doc_act

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Реклама

  Скачать документ



РУКОВОДЯЩИЙ
ДОКУМЕНТ

РУКОВОДСТВО
ПО КОНТРОЛЮ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ
АТМОСФЕРЫ

РД 52.04.186-89



Реклама

Государственный комитет СССР
по гидрометеорологии

Министерство
здравоохранения СССР

Москва 1991



Реклама

Информационные данные

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и Министерством здравоохранения СССР

РАЗРАБОТЧИКИ:

Ордена Трудового Красного Знамени Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова Госкомгидромета СССР (ГГО).

Институт общей и коммунальной гигиены им. А.И. Сысина Минздрава СССР (ИОКГ),



Реклама

Центральный ордена Ленина институт усовершенствования врачей Минздрава СССР (ЦОЛИУВ),

Институт прикладной геофизики им. акад. Е.К. Федорова Госкомгидромета СССР (ИПГ),

Лаборатория мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета СССР и АН СССР (ЛАМ),

Научно-производственное объединение «Тайфун» Госкомгидромета СССР (НПО «Тайфун»),

Уральское территориальное управление по гидрометеорологии Госкомгидромета СССР (Уральское УГМ),



Реклама

Онкологический центр АМН СССР (ОЦ АМН),

Научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены им. А.Н. Морзеева Минздрава СССР (НИИ ОКГ),

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ),

Ленинградский научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний Минздрава РСФСР (ЛенНИИ ГТП),

Среднеазиатский региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт Госкомгидромета СССР (САНИГМИ).



Реклама

Руководители разработки:

д-р геогр. наук Э.Ю. Безуглая, д-р физ.-мат. наук М.Е. Берлянд, канд. техн. наук Н.Ш. Вольберг, канд. физ.-мат. наук А.С. Зайцев (ГГО); акад. АМН ССР Г.И. Сидоренко, д-р мед. наук М.А. Пинигин (ИОКГ).

Исполнители

Часть I

Раздел 2 - д-р физ.-мат. наук М.Е. Берлянд, д-р геогр. наук Э.Ю. Безуглая, канд. техн. наук Н.Ш. Вольберг, канд. физ.-мат. наук А.И. Полищук, канд. хим. наук Е.А. Шайкова (ГГО), д-р мед. наук К.А. Буштуева, канд. мед. наук С.Н. Кимина, канд. мед. наук Л.Е. Безпалько (ЦОЛИУВ), Н.И. Казнина, д-р мед. наук М.А. Пинигин (ИОКГ).



Реклама

Раздел 3 - д-р геогр. наук Э.Ю. Безуглая, канд. геогр. наук Б.Б. Горошко, канд. геогр. наук В.А. Ионин, Г.П. Расторгуева, А.М. Царев (ГГО), д-р мед. наук М.А. Пинигин (ИОКГ).

Раздел 4 - канд. физ.-мат. наук Н.Н. Александров, д-р геогр. наук Э.Ю. Безуглая, канд. техн. наук Н.Ш. Вольберг, канд. хим. наук Е.А. Шайкова (ГГО).

Раздел 5 - Т.С. Виноградова, канд. техн. наук Н.Ш. Вольберг, Е.Д. Егорова, Т.А. Кузьмина, А.А. Павленко, Т.П. Струкова, канд. хим. наук В.С. Титов, З.Г. Тульчинская, канд. хим. наук Е.А. Шайкова, О.П. Шарикова (ГГО), Н.Н. Бадовская, М.А. Запевалов, В.А. Сурнин, д-р хим. наук П.Е. Тулупов (НПО «Тайфун»), канд. хим. наук А.X. Федоровская (Уральское УГМ), д-р биол. наук А.Я. Хесина (ОЦ АМН), И.М. Донина, д-р мед. наук Н.Я. Янышева (НИИ ОКГ), Л.Н. Бродская, канд. биол. наук В.П. Якимова (ЛенНИИ ГТП), О.И. Свинцицкая (САНИГМИ), д-р хим. наук М.Т. Дмитриев, канд. биол. наук Н.П. Зиновьева, канд. мед. наук И.К. Остапович, канд. биол. И.А. Пинигина, канд. мед. наук Л.А. Тепикина (ИОКГ), канд. биол. наук Т.А. Теплицкая (МГУ).

Раздел 6 - канд. техн. наук В.А. Цветков, И.С. Яновский (ГГО).

Раздел 7 - канд. техн. наук Н.Ш. Вольберг, канд. физ.-мат. наук А.И. Полищук, канд. хим. наук Е.А. Шайкова (ГГО).



Реклама

Раздел 8 - канд. физ.-мат. наук А.И. Полищук, Е.А. Горбачева (ГГО).

Раздел 9 - д-р геогр. наук Э.Ю. Безуглая, Е.К. Завадская, И.В. Смирнова (ГГО), д-р мед. наук М.А. Пинигин (ИОКГ).

Часть II

Раздел 2 - Р.Ф. Лавриненко, Н.А. Першина, канд. хим. наук П.Ф. Свистов (ГГО).

Раздел 3 - Е.И. Кузнецова, А.В. Лысак (ИПГ).



Реклама

Раздел 4 - В.А. Зуева, канд. хим. наук П.Ф. Свистов (ГГО).

Раздел 5 - Т.В. Беликова, В.Н. Василенко, И.Ф. Дликман, д-р физ.-мат. наук Ш.Д. Фридман (ИПГ).

Часть III

Раздел 2 - канд. геогр. наук Е.Н. Русина (ГГО), канд. хим. наук М.И. Афанасьев, канд. физ.-мат. наук Л.В. Бурцева, канд. физ.-мат. наук В.М. Егоров, канд. хим. наук Л.А. Лапенко (ЛАМ).

Раздел 3 - Р.Ф. Лавриненко, Н.А. Першина, канд. хим. наук П.Ф. Свистов (ГГО).

Раздел 4 - канд. хим. наук М.И. Афанасьев, канд. физ.-мат. наук Л.В. Бурцева, канд. физ.-мат. наук В.М. Егоров, канд. хим. наук Л.А. Лапенко (ЛАМ), канд. биол. наук Т.А. Теплицкая (МГУ).

Раздел 5 - канд. геогр. наук Е.Н. Русина (ГГО).

Раздел 6 - канд. физ.-мат. наук А.М. Броунштейн, канд. геогр. наук Е.Н. Русина, Е.В. Фабер, А.А. Шашков, канд. физ.-мат. наук А.М. Шаламянский, канд. техн. наук Я.М. Шварц (ГГО).

2. УТВЕРЖДЕН Заместителем председателя Госкомгидромета СССР Ю.С. Цатуровым 1 июня 1989 г. и Главным государственным санитарным врачом СССР А.И. Кондрусевым 16 мая 1989 г.

3. ВЗАМЕН Руководства по контролю загрязнения атмосферы, 1979

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дается ссылка

Номер части, пункта

ГОСТ 17.2.3.01-86

ч. I, п. 1.1

ГОСТ 17.2.4.02-81

ч. I, п. 5.1

ГОСТ 8.504-84

ч. I, п. 5.1

ГОСТ 8.002-71

ч. I, п. 5.1.9

ГОСТ 4212-76

ч. I, п. 5.1.9

ГОСТ 4919.1-77

ч. I, п. 5.1.9

ГОСТ 4912-2-77

ч. I, п. 5.1.9

ГОСТ 15150-69

ч. I, п. 5.1.13

РД 52.24-127-87

ч. I, п. 5.1

Руководящий документ

Руководство по контролю загрязнения атмосферы

РД 52.04.186-89

Дата введения 01.07.1991

Настоящий документ регламентирует организацию и проведение наблюдений за загрязнением атмосферы в городах, на региональном и фоновом уровнях на территории СССР, методики химического анализа концентраций вредных веществ в атмосфере, методы сбора, обработки и статистического анализа результатов наблюдений.

Руководство обязательно для всех организаций, осуществляющих наблюдения за состоянием загрязнения атмосферы, анализ проб воздуха, атмосферных осадков и снежного покрова для определения содержания в них вредных веществ; сбор, обработку и анализ информации, составление обобщенных сведений о качестве воздуха городов, на региональном и фоновом уровне.

Документ отменяет Руководство по контролю загрязнения атмосферы (Л., Гидрометеоиздат, 1979).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Неотъемлемым условием успеха атмосфероохранной деятельности является информация о содержании в атмосфере различных примесей. Для этого на базе гидрометеорологической сети наблюдений, подразделений Минздрава СССР и других ведомств в 1972 г. под руководством Главного управления гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР (ныне Госкомгидромет СССР) была создана Общегосударственная служба наблюдений и контроля за уровнем загрязнения природной среды (ОГСНК). В рамках ОГСНК действует сеть станций наблюдений за загрязнением атмосферы - ОГСНКА.

Передача Госкомгидромету СССР головной функции ОГСНКА обусловлена прежде всего тем, что при организации наблюдений за загрязнением должны использоваться те же основные принципы, что и при построении метеорологической сети: регулярность, единство программ и методов наблюдений, репрезентативность мест наблюдений. В рамках ОГСНКА характеристики загрязнения атмосферы определяются одновременно с необходимыми для их интерпретации метеорологическими показателями.

В соответствии с законом СССР «Об охране атмосферного воздуха» на Общегосударственную службу наблюдений и контроля за уровнем загрязнения природной среды возлагается обеспечение заинтересованных государственных и общественных органов, предприятий, учреждений и организаций систематической информацией и прогнозами об уровнях загрязнения атмосферы, обусловленного хозяйственной деятельностью и метеорологическими условиями. Решение этой задачи включает:

наблюдение за уровнем загрязнения;

оценку уровня загрязнения и его изменений под влиянием хозяйственной деятельности и метеорологических условий;

прогноз ожидаемых изменений качества воздуха за длительный период.

В целях унификации способов наблюдений, химического анализа проб воздуха, статистического анализа информации и форм ее представления в 1979 г. впервые было издано согласованное и утвержденное Госкомгидрометом СССР и Минздравом СССР Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Со времени издания и внедрения на сети ОГСНКА этого Руководства некоторые его положения, связанные с правилами организации сети, методами химического анализа и обработки информации, существенно усовершенствованы. Разработан ряд новых нормативных и руководящих документов, используемых на сети Госкомгидромета СССР и Минздрава СССР. Созданы дополнительно сети наблюдения за содержанием вредных веществ на региональном уровне на основании анализа проб атмосферных осадков и снежного покрова. Осуществляются наблюдения за состоянием загрязнения атмосферы вдоль западных границ СССР на станциях наблюдений за трансграничным переносом. Расширена сеть станций комплексного фонового мониторинга, осуществляющих наблюдения за состоянием атмосферы на региональном и глобальном уровне. Обработка и обобщение информации выполняется на ЭВМ.

Для репрезентативной оценки состояния атмосферы потребовалась организация систем наблюдений с использованием для определения концентрации примесей достаточно селективных, чувствительных, стабильных, точных и надежных методов и приборов. Диапазон измерений должен обеспечивать не только определение высоких уровней загрязнения в отдельные короткие периоды, но и выявление небольших изменений в течение длительного времени. Особенно важно применение единых по стране методов измерения концентраций примесей в воздухе, математической обработки и интерпретации получаемых данных. С этой целью Госкомгидрометом СССР и Минздравом СССР создано новое Руководство по контролю загрязнения атмосферы.

Настоящее издание руководящего документа, разработанного Госкомгидрометом СССР и Минздравом СССР, содержит исходные положения по всем направлениям деятельности ОГСНКА на городском (импактном), региональном и глобальном (фоновом) уровне. В новом тексте Руководства для отдельных видов мониторинга загрязнения атмосферы рассмотрены и даны основные правила по следующим направлениям:

1) организации и проведению мониторинга (выбор мест наблюдений, программа работ, проведение измерений);

2) анализу отобранных проб воздуха, атмосферных осадков, снежного покрова;

3) сбору, обработке, статистическому анализу и представлению информации заинтересованным организациям.

В соответствии с видами мониторинга загрязнения атмосферы в Руководстве выделены разделы, в которых рассмотрены вопросы, связанные с организацией и функционированием мониторинга в городах, а также на региональном и глобальном уровнях.

ЧАСТЬ I
Загрязнение атмосферы в городах и других населенных пунктах

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Степень загрязнения атмосферы зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляются выбросы, и от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ.

Источники загрязнения атмосферы различаются по мощности выброса (мощные, крупные, мелкие), высоте выброса (низкие, средней высоты и высокие), температуре выходящих газов (нагретые и холодные). К мощным источникам загрязнения относятся производства типа металлургических и химических заводов, заводов строительных материалов, тепловые электростанции и др. К мелким источникам загрязнения - небольшие котельные и предприятия местной и пищевой промышленности, трубы печного отопления и т.п. Большое количество мелких источников может значительно загрязнять воздух. Под низкими источниками понимают такие, в которых выброс осуществляется ниже 50 м, под высокими - выброс выше 50 м. Нагретыми условно называют источники, у которых температура выбрасываемой газовоздушной смеси выше 50 °С; при более низкой температуре выбросы считаются холодными.

В выбросах предприятий различных отраслей промышленности и транспорта содержится большое число различных вредных примесей. Почти из всех источников в атмосферу поступают диоксид серы (SO2), пыль, оксид углерода (CO), оксиды азота (NO, NO2). Много вредных веществ образуется при сжигании топлива. Только тепловые электростанции являются источником почти половины (45 %) общего количества сернистых соединений, поступающих в воздушный бассейн. При сжигании топлива в атмосферу выбрасываются также в большом количестве оксид углерода, оксиды азота и несгоревшие твердые вещества в виде золы и сажи. В меньших количествах при сжигании как твердого, так и жидкого топлива могут выбрасываться хлористый натрий и магний, оксиды железа, ванадий, оксиды никеля и кальция, ртуть и ряд других веществ. При сжигании газообразного топлива в основном выбрасываются оксиды азота. При нарушении режима горения, т.е. при сжигании газа в условиях недостаточного количества воздуха или при охлаждении пламени горелки, в атмосферу выбрасываются углеводороды. При этом могут выделяться и ароматические углеводороды, часть которых относится к канцерогенным веществам.

Значительное количество топлива сжигается автомобильным, железнодорожным, морским, речным и авиационным транспортом. Основными вредными примесями, содержащимися в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, являются: оксид углерода, оксиды азота, углеводороды (в том числе канцерогенные), альдегиды и другие вещества. При работе двигателей, использующих бензин, выбрасываются также свинец, хлор, бром, иногда фосфор, при работе дизельных двигателей - значительное количество сажи. Авиационные двигатели выбрасывают в атмосферу оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, углеводороды, оксиды серы и сажу.

Большой вклад в загрязнение атмосферы вносят предприятия черной металлургии. Выбросы предприятий этой отрасли составляют 10 - 15 % общих выбросов промышленности в целом по стране. В выбросах предприятий черной металлургии содержатся пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сероводород, фенол, сероуглерод, бенз(а)пирен и др. Наибольшее количество диоксида серы содержится в выбросах агломерационных фабрик, энергетических установок и предприятий по производству чугуна.

При производстве цветных металлов в атмосферу выбрасываются диоксид серы, оксид углерода и пыль, оксиды различных металлов (особенно, свинец, медь, никель). Производство алюминия электролизным методом сопровождается выбросами в атмосферу фтористых соединений и оксида углерода.

