ГОСТ Р ИСО 12884-2007
Группа Т58
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОЗДУХ АТМОСФЕРНЫЙ
Определение общего содержания полициклических ароматических углеводородов
(в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц).
Отбор проб на фильтр и сорбент с последующим анализом
методом хромато-масс-спектрометрии
Ambient air. Determination of total (gas and particle phase) polycyclic aromatic
hydrocarbons. Collection on sorbent-backed filters with gas chromatographic/mass
spectrometric analyses
МКС 13.040.20
Дата введения 2008-10-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 457 "Качество воздуха"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. N 592-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 12884:2000 "Воздух атмосферный. Определение общего содержания полициклических ароматических углеводородов (в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц). Отбор проб на фильтр и сорбент с последующим анализом методом хромато-масс-спектрометрии". (ISO 12884:2000 "Ambient air - Determination of total (gas and particle phase) polycyclic aromatic hydrocarbons - Collection on sorbent-backed filters with gas chromatographic/mass spectrometric analyses").
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении F
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
1 Область применения
Ожидаемая прецизионность измерений при нормальных условиях составляет не более ±25%, а неопределенность - не более ±50% (см. таблицу А.1 приложения А).
В настоящем стандарте описаны процедуры отбора проб воздуха на фильтр и ловушку с сорбентом с последующим анализом на содержание ПАУ методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:
ИСО 6879:1995 Качество воздуха. Характеристики и соответствующие им понятия, относящиеся к методам измерений качества воздуха
ИСО 9169:1994 Качество воздуха. Определение характеристик методик выполнения измерений
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
4 Основные положения
4.1 Отбор проб
4.2 Анализ
После прокачки через устройство отбора проб фиксированного объема воздуха проводят экстракцию фильтра вместе с картриджем с сорбентом в экстракторе Сокслета. Экстракт пробы концентрируют с использованием концентратора Кудерна-Даниша (либо другим аттестованным методом); при необходимости дальнейшее концентрирование проводят в токе азота и аликвоту анализируют методом хромато-масс-спектрометрии. В результате анализа получают общее содержание каждого ПАУ, находящегося в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц.
5 Ограничения и мешающие вещества
5.1 Ограничения
5.2 Мешающие вещества
На результат анализа может оказывать влияние присутствие загрязняющих веществ разного рода в растворителях, реактивах, на лабораторной посуде и другой аппаратуре для отбора проб, что приводит к дискретным помехам и (или) завышению базовой линии детектора. Лабораторную посуду необходимо тщательно очистить (например промыть кислотой, затем прокалить при температуре 450 °С в муфельной печи, и непосредственно перед использованием промыть в растворителе). Все растворители и прочие реактивы должны регулярно проходить проверку на отсутствие мешающих веществ в условиях проведения анализа с использованием контрольных лабораторных реактивов.
Влияние матрицы пробы может быть обусловлено загрязняющими веществами, которые совместно экстрагируются из пробы воздуха. В этом случае требуется дополнительная хроматографическая очистка пробы.
Степень мешающего влияния, которое может быть вызвано используемой газохроматографической аппаратурой, не была полностью оценена. Хотя приведенные условия ГХ-МС анализа обеспечивают достаточную разрешающую способность для обнаружения большинства ПАУ, некоторые изомеры ПАУ не могут быть разделены хроматографически, поэтому с помощью масс-спектрометрического анализа их также невозможно различить друг от друга. Мешающее влияние некоторых не-ПАУ соединений, особенно масел, а также некоторых полярных органических соединений, можно снизить или исключить путем использования колоночной хроматографии для очистки проб перед проведением ГХ-МС анализа. Аналитическая система должна регулярно проверяться на отсутствие внутренних загрязнителей, таких как загрязненные растворители, стеклянная лабораторная посуда, реактивы, которые могут оказывать мешающее влияние. Каждая порция используемых реактивов должна быть проверена на отсутствие загрязнителей с использованием контрольных лабораторных реактивов.
