Руководящий документ РД 52.04.921-2022 Массовая концентрация каменноугольной пыли в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим методом.
РД 52.04.921-2022
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ ПЫЛИ В ПРОБАХ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Методика измерений фотометрическим методом
Дата введения 2023-01-09
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова" (ФГБУ "ГГО")
2 РАЗРАБОТЧИКИ А.В.Степаков (руководитель разработки), А.А.Успенский (ответственный исполнитель)
3 СОГЛАСОВАН:
- с Федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-производственное объединение "Тайфун" (ФГБУ "НПО "Тайфун") 25.08.2022;
- с Управлением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 15.09.2022
4 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 04.10.2022 N 509
5 АТТЕСТОВАНА ФГУП "ВНИИМС". Свидетельство об аттестации методики измерений N 205-03/RA.RU.311787/2021 от 29 марта 2021
Регистрационный код по Федеральному реестру ФР.1.31.2021.39988
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН головной организацией по стандартизации Росгидромета ФГБУ "НПО "Тайфун" 13.10.2022 за номером РД 52.05.921-2022
ОБОЗНАЧЕНИЕ РУКОВОДЯЩЕГО ДОКУМЕНТА РД 52.05.921-2022
7 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
8 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ 2032 ГОД.
ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ 7 ЛЕТ
|
РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ
|
|
|
|
Диапазон измерений массовой концентрации каменноугольной пыли, мг/м | Показатель точности (границы относительной погрешности), , % при P=0,95 | Показатель промежуточной прецизионности (относительное стандартное отклонение промежуточной прецизионности) , % | Предел промежуточной прецизионности (m=2, P=0,95), , % |
0,2 до 20 включ. | 25 | 12 | 33 |
|
|
Старший научный сотрудник | Г.А.Микрюкова |
1 Область применения
Настоящий руководящий документ предназначен для выполнения измерений в процессе мониторинга загрязнения атмосферного воздуха.
2 Нормативные ссылки
В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 12.0.004-2015 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения
ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019-2017 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.2.051-80 Система стандартов безопасности труда. Оборудование технологическое ультразвуковое. Требования безопасности
ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 2603-79 Реактивы. Ацетон. Технические условия
ГОСТ 6259-75 Реактивы. Глицерин. Технические условия
ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 13004-77 Жидкости полиэтилсилоксановые. Технические условия
ГОСТ 20903-75 Кюветы прямоугольные кварцевые для спектрофотометров. Основные размеры. Технические требования
ГОСТ 21241-89 Пинцеты медицинские. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
ГОСТ Р 58144-2018 Вода дистиллированная. Технические условия
СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания
Примечание - При пользовании настоящим руководящим документом целесообразно проверять действие ссылочных документов:
- стандартов - в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год;
- по информационному указателю "Руководящие документы, рекомендации и правила", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года;
- санитарно-эпидемиологических правил и нормативов - на официальном интернет-портале правовой информации.
Если ссылочный документ заменён (изменён), то при пользовании настоящим руководящим документом следует руководствоваться заменённым (изменённым) нормативным документом. Если ссылочный нормативный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем руководящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 разовая концентрация: Концентрация примеси в атмосфере, определяемая по пробе, отобранной за 20 или 30 минут.
3.2 среднесуточная концентрация: Среднее арифметическое значение разовых концентраций, полученных через равные промежутки времени, включая обязательные интервалы 1, 7, 13, 19 ч, а также значение концентрации, полученное по данным непрерывной регистрации в течение суток.
3.3 каменноугольная пыль: Форма летучей пыли, мелкодисперсная порошкообразная форма угля, которая образуется в результате дробления, измельчения или распыления угля. Вследствие хрупкости угля пыль может образовываться в процессе добычи, транспортировки, складирования или механической обработки каменного угля.
4 Требования к показателям точности измерений
4.1 Нормативные требования к методам определения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе установлены в ГОСТ 17.2.4.02. Погрешность метода в соответствии с ГОСТ 17.2.4.02 не должна превышать 25% во всем диапазоне измеряемых концентраций и обеспечивать измерение с указанной погрешностью концентрации загрязняющего вещества в пределах величин от 0,8 до 10 ПДК.
4.2 Настоящая методика измерений используется для получения информации о разовых концентрациях каменноугольной пыли.
4.3 При соблюдении всех регламентированных условий и проведении анализа в точном соответствии с данной методикой измерений значения погрешности (и её составляющих) результатов измерений не превышают значений, приведенных в таблице 1.