От предприятий химической промышленности в атмосферу поступают разнообразные вредные вещества, главным образом в виде газов. При производстве серной кислоты с отходящими газами выбрасываются в атмосферу сернистые соединения, оксиды азота, соединения мышьяка и токсичная пыль. При производстве азотной кислоты - оксиды азота, аммиак и оксид углерода, при производстве хлора - хлор и соляная кислота, при производстве суперфосфата - фтористоводородная и кремнийфтористоводородная кислота, при производстве целлюлозы и бумаги - диоксид серы, дисульфид, сероводород, сероуглерод, хлор, формальдегид и меркаптаны, при производстве искусственного волокна - сероводород и сероуглерод.

Большое количество вредных веществ выбрасывается в атмосферу предприятиями нефтяной промышленности, в том числе оксиды серы и азота, оксид углерода, углеводороды, сероводород, меркаптаны и несгоревшие твердые частицы, содержащие бенз(а)пирен. Производство цемента связано с выбросами из печей обжига пыли и диоксида серы. Предприятия по производству белковых концентратов выбрасывают в атмосферу пыль белково-витаминных концентратов, фурфурол. Далеко не полный перечень поступающих в атмосферу вредных веществ, который установлен на основании ежегодной статистической отчетности предприятий, включает свыше 300 различных наименований. Органами Минздрава СССР для воздуха населенных мест разработаны и утверждены предельно допустимые концентрации (ПДК) 411 веществ, оказывающих отрицательное воздействие на здоровье человека. Концентрация примеси существенно зависит от периода времени, за который она определяется. Поэтому установлены раздельные ПДК для разовых и суточных концентраций примеси. Перечень этих веществ дан в приложении 1.1.

В последние годы в СССР широко развернуты работы по установлению норм предельно допустимых выбросов (ПДВ) для каждого предприятия и каждого источника выбросов. Для отдельного источника выбросов ПДВ - это выброс, при котором в районе расположения данного источника с учетом влияния соседних источников концентрации примесей в атмосфере не превысят ПДК. На основе экспериментальных и теоретических исследований разработаны нормативные документы по расчету рассеивания примесей и установлению предельно допустимых выбросов вредных веществ, в том числе Временная методика нормирования [5] и Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86) [7]. Эти документы носят универсальный характер и применимы для всех видов источников. Нормирование выбросов загрязняющих веществ осуществляется на основе расчетов полей максимальных концентраций вредных веществ на территории города. Если согласно расчету максимальная концентрация примеси cм в атмосфере превышает ПДК, то должны применяться технологические и организационные мероприятия для снижения выбросов до допустимого уровня.

При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы существенно зависит от климатических условий: направления, условий переноса и распространения примесей в атмосфере, интенсивности солнечной радиации, определяющей фотохимические превращения примесей и возникновение вторичных продуктов загрязнения воздуха, количества и продолжительности атмосферных осадков, приводящих к вымыванию примесей из атмосферы [2, 3]. Поэтому снижение загрязнения атмосферы должно осуществляться технологическими средствами с учетом характерных особенностей климатических условий в рассматриваемом районе.

Влияние метеорологических условий проявляется по-разному при холодных и нагретых выбросах из высоких и низких труб. Концентрации примеси в приземном слое атмосферы под факелом дымовых и вентиляционных труб на разных расстояниях от источника выбросов распределяются следующим образом. Вблизи источника при отсутствии низких и особенно неорганизованных выбросов концентрация примеси мала. Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы. Максимум и характер изменения концентрации с расстоянием зависят от мощности выброса, высоты трубы, температуры и скорости выбрасываемых газов, а также, от метеорологических условий. Чем выше источник выбросов, тем больше рассеивается примесь в атмосфере, прежде чем достигнет подстилающей поверхности. Наибольшего значения концентрация обычно достигает на расстоянии от 10 до 40 высот труб. На промышленной площадке загрязнение приземного слоя воздуха может быть повышенным за счет неорганизованных выбросов.

Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Если температура с высотой падает, то создаются условия интенсивного турбулентного обмена. Чаще всего неустойчивое состояние атмосферы наблюдается летом в дневное время. При таких условиях у земной поверхности отмечаются большие концентрации и возможны значительные колебания их со временем. Если в приземном слое воздуха температура с высотой растет (инверсия температуры), то рассеивание примесей ослабевает. В случае мощных и длительных приземных инверсий при низких, в частности, неорганизованных выбросах концентрации примесей могут существенно возрастать [7].

В случае приподнятых инверсий приземные концентрации зависят от высоты расположения источника загрязнения по отношению к их нижней границе. Если источник расположен выше слоя приподнятой инверсии, то примесь к земной поверхности поступает в небольших количествах. Если источник располагается ниже слоя приподнятой инверсии, то основная часть примеси концентрируется вблизи поверхности земли.

Скорость ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, так как с усилением ветра возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При слабом ветре в районе высоких источников выброса концентрации у земли уменьшаются за счет увеличения подъема факела и уноса примеси вверх. Подъем примеси особенно значителен при нагретых выбросах. При сильном ветре начальный подъем примеси уменьшается, но происходит возрастание скорости переноса примеси на значительные расстояния. Максимальные концентрации примеси обычно наблюдаются при некоторой скорости, которая называется опасной [7]. Опасная скорость ветра зависит от параметров выброса. Для мощных источников выброса с большим перегревом дымовых газов относительно окружающего воздуха, например для тепловых электростанций, она составляет 5 - 7 м/с. Для источников со сравнительно малым объемом выбросов и низкой температурой газов, например, для предприятий химической промышленности, она близка к 1 - 2 м/с [3].

Неустойчивость направления ветра способствует усилению рассеивания по горизонтали, и концентрации у земли уменьшаются.

Солнечная радиация обусловливает фотохимические реакции в атмосфере и сформирование различных вторичных продуктов, обладающих часто более токсичными свойствами, чем вещества, поступающие от источников выбросов. Так, в процессе фотохимических реакций в атмосфере происходит окисление сернистого газа с образованием сульфатных аэрозолей. В результате фотохимического эффекта в ясные солнечные дни в загрязненном воздухе формируется фотохимический смог.

При туманах концентрация примесей может сильно увеличиться. С туманами связаны смоги, при которых в течение продолжительного времени удерживаются высокие концентрации вредных примесей.

Подробные сведения о климатических условиях распространения примесей в атмосфере и их влиянии на формирование уровня загрязнения воздушного бассейна можно найти в Справочном пособии [6], а также в других работах [2, 4].

На распространение примеси влияют также упорядоченные вертикальные движения, обусловленные неоднородностью подстилающей поверхности. В условиях пересеченной местности на наветренных склонах возникают восходящие, а на подветренных - нисходящие движения, над водоемами летом - нисходящие, а в прибрежных районах - восходящие движения. При нисходящих потоках приземные концентрации увеличиваются, при восходящих - уменьшаются. В некоторых формах рельефа, например в котловинах, воздух застаивается, что приводит к накоплению вредных веществ вблизи подстилающей поверхности, особенно от низких источников выбросов. В холмистой местности максимумы приземной концентрации примеси обычно больше, чем при отсутствии неровностей рельефа.

На рассеивание примесей в условиях города существенно влияют планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, зеленых массивов и водные объекты, образующие как бы разные формы наземных препятствий воздушному потоку и приводящие к возникновению особых метеорологических условий в городе.

Наблюдения показывают, что даже при постоянных объемах и составах промышленных и транспортных выбросов в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения воздуха могут различаться в несколько раз. Учет этого влияния важен при подготовке документов о качестве атмосферного воздуха, разработке воздухоохранных мероприятий, планировании размещения городов и промышленных объектов, прогнозирования уровня загрязнения [4].

В связи с этим при оценке эффективности выполнения мероприятий по охране атмосферы недостаточно иметь только сведения о сокращении выбросов. Требуется надежная информация за длительный период о содержании примесей в атмосфере и климатических условиях распространения примесей в атмосфере.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА УРОВНЕМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

2.1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах и населенных пунктах изложены в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов» [2]. Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют на постах. Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.

Устанавливаются посты наблюдений трех категорий: стационарные, маршрутные, передвижные (подфакельные). Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных специфических загрязняющих веществ.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно (нецелесообразно) установить стационарный пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных районах, например в новых жилых районах.

Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов. Стационарные посты оборудованы специальными павильонами, которые устанавливают в заранее выбранных местах. Наблюдения на маршрутных постах проводятся с помощью передвижной лаборатории, которая оснащена необходимым оборудованием и приборами. Маршрутные посты также устанавливают в заранее выбранных точках. Одна машина за рабочий день объезжает 4 - 5 точек. Порядок объезда автомашиной выбранных маршрутных постов должен быть одним и тем же, чтобы обеспечить определение концентраций примесей в постоянные сроки. Наблюдения под факелом предприятия проводятся также с помощью оборудованной автомашины. Подфакельные посты представляют собой точки, расположенные на фиксированных расстояниях от источника. Они перемещаются в соответствии с направлением факела обследуемого источника выбросов.

2.2. РАЗМЕЩЕНИЕ И КОЛИЧЕСТВО ПОСТОВ НАБЛЮДЕНИЙ

Репрезентативность наблюдений за состоянием загрязнения атмосферы в городе зависит от правильности расположения поста на обследуемой территории. При выборе места для размещения поста прежде всего следует установить, какую информацию ожидают получить: уровень загрязнения воздуха, характерный для данного района города, или концентрацию примесей в конкретной точке, находящейся под влиянием выбросов отдельного промышленного предприятия, крупной автомагистрали.

В первом случае пост должен быть расположен на таком участке местности, который не подвергается воздействию отдельно стоящих источников выбросов. Благодаря значительному перемешиванию городского воздуха уровень загрязнения в районе поста будет определяться всеми источниками выбросов, расположенными на исследуемой территории. Во втором случае пост размещается в зоне максимальных концентраций примеси, связанных с выбросами рассматриваемого источника.

Каждый пост независимо от категории размещается на открытой, проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием: на асфальте, твердом грунте, газоне. Если пост разместить на закрытом участке (вблизи высоких зданий, на узкой улице, под кронами деревьев или вблизи низкого источника выбросов), то он будет характеризовать уровень загрязнения, создаваемый в конкретном месте, и будет или занижать реальный уровень загрязнения из-за поглощения газов густой зеленью, или завышать из-за застоя воздуха и скопления вредных веществ вблизи строений.

Стационарный и маршрутный посты размещаются в местах, выбранных на основе обязательного предварительного исследования загрязнения воздушной среды города промышленными выбросами, выбросами автотранспорта, бытовыми и другими источниками и изучения метеорологических условий рассеивания примесей путем эпизодических наблюдений, расчетов полей максимальных концентраций примесей. При этом следует учитывать повторяемость направления ветра над территорией города. При определенных направлениях выбросы от многочисленных предприятий могут создавать общий факел, соизмеримый с факелом крупного источника. Если повторяемость таких направлений ветра велика, то зона наибольшего среднего уровня загрязнения будет формироваться в 2 - 4 км от основной группы предприятий, причем иногда она может располагаться и на окраине города. Выбору местоположения стационарных постов должно предшествовать ознакомление с генеральным планом развития города, чтобы учесть планируемое размещение крупных источников выбросов и жилых районов. Для характеристики распределения концентрации примеси по городу посты необходимо устанавливать в первую очередь в тех жилых районах, где возможны наибольшие средние уровни загрязнения, затем в административном центре населенного пункта и в жилых районах с различными типами застройки, а также в парках, зонах отдыха. К числу наиболее загрязненных районов относятся зоны наибольших максимальных разовых и среднесуточных концентраций, создаваемые выбросами промышленных предприятий (такие зоны находятся в 0,5 - 2 км от низких источников выбросов и в 2 - 3 км от высоких), а также магистрали интенсивного движения транспорта, поскольку влияние автомагистрали обнаруживается лишь в непосредственной близости от нее (на 50 - 100 м).

Размещение стационарных постов согласовывается с местными органами Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и Министерства здравоохранения СССР. Открытие, закрытие или перенос постов ОГСНКА в течение года производятся в соответствии с порядком, установленным Наставлением гидрометеорологическим станциям и постам [4]. Организации различных министерств и ведомств, проводящих наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы, руководствуются требованиями настоящего документа. Перенос маршрутных и подфакельных постов осуществляется по решению местных органов Госкомгидромета СССР или санитарно-эпидемиологической службы в зависимости от их принадлежности. Все изменения в течение года в составе сети ОГСНКА отражаются в статистической форме отчетности ГМ-12.

Число стационарных постов определяется в зависимости от численности населения в городе, площади населенного пункта, рельефа местности и степени индустриализации, рассредоточенности мест отдыха. В зависимости от численности населения устанавливается: 1 пост - до 50 тыс. жителей; 2 поста - 50 - 100 тыс. жителей; 2 - 3 поста - 100 - 200 тыс. жителей; 3 - 5 постов - 200 - 500 тыс. жителей; 5 - 10 постов - более 500 тыс. жителей; 10 - 20 постов (стационарных и маршрутных) - более 1 млн. жителей. Количество постов может быть увеличено в условиях сложного рельефа местности, при наличии большого количества источников загрязнения, а также при наличии на данной территории объектов, для которых чистота воздуха имеет первостепенное значение (например, уникальных парков, исторических сооружений и др.).

Обследование состояния загрязнения воздуха населенных пунктов проводится по специальной расширенной программе. В этом случае допускается увеличить число стационарных постов по согласованию с органами Госкомгидромета СССР и Минздрава СССР.

При подфакельных наблюдениях место отбора проб выбирают с учетом ожидаемых наибольших концентраций примесей на расстояниях 0,5; 1; 2; 3, ..., 10 км от границы санитарно-защитной зоны и конкретного источника загрязнения с подветренной стороны от него. За пределами санитарно-защитной зоны общее количество мест наблюдений устанавливается с учетом мощности источника и технической возможности проведения измерений. (Подробнее о подфакельных наблюдениях см. п. 3.4.3.).

Сведения о максимальных концентрациях примесей на заданных расстояниях от источника могут быть получены и на стационарных постах при направлениях ветра со стороны источника.

2.3. ПРОГРАММА И СРОКИ НАБЛЮДЕНИЙ

Регулярные наблюдения на стационарных постах проводятся по одной из четырех программ наблюдений: полной (П), неполной (НП), сокращенной (СС), суточной (С).

Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняются ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз при обязательном отборе в 1, 7, 13, 19 ч по местному декретному времени.

По неполной программе наблюдения проводятся с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 ч местного декретного времени.

По сокращенной программе наблюдения проводятся с целью получения информации только о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 ч местного декретного времени. Наблюдения по сокращенной программе допускается проводить при температуре воздуха ниже минус 45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже 1/20 максимальной разовой ПДК или меньше нижнего предела диапазона измерений концентрации примеси используемым методом.

Допускается проводить наблюдения по скользящему графику в 7, 10, 13 ч во вторник, четверг, субботу и в 16, 19, 22 ч в понедельник, среду, пятницу. Наблюдения по скользящему графику предназначены для получения разовых концентраций.

Программа суточного отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации. В отличие от наблюдений по полной программе, наблюдения по этой программе проводятся путем непрерывного суточного отбора проб и не позволяют получать разовых значений концентрации. Все программы наблюдений позволяют получать концентрации среднемесячные, среднегодовые и средние за более длительный период.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют следующие метеорологические параметры: направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. Для стационарных постов допускается смещение всех сроков наблюдений на 1 ч в одну сторону. Допускается не проводить наблюдения в воскресные и праздничные дни.