Если в пробе атмосферного воздуха присутствуют алкилированные ПАУ, они могут элюироваться вместе с аналитами, однако это редко представляет проблему. Одновременное элюирование метилаценафталина и флуорена может представлять наиболее вероятную потенциальную проблему, однако флуорен может быть идентифицирован с помощью мониторинга вторичных ионов.
Гетероатомные ПАУ (например, хинолин) при использовании для идентификации режима мониторинга первичных и вторичных ионов не должны являться помехами, даже если происходит их одновременное элюирование.
Примечание - Химически активные газы, такие как озон или оксиды азота, не могут оказывать существенное влияние на целостность пробы обычного атмосферного воздуха. Однако потеря до 50% бенз(а)пирена, внесенного на воздушные фильтры (с твердыми частицами и без них), происходит при продувке через эти фильтры атмосферного воздуха, в особенности с повышенным содержанием озона. Исследования показали, что потери в результате химической реакции несущественны при обычном отборе проб и в случае, когда содержание внесенного на фильтры бенз(а)пирена находится приблизительно на том же уровне, что и в атмосферном воздухе [3], [8], [10], [11].
Курение в лаборатории или в примыкающих помещениях во время подготовки и анализа пробы приводит к дополнительному загрязнению пробы атмосферного воздуха ПАУ.
6 Меры безопасности
Предупреждение - Бенз(а)пирен и некоторые другие ПАУ считаются канцерогенами. При работе с этими веществами необходимо соблюдать меры безопасности.
В настоящем стандарте не приведены все требования безопасности, которые следует соблюдать при его применении. Пользователь стандарта несет ответственность за разработку соответствующих мер безопасности и охраны здоровья с учетом требований законодательных актов. Пользователь стандарта должен хорошо знать химические и физические свойства анализируемых веществ.
Со всеми ПАУ необходимо обращаться как с канцерогенами. Чистые соединения необходимо взвешивать в перчаточном боксе. Неиспользованные пробы и стандартные образцы считаются токсичными отходами и должны быть утилизированы в соответствии с существующими правилами. Лабораторное оборудование и все настольные принадлежности должны регулярно проходить проверку с помощью ручной УФ лампы (с длиной волны излучения 365 нм), предназначенной для флуоресцентной индикации загрязнений.
Некоторые растворители, приведенные в настоящем стандарте, могут представлять опасность для здоровья при вдыхании их паров или проникании в организм через кожу. Особенно опасен в этом отношении гексан. При использовании гексана необходимы особые меры безопасности. Все процедуры при работе с ним необходимо проводить в вытяжном шкафу.
7 Аппаратура
7.1 Отбор проб
7.1.1 Устройство отбора проб
Пример типичного устройства отбора проб, состоящего из фильтра и ловушки с сорбентом, приведен на рисунке 1. Оно состоит из фильтродержателя 9 (модуль 2), в который вставляется фильтр 7 диаметром 102 мм, поддерживаемый сеткой 8 из нержавеющей стали толщиной 1,2 мм, 50% площади которой открыты для прохождения воздуха. Фильтродержатель 9 прикрепляется к металлическому цилиндрическому корпусу ловушки 14 (модуль 1), в который вставлен картридж 11 внешним диаметром 64 мм, внутренним диаметром 58 мм, высотой 125 мм из боросиликатного стекла, заполненный сорбентом 12. Фильтродержатель 9 снабжен уплотнительными прокладками 6 из инертного материала (например, из политетрафторэтилена - ПТФЭ), установленным с обеих сторон фильтра. Картридж 11 с сорбентом 12 с обоих концов также снабжен пластичными уплотнительными прокладками 6 из инертного материала (например, из силиконовой резины), обеспечивающими герметичность устройства. На расстоянии 20 мм от нижнего конца стеклянного картриджа 11 с сорбентом 12 имеется выемка для поддержки сетки 13 из нержавеющей стали толщиной 1,2 мм, удерживающей слой сорбента 12. Картридж с сорбентом вставляется в корпус ловушки 14 (модуль 1), который соединяется с фильтродержателем 9 с помощью уплотнительных прокладок 6. Устройство отбора проб описано в [12]. Подобные устройства выпускаются серийно.
