 50 мкА.
     
     Замеряют площадь пика молекулярного иона для: нафталина - 128 m/z, антрацена - 178 m/z, фенантрена - 178 m/z, пирена - 202 m/z, флуорантена - 202 m/z, хризена - 228 m/z. По средним из 6 результатов строят градуировочную характеристику для полициклических ароматических углеводородов. Градуировку проверяют 1 раз в полгода. Погрешность ее не должна превышать 17% при доверительной вероятности 0,95.
     

7.7. Отбор проб

     
     Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух аспирируют с помощью электроаспиратора через сорбционную трубку со скоростью 0,2-0,3 дм/мин. Объем пропущенного воздуха 6 дм. Трубки с отобранными пробами закрывают заглушками. Срок хранения отобранных проб не более одних суток в холодильнике.
     
     

8. Выполнение измерений

     
     Вещества, сконцентрированные на сорбенте, элюируют пропусканием через сорбционную трубку 1,5 см диэтилового эфира в направлении противоположном протягиванию воздуха. Элюируют в микрососуд с узким коническим дном и упаривают эфир на водяной бане при 45 °С. Остаток растворяют в 4 мм хлороформа и 2 мм экстракта анализируют на газовом хроматографе с масс-селективным детектором в условиях, описанных в п.7.6.
     
     Рассчитывают площадь пика молекулярного иона полициклического ароматического углеводорода и по градуировочной характеристике определяют его массу в пробе (мкг).
     
     

9. Вычисление результатов измерений

     
     Концентрацию полициклического ароматического углеводорода в атмосферном воздухе (мг/м) вычисляют по формуле:
     

, где     

       - масса полициклического ароматического углеводорода, найденная по градуировочной характеристике, мкг;
     
      - объем воздуха, взятого на анализ и приведенного к нормальным условиям, дм.
     
     

10. Оформление результатов измерений

     
     Результаты измерений оформляют протоколом по форме:
     

Протокол N

количественного химического анализа полициклических ароматических углеводородов
в атмосферном воздухе

     
Результаты химического анализа

     
     Ответственный исполнитель:
     
     Руководитель лаборатории:
     
     

11. Контроль погрешности измерений

     
     Контроль погрешности измерений концентраций проводят на градуировочных растворах.
     
     Рассчитывают среднее значение результатов измерения концентрации компонента в градуировочных растворах:
     

, где     

       - число измерений компонента в пробе градуировочного раствора;
     
      - результат измерения концентрации вещества компонента в -ой пробе градуировочного раствора, мкг/см.
     
     Рассчитывают среднее квадратичное отклонение результата измерения концентрации -го компонента в градуировочном растворе:     

     
     Рассчитывают доверительный интервал:
     

, где         

      - коэффициент нормированных отклонений, определяемых по табл. Стьюдента, при доверительной вероятности 0,95.
     
     Рассчитывают погрешность определения концентраций полициклических ароматических углеводородов:
     

, %

     
     Если 22% , то погрешность измерений удовлетворительная.
     
     Если данное условие не выполняется, то выясняют причину и повторяют измерения.
          
     Методические указания разработаны А.Г.Малышевой, А.А.Беззубовым, А.В.Зориной, Л.Ф.Кирьяновой (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН, г. Москва).
     
     
     
Текст документа сверен по:
официальное издание
Определение концентраций
химических веществ в воздухе:
Сборник методических указаний. Вып.2. Ч.1. -

М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора

Минздрава России, 2002