Наблюдения на маршрутных постах, как и на стационарных, проводятся по полной, неполной или сокращенной программе. Для этого типа постов разрешается смещение сроков наблюдений на 1 ч в обе стороны от стандартных сроков. Сроки отбора проб воздуха при подфакельных наблюдениях должны обеспечить выявление наибольших концентраций примесей, связанных с особенностями режима выбросов и метеорологических условий рассеивания примесей, и они могут отличаться от сроков наблюдений на стационарных и маршрутных постах.

В период неблагоприятных метеорологических условий, сопровождающихся значительным возрастанием содержания примесей до высокого уровня загрязнения (ВЗ), проводят наблюдения через каждые 3 ч. При этом отбирают пробы на территории наибольшей плотности населения на стационарных или маршрутных постах или под факелом основных источников загрязнения по усмотрению управления по гидрометеорологии (УГМ).

2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕЧНЯ ВЕЩЕСТВ, ПОДЛЕЖАЩИХ КОНТРОЛЮ

В атмосферный воздух города поступает большое количество различных вредных веществ. Повсеместно выбрасываются такие вредные вещества, как пыль (взвешенные вещества), диоксид серы, диоксид и оксид азота1, оксид углерода, которые принято называть основными, а также различные специфические вещества, выбрасываемые отдельными производствами, предприятиями, цехами.

1 Наблюдения за оксидом азота обязательно проводят только в городах с численностью населения 250 тыс. и более.

Перечень веществ для измерения на стационарных, маршрутных постах и при подфакельных наблюдениях устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей. Определяются вещества, которые выбрасываются предприятиями города, и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ. В результате составляется список веществ, подлежащих контролю в первую очередь. Принцип выбора вредных веществ и составления списка приоритетных веществ основан на использовании параметра потребления воздуха (ПВ) [1]:

реального

(2.1)

и требуемого

(2.2)

где Mi - суммарное количество выбросов i-й примеси от всех источников, расположенных на территории города; qi - концентрация, установленная по данным расчетов или наблюдений.

Устанавливается, будет ли средняя или максимальная концентрация примеси превышать при данных выбросах соответственно среднюю суточную ПДКс.с или максимальную разовую ПДКм.р. Если ПВтi > ПВi, то ожидаемая концентрация примеси в воздухе может быть равна ПДК или превысит ее, и, следовательно, i-я примесь должна контролироваться. Перечень веществ для организации наблюдений устанавливается сравнением ПВ с ПВт для средних (ПВс.с) и максимальных (ПВм.р) концентраций примесей.

Для выявления необходимости наблюдений за i-й примесью с использованием ПВс.с предлагается графический метод. На черт. 2.1 показано семейство прямых линий, соответствующих q = ПДКс.с по заданным значениям Mi, потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) и характерного размера города Lj, определяемого условно как радиус круга площадью Sj, соответствующей площади города, т.е.

(2.3)

ПЗА для города определяется по географическим зонам в соответствии с [3].

Если один или группа источников расположены за городской чертой на одной промплощадке, то учитывается повторяемость Pj (в долях единицы) направления ветра со стороны промплощадки. В этом случае вместо Mi берется M'i = MiPj (в среднем для европейской части СССР (ЕЧС) ?Pj принимается равной 0,5), а вместо Lj берется L'j, равное 2 км, т.е. расстоянию, на котором средняя концентрация примеси имеет наибольшее значение.

На черт. 2.1. для i-й примеси по значениям Mi (M'i) Lj (L'j) определяется местоположение точки по отношению к расчетной прямой = ПДКс.с.i. Если точка попадает в область выше прямой или на прямую, то это означает, что ожидаемая средняя концентрация i-й примеси будет превышать санитарно-гигиеническую норму (ПДКс.с) или будет равна ей и, следовательно, i-ю примесь необходимо контролировать. Если точка ложится ниже прямой, то контролировать i-ю примесь не следует (если при этом ожидаемое максимальное значение концентрации не будет превышать ПДК).

Зависимость между суммарными выбросами M, характерным размером города L и средней концентрацией примеси Q = ПДК.

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

а - для городов с ПЗА - 2,5 ... 3,0; б - для городов с ПЗА > 3,0.

Черт. 2.1.

При применении графического метода следует учитывать, что прямые на черт. 2.1 соответствуют значениям ПДКс.с от 0,005 до 0,05 мг/м3. Если значение ПДК i-й примеси больше 0,05 (или меньше 0,005), используется прямая линия, соответствующая значению ПДКс.с в 10 раз меньшему (или большему), чем ПДК, а значения M, нанесенные на оси координат, умножаются (или делятся) на 10. Например, для серной кислоты, имеющей ПДКс.с = 0,1 мг/м3, используем линию ПДКс.с в 0,01 мг/м3, а значения M на оси ординат умножаем на 10.

После отбора примесей, подлежащих контролю, определяется очередность организации контроля за специфическими примесями, выбрасываемыми разными источниками. Для этого рассчитывается параметр требуемого потребления воздуха (ПВт1) по формуле

или (2.4)

Если ПВт1 1 > ПВт1 2 > ПВт1 3 > ..., то первой в список контролируемых примесей войдет примесь с наибольшим значением ПВт1 под номером 1, второй - примесь со следующим значением ПВт1 под номером 2 и т.д. Таким образом составляется первый предварительный список примесей в порядке 1, 2, 3, .… Если несколько примесей имеют одинаковые значения ПВт1, то сначала записывается примесь класса опасности 1, затем 2, 3 и 4.

С помощью черт. 2.1 можно определить целесообразность организации наблюдений за основными примесями в городах, где контроль не осуществляется, а по величине ПВт1 составить список городов, где необходимо организовать наблюдения за основными примесями на территории УГМ.

Перейдем к оценке ожидаемой максимальной концентрации примесей. В этом случае при выборе примесей для контроля их содержания в воздухе устанавливается соотношение (ПВ2) между ожидаемой при данных выбросах максимальной разовой концентрацией i-й примеси и ее ПДКм.р. Значения ПВ2 для наиболее часто встречающихся неблагоприятных условий рассеивания отдельно для холодных и горячих выбросов на соответствующих высотах и различных скоростей выхода газовоздушной смеси из трубы, т.е. для различных A, ?T, H, ?, приведены в табл. 2.1. Отдельно рассматриваются выбросы с разностью значений температуры выбрасываемой паровоздушной смеси и окружающего воздуха ?T < 50 °С и ?T ? 50 °С. Коэффициент A определяется для рассматриваемого города в соответствии с СН 369-74 [5].

Таблица 2.1

Параметр ПВ2 = M/q(тыс. т3/(мг?год)) для разных значений A2/3?°С1/3/г) и V 3/с)

A

?

H м

?

H м

20

50

100

50

100

250

Низкие и холодные выбросы (?T < 50)

Высокие и горячие выбросы (?T ? 50)

120

1

0,3

1,6

6,6

50

3,5

14,0

87,4

120

10

0,6

3,6

14,2

1200

10,1

40,3

252,1

160

1

0,2

1,2

5,0

50

2,6

10,5

65,6

160

10

0,4

2,7

10,7

1200

7,6

30,3

189,1

200

1

0,2

1,0

4,0

50

2,1

8,4

52,4

200

10

0,3

2,1

8,5

1200

6,0

24,2

151,3

240

1

0,1

0,8

3,3

50

1,8

7,0

43,7

240

10

0,3

1,8

7,1

1200

5,0

20,2

126,1

Значения H устанавливаются с учетом следующих условий.

Если примесь поступает в атмосферу от многих мелких источников и автотранспорта, принимается H ? 20 м. Если примеси выбрасываются из нескольких промышленных источников разной высоты, то принимаем условно H = 50 м, что примерно соответствует средней высоте труб. Если в городе основные примеси выбрасываются в основном промышленными предприятиями с высокими трубами (ТЭЦ, ГРЭС и др.), то для них принимается H, равная 100 - 250 м.

По значениям Mi и ПДКм.рi определяется параметр реального потребления воздуха, который сравнивается затем с ПВт2. Если ПВт2i > ПВт2, то i-я примесь включается во второй предварительный список примесей, рекомендованных для контроля.

С помощью значений ПВ2, приведенных в табл. 2.1, определяется второй предварительный список. Этот список одновременно является списком городов, где необходимо организовать наблюдения за основными примесями.

Окончательный приоритетный список примесей, рекомендуемых для наблюдений в городах на сети ОГСНКА, составляется из двух списков. Сначала распределяются места в списке примесей по значению ПВт1. Номер первый присваивается примеси, которой соответствует наибольшее значение ПВт1. Затем распределяются места в порядке убывания значений ПВт2.

Работа проводится в несколько этапов. Окончательный приоритетный список составляется по сумме мест в предварительных списках, составленных по значениям ПВт1 и ПВт2. При этом примеси, для которых нет ПДКм.р, включаются в список по удвоенному номеру места, полученного по значению ПВт1. Если несколько примесей имеют одинаковые номера мест в окончательном списке, то очередность этих примесей устанавливается по классу опасности веществ. В первую очередь записываются примеси классов опасности 1 и 2.

Пример. Требуется составить приоритетный список примесей, подлежащих контролю в городе N.

1. В соответствии с данными инвентаризации выбросов вредных веществ в городе N, расположенном на ЕЧС (A = 120; ПЗА = 2,5), характерный размер которого L = 6 км, высота выбросов H = 50 м, ?T > 50, в табл. 2.2 приведены значения количества выбросов М для восьми примесей (графа 2), а также значения ПДКс.с и ПДКм.р (графы 3 и 4).

2. Из списка исключаются примеси, не имеющие ПДК.

3. Для основных примесей (диоксида азота, диоксида серы), выбрасываемых множеством предприятий, принимается характерный размер города L = 6 км. На черт. 2.1 по значениям M и L для этих примесей определяем, что средние концентрации, будут превышать соответствующие ПДК, и в таблице в графе 5 ставим знаки плюс.

4. Для специфических примесей, поступающих в атмосферу от одиночных источников (акролеин, аммиак и др.), рассчитывается M = M'P, где P = 0,5 (так как данный город расположен на ЕЧС). Из черт. 2.1 по значению M' и L' = 2 км определяем, что необходимо контролировать средние концентрации следующих примесей: аммиак, свинец и сероводород. Против них в графе 5 ставится знак плюс, против остальных специфических записей - знак минус.

5. Рассчитываются значения ПВт2 для всех примесей, имеющих ПДКм.р (графа 8) и сравниваются эти значения с ПВ2 из табл. 2.1 для выбросов при ?T > 50, H = 50 м. Для примесей, у которых ПВт2 > ПВ2, ставим в графе 6 знак плюс (диоксид азота, аммиак, ацетон, диоксид серы, сероводород).

6. Рассчитывается индекс ПВт1 для примесей со знаками «++», «-+» (или «+-») и записывается в графу 7.

Таблица 2.2

Пример составления приоритетного списка для контроля на ОГСНКА для города N (ЕЧС) при A = 120, ПЗА = 2,5, L= 6 км, H = 50 м

Примесь

M тыс. т/год

ПДКс.с

ПДКм.р

Контроль по

ПВт1

ПВт2

Номер места по

Сумма мест

ПВт1

ПВт2

ПВт1

ПВт2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1. Азота диоксид

12,07

0,04

0,085

+

+

301,8

142,0

2

1

3

2. Акролеин

0,001

0,03

0,03

-

-

-

-

-

-

-

3. Аммиак

7,938

0,04

0,2

+

+

198,4

39,69

4

4

8

4. Ацетон

1,932

0,35

0,35

-

+

5,52

5,52

6

5

11

5. Изопентан

0,013

Нет ПДК

6. Свинец

0,0710

0,0003

Нет ПДК

+

236,7

3

6

7. Серы диоксид

20,04

0,05

0,5

+

+

400,8

40,08

1

3

4

8. Сероводород

0,823

0,008

0,008

+

+

102,9

102,9

5

2

7

Примечание. В графах 5, 6 плюс - контроль нужен, минус - контроль не нужен. Для сероводорода значение ПДКс.с, равное 8, взято условно.

7. По значению ПВт1 для шести примесей устанавливаются номера мест с 1-го по 6-е. Они помещаются в графу 9. По значениям ПВт2 номера мест с 1-го по 5-е записываются в графу 10.

8. Определяется сумма мест для каждой из шести примесей и записывается в графу 11. Для свинца, у которого нет ПДКм.р, номер места равен 3?2 = 6.

9. Составляется приоритетный список примесей для организации наблюдений в городе N. При этом для одинаковых значений суммы мест первой ставится примесь с большим значением ПВт1 + ПВт2 или примесь, класс опасности которой выше (имеет меньший номер).

Приоритетный список

1. Диоксид азота

2. Диоксид серы

3. Свинец

4. Сероводород

5. Аммиак

6. Ацетон

На основании установленного перечня веществ, подлежащих контролю, в каждом городе определяются вещества для организации наблюдений на постах. На опорных стационарных постах организуются наблюдения за содержанием основных загрязняющих веществ: пыли, диоксида серы, оксида углерода, оксида и диоксида азота, - и за специфическими веществами, которые характерны для промышленных выбросов многих предприятий данного города (населенного пункта).

На неопорных стационарных и маршрутных постах проводятся наблюдения за содержанием специфических примесей приоритетного списка, характерных для близлежащих источников выбросов. Наблюдения за основными примесями на этих постах проводятся по сокращенной программе или не проводятся, если среднемесячная концентрация этих веществ в течение года не превышала 0,5 среднесуточной ПДК. Одна специфическая примесь контролируется на 2 - 3 стационарных постах одновременно.

Кроме веществ, приоритет которых установлен по изложенной методике, в обязательный перечень контролируемых веществ в городе включаются:

растворимые сульфаты - в городах с населением более 100 тыс. жителей;

формальдегид и соединения свинца - в городах с населением более 500 тыс. жителей, поскольку эти примеси в большом количестве выбрасываются автомобилями;

металлы - в городах с предприятиями черной и цветной металлургии;

бенз(а)пирен - в городах с населением более 100 тыс. жителей и в населенных пунктах с крупными источниками выбросов;

пестициды - в городах, расположенных вблизи крупных сельскохозяйственных территорий, на которых используются пестициды.

Выбросы перечисленных веществ трудно точно установить, и их приоритет не может быть определен по изложенной методике.

Перечень вредных веществ, подлежащих контролю, пересматривается при изменении данных инвентаризации промышленных выбросов, появлении новых источников выбросов, реконструкции предприятий, но не реже 1 раза в 3 года.

Расширение перечня контролируемых веществ осуществляется после предварительных наблюдений, направленных на ориентировочную оценку состояния загрязнения. Такие наблюдения могут проводиться на стационарных, маршрутных постах или при эпизодических обследованиях.

При подфакельных измерениях наблюдения за основными примесями не проводятся, так как трудно выделить вклад исследуемого источника в уровень загрязнения воздуха этими примесями. Под факелом предприятия выполняются наблюдения за специфическими вредными веществами, характерными для выбросов этого предприятия. Программа подфакельных наблюдений составляется таким образом, чтобы число измерений концентрации данной примеси за год на каждом заданном расстоянии от источника было не менее 50. С помощью подфакельных наблюдений можно обеспечить контроль ряда специфических веществ, которые выбрасываются низкими источниками и влияние которых ограничивается небольшим районом. Правила проведения подфакельных наблюдений см. в п. 3.4.3.

Эпизодические обследования небольших населенных пунктов (см. п. 3.3) по специальным программам должны проводиться таким образом, чтобы обеспечить за период обследования населенного пункта не менее 200 наблюдений за концентрацией каждой примеси.