1 - вход потока воздуха; 2 - фильтр; 3 - собранное устройство отбора проб; 4 - выход потока воздуха;
5 - крепежное кольцо фильтра; 6 - уплотнительная прокладка; 7 - фильтр из кварцевого волокна (102 мм);
8 - сетка для удерживания фильтра; 9 - фильтродержатель (модуль 2); 10 - сетка для удерживания
(при использовании XAD-2); 11 - стеклянный картридж; 12 - сорбент (PUF или XAD-2);
13 - сетка для удерживания; 14 - корпус ловушки (модуль 1)
Рисунок 1 - Пример устройства отбора проб
7.1.2 Система прокачки воздуха насосом высокой производительности
Примечание - Пользователь стандарта определяет расположение входного отверстия устройства отбора проб. ПАУ в виде твердых частиц концентрируются на тонкодисперсных твердых частицах, следовательно, использование входных фильтров, ограничивающих пропускание частиц определенного размера, незначительно влияет на результаты определения общего содержания ПАУ.
7.1.3 Проточный калибратор
Система измерений расхода, включая отградуированный манометр или другое устройство, присоединяемое к входу устройства отбора проб.
7.1.4 Фильтры
Фильтр из кварцевого микроволокна, диаметром 102 мм, промытый кислотой, с эффективностью фильтрации, оцененной в единицах массовой доли: не менее 99,99% для частиц диаметром менее 0,5 мкм. В зависимости от типа устройства отбора проб может быть использован другой фильтр соответствующего размера.
Примечание - Фильтры из стекловолокна или кварцевого волокна, импригнированные политетрафторэтиленом (ПТФЭ), применялись для отбора ПАУ в виде твердых частиц [13]. При использовании фильтров, отличающихся от приведенных в стандарте, они должны быть проверены на допустимость к применению пользователем.
7.1.5 Пенополиуретановый материал
7.1.6 Полимерный сорбент, стирол/дивинилбензоловая полимерная смола (XAD-2)
Полимерный сорбент, стирол/дивинилбензоловая полимерная смола (XAD-2), в гранулах диаметром 500 мкм, предварительно очищенная.
7.1.7 Перчатки
Перчатки из полиэфира или латекса, используемые для работы с картриджами и фильтрами.
7.1.8 Контейнер для пробы
Контейнер для пробы герметичный, маркированный, с завинчивающейся крышкой (широкогорлый, предпочтительно в форме стеклянной банки с крышкой из политетрафторэтилена), используемый для транспортирования фильтров и картриджей с сорбентом в лабораторию для анализа.
7.1.9 Емкость со льдом
Емкость со льдом для хранения пробы при температуре не более 0 °С при транспортировании в лабораторию после отбора.
7.1.10 Бланк для записи
Бланк для записи для каждой пробы места, продолжительности, времени начала отбора и объема отобранного воздуха.
7.2 Подготовка пробы
7.2.1 Экстракционная система Сокслета состоит из экстрактора вместимостью 200 мл, колбы вместимостью 500 мл и подходящего холодильника. Если стеклянный картридж c сорбентом экстрагируется без извлечения сорбента, требуется экстрактор вместимостью 500 мл и колба вместимостью 1000 мл.
7.2.2 Концентраторы Кудерна-Даниша (K-D) состоят из испарительных колб вместимостью 500 мл, градуированных пробирок вместимостью 10 мл со стеклянными притертыми пробками и трехшариковой микроколонки Снайдера.
7.2.3 Устройства для концентрирования, включающие в себя микропробирки вместимостью 1 мл, микроколонки Снайдера (необязательно), водяную баню с контролируемой температурой и пределами отклонения от установленной температуры ±5 °С, устройство для продувки азотом (с регулируемым расходом).
7.2.4 Колонки для хроматографической очистки
Хроматографические колонки длиной 60 мм и внутренним диаметром 11,5 мм.
7.2.5 Вакуум-сушильный шкаф
Сушильный шкаф, обеспечивающий поддержание вакуума от 30 до 35 кПа при пропускании потока чистого азота.
7.2.6 Лабораторный холодильник
Лабораторный холодильник, обеспечивающий охлаждение от плюс 4 °С до минус 20 °С.