Примечание - В случае невозможности получения информации о разовых концентрациях, следует проводить сбор данных о среднесуточных концентрациях каменноугольной пыли.
Таблица 1 - Показатели точности методики (границы относительной погрешности, относительное стандартное отклонение промежуточной прецизионности, предел промежуточной прецизионности)
|
|
|
|
Диапазон измерений массовой концентрации каменноугольной пыли, мг/м | Показатель точности (границы относительной погрешности), , % при P =0,95 | Показатель промежуточной прецизионности (относительное стандартное отклонение промежуточной прецизионности) , % | Предел промежуточной прецизионности ( m =2, P =0,95), , % |
От 0,2 до 20 включ. | 25 | 12 | 33 |
5 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам, реактивам
5.1 Средства измерений, вспомогательные устройства
5.1.1 Спектрофотометр Unico 1200 по [1], пределы допускаемой погрешности по коэффициенту пропускания ±1% при длине волны 520 нм.
5.1.3 Счетчик газа диафрагменный типа BK-G 4 с пределами допускаемой относительной погрешности ±3% по [3].
Примечание - Наилучшими характеристиками обладают пробирки из боросиликатного стекла.
Примечание - Встроенный термостат должен обеспечивать нагрев до 70°C.
5.1.11 Центрифуга лабораторная с максимальной скоростью вращения не менее 4000 об/мин.
5.1.12 Мешалка магнитная с подогревом Heidolph MR Hei-Tec, с внешним температурным датчиком.
5.1.13 Магнитные перемешивающие элементы в тефлоновой оболочке, длина 10 и 30 мм.
5.1.14 Магнит для извлечения перемешивающих элементов.
5.1.16 Баня масляная стеклянная или алюминиевая.
5.1.17 Ступка и пестик фарфоровые лабораторные по ГОСТ 9147.
5.1.18 Пинцет по ГОСТ 21241.
5.1.19 Кюветы с толщиной слоя 10 мм для спектрофотометра по ГОСТ 20903.
5.1.20 Полиэтиленовые пакеты с застежкой Zip-Lock.
5.1.21 Шкаф сушильный.
5.1.22 Промывалка лабораторная полиэтиленовая.
5.1.23 Фильтровальная бумага.
5.1.24 Допускается применение других средств измерений и вспомогательных устройств с техническими и метрологическими характеристиками не ниже указанных в 5.1.
5.2 Материалы, реактивы
5.2.1 Фильтры типа АФА-ХП-10 или АФА-ВП-10 по [6].
5.2.2 Диметилсульфоксид по [7], квалификация х.ч. (далее - ДМСО).
5.2.3 орто-ксилол по [8], квалификация ч.д.а.
5.2.4 Полиэтилсилоксановая жидкость ПЭС-5 (теплоноситель) по ГОСТ 13004.
5.2.5 Глицерин по ГОСТ 6259.
5.2.6 Ацетон по ГОСТ 2603.
5.2.7 Вода дистиллированная по ГОСТ Р 58144.
5.2.8 Допускается применение реактивов и материалов с характеристиками не ниже указанных в 5.2.
Примечание - Полиэтилсилоксановая жидкость и глицерин используются как наполнители для лабораторной бани.
6 Метод измерений
6.1 Измерения массовой концентрации каменноугольной пыли выполняют фотометрическим методом. Частицы каменноугольной пыли улавливают с помощью аспиратора на перхлорвиниловый фильтр АФА-ХП-10 (или АФА-ВП-10), затем фильтр растворяют в смеси ДМСО/орто-ксилол (2:1 по объёму), последовательно нагревают полученную смесь в конвекционных условиях и в условиях ультразвукового диспергирования и проводят определение массы пыли каменного угля фотометрическим методом по интенсивности окраски образовавшегося раствора, обусловленной экстрагируемыми из каменноугольной пыли окрашенными компонентами (битумными соединениями и др.).
6.2 Массовую концентрацию каменноугольной пыли определяют с использованием установленной градуировочной характеристики.
7 Требования безопасности, охраны окружающей среды
7.1 Помещение лаборатории должно быть оборудовано общей приточно-вытяжной вентиляцией в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.021.
7.2 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать норм, установленных требованиями ГОСТ 12.1.005 или иных нормативных документах Роспотребнадзора, содержащих гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
7.3 Требования безопасности при работе с химическими реактивами должны выполняться в соответствии с ГОСТ 12.1.007.