Таблица 2.3

Программа работы постов в городах

Город, номер поста

Пыль

Диоксид серы

Оксид углерода

Диоксид азота

Оксид азота

Растворимые сульфаты

Сероводород

Метилмеркаптан

Углеводороды

БП

Тяжелые металлы

Программа наблюдений

Город

3

2

4

1

5

7

6

1

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

НП

2

?

?

?

?

НП

3

?

?

?

?

?

?

?

НП

Ежегодно составляется программа работы каждого поста наблюдений (табл. 2.3).

В первой строке программы указывается приоритет каждого вещества в городе. Во второй и последующих строках для каждого поста крестиком отмечаются те вещества, которые измеряются на данном посту.

2.5. ВЫСОТА И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОТБОРА ПРОБ

При определении приземной концентрации примеси в атмосфере отбор проб и измерение концентрации примеси проводятся на высоте 1,5 - 3,5 м от поверхности земли.

Продолжительность отбора проб воздуха для определения разовых концентраций примесей составляет 20 - 30 мин.

Продолжительность отбора проб воздуха для определения среднесуточных концентраций загрязняющих веществ при дискретных наблюдениях по полной программе составляет 20 - 30 мин через равные промежутки времени в сроки 1, 7, 13 и 19 ч, при непрерывном отборе проб - 24 ч.

Конкретные требования к методам и средствам отбора проб, условиям их хранения и транспортировки, индивидуальным для каждого загрязняющего вещества, указаны в разделах 4 и 5.

2.6. ОРГАНИЗАЦИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Одновременно с отбором проб воздуха или регистрацией концентраций примесей на стационарных и маршрутных постах проводятся метеорологические наблюдения за скоростью, направлением ветра, температурой воздуха, состоянием погоды, при подфакельных наблюдениях - за скоростью и направлением ветра. Метеорологические наблюдения на стационарных постах выполняются с помощью метеорологического оборудования, находящегося в лаборатории «Пост-1» и «Пост-2». Скорость и направление ветра при подфакельных наблюдениях определяются на высоте 2 м с помощью ручного анемометра и вымпела. Последовательность проведения метеорологических наблюдений описана в разделе 4. Продолжительность метеорологических наблюдений составляет 10 мин.

2.7. ОРГАНИЗАЦИЯ АНАЛИЗА ПРОБ

Пробы воздуха, отобранные на постах сети ОГСНКА, доставляют в одно из химических подразделений, где осуществляется их анализ. Имеется четыре типа химических подразделений: 1) группа или лаборатория наблюдений за загрязнением атмосферы, 2) кустовая лаборатория или группа наблюдений за загрязнением атмосферы, 3) централизованные лаборатории различной специализации, 4) специализированные лаборатории научно-исследовательских учреждений.

Группы или лаборатории наблюдений за загрязнением атмосферы осуществляют химический анализ проб воздуха, отобранных на постах в том же городе, с целью определения содержания основных и наиболее распространенных специфических примесей.

Таблица 2.4

Форма титульного листа технического дела поста
Управление по гидрометеорологии

ТЕХНИЧЕСКОЕ ДЕЛО ПОСТА

Город _____________________________________________________________________

Республика, край, область, район ______________________________________________

Пост ______________________________________________________________________

(опорный, стационарный. неопорный, маршрутный)

Координатный номер поста ___________________________________________________

Номер поста на схеме ________________________________________________________

Адрес организации, которой подчинен пост

___________________________________________________________________________

Телефон ___________________________________________________________________

Ведомственная принадлежность поста

___________________________________________________________________________

(СЭС, предприятие)

Кем и когда закреплен земельный участок для поста ______________________________

___________________________________________________________________________

Крупные предприятия вблизи поста и их номер на схеме

___________________________________________________________________________

Источник энергопитания _____________________________________________________

Дата организации наблюдений на посту ________________________________________

Дата переноса, закрытия поста ________________________________________________

Причина переноса, закрытия поста _____________________________________________

___________________________________________________________________________

Подпись руководителя

Форма записи при составлении технического дела

1. Результаты инспекции поста

№ п/п

Дата проведения инспекции

Кто проводил (организация, фамилия, и. о.)

Основные замечания

Подпись принявшего замечания

2. Схема расположения поста

(На схеме должны быть показаны автомагистрали, промышленные предприятия и другие источники выбросов, массивы зеленых насаждений, расположенные в радиусе нескольких километров от поста.

Под схемой могут быть помещены краткие сведения о расположении относительно ПНЗ источников выбросов, которые могут оказывать влияние на степень загрязнения воздуха вблизи ПНЗ).

3. Программа работы поста

№ п/п

Перечень веществ

Сроки наблюдений

Используемые приборы

Продолжительность отбора

Когда и кем утверждена программа _________________________________________

4. Программа метеорологических наблюдений

Вид наблюдений

С какого времени ведутся наблюдения

Используемые приборы

Даты проверок

5. Сведения о приборах и оборудовании, установленных на посту

Название прибора

Дата установки

Дата снятия

Кустовые лаборатории или группы осуществляют анализ проб, отобранных на постах в других городах и пересылаемых в кустовые лаборатории рейсовым транспортом. В этих лабораториях проводят также химический анализ, который не может быть выполнен в лабораториях первого типа.

Централизованные специализированные лаборатории обеспечивают проведение многокомпонентного (спектрального, хроматографического и др.) анализа на определенную группу веществ (металлы, органические соединения и пр.), газовых проб и аэрозольных фильтров, отобранных в ряде городов на территории одного или нескольких УГМ.

Специализированные лаборатории научно-исследовательских учреждений осуществляют детальный анализ проб воздуха для определения содержания тех веществ, анализ которых не производится сетевыми подразделениями.

2.8. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ДЕЛА ПОСТА

Техническое дело составляется для каждого стационарного и маршрутного поста (табл. 2.4). Техническое дело хранится на посту. В нем содержатся необходимые данные о постах, программах их работы, используемых приборах, в него вносятся изменения в программе работы, сведения о замене приборов, оборудования, проведенных инспекциях поста.

На титульном листе записываются: название управления, города (и его административная подчиненность), название поста (опорный стационарный, неопорный стационарный, маршрутный), координаты поста, номер поста на схеме и в информативных документах, адрес организации, которой подчинен пост, номер ее телефона и другие сведения.

Техническое дело состоит из пяти разделов.

1. Запись замечаний лиц, инспектирующих посты; в этом разделе 1 раз в 2 - 3 года дается заключение о репрезентативности поста.

2. Схема расположения поста, на которой следует указать местоположение основных источников загрязнения в районе поста и расстояние до них, расстояние до строений, высоких зеленых насаждений и т.д.

3. Программа работы поста с указанием сроков наблюдений для каждого измеряемого вещества отдельно, используемых приборов и продолжительности отбора проб воздуха.

4. Программа метеорологических наблюдений с указанием используемых приборов.

5. Сведения о приборах и оборудовании, установленных на посту (включая лабораторию «Пост-1», «Пост-2» или др.).

3. ОБСЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

3.1. ЦЕЛЬ И ВИДЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ

Обследование состояния загрязнения атмосферы в городе или крупном районе организуется для выяснения причин высоких уровней концентрации примесей, установления их неблагоприятного влияния на здоровье населения и окружающую среду и разработки мероприятий по охране атмосферы.

В зависимости от целей различают три вида обследования: эпизодическое - для ориентировочной оценки состояния загрязнения воздуха в населенном пункте и при выборе мест для размещения постов наблюдений; комплексное - для детального изучения особенностей и причин высокого уровня загрязнения, его влияния на здоровье населения и окружающую среду в целом, а также для разработки рекомендаций по проведению воздухоохранных мероприятий; оперативное - для выявления причин резкого ухудшения качества воздуха (выполняется по специальной программе и в настоящем Руководстве не приводится). В зависимости от вида обследования различаются объемы выполняемых работ как предварительных (до начала обследования), так и в процессе обследования.

На основании предварительного изучения материалов по обследуемому городу или району (особенностей климатических условий и состояния загрязнения атмосферы) составляется программа проведения обследования. По завершении обследования выполняется обобщение полученных данных наблюдений. На основании результатов обобщения разрабатываются конкретные рекомендации по проведению тех или иных мероприятий, направленных на снижение уровня загрязнения или делается вывод о необходимости организации регулярных наблюдений. Описание методов и средств наблюдений дано в разделах 4 - 6, способы обобщения информации - в разделах 8, 9.

3.2. Информация, необходимая для организации обследования

До проведения любого вида обследования необходимо ознакомиться:

с общей физико-географической характеристикой района для выбора местоположения постов наблюдений;

с климатическими условиями распространения примесей в районе населенного пункта для определения периодов обследования, в течение которых возможны неблагоприятные и благоприятные условия рассеивания вредных веществ, с тем чтобы обследование проводилось в различных погодных условиях;

с основными источниками загрязнения воздуха, количественным и качественным составом выбросов вредных веществ, особенностями технологических процессов с тем, чтобы провести обследование в местах возможного наибольшего загрязнения, при различных режимах выбросов вредных веществ, характерных для действующих в населенном пункте предприятий;

с состоянием загрязнения атмосферы города на основе всех имеющихся данных наблюдений или по косвенным показателям, с тем чтобы уточнить программу обследования.

На основании изучения перечисленных сведений составляется документ, в котором содержатся четыре основных раздела.

1. Физико-географическая характеристика района с указанием особенностей рельефа местности в пределах зоны радиусом 15 - 20 км, наличие водных объектов, растительных массивов.

2. Описание особенностей климатических условий распространения примесей в атмосфере на основе данных о повторяемости слабых и опасных скоростей ветра, застоев воздуха, приземных и приподнятых инверсий, их мощности и интенсивности, средних и максимальных значений коэффициента турбулентного обмена, продолжительности туманов, интенсивности осадков и количестве суммарной радиации.

Обобщение данных о климатических условиях распространения примесей в атмосфере и формы таблиц рассматриваются в разделе 9.

3. Карта-схема, на которую нанесены основные автомагистрали, железные дороги и главные источники выбросов; сведения о выбросах вредных веществ в формах, приведенных в разделе 9. Они необходимы в первую очередь для того, чтобы установить качественный и количественный состав выбросов. Список вредных веществ, содержание которых в выбросах может привести к тому, что концентрации этих веществ в атмосфере превысят ПДК, устанавливается по правилам, изложенным в разделе 2.

Параметры промышленных выбросов могут быть использованы для расчета по ОНД-86 [5] возможных максимальных концентраций вредных веществ в районе предприятия, т.е. они позволяют провести ориентировочные оценки степени загрязнения атмосферы при отсутствии данных наблюдений.

4. Оценка состояния загрязнения атмосферы города и отдельных жилых районов, сделанная по данным наблюдений, выполненных до организации обследования. При наличии данных регулярных наблюдений за год или несколько лет выполняется обобщение результатов наблюдений в соответствии с правилами, изложенными в разделе 9. Если имеются лишь отдельные эпизодические или подфакельные наблюдения в районе источников загрязнения, выполненные в разные годы, то эти данные также обобщаются за период не более 5 лет для получения основных статистических характеристик состояния загрязнения. Если данные наблюдений отсутствуют, то для оценки уровня загрязнения используются сведения о выбросах, позволяющие рассчитать значения максимальных концентраций или оценить по параметру ПВ возможности возникновения концентраций выше ПДК (см. раздел 2).

Результаты изучения особенностей климатических условий и состояния загрязнения атмосферы в городе используются для составления программы наблюдений при проведении обследования. В тех случаях, когда предусматривается изучение влияния загрязнения атмосферы на состояние здоровья населения, выбор пунктов наблюдений следует осуществлять с учетом методических указаний Минздрава СССР.

3.3. ЭПИЗОДИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ

При отсутствии регулярных наблюдений за загрязнением атмосферы, организованных по принципам, изложенным в разделе 2, в городах и районах крупных промышленных объектов организуется эпизодическое обследование состояния загрязнения атмосферы. Оно может быть двух видов: в различных точках города или на разных расстояниях от промышленного предприятия под факелом выбросов вредных веществ.

Эпизодические обследования могут проводиться в течение 3 - 5 лет или только в течение одного года. Экспедиция в район обследования направляется один раз в 2 - 3 месяца и проводит там серию наблюдений в течение 10 - 15 дней с учетом необходимости получения за год не менее 200 наблюдений за концентрацией каждой примеси независимо от количества точек наблюдений. Наблюдения могут проводиться по одной из программ, рекомендованных для регулярных наблюдений, в те же сроки (см. п. 2.3). Могут быть проведены и учащенные наблюдения. Например, для изучения суточного хода концентрации примеси измерения могут выполняться каждые 2 ч. Места для проведения эпизодического обследования выбираются в соответствии с правилами, изложенными в п. 2.2. Число точек наблюдений может быть любым в зависимости от имеющихся материальных и людских ресурсов, но не менее двух.

В программе проведения эпизодического обследования указываются: место проведения обследования (город, район), количество точек наблюдений, периоды наблюдений, сроки наблюдений в течение каждого периода, перечень вредных веществ, которые необходимо контролировать, и планируемое общее количество наблюдений за каждой примесью в каждой точке. Эпизодическое обследование может быть ограничено проведением подфакельных наблюдений в районе одного из основных источников загрязнения атмосферы. Правила проведения подфакельных наблюдений подробно изложены в п. 3.4.3. При эпизодическом обследовании измерения концентраций примеси под факелом проводятся не менее, чем в трех точках на расстоянии 0,5; 1 и 3 км от границы санитарно-защитной зоны предприятия.

При подфакельных наблюдениях проводятся измерения концентраций специфических вредных веществ, характерных для выбросов обследуемого предприятия. Общее количество наблюдений на каждом расстоянии от предприятия за одной примесью должно быть не менее 50.

В случае обследования промышленного предприятия в программе обследования указывается количество точек наблюдений, их расстояние от предприятия и перечень веществ, измеряемых при обследовании. При проведении обследования используют стандартные приборы и оборудование, описание которых содержится в разделах 4 - 6. Правила отбора проб воздуха в отдельных точках города изложены в разделе 4.

Результаты выполненного обследования обрабатываются и обобщаются по правилам, изложенным в разделе 9. На основании выполненных работ составляется справка о состоянии загрязнения атмосферы, и при необходимости даются рекомендации по организации регулярных наблюдений.

3.4. КОМПЛЕКСНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ

3.4.1. Подготовительные мероприятия

При разработке мероприятий по оздоровлению воздушного бассейна отдельного города или крупного промышленного района иногда необходимо детальное изучение состояния загрязнения атмосферы с целью выделения районов, подверженных влиянию определенных источников загрязнения, уточнения распределения по территории города содержания основных и некоторых специфических вредных веществ, наблюдения за которыми ранее не проводились, уточнения правильности расчета полей максимальных концентраций при разработках нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ), особенностей переноса вредных выбросов на десятки, а иногда и сотни километров от источника и изучения взаимного влияния отдельных промышленных центров на крупный промрайон. Для этого организуется комплексное обследование города или промрайона. До проведения обследования, как указано в п. 3.2, осуществляется ознакомление с общей физико-географической характеристикой района, основными источниками загрязнения и состоянием загрязнения атмосферы в различных районах города. По этим данным сначала составляется подробный обзор состояния загрязнения атмосферы города (или промрайона), а затем разрабатывается программа комплексного обследования.