7.2.7 Перчаточный бокс или высокоэффективный вытяжной шкаф
Перчаточный бокс или высокоэффективный вытяжной шкаф для работы с высокотоксичными веществами и источник света с ультрафиолетовым фильтром.
7.2.8 Виалы
Виалы вместимостью 40 мл из боросиликатного стекла.
7.2.9 Минивиалы
Минивиалы вместимостью 2 мл из боросиликатного стекла с резервуаром конической формы и завинчивающейся крышкой с силиконовой прокладкой с политетрафторэтиленовым (ПТФЭ) покрытием и подставка для них.
7.2.10 Конические колбы Эрленмейера
Конические колбы Эрленмейера вместимостью 50 мл из боросиликатного стекла.
7.2.11 Кипелки
Кипелки, карбид кремния или эквивалентные вещества в виде гранул размерами от 0,3 до 0,9 мм, прошедшие экстракцию растворителем.
7.2.12 Шпатель
Шпатель с политетрафторэтиленовым (ПТФЭ) покрытием или из нержавеющей стали.
7.2.13 Пинцеты и щипцы
Пинцеты и щипцы с политетрафторэтиленовым (ПТФЭ) покрытием либо из нержавеющей стали.
7.3 Проведение анализа
7.3.1 Газовый хроматограф с масс-спектрометрическим детектором
Аналитическая система, включающая в себя газовый хроматограф с масс-спектрометрическим детектором и блоком обработки данных, подходящая для ввода без деления потока, и все необходимые устройства, такие как устройство для программирования температуры, устройства для присоединения колонок, регистрирующие устройства, газы и шприцы.
7.3.2 Газохроматографические колонки
Газохроматографические колонки, капиллярные колонки из плавленого кварца длиной от 30 до 50 м внутренним диаметром 0,25 мм, со сшитой неподвижной фазой 5%-ным фенилметилсиликоном с толщиной пленки 25 мкм, или другие подходящие колонки.
В месте присоединения колонки к инжектору во избежание возможной нежелательной абсорбции ПАУ должны использоваться ферулы из материала, состоящего не менее чем на 40% из графита (например, 60% - полиимид, 40% - графит).
7.3.3 Шприцы
Шприцы вместимостью 10, 50, 100 и 250 мкл для ввода проб в газовый хроматограф и градуировки, а также для ввода внутренних стандартов и растворов.
8 Реактивы и материалы
8.1 Ацетон, перегнанный, хроматографически чистый.
8.2 н-Гексан, перегнанный, хроматографически чистый.
8.3 Диэтиловый эфир, ч.д.а., стабилизированный этанолом (2% по объему).
8.4 Дихлорметан, перегнанный, хроматографически чистый.
8.5 Циклогексан (не обязательно), перегнанный, хроматографически чистый.
8.6 Толуол (не обязательно), перегнанный, хроматографически чистый.
8.7 Пентан, перегнанный, хроматографически чистый.
8.8 Силикагель, высокой степени чистоты, типа 60, с частицами размером от 75 до 200 мкм (очищенный экстракцией дихлорметаном, см. 11.1.1).
8.9 Сульфат натрия, безводный, ч.д.а., прошедший очистку путем промывания дихлорметаном с последующим прокаливанием при температуре 450 °С в течение 4 ч в неглубоком поддоне.
8.12 Газы в баллонах под давлением, гелий в качестве газа-носителя ультравысокой степени чистоты, азот для концентрирования проб высокой степени чистоты.
9 Подготовка сорбентов
9.1 Пенополиуретановый сорбент
На первом этапе очистки наполнитель из PUF помещают в экстрактор Сокслета для экстракции ацетоном в течение от 14 до 24 ч (приблизительно 4 цикла в час). Затем следует второй этап экстракции в экстракторе Сокслета раствором с объемной долей 10% диэтилового эфира в н-гексане (или другом подходящем растворителе, используемом в процессе экстракции пробы, приведенном в разделе 11). Второй этап также проводится в течение от 14 до 24 ч (приблизительно 4 цикла в час).
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.