7.4 Требования безопасности при работе с электроустановками соблюдают в соответствии с ГОСТ 12.1.019.
7.5 Помещение должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и обеспечено средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.
7.6 Организацию обучения работников безопасности труда следует осуществлять по ГОСТ 12.0.004.
8 Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений, обработке и оформлению результатов допускаются специалисты, имеющие высшее или среднее специальное образование, опыт работы в химической лаборатории и освоившие методику измерений.
9 Требования к условиям измерений
9.1 При выполнении измерений в лаборатории соблюдают следующие условия:
|
|
- температура окружающего воздуха, °C
| от 15 до 30; |
- атмосферное давление, мм рт.ст.
| от 630 до 800; |
- относительная влажность воздуха при 25°C, %, не более | 80. |
9.2 Отбор проб анализируемого воздуха осуществляют при следующих параметрах в помещении поста наблюдения:
|
|
- температура окружающего воздуха, °C
| от 5 до 40; |
- атмосферное давление, мм рт.ст.
| от 630 до 800; |
- относительная влажность воздуха, %, не более | 90. |
9.3 Отбор проб в полевых условиях возможен при температуре воздуха от минус 40°C до +40°C.
9.4 Электропитание при выполнении измерений в лаборатории и проведении отбора проб - напряжение (220±15) В, частота переменного тока в сети (50±5) Гц.
Примечание - Напряжение в сети и частота переменного тока регламентируются местным поставщиком электроэнергии.
10 Отбор проб
10.3 При низких разовых концентрациях каменноугольной пыли в атмосферном воздухе следует провести определение среднесуточных концентраций путем непрерывного суточного (24 ч) отбора, или дискретного отбора не менее четырех (оптимально не менее десяти) разовых проб на один фильтр в течение суток.
11 Подготовка к выполнению измерений
11.1 Приготовление рабочего экстракта
11.2 Приготовление раствора для разбавления
Примечания
1 В связи с тем, что состав каменноугольной пыли поступающей в атмосферный воздух является не постоянным, и меняется в зависимости от месторождений каменного угля, районов складирования, погрузочных и разгрузочных пунктов, рекомендуется для приготовления рабочего экстракта использовать материал, предоставленный местными организациями, связанными с добычей, хранением, транспортировкой и разгрузкой/погрузкой угля. Предоставленный материал перед использованием необходимо тщательно измельчить с помощью ступки и пестика.
2 Колбу погружают в масляную баню таким образом, чтобы уровень масла в бане превышал на 1-2 мм уровень содержимого колбы.
11.3 Приготовление градуировочных растворов
Таблица 2 - Контрольные растворы для установления градуировочной характеристики
|
|
|
|
Номер раствора | Объем рабочего экстракта, см | Объем раствора для разбавления, см | Соответствует массе каменного угля в 6 см градуировочного раствора, мкг |
1 | 0,2 | 5,8 | 200 |
2 | 0,6 | 5,4 | 600 |
3 | 1,0 | 5,0 | 1000 |
4 | 1,4 | 4,6 | 1400 |
5 | 1,8 | 4,2 | 1800 |
6 | 2,2 | 3,8 | 2200 |
7 | 2,6 | 3,4 | 2600 |
8 | 3,0 | 3,0 | 3000 |
9 | 3,4 | 2,6 | 3400 |
10 | 3,8 | 2,2 | 3800 |
11 | 4,2 | 1,8 | 4200 |
12 | 4,6 | 1,4 | 4600 |
13 | 5,0 | 1,0 | 5000 |
Оптическую плотность полученных растворов и холостой пробы (раствор для разбавления, 11.2) измеряют в кювете с толщиной слоя 10 мм при длине волны 520 нм, в качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду.
11.4 Установление градуировочной характеристики
11.4.2 Коэффициент корреляции градуировочной характеристики должен быть не менее 0,98.
11.5 Контроль стабильности градуировочной характеристики
11.5.1 Для контроля стабильности градуировочной характеристики используют контрольные растворы. Контрольными растворами являются градуировочные растворы N 3, N 6 и N 9 (см. таблицу 2), которые анализируют в соответствии с 11.3. Градуировочную характеристику считают стабильной, если значения, рассчитанные по формуле (1), не превышают 24%
11.5.2 Если условие стабильности не выполняется только для одного контрольного раствора, то проводят повторное измерение этого раствора с целью исключения результата, содержащего грубую ошибку. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики её необходимо установить заново.