3.4.2. Составление программы обследования

После предварительного ознакомления с объектом изучения, выявляют промышленные предприятия, загрязняющие атмосферу, определяется перечень вредных веществ, наблюдения за которыми необходимо организовать, период года, в течение которого возможны условия накопления примесей в атмосфере, места вероятного максимума загрязнения, автомагистрали с наиболее интенсивным движением автомобилей и устанавливается необходимое количество и местоположение стационарных постов. Затем составляется программа обследования. Она должна включать следующие работы:

1) уточнение характеристик выбросов промышленных предприятий и автотранспорта (перечень предприятий, подлежащих обследованию, веществ, выбросы которых должны определяться и уточняться, автомагистралей для определения характеристик движения с указанием периода обследования и их частоты);

2) изучение мезометеорологического режима (определение метеопараметров, за которыми должны проводиться наблюдения, сроков проведения наблюдений, указание точек наблюдений на карте-схеме);

3) определение программы наблюдений: установление количества стационарных постов и дополнительных точек наблюдений с указанием их местоположения на карте-схеме города, перечня подлежащих контролю веществ и сроков наблюдений, перечня предприятий, в районе которых будут проведены подфакельные наблюдения, с указанием расстояний и количества точек наблюдений, сроков наблюдений и веществ, концентрации которых будут определяться;

4) сбор медико-биологических сведений (определение перечня показателей, мест обследования и т.п.), который производится в соответствии с методическими указаниями Минздрава СССР, а также со специальными программами по изучению влияния загрязнения атмосферы на состояние здоровья населения.

Обследование должно проводиться по расширенной программе, включающей измерения не только на территории города, но и за его пределами, а также на различных высотах над городом, чтобы оценить дальность и высоту распространения вредных примесей от городов, их влияние на изменение концентраций во всем жизнедеятельном слое на территории города или в целом промышленного района.

Если в городе проводится систематический контроль загрязнения атмосферы, то существующая сеть пунктов принимается за репер, так как имеет длительный период наблюдений и позволит выявить отклонения в режиме концентраций примесей. В период обследования сеть постов значительно расширяется и уплотняется (один стационарный пост на 0,5 - 5 км). В зависимости от задач обследования посты располагаются на перекрестках улиц с оживленным движением, у обочины крупных автомагистралей, на разных расстояниях от мощных промышленных предприятий или промплощадок в направлении преобладающего направления ветра, в жилых районах разного типа застройки, в местах отдыха населения, на территориях школ и детских садов, в формах рельефа (возвышенностях, впадинах), в районе метеостанции. Выбранные точки должны располагаться по возможности равномерно по городу на площадках с непылящим или малопылящим покрытием (газон, асфальт, твердый грунт) на проветриваемых местах. Для выявления влияния города на окружающую местность целесообразно также установить один стационарный пост на расстоянии 1 - 3 км от города на наветренной стороне по преобладающему направлению ветра и на расстоянии 2 - 5 км - на подветренной стороне.

Рекомендуется проводить наблюдения на различных уровнях над землей, в частности, путем использования телевизионных мачт и установки на них газоанализаторов или приборов для отбора проб воздуха, а также с помощью вертолетов - зондирование атмосферы, сопровождаемое отбором проб воздуха [2, 3].

Сроки отбора проб воздуха на стационарных и маршрутных постах зависят от программ наблюдений. Большое количество постов измерений требует значительного количества обслуживающего персонала и техники. Поэтому изучение загрязнения может проводиться последовательно в отдельных районах города. При этом на стационарных постах наблюдения выполняются постоянно, а на дополнительной сети наблюдений в отдельных районах города - периодически в течение двух месяцев года - в теплый и холодный периоды. Деление города на части проводится по географическим (например, город разделен реками или формами рельефа), административным или производственным признакам в зависимости от его размеров и степени индустриализации. Например, в городе выбрано для изучения 20 постов, пять из которых являются стационарными постами сети ОГСНКА, т.е. реперными. В соответствии с размерами и расположением промышленных объектов город можно разделить на части, в каждой из которых имеются стационарные (реперные) посты и 4 - 6 дополнительных. Наблюдения на стационарных постах проводятся в течение всего года в рекомендованные стандартными программами сроки, а на дополнительных - в различные месяцы (июнь и декабрь, июль и январь, август и февраль). Если обследование продолжается более двух лет, то целесообразно менять месяцы, в которые проводятся наблюдения.

Программа обследования должна быть рассчитана на комплексное изучение в течение 1 года или двух - трех лет.

Для обеспечения получения статистически достоверных характеристик загрязнения атмосферы общее количество наблюдений за одной примесью в одной точке должно быть не менее 200, на одном расстоянии от предприятий за одной примесью - не менее 50 в год [1].

В программе следует указать сроки подготовки результатов обобщения и анализа информации.

Работы по комплексному изучению состояния загрязнения атмосферы должны организовываться и проводиться совместно рядом заинтересованных организаций под руководством УГМ: санитарно-эпидемиологической службой, специализированными НИИ, предприятиями, учреждениями геолого-почвенного профиля (для оценки состава почвы с целью выявления отложений в ней вредных веществ), медико-биологического профиля (для определения влияния загрязнения атмосферы на биосферу, растительность и живые организмы, в том числе человека). В программе должны быть указаны задачи, решаемые каждой организацией. Для общей координации работ решением местных Советов может быть создана специальная комиссия, которая сможет разместить заказы на изготовление оборудования, решить вопрос о выделении на период обследования служебных помещений, организовать охрану приборов и установок и т.п.

3.4.3. Проведение подфакельных наблюдений

Для определения максимальных значений концентрации загрязняющих веществ, которые создаются при направленных выбросах от предприятий на тот или иной район города, а также размера зоны распространения примесей от данного предприятия, организуются подфакельные наблюдения, т.е. измерения концентраций примесей под осью факела выбросов из труб промышленных предприятий. Местоположение точек, в которых производится отбор проб воздуха для определения концентраций вредных веществ, меняется в зависимости от направления факела.

Подфакельные наблюдения проводятся в районе отдельно стоящего источника выбросов или группы источников как на территории города, так и за его пределами. Для проведения наблюдений, перевозки аппаратуры, с помощью которой осуществляется отбор проб воздуха, источников питания и радиостанций с радиусом действия не менее 10 - 15 км, необходима автомашина. С помощью автомобиля можно довольно быстро перемещаться из одной точки в другую и проводить наблюдения одним наблюдателем и одним комплектом аппаратуры в нескольких точках с некоторым сдвигом наблюдений по времени. За рабочую смену (8 ч) на одной машине можно провести наблюдения в 8 - 10 точках. Если на каждом пункте проводить наблюдения не менее двух раз в день, то с помощью одной машины можно осуществлять наблюдения в 4 - 5 точках [6].

Отбор проб при подфакельных наблюдениях проводится на расстояниях 0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15 и 30 км. Данные наблюдений на близких расстояниях от источника (0,5 км) характеризуют загрязнение атмосферы низкими источниками и неорганизованными выбросами, а на дальних - сумму от низких, неорганизованных и высоких выбросов.

Измерения концентраций проводятся в центральных (осевых) точках, расположенных по оси факела на различных расстояниях от источника выброса, и в точках слева и справа от линии, перпендикулярной оси факела. Расстояние между точками зависит от ширины факела: по мере удаления от источника выброса оно увеличивается и может колебаться от 50 до 300 - 400 м. Проведение отбора проб в зоне влияния факела предприятия на разных расстояниях от источника дает возможность проследить изменение концентраций вдоль факела и получить более достоверные данные. В случае изменения направления факела наблюдения перемещаются в зону влияния факела. Если из-за препятствий (водоемы, отсутствие подъездных дорог и т.д.) установить местоположение отбора проб на необходимых расстояниях от источника под факелом не представляется возможным, выбираются другие точки.

Более часто следует проводить наблюдения на расстояниях 10 - 40 средних высот труб от источника, где особенно велика вероятность появления максимума концентраций. Наблюдения проводятся за специфическими веществами, характерными для данного предприятия, и с таким расчетом, чтобы на каждом расстоянии от источника было не менее 50 измерений каждого вещества.

При выполнении подфакельных наблюдений наиболее существенной частью работы является установление направления факела и выбор точек отбора проб. Направление факела определяется по визуальным наблюдениям за очертаниями дыма. Если дымовое облако отсутствует, то направление факела определяется по направлению ветра (по данным шаропилотных наблюдений) на высоте выброса, по запаху вредных веществ, характерных для обследуемого источника, и по видимым факелам близлежащих источников.

Отбор проб воздуха под факелом осуществляется на высоте 1,5 - 3,5 м от поверхности земли в соответствии с методикой, применяемой при наблюдениях на стационарном посту. Подфакельные наблюдения следует выполнять в сроки проведения измерений на стационарных и маршрутных постах и дополнительно в другие сроки, чтобы изучить распределение максимальных концентраций в различные часы суток.

3.4.4. Измерение уровня загрязнения воздуха, обусловленного выбросами автотранспорта

Измерение уровня загрязнения воздуха, обусловленного выбросами автотранспорта, проводится в комплексе с измерением уровня загрязнения выбросами промышленных источников, но может проводиться и самостоятельно. Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха на автомагистралях и в прилегающей жилой застройке может быть проведена на основе определения в воздухе содержания как основных компонентов выхлопных газов (оксида углерода, углеводородов, оксидов азота, акролеина, формальдегида, соединений свинца), так и продуктов их фотохимических превращений (озона и др.).

Для изучения особенностей загрязнения воздуха выбросами автотранспорта организуют специальные наблюдения, в результате которых определяют:

максимальные значения концентраций основных примесей, выбрасываемых автотранспортом в районах автомагистралей, и периоды их наступления при различных метеоусловиях и интенсивности движения транспорта;

границы зон и характер распределения примесей по мере удаления от автомагистралей;

особенности распространения примесей в жилых кварталах различного типа застройки и в зеленых зонах, примыкающих к автомагистралям;

особенности распределения транспортных потоков по магистралям города.

Наблюдения проводят во все дни рабочей недели ежечасно с 6 до 13 ч или с 14 до 21 ч, чередуя дни с утренними и вечерними сроками. В ночное время наблюдения проводятся один - два раза в неделю.

Точки наблюдения выбираются на городских улицах в районах с интенсивным движением транспорта и располагаются на различных участках улиц в местах, где часто производится торможение автомобилей и выбрасывается наибольшее количество вредных примесей. Кроме того, пункты организуются в местах скопления вредных примесей за счет слабого рассеяния (под мостами, путепроводами, в туннелях, на узких участках улиц и дорог с многоэтажными зданиями), а также в зонах пересечения двух и более улиц с интенсивным движением транспорта.

Места для размещения приборов выбираются на тротуаре, на середине разделительной полосы при ее наличии и за пределами тротуара - на расстоянии половины ширины проезжей части одностороннего движения. Пункт, наиболее удаленный от автомагистрали, должен располагаться не менее чем в 0,5 м от стены здания. На улицах, пересекающих основную автомагистраль, пункты наблюдения размещаются на краях тротуаров и на расстояниях, превышающих ширину магистрали в 0,5; 2; 3 раза.

В кварталах старой застройки (сплошные ряды зданий с отдельными арочными проемами в них) места для размещения пунктов наблюдения выбираются в центре внутриквартального пространства.

Интенсивность движения определяется путем учета числа проходящих транспортных средств, которые делятся на пять основных категорий: легковые автомобили, грузовые автомобили, автобусы, дизельные автомобили и автобусы, мотоциклы, - ежедневно в течение 2 - 3 недель в период с 5 - 6 ч до 21 - 23 ч, а на транзитных автомагистралях в течение суток. Подсчет количества проходящих транспортных единиц проводится в течение 20 мин каждого часа, а в 2 - 3-часовые периоды наибольшей интенсивности движения автотранспорта - каждые 20 мин. Средняя скорость движения транспорта определяется на основе показателей спидометра автомашины, движущейся в потоке транспортных средств, на участке протяженностью от 0,5 до 1 км данной автомагистрали. На основании результатов наблюдений вычисляются средние значения интенсивности движения автотранспорта в течение суток (или за отдельные часы) в каждой из точек наблюдения.

Метеорологические наблюдения включают измерения температуры воздуха и скорости ветра на уровнях 0,5 и 1,5 м от поверхности земли. Аналогичные наблюдения выполняются на метеостанции, расположенной за городом. При определении содержания в воздухе озона одновременно на метеостанции проводятся наблюдения за интенсивностью прямой и суммарной солнечной радиации, которая оказывает существенное влияние на скорость протекания фотохимических реакций в воздухе и образование озона.

3.4.5. Изучение уровня загрязнения воздуха в промышленном районе

Изучение уровня загрязнения воздуха промышленного района включает наблюдения в отдельных городах и промышленных поселках этого района, вне городов и населенных пунктов, по радиальным маршрутам за пределами города и промрайона.

Одновременно с наблюдениями за уровнем загрязнения атмосферы могут проводиться наблюдения за содержанием вредных веществ в почве и растительности, химическим составом осадков, коррозией металлических поверхностей и конструкций.

При организации изучения уровня загрязнения атмосферы промрайона необходимо выбрать опорный город в той части района, которая вносит основной вклад в загрязнение атмосферы. Важно, чтобы в опорном городе имелся ряд наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы и чтобы в период изучения промрайона сохранялись систематические наблюдения. Если в этом городе отсутствует сеть наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы, то такие наблюдения необходимо организовать. В остальных городах в период изучения должны быть также организованы наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы, как указано в п. 3.4.3.

Программа изучения состояния загрязнения атмосферы может выполняться одновременно во всех городах района или последовательно в разных городах, но при сохранении непрерывных наблюдений в опорном городе.

Организация внегородских наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы предусматривает выбор стационарных пунктов за пределами города на территории промышленного района. Количество пунктов зависит от площади промрайона и от расстояния между городами. Пункты должны размещаться между городами (не на автомагистралях) в небольших поселках или малонаселенных местах, где крупные источники выброса вредных веществ отсутствуют, а также за пределами промрайона на расстоянии до 50 км. Наблюдения на этих пунктах проводятся по той же программе, что и на стационарных (маршрутных) постах; при этом допускается сдвиг сроков наблюдений. Целесообразно организовать непрерывный отбор среднесуточных проб.

Для изучения уровня загрязнения атмосферы, обусловленного влиянием источников выбросов отдельных городов промрайона, используется система радиальных маршрутов, предусматривающая как бы проведение подфакельных наблюдений, где за источник выброса принимается весь город. Конкретная реализация этого типа наблюдений следующая. Автомашина, оснащенная оборудованием для отбора проб воздуха и метеорологических наблюдений, передвигается от одного города к другому по направлению ветра с остановками для проведения измерений на расстояниях (от административной черты города) 1, 5, 10, 20 км и далее через 20 км до административной черты следующего города. В то же время выполняются отборы проб на пунктах в городе, от которых начинаются радиальные маршруты. Для получения статистически обоснованных результатов рейсы по одному и тому же маршруту должны повторяться не менее 10 раз с проведением не менее 50 измерений в каждой точке наблюдений. При радиальных маршрутах факел вредных веществ от города может не совпадать с направлением ближайшей автомагистрали. В таких случаях целесообразно прекратить наблюдения по маршруту и провести наблюдения по другим подветренным маршрутам, связывающим другие города. Отбор проб следует проводить не на автомагистрали, а на расстоянии 200 - 300 м от нее. Наблюдения на радиальных маршрутах являются очень трудоемким и дорогим мероприятием, поэтому они должны выполняться с максимально возможной тщательностью, чтобы не допустить погрешностей в измерениях.

3.4.6. Косвенные методы исследования уровня загрязнения атмосферы

Кроме наблюдений непосредственно за уровнем загрязнения атмосферы, используются также косвенные методы, к числу которых относится отбор проб атмосферных осадков, определение содержания вредных веществ в снеге, почве и растительности.

Результаты анализа химического состава осадков позволяют не только оценивать вклад локальных источников выбросов примесей, но и перенос этих примесей вместе с воздушными массами. Сбор атмосферных осадков и их химический анализ для получения надежных характеристик должны продолжаться не менее двух - трех лет. Сбор осадков должен осуществляться на пунктах наблюдений (на метеостанциях, гидрометеорологических постах), расположенных вне города, и на городских стационарных пунктах - в наиболее чистом и в наиболее загрязненном месте.

Основным условием получения надежных данных химического состава осадков является точное исполнение методических рекомендаций, изложенных в разделе 2, ч. II.

Накопление вредных веществ в почве и растительности происходит главным образом за счет их поступления из атмосферы. Поэтому изучение загрязнения почвы, поврежденной растительности или накопления в ней примесей может оказать существенную помощь в оценке содержания в атмосфере вредных веществ. Места взятия образцов почвы и растительности должны находиться, по возможности, вблизи точек отбора проб воздуха.

3.4.7. Наблюдения за содержанием в атмосфере коррозионно-активных примесей

Организации при проектировании крупных промышленных объектов, например таких, как атомные электростанции, проводят инженерные изыскания, целью которых является определение коррозионной активности атмосферы в районе предполагаемого строительства. В ходе работ предусматривается проведение наблюдений за содержанием коррозионно-активных примесей в атмосфере (главные из которых диоксид серы, хлориды).

В зависимости от результатов наблюдений проектирующие организации выбирают меры по защите сооружений от атмосферной коррозии в соответствии с ГОСТ 15.150-69 [4], согласно которому выделяются четыре типа атмосферы по загрязнению ее диоксидом серы в промышленных районах и хлоридами на побережьях морей и в районах с сильно засоленными почвами.

Наблюдения за содержанием в воздухе коррозионно-активных примесей в районе предполагаемого строительства проводят в течение одного - двух лет на специальных постах, оборудованных для отбора проб воздуха и пыли. Расположение постов и их количество должны быть репрезентативными для исследуемого района.

Наблюдения проводят ежедневно один раз в сутки на высотах 1,5; 10; 30 и 40 м от поверхности земли. В период выпадения осадков в виде дождя и снега пробы не отбираются, а при пыльных бурях продолжительность отбора проб сокращается.

При организации наблюдений составляют физико-географическое описание исследуемого района, в котором должны быть отражены основные метеорологические характеристики. Дополнительно включают данные о среднемесячной продолжительности выпадения осадков, туманов. Отражаются также сведения о расположенных в радиусе 40 км промышленных предприятиях, солончаках и других влияющих на химический состав атмосферы естественных и антропогенных объектах.

Отбор и анализ проб воздуха для определения концентрации диоксида, серы осуществляется в соответствии с методикой 5.2.7.2, ч. I. Отбор и химический анализ проб аэрозолей для определения концентрации хлоридов осуществляется по методике 4.5.7, ч. II. Однако продолжительность отбора одной пробы увеличивается до 90 мин.

По результатам систематических анализов проб воздуха и аэрозолей определяются среднемесячные концентрации диоксида серы и хлоридов для каждого поста наблюдений. Интенсивность выпадения хлоридов (мг/м2?сут) на подстилающую поверхность рассчитывается по следующей формуле:

П = 8,64?104q(? + 0,048u), (3.1)

где q - среднемесячная концентрация хлоридов в воздухе, мг/м3, ? - скорость гравитационного осаждения хлоридов, м/с; u - среднемесячная скорость ветра на уровне флюгера, м/с.

Скорость гравитационного осаждения хлоридов, выносимых с поверхности морей, принимается равной 0,064 м/с, а с засоленных почв - 0,002 м/с.

Определение типа атмосферы в зависимости от ее загрязнения диоксидом серы и хлоридами производят по табл. 3.1.

Таблица 3.1

Классификация атмосферы по степени загрязнения коррозионно-активными веществами

Тип атмосферы

Содержание коррозионно-активных веществ

диоксид серы, мг/м3

хлориды мг/(м2?сут)

1

2

3

I. Условно-чистая

Не более 0,025

Менее 0,3

II. Промышленная

0,025 - 0,13

Менее 0,3

III. Морская

Не более 0,025

30 - 300

IV. Приморско-промышленная

0,025 - 0,13

0,3 - 30

По окончании общего цикла наблюдений проектирующей организации передается отчет, в котором представляются данные о содержании коррозионно-активных примесей атмосферы в исследуемом районе и определяется тип атмосферы в соответствии с ГОСТ 15.150-69 [4].

3.4.8. Анализ и обобщение результатов обследования состояния загрязнений атмосферы

Оценка состояния загрязнения атмосферы вредными веществами проводится по правилам, изложенным в разделе 9. Характеристики загрязнения определяются за различные интервалы времени, в течение которых проявляется изменчивость загрязнения атмосферы, например за сутки, неделю или более длительные периоды. Анализ данных наблюдений может быть проведен с учетом различных метеорологических условий: слабых скоростей ветра, длительных периодов инверсий температуры воздуха, застоев воздуха и так далее. Обобщение материалов наблюдений выполняется отдельно по каждой точке измерений, по различным зонам в городе, по городу в целом и по промышленному району.

Для анализа влияния метеорологических условий на загрязнение воздуха используются результаты наблюдений за уровнем загрязнения воздуха на постах в городе и данные метеорологических наблюдений из ближайшей метеостанции. Результаты обобщения представляются в виде таблиц и графиков.

Если в городе проводились наблюдения за уровнем загрязнения воздуха на различной высоте от земли, то они также используются для анализа. Эти данные позволяют сделать заключение о закономерностях изменения концентрации с высотой. Наблюдения за содержанием вредных примесей с помощью вертолетов дают возможность получить вертикальные разрезы концентраций вредных примесей над городом и охарактеризовать поле концентрации примесей на разных высотах. Пространственное распределение содержания вредных примесей в атмосфере представляют с помощью изолиний. Это позволяет выявить структуру «дымовой шапки» над городом и ее протяженность в зависимости от преобладающего направления ветра.

Результаты наблюдений на телевизионной башне в городе представляют в виде графиков вертикального распределения концентраций примесей. Исследуется зависимость значений концентрации от метеорологических параметров, таких как направление и скорость ветра, а также температура воздуха на разных высотах.

При изучении уровня загрязнения атмосферы выхлопными газами устанавливается зависимость содержания примесей в атмосфере от интенсивности движения автотранспорта, ширины улиц и магистралей, времени суток и метеоусловий, а также от вида и плотности застройки, высоты зданий, степени озеленения.

При изучении распространения примесей от одиночного источника можно использовать данные распределения концентраций, полученные в результате расчетов максимально возможной концентрации (cм) на ЭВМ по параметрам выбросов [5]. На основании результатов наблюдения проверяется надежность выполненных расчетов.

Если в городе проведена микрометеорологическая съемка, ее результаты используются для описания поля метеорологических элементов в городе. Например, в зависимости от времени суток и времени года можно построить карты изолиний температуры воздуха и определить местоположение и время максимального развития «острова тепла» в городе, его смещение в зависимости от преобладающего направления ветра.

На основании характеристик загрязнения (см. раздел 9) атмосферы по разным районам проводится анализ влияния загрязнения атмосферы на состояние здоровья населения, проживающего в данной местности, в соответствии с рекомендациями Минздрава СССР. На основании результатов анализа данных наблюдений составляется обобщающий отчет с рекомендациями по улучшению экологической ситуации и по оптимизации сети наблюдений.

4. ОТБОР ПРОБ ВОЗДУХА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСЕЙ В АТМОСФЕРЕ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

4.1. РЕЖИМ ОТБОРА ПРОБ

Определение концентраций многих вредных примесей в атмосфере производится лабораторными методами. Отбор проб осуществляется путем аспирации определенного объема атмосферного воздуха через поглотительный прибор, заполненный жидким или твердым сорбентом для улавливания вещества, или через аэрозольный фильтр, задерживающий содержащиеся в воздухе частицы. Определяемая примесь из большого объема воздуха концентрируется в небольшом объеме сорбента или на фильтре. Параметры отбора проб, такие как расход воздуха и продолжительность его аспирации через поглотительный прибор, тип поглотительного прибора или фильтра, устанавливаются в зависимости от определяемого вещества.

При наблюдениях за уровнем загрязнения атмосферы используются следующие режимы отбора проб: разовый, продолжающийся 20 - 30 мин; дискретный, при котором в один поглотительный прибор или на фильтр через равные промежутки времени в течение суток отбирают несколько (от 3 до 8) разовых проб, и суточный, при котором отбор в один поглотительный прибор или на фильтр производится непрерывно в течение суток.

Отбор проб атмосферного воздуха осуществляется на стационарных или передвижных постах, укомплектованных оборудованием для проведения отбора проб воздуха и автоматическими газоанализаторами для непрерывного определения концентраций вредных примесей. Одновременно с проведением отбора проб непрерывно измеряются скорость и направление ветра, температура воздуха, атмосферное давление, фиксируется состояние погоды и подстилающей поверхности почвы.

4.2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ И НАБЛЮДЕНИЙ ЗА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

4.2.1. Средства измерения

Используемые на стационарных постах средства измерения размещаются в комплектных лабораториях «Пост-1» и «Пост-2», на маршрутных и подфакельных постах - в автолаборатории «Атмосфера-II». Для отбора проб воздуха используются электроаспираторы или воздухоотборники.

Электроаспираторы модели 822 и ЭА-1 предназначены для отбора разовых (20 - 30 мин) проб воздуха в поглотительные приборы с целью дальнейшего определения концентраций газообразных примесей и сажи. Используются в стационарных лабораториях «Пост-1» и «Пост-2». Электроаспиратор ЭА-1А также предназначен для отбора разовых проб, имеет автономное питание и используется в автолаборатории «Атмосфера-II». Электроаспиратор ЭА-2 предназначен для отбора разовых проб воздуха на фильтры с целью дальнейшего определения концентраций аэрозольных примесей. Используется в лабораториях «Пост-2». Характеристики фильтров приведены в приложения 4.1.

Электроаспиратор ЭА-2С предназначен для отбора суточных проб на один фильтр в циклическом или непрерывном режиме. Используется в лаборатории «Пост-2». С 1988 г. серийно выпускается электроаспиратор ЭА-2СМ взамен снятых с производства электроаспираторов ЭА-2 и ЭА-2С. Он предназначен для отбора разовых или суточных проб на один фильтр в циклическом или непрерывном режиме. Используется в «Пост-2».

Электроаспиратор ЭА-3 предназначен для отбора разовых или суточных проб большого объема на один фильтр и адсорбер с твердым сорбентом для определения малых концентраций примесей, находящихся в газообразном и аэрозольном состоянии. Используется на станциях фонового мониторинга и в населенных пунктах, где устанавливается автономно на охраняемой территории.

Воздухоотборник «Компонент» предназначен для циклического отбора разовых проб воздуха в поглотительные приборы с целью дальнейшего определения концентрации газообразных примесей. Предусмотрен автоматический отбор 32 проб, распределенных по четырем каналам. Используется в стационарных лабораториях «Пост-2».

Неполные технически данные электроаспираторов, используемых на сети ОГСНКА, приведены табл. 4.11, технические средства и характеристики комплектных лабораторий - в табл. 4.2.

1 Подробное описание электроаспираторов имеется в техническом описании, прилагаемом к каждому прибору.

Таблица 4.1

Основные технические данные электроаспираторов

Параметр

ЭА-1

ЭА-1А

Модель 822

«Компонент»

ЭА-2

ЭА-2С

ЭА-2СМ

ЭА-3

Число каналов

4

4

4

4

1

1

1

1

Диапазон расхода воздуха в каждом канале, дм3/мин

0,25 - 5,00

0,25 - 5,00

0,1 - 1,0;

1 - 20

0,25 - 5,00

150 - 250

75 - 125

70 - 250

600

Максимальное разрежение, Па

14000

6500

10790

8000

12000

7500

4500

4500

Суммарный расход, дм3/мин

20

10

42

8

250

125

250

600

Основная приведенная погрешность измерения, %, не более

10

10

10

5

6

5

5

5

Напряжение питания, В

220

12

220

220

220

220/380

220/380

220/380

Частота, Гц

50

0

50

50

50

50

50

50

Масса, кг

25

8

8

100

43

80

78

350

Потребляемая мощность, В?А

500

40

130

800

1300

1700

505

1500

Длительность отбора пробы (мин) и режим работы

20

20

20

20 (автоматический, циклический)

20

Непрерывный или циклический

20; непрерывный или циклический

Непрерывный или циклический

Измеритель объема, расхода или стабилизатор расхода воздуха

Ротаметры

Ротаметры

Ротаметры

Критические сопла

РГ-40

РГ-40

РГ-40

РГ-40

Прибор предназначен для определения концентрации

Газов

Газов и пыли

Газов

Газон

Пыли

Пыли

Пыли

Пыли и газов

Вид поглотителя

Жидкий или твердый сорбент

Жидкий или твердый сорбент, фильтр АФА-ВП-20

Жидкий или твердый сорбент

Жидкий или твердый сорбент

Фильтр из ткани ФПП

Фильтр АФА-ВП-20

Фильтры АФА-ВП-20, из ткани ФПП

Фильтры из ткани ФПП, АФА-ВП-20, твердый сорбент

Таблица 4.2

Технические средства и характеристики комплектных лабораторий

Характеристики

«Пост-1»

«Пост-2»

«Атмосфера-II»

Автоматические газоанализаторы

ГМК-3

ГМК-3

Газоиндикаторы «Атмосфера-I», «Атмосфера-II»

Измеряемые вещества

Пыль, газовые примеси

Метеорологические приборы

М-47

М-63МР, ГС-210

М-49

Диапазоны измеряемых метеорологических элементов

скорость ветра, м/с

1,5 - 60

1,5 - 60

1,5 - 60

направление ветра, …°

0 - 360

0 - 360

0 - 360

температура, °С

-55... + 45

-40... + 50

-30... + 50

относительная влажность, %

30 - 100

30 - 100

10 - 100

атмосферное давление, кПа

40 - 108

40 - 108

40 - 108

Электропитание

напряжение, В

220 ± 10 %

(220/380) ± 10 %

220 ± 10 %

частота, Гц

50 ± 0,5

50 ± 0,5

50 ± 0,5

потребляемая мощность, кВт

До 4

До 8

До 4

Размеры

длина, мм

2100

2200

4360 (2730)

ширина, мм

2100

2700

1940 (1820)

высота, мм

7830

7600

2090 (1320)

масса, кг

2300

3000

2670

Срок службы, лет

10

10

10

Электроаспираторы

Модель 822, пылесос с фильтродержателем и ротаметром РС-7

ЭА-1, ЭА-2, ЭА-2С, ЭА-2СМ, «Компонент»

Модель 822, пылесос с фильтродержателем и счетчиком газа РГ-40-1

Способ отбора проб для анализа

Ручной

Ручной и автоматический

Ручной

Время подготовки к работе, мин

30

30

30

Примечание. В скобках приведены внутренние размеры салона автофургона.

Электроаспиратор ЭА-1 (черт. 4.1) состоит из побудителя расхода (ротационного насоса), четырех ротаметров, регулирующих вентилей и реле времени, штатива, на котором укреплены коллектор, поглотительные приборы и патроны-переходники, предотвращающие попадание поглотительных растворов в ротаметры.