12 Порядок выполнения измерений
12.3 После центрифугирования раствор аккуратно, чтобы избежать взмучивания осадка, переносят в кювету и проводят измерения оптической плотности. Параллельно измеряют оптическую плотность холостой пробы. Измерения оптической плотности раствора и холостой пробы проводят в кюветах с толщиной слоя 10 мм при длине волны 520 нм, в качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду.
12.4 Массу каменноугольной пыли в пробе находят с помощью, установленной градуировочной характеристики по значению оптической плотности анализируемого раствора, из которого нужно вычесть значение оптической плотности холостой пробы.
12.5 После проведения анализов все пробы сливают в отдельную емкость для органического слива (в качестве емкости для слива можно использовать стеклянную бутылку объемом 1 л). Кюветы осторожно ополаскивают из промывалки 2-3 раза ацетоном (также для ополаскивания посуды можно использовать хлористый метилен или хлороформ) и сушат на фильтровальной бумаге при комнатной температуре. Для растворителя, используемого для промывания кювет, пробирок и колб также следует завести отдельную емкость для слива, с целью его последующей регенерации и повторного использования. Пробирки и колбы, после единоразового ополаскивания ацетоном (или другим растворителем), следует прокипятить в водопроводной воде с синтетическим моющим средством (стиральный порошок, средство для мытья посуды), тщательно промыть внутреннюю поверхность с помощью ерша и ополоснуть последовательно водопроводной и дистиллированной водой. Вымытую посуду сушат в сушильном шкафу.
13 Обработка результатов измерений
где m - масса каменноугольной пыли в анализируемом объеме пробы, найденная по градуировочной характеристике, мкг;
273 - температура в нормальных условиях, К;
P - давление, кПа;
101,33 - давление при нормальных условиях, кПа;
1000 - коэффициент пересчета из мкг в мг.
13.2 Среднесуточную концентрацию каменноугольной пыли рассчитывают либо по результатам непрерывного суточного отбора, либо как среднеарифметическое значение концентраций разовых проб, отобранных через равные промежутки времени в течение суток (не менее четырех раз).
14 Оформление результатов измерений
Результат измерений в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде
Если массовая концентрация каменноугольной пыли ниже нижней (выше верхней) границы диапазона измерений, то производят следующую запись: "Массовая концентрация каменноугольной пыли менее (более)___%".
15 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории
15.1 Контроль качества результатов измерений, полученных в условиях промежуточной прецизионности
15.1.2 Промежуточную прецизионность признают удовлетворительной, если выполняется условие
15.1.3 Если условие (4) не выполняется, процедуру повторяют. При повторном превышении норматива контроля выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.
15.2 Контроль стабильности результатов измерений
Контроль стабильности результатов измерений при реализации методики в лаборатории осуществляют по ГОСТ Р ИСО 5725-6, используя контроль стабильности стандартного отклонения промежуточной прецизионности.
Периодичность контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.
Рекомендуется устанавливать контролируемый период так, чтобы количество результатов контрольных измерений было от 20 до 30.
При неудовлетворительных результатах контроля, например, при превышении предела действия или регулярном превышении предела предупреждения, выясняют причины этих отклонений, в том числе проверяют работу оператора.
Библиография
|
|
|
[1] | Госреестр средств измерений N 24795-03
| Спектрофотометры UNICO мод.1200, 1201 |
[2] | Технические условия ТУ 4215-008-39906142-2010
| Приборы для отбора проб воздуха |
[3] | Технические условия ЭРГП.407269.000 ТУ
| Счетчики газа объемные диафрагменные BK-G |
[4] | Технические условия ТУ 25.1894.003-90
| Секундомеры механические |
[5] | Технические условия ТУ 95-1021-82
| Фильтродержатели |
[6] | Технические условия ТУ 95-1892-89
| Фильтры аналитические аэрозольные АФА |
[7] | Технические условия ТУ 6-09-3818-89
| Диметилсульфоксид (метилсульфоксид) |
[8] | Технические условия ТУ 2631-088-44493179-06 | Орто-ксилол для хроматографии (О-диметилбензол) химически чистый |
|
Ключевые слова: каменноугольная пыль, атмосферный воздух, массовая концентрация, фотометрический метод |
Лист регистрации изменений
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поряд- | Номер страницы | Номер | Подпись | Дата | ||||
ковый номер изме- нения | измененной | замененной | новой | аннули- рованной | регистрации изменения в ГОС, дата |
| внесе- ния изме- нения | введе- ния изме- нения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|