Электроаспиратор ЭА-1

Черт. 4.1

Электроаспиратор ЭА-1A

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.2

Электроаспиратор ЭА-1А (черт. 4.2) состоит из побудителя расхода, четырех ротаметров, батареи аккумуляторов и штатива.

Электроаспиратор ЭА-2 (черт. 4.3) состоит из фильтродержателя, блока аспирации с пультом управления и расходомером и побудителя расхода (пылесоса). Расходомер состоит из счетчика газа РГ-40-1, измерительной диафрагмы, дросселя и нагревателя с терморегулятором, которой включается при отрицательной температуре отбираемого воздуха и автоматически поддерживает его постоянную температуру (20 ± 1) °С.

Электроаспиратор ЭА-2

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.3

Электронагреватель снабжен блокировкой, исключающей возможность его включения при неработающем побудителе расхода. ЭА-2 имеет реле времени, обеспечивающее автоматическое выключение электроаспиратора по истечении заданного интервала времени.

Электроаспиратор ЭА-2С (черт. 4.4) состоит из фильтродержателя, блока аспирации с расходомером и побудителя расхода (вихревого вентилятора). Блок аспирации включает в себя счетчик газа РГ-40-1, измерительную диафрагму, дифманометр и дроссель для регулировки и определения расхода воздуха, воздуховод с электронагревателем и терморегулятором для поддержания постоянной температуры отбираемого воздуха при отрицательных температурах наружного воздуха (электронагреватель снабжен блокировкой, исключающей возможность его включения при неработающем побудителе расхода), два реле времени для установки длительности рабочего периода и паузы при циклическом режиме работы электроаспиратора в пределах от 4 мин до 3 ч. Выключение электроаспиратора осуществляется вручную кнопкой «Стоп» или автоматически (в автоматическом режиме).

ЭА-2С-М - универсальный электроаспиратор, сочетающий возможности ЭА-2 и ЭА-2С; по конструкции подобен электроаспиратору ЭА-2.

Электроаспиратор ЭА-3 (черт. 4.5) состоит из тех же основных частей, что и электроаспиратор ЭА-2С. Отличие заключается в том, что все они размещены в специальном термоизолированном металлическом шкафу, а фильтродержатель находится над шкафом и имеет защиту от попадания на фильтр осадков. Электроаспиратор снабжен двумя сменными фильтродержателями. Первый предназначен для отбора проб пыли из атмосферного воздуха на фильтр из ткани ФП с площадью рабочей поверхности 160 см2; второй - для отбора проб воздуха на фильтр АФА-20 и твердые сорбенты.

Воздухоотборник«Компонент» состоит из вакуумного насоса и корпуса, в котором находятся реле времени, вакууметр, системы электромеханических реле и клапанов. Постоянство расхода воздуха обеспечивается термостатированными критическими соплами, также расположенными внутри корпуса. На верхней части корпуса расположены воздуховоды, поглотительные приборы и защитные фильтры.

Электроаспиратор ЭА-2С

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.4

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.5

4.2.2. Комплектная лаборатория «Пост-1»

В лаборатории «Пост-1» размещается основное и вспомогательное оборудование для проведения наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы и измерения метеорологических элементов. Приборы и оборудование лаборатории работают при температуре (10 - 35 °С), относительной влажности до 80 % (при 20 °С) и атмосферном давлении 90 - 104 кПа (680 - 785 мм рт. ст.).

Оборудование «Пост-1» включает: автоматические газоанализаторы ГМК-3 и ГКП-1, системы для проведения отбора проб и метеорологических наблюдений, мачту для установки датчика ветра, систему электроснабжения и освещения.

Схема размещения приборов и оборудования в «Пост-1» показана на черт. 4.6. Стены павильона выполнены из термоизолирующего материала и облицованы с внутренней стороны пластиком 1, а с наружной - декоративными дюралюминиевыми ячейками специального профиля 2, пол покрыт линолеумом. Мачта с датчиком ветра устанавливается на плоской крыше павильона.

В специальной камере 35 размещаются датчики 33 температуры и влажности воздуха метеостанции М-49. От внутренней части павильона камера термоизолирована. При открытой дверце 34 камеры датчик выдвигается на 1,5 м от стенки павильона для производства измерений в естественных условиях.

В двух противоположных углах павильона имеются четыре люка 11 с крышками, в которые вставляется блок 39 отбора проб на пыль и сажу. Высота люков от поверхности земли составляет 1,5 м. Через крышу павильона пропущен трубопровод 15 с защитным колпачком 14, возвышающийся над крышей на 50 см и соединенный внутри павильона с распределительной гребенкой 27 для отбора проб воздуха на газовые примеси.

Лабораторное оборудование включает: лабораторный Г-образный стол 7 с тумбочками, на котором крепятся полки 9 для установки приборов; вращающийся лабораторный стул (с регулируемой высотой); два ящика 5 для хранения и транспортировки стеклянных поглотителей, наполненные поглотительным раствором; два штатива для установки поглотителей, настольного вентилятора и сигнальных часов (на чертеже не показаны). Для вентиляции павильона служит люк 3.

Система отбора проб воздуха на газовые примеси и сажу состоит из трубопровода 15 с нагревателем 30 и терморегулятором 29, распределительной гребенки 27 для подключения поглотителей и двух электроаспираторов 28 модели 822 на амортизаторах 26. Все элементы воздуховода и распределительной гребенки выполнены из фторопласта. При отрицательной температуре наружного воздуха терморегулятор поддерживает положительную температуру воздушного потока, поступающего в поглотители.

Система отбора проб воздуха на пыль состоит из блока отбора проб 38 с гибким шлангом 46, оканчивающимся шлифом 37, камеры подогрева 20, имеющей нагреватель с терморегулятором 31 и шлиф 19, ротаметра РС-7 17 с регулятором расхода 32, который соединен гибким шлангом 21 с пылесосом 22. В блок отбора проб вмонтирована труба, один ее конец 39, на который надевается фильтродержатель с фильтром, выставляется наружу, а другой располагается внутри павильона и заканчивается гибким шлангом 46. Гибкий шланг посредством шлифа 37 вставляется непосредственно в шлиф, соединенный с камерой подогрева 19, либо в шлиф 10 трубопровода 4, идущего от противоположного угла павильона, который в свою очередь с помощью гибкого шланга 18 и шлифа соединяется с камерой подогрева. Таким образом обеспечивается возможность отбора проб воздуха на пыль в любом из четырех люков. В этот же блок вмонтирована трубка 40 для забора проб воздуха на сажу. Ее наружный конец оканчивается специальным патроном для фильтра, а на внутренний конец надевается резиновая трубка, соединенная с электроаспиратором.

Размещение оборудования в «Пост-1». Вид слева

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.6а

Размещение оборудования в «Пост-1». Вид спереди

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.6б

Размещение оборудования в «Пост-1». Вид справа

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт 4.6в

При отрицательной наружной температуре воздух, поступающий в ротаметр, подогревается до 20° С с помощью терморегулятора.

Расход воздуха в ротаметре РС-7 (дм3/мин) определяют по высоте подъема (см) верхнего среза поплавка с помощью градуировочного графика 16. В верхней части ротаметра имеется регулятор расхода 32 со специальной муфтой, поворотом которой частично или полностью перекрывается разгрузочное отверстие в воздуховоде, благодаря чему можно регулировать расход воздуха в пылевом канале. Побудителем расхода воздуха служит пылесос, включенный в розетку над столом; розетка соединена с электрической сетью через выключатель пылесоса. Пылесос резиновым шлангом 21 соединяется (на чертеже не показано) с регулятором расхода 32.

Система автоматических измерений состоит из газоанализатора диоксида серы ГКП-1 12 и газоанализатора оксида углерода ГМК-3 13, 25, закрепленных на столе и полках. Газоанализаторы присоединяются к распределительной гребенке при помощи фторопластовых трубок. Электрическое питание газоанализаторов осуществляется подключением к розеткам 24, расположенным на боковой стенке павильона над столом. При отсутствии этих газоанализаторов можно вместо них установить газоанализатор серии 600-03.

Система измерения метеорологических элементов состоит из метеорологической станции М-49, пульта управления 8, который располагается на полке и включается в розетку на боковой стенке павильона; датчика скорости и направления ветра станции, установленного на мачте, укрепленной на крыше павильона. При установке датчик ветра ориентируется с помощью компаса. Соединительный кабель от датчика скорости и направления ветра пропущен внутрь мачты через отверстие в верхней ее части и проходит через крышу в павильоне к пульту управления станции.

Датчики температуры и влажности воздуха смонтированы на каретке 42 устройства для перемещения 43, ролики которой катятся по передвижной штанге 45. Кабель 44 от датчиков проходит внутри выдвижной штанги. Каретка вместе с датчиками выдвигается в рабочее положение наблюдателем за рукоятку 41 на подвижной штанге. В исходное положение датчик возвращается наблюдателем за ту же рукоятку, дверца камеры для сбрасывания защелки резко захлопывается с помощью гибкого стального тросика 36. Для определения атмосферного давления в выдвижном ящике стола установлен барометр-анероид 23, который выдвигается на время измерений. Для измерения влажности и температуры воздуха в случае выхода из строя датчиков в комплекте лаборатории предусмотрен аспирационный психрометр, который крепится горизонтально на специальном держателе на уровне датчика влажности.

Система отопления и освещения состоит из двух электрических нагревателей 6 с терморегулятором, обеспечивающих в холодное время года температуру в павильоне (20 ± 5) °С, и двух люминесцентных светильников.

4.2.3. Комплектная лаборатория «Пост-2»

Лаборатория «Пост-2» предназначена для тех же целей, что и «Пост-1», и отличается от «Пост-1» главным образом наличием дополнительного оборудования: автоматического воздухоотборника «Компонент» и электроаспиратора ЭА-2С. Для измерения метеорологических элементов в лаборатории используется автоматический метеокомплекс. Схема размещения приборов и оборудования представлена на черт. 4.7. В центре крыши павильона закреплена мачта, состоящая из неподвижной и подвижной частей. На подвижной части мачты, шарнирно соединенной с неподвижной, устанавливается датчик направления и скорости ветра. На кронштейнах неподвижной части устанавливаются датчики температуры и влажности. Температура воздуха в павильоне поддерживается автоматически на уровне (20 ± 5) °С.

Размещение оборудования в «Пост-2». Вид слева

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.7а

Размещение оборудования в «Пост-2». Вид спереди

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.7б

Размещение оборудования в «Пост-2». Вид справа

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.7в


Схема воздушных магистралей в «Пост-2»

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.8


Система отбора разовых проб воздуха на пыль и сажу. Отбор проб воздуха на пыль и сажу для определения разовых концентраций производится через два блока (А1 и А2) (черт. 4.7 и 4.8), каждый из которых имеет фильтродержатель для установки фильтра при определении пыли из ткани ФП и патрон для установки мембранных фильтров при определении содержания сажи. Блоки отбора проб в зависимости от направления ветра вставляются в ближайший из четырех люков, расположенных попарно на высоте 1,5 м в двух противоположных углах павильона.

Фильтродержатели соединены с электроаспиратором ЭА-2 A3 трубопроводом, укрепленным на стенках павильона через воздухораспределительную коробку А4, позволяющую включать первый А1 или второй А2 каналы с помощью конусного разъема.

Для отбора проб на сажу имеются две воздушные магистрали, проложенные вдоль стенок павильона под потолком и состоящие из двух резиновых трубок и воздухораспределительной коробки А5, которая служит для подключения любой магистрали к электроаспиратору ЭА-1 с помощью конусного разъема и фторопластовой трубки, проходящей через термостат А6.

Система отбора разовых проб на газовые примеси. Отбор проб воздуха на газовые примеси осуществляется через воздухозаборник А7, в который выведена фторопластовая трубка, проходящая через термостат А8 и подводящая воздух в блок поглотительных приборов А17 и аспирационное устройство электроаспиратора А11. Поглотительные приборы барботажного типа присоединяются непосредственно к патрубкам распределительной гребенки, сорбционные трубки - через вспомогательные S-образные трубки из стекла. Все соединения выполняются при помощи муфт из отрезков резинового шланга встык. Прохождение анализируемого воздуха через резиновые шланги до поглотительного прибора недопустимо!

Система автоматического отбора проб на газовые примеси. Отбор проб воздуха осуществляется через воздухозаборник, в который выведена фторопластовая трубка, проходящая через термостат А10 и подводящая воздух к воздухораспределительному устройству автоматического воздухоотборника «Компонент» А14.

Для автоматического анализа воздух, отобранный через фторопластовую трубку, проходящую через термостат А9, подводится через тройник к газоанализаторам ГМК-3 оксида углерода А12 и ГКП-1 диоксида серы А13. Термостат и тройник закреплены на стенке павильона. При отсутствии газоанализатора ГМК-3 можно установить один из газоанализаторов серии 600-03 (см. приложание 4.2).

Система отбора среднесуточных проб пыли. Отбор среднесуточных проб пыли осуществляется через воздухозаборник А15, заканчивающийся внутри павильона вертикальной трубой и фланцем с накидной гайкой для соединения трубы с фильтродержателем на уровне 1,5 м над полом. Фильтродержатель соединяется с электроаспиратором ЭА-2С 16 с помощью гибкого шланга. Отработанный воздух от всех воздухоотборных устройств направляется в выходной трубопровод и выводится наружу под полом павильона.

Система измерения метеорологических элементов. Измерение метеорологических элементов производится автоматическим метеокомплексом, состоящим из анеморумбографа М-63МР, гигрометра сорбционного ГС-210, термопреобразователя сопротивления Т? М6114, блока согласования и регистратора КСП-4. Показывающий прибор ГС-210 смонтирован в блоке согласования.

Визуальные отсчеты средней за 10 мин скорости ветра, мгновенной и максимальной скорости и направления ветра осуществляются с пульта анеморумбографа М-63МР, а относительной влажности воздуха - с показывающего прибора гигрометра ГС-210.

Регистрация текущих значений мгновенной скорости (3-я и 6-я точки) и направления (1-я и 4-я точки) ветра, а также температуры (2-я точка) и относительной влажности воздуха (5-я точка) осуществляется шеститочечным регистратором КСП-4.

Первичная подготовка лабораторий «Пост-1» и «Пост 2» к работе осуществляется после установки на пункте наблюдений и распаковки оборудования в соответствии с «Руководством по эксплуатации», техническими описаниями комплектующих приборов и устройств и правил РД 52.04.32-84. Для этого необходимо выполнить следующие операции:

1) установить оборудование на свои места;

2) подготовить устройства жизнеобеспечения (электропитания, кондиционирования воздуха, отопления и вентиляции);

3) подготовить и проверить исправность воздушных магистралей;

4) подготовить пробоотборные устройства (электроаспираторы модели 822, ЭА-1, ЭА-2, ЭА-2С, «Компонент») и газоанализаторы (порядок первичной подготовки газоанализаторов к работе изложен в приложении 4.2);

5) подготовить устройства измерения метеорологических элементов.

4.2.4. Лаборатория передвижная «Атмосфера-II»

Лаборатория «Атмосфера-II» предназначена для определения уровня загрязнения атмосферного воздуха и измерения метеорологических элементов при проведении маршрутных и подфакельных наблюдений.

Приборы и оборудование лаборатории могут эксплуатироваться при температуре воздуха внутри салона автофургона 10 - 35 °С, относительной влажности до 80 % (при 20 °С), атмосферном давлении 90 - 104 кПа (680 - 785 мм рт. ст.). Скорость передвижения лаборатории по дорогам с усовершенствованным покрытием не превышает 45 км/ч.

Оборудование лаборатории «Атмосфера-II» (черт. 4.9) смонтировано в кузове автофургона типа УАЗ-452А. Салон автофургона разделен стенкой на два отсека: приборный и вспомогательный. В приборном отсеке размещены приборы и оборудование для отбора проб воздуха на газовые примеси, сажу и пыль, газоанализаторы, измерительный пульт анеморумбометра М-49 (или М-47) и пульт управления.

Во вспомогательном отсеке размещены датчики температуры и влажности воздуха, распределительный щит, кабель на катушке, аккумуляторные батареи, держатель патронов и другое оборудование.

На крыше автофургона укреплена съемная платформа, на которой размещены ящик с датчиком скорости и направления ветра, мачта для установки в рабочее положение датчиков и выносная штанга для крепления датчиков температуры, влажности и анеморумбометра.

Приборы и оборудование для отбора проб воздуха размещены на стенде по левому борту автомашины и во вспомогательном отсеке.

Соединительные трубопроводы для отбора проб воздуха на пыль и сажу через стенки и вспомогательный отсек выводятся из автомашины через открытую во время отбора проб заднюю дверь автофургона.

Отбор проб воздуха на газовые примеси производится на высоте 2,6 м от уровня земли по вертикальному каналу через фторопластовый воздуховод и распределитель и горизонтальному каналу, который смонтирован параллельно газопроводу для отбора пыли и сажи. В этом случае отбор проб производится через держатель, укрепленный на выносной штанге.

Оба канала отбора проб газовых примесей имеют общий нагреватель, включаемый при температурах наружного воздуха ниже минус 5 °С. Терморегулятор обеспечивает автоматическое поддержание температуры пробы не ниже 5 °С.

Автолаборатория «Атмосфера-II»

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.9

В лаборатории «Атмосфера-II» используются полуавтоматические переносные приборы-индикаторы, предназначенные для полуколичественного определения содержания диоксида серы и сероводорода («Атмосфера-I») и хлора и озона («Атмосфера-2») в атмосферном воздухе1. В автолаборатории, укомплектованной анеморумбометром М-49, датчики температуры и влажности вместе с держателем монтируются на специальной выдвижной штанге, укрепленной на платформе. Штанга с датчиками может устанавливаться перпендикулярно или параллельно продольной оси автомашины, а держатель может вращаться вокруг вертикальной оси. Сигналы датчиков подаются на пульт управления станции, установленный внутри салона на переднем стенде.

1 Данные наблюдений с помощью этих приборов используются для выделения зон повышенного загрязнения в случае аварий.

В некоторых автолабораториях, укомплектованных анеморумбометром М-47, измерение температуры и влажности производится с помощью аспирационного психрометра МВ-4М, подвешиваемого на выносной штанге.

Приборы и оборудование выносных пунктов (электроаспираторы, штативы с поглотительными приборами) во время работы устанавливаются на специальных выносных столиках. На время транспортировки столики укрепляют на платформе (в специальном ящике), а электроаспираторы в приборном отсеке салона (на правом стенде по ходу автомашины).

Электропитание приборов и оборудования лаборатории «Атмосфера-II» осуществляется от промышленной сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц, через входной распределительный щит, установленный во вспомогательном отсеке лаборатории. Подключение электрораспределительного щита к электросети производится при помощи ???????????? типа КР???.

4.2.5. Павильон для стационарных постов

В некоторых населенных пунктах сохранились изготовленные в конце шестидесятых годов стационарные посты, не оборудованные комплектными лабораториями (черт. 4.10). На боковых стенках внутри павильона имеется два яруса полок и стенные шкафчики для хранения необходимых материалов. К передней стенке крепится столик. В павильоне имеется электросчетчик, осветительная лампа и десять розеток для подключения питания к приборам. В зимнее время павильон отапливается нагревательными печами типа ПТЭ-7 (220 В, 1 кВт), работающими вместе с температурным датчиком типа ПТКБ.

Стационарный пост

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.10

Газовая схема отбора проб воздуха на стационарном посту

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

1 - защитный стакан из пластмассы; 2 - металлическая трубка; 3 - крыша павильона; 4 - воздухозаборная трубка; 5 - нагреватель; 6 - теплоизоляция нагревателя; 7 - стеклянный тройник; 8 - пробка; 9 - стеклянная гребенка; 10 - штатив; 11 - поглотительные приборы; 12 - резиновая трубка; 13 - защитный прибор; 14 - электроаспиратор.

Черт. 4.11

Отбор проб воздуха на газовые примеси проводится с помощью воздухозаборника, выведенного наружу через потолок и крышу павильона (черт. 4.11). Приемной частью воздухозаборника служит фторопластовая и стеклянная трубка диаметром 6 - 8 мм, защищенная металлической трубкой и полиэтиленовым стаканом. На части трубки, находящейся в павильоне, монтируется нагревательный элемент, который включается при отрицательных температурах наружного воздуха. Обогревательная установка (черт. 4.12) состоит из 4 - 5 одинаковых резисторов типа ПЭ-25 общим сопротивлением около 2 кОм. При температуре минус 25 °С и ниже элемент включают в сеть посредством тумблера, а при температуре от минус 5 до минус 25 °С - через диод типа Д-226.

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Схема обогрева воздухозаборной трубки

1 - тумблер; 2 - диод Д-226; 3 - воздухозаборная трубка; 4 - втулка; 5 - сопротивления ПЭ-25.

Черт. 4.12

Отбор проб воздуха для определения концентрации аэрозолей (пыль, сажи) осуществляется с помощью автомобильного аспиратора или электроаспиратора М-114 через один из четырех люков в стенках павильона (расположенных на высоте 1,5 м от поверхности земли и на расстоянии 20 - 30 см от угла павильона) в зависимости от направления ветра.

4.3. ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТ В «ПОСТ-1», «ПОСТ-2», ПРИ МАРШРУТНЫХ И ПОДФАКЕЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЯХ

Основные требования техники безопасности изложены в следующих документах:

1) Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (М., Энергоатомиздат, 1986);

2) Основные правила безопасной работы в лабораториях промышленно-санитарной химии (М., Медицина, 1968);

3) Правила по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета (Л.: Гидрометеоиздат, 1983);

4) Правила по технике безопасности при работе с приборами для отбора проб со средствами измерений, изложенные в соответствующих технических описаниях.

К работе допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности работы с приборами, используемыми на постах. Перед началом работ в «Пост-1» и «Пост-2» должно быть проверено состояние проводов питания средств отбора проб и других измерительных средств и заземление этих средств. Не реже одного раза в месяц производится проверка отсутствия замыканий на корпус приборов, состояния изоляции проводов; квалификационная группа проверяющего не ниже III. При обнаружении неисправности прибора он должен быть немедленно выключен.

Автолаборатория до подключения ее к источнику питания (городской сети) должна быть заземлена. Заземление лаборатории производится только со стороны правого борта. При этом заземляющий штырь должен быть углублен в грунт на всю длину.

При проведении работ, связанных с регулированием, настройкой лаборатории и ее оборудования и при эксплуатации следует руководствоваться требованиями по технике безопасности, изложенными в прилагаемых заводом-изготовителем инструкциях на входящие в состав лаборатории изделия.

К работам, связанным с регулированием и настройкой лаборатории и ее систем, и к эксплуатации оборудования лаборатории допускаются лица, имеющие опыт работ с измерительными приборами и оборудованием для отбора проб воздуха и прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Категорически запрещается проводить работы, связанные с регулированием и настройкой лаборатории при ее передвижении по местности.

При проведении работ, связанных с настройкой системы электроснабжения, в приборном отсеке лаборатории или в непосредственной близости от него должно находиться не менее двух человек.

Лаборатория должна быть оборудована системой защитного отключения напряжения при возможных перегрузках и контуром заземления.

Лаборатория должна быть оборудована углекислотным огнетушителем, аптечкой и знаком аварийной остановки.

Питающие кабели и провода должны быть надежно закреплены. Крепление должно исключать возможность повреждения изоляции цепей питания.

Запрещается работать с незаземленным электроаспиратором; сопротивление контура заземления должно быть не более 4 Ом. Подсоединение прибора к контуру заземления необходимо производить медным многожильным проводом сечением не менее 1,5 мм2.

Запрещается при включенном электроаспираторе производить ремонт, снимать и устанавливать фильтры. Запрещается включать электроаспиратор без фильтра в фильтродержателе.

При отрицательных температурах воздуха включение нагревателя обязательно.

Нагреватель включается только после включения пылесоса.

4.4. ОТБОР ПРОБ ВОЗДУХА

4.4.1. Условия отбора проб

До начала отбора необходимо убедиться в соблюдении ряда требований.

Для правильного определения концентрации пыли при отборе разовых проб воздуха должно выполняться условие изокинетичности, т.е. скорость пропускаемого через фильтр воздуха должна быть равна скорости набегающего потока; выравнивание скоростей осуществляется за счет применения конусных насадок, выбор которых зависит от скорости ветра. Фильтродержатель должен быть ориентирован навстречу ветровому потоку. При суточном отборе пробы пыли в условиях высокой запыленности масса пыли на фильтре может превысить его пылеемкость, равную 5 мг/см2 (т.е. 200 мг на весь фильтр). В таком случае следует переходить к циклическому отбору проб.

На точность определения объема воздуха, прошедшего через поглотительные устройства, влияет нарушение герметичности воздуховодов и фильтродержателя. Проверка состояния системы производится не реже одного раза в месяц (см. п. 4.5). Наиболее вероятно натекание воздуха через фильтродержатель, подводящие резиновые шланги за счет старения резины и появления трещин, соединения резиновых шлангов со штуцерами и поглотительными устройствами.

При отборе проб воздуха для определения концентраций газовых примесей напряжение электропитания электроаспиратора должно составлять 220 В ± 10 %. Отбор проб можно производить при температуре наружного воздуха, находящейся в пределах, указанных в табл. 4.2.

Воздушные коммуникации один раз в месяц очищают от пыли и промывают (см. п. 4.5) теплой мыльной водой, чистой водой, затем спиртом. Воздуховод устанавливается только после просушивания. Промытая система перед отбором проб должна быть продута воздухом в течение примерно 20 мин. О проведенной работе делается запись в журнале профилактических работ, который должен храниться на посту.

Колпачок, предохраняющий воздухозаборную трубку от прямого попадания осадков и грязи, промывается один раз в три месяца.

Для защиты ротаметров электроаспираторов от брызг поглотительных и пропитывающих растворов к выходным штуцерам присоединяют патроны, заполненные промытым и высушенным силикагелем с диаметром зерен 0,5 - 4 мм (черт. 4.13) и ватными тампонами.

Патрон с силикагелем

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 4.13

Проверка градуировки ротаметров электроаспираторов проводится ежемесячно.

Сразу после отсоединения поглотителей штуцера гребенки должны быть герметично закрыты заглушками. Наличие открытых штуцеров недопустимо.

Поглотительные приборы должны присоединяться к распределительной гребенке (или воздуховодам) встык с помощью коротких резиновых трубок. Все воздуховоды и распределительная гребенка до поглотительных приборов должны быть изготовлены только из фторопласта или стекла. Применение для этой цели хлорвинила, полиэтилена, других пластмасс и всех типов резины недопустимо.

При отборе проб воздуха в сорбционные трубки (СТ) они присоединяются к S-образной трубке с помощью резиновой муфты. Присоединение СТ непосредственно к распределительной гребенке недопустимо. Общая длина резиновых соединений, с которыми непосредственно соприкасается анализируемый воздух, не должна превышать 10 мм. Нельзя допускать загрязнения S-образной трубки пропитывающим раствором. Промывка трубки и присоединительных муфт должна производиться еженедельно в химической лаборатории.

Сорбционные трубки устанавливаются при отборе пробы строго вертикально слоем сорбента вниз, чтобы воздух проходил слой сорбента снизу вверх (черт. 4.14). Перед присоединением СТ к электроаспиратору слой сорбента уплотняется легким постукиванием нижнего конца СТ о кусочек чистой фильтровальной бумаги, лежащей на твердой поверхности.

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Принципиальная схема отбора проб через сорбционную трубку

1 - сорбционная трубка; 2 - светозащитный экран; 3 - побудитель расхода.

Черт 4.14

При отборе проб воздуха для определения содержания диоксида серы, сероводорода и сероуглерода СТ должны быть защищены от света.

При отборе пробы воздуха для определения концентрации фторида водорода в качестве материала для воздуховода нельзя применять не только резину, но и стекло. Допускается только фторопласт. Поэтому отбор проб для определения HF не может осуществляться с помощью воздухоотборника «Компонент», имеющего стеклянные распределительные гребенки. Можно присоединять СТ снаружи поста к патрубку для отбора проб на сажу. Внутреннюю поверхность воздуховодов при отборе проб HF внутри поста следует очищать от пыли 1 раз в неделю.

При проведении работ в автолаборатории «Атмосфера-II» необходимо соблюдать следующие условия. Автомашина устанавливается таким образом, чтобы ее левый борт или задняя часть были наветренными. На магистралях города лаборатория устанавливается параллельно оси движения транспорта у тротуара или на обочине дороги. Расстояние от лаборатории до места подключения к электросети не должно превышать 100 м.

Определению концентрации диоксида серы с помощью газоиндикатора «Атмосфера-I» мешают некоторые органические вещества и сероводород, определению концентрации сероводорода мешают те же органические вещества и диоксид серы, определению концентрации озона - диоксид серы и сероводород. Для устранения мешающего влияния неорганических газов следует использовать селективные фильтры.

4.4.2. Условия хранения проб

Сразу после отбора проб поглотительные приборы (СТ) закрывают заглушками; особенно тщательно закрываются СТ с пробами на оксиды азота и аммиак. Пробы на диоксид серы, сероуглерод и сероводород должны предохраняться от попадания света как при отборе проб, так и при хранении. При температуре воздуха выше 25 °С пробы на сероуглерод и диоксид серы следует сразу после отбора поместить в холодильник, а при его отсутствии - в широкогорлый термос, в котором находится лед.

Для этой цели могут использоваться термосы объемом 0,25 - 1 л. Количество льда, необходимое для сохранения низкой температуры в течение дня, зависит от наружной температуры, но обычно не превышает 20 - 30 % емкости термоса. Лед вносят в термос в виде небольших кусочков, помещенных в два полиэтиленовых мешка, герметично запаянных или закрытых с помощью резинового кольца. Во избежание поломки стеклянной колбы на ее дно помещают кусочек поролона, а стенки защищают цилиндром из толстой бумаги.

СТ, закрытые заглушками или колпачками из полиэтиленовой пленки, вкладывают в термос в полиэтиленовом мешке слоем сорбента вниз. Мешок должен быт герметично закрыт во избежание конденсации в нем влаги из воздуха. При использовании небольших термосов, в которых СТ не помещаются целиком, сверху на него надевают теплозащитный колпак, изготовленный из двух слоев материи с прокладкой из ваты или поролона.

4.4.3. Отбор разовых проб воздуха и метеорологические наблюдения на стационарных постах

Отбор проб воздуха и метеорологические наблюдения на стационарных постах выполняются в определенной последовательности.

1. За 10 мин до срока наблюдений войти в помещение лаборатории («Пост-1», «Пост-2»), включить освещение и убедиться в исправности энергоснабжения. Система исправна, если горят сигнальные лампочки на щите электропитания и температура воздуха поддерживается в диапазоне 10 - 35 °С.

При отрицательной температуре наружного воздуха включить терморегуляторы газового канала, которые автоматически поддерживают постоянную температуру. При отсутствии автоматического устройства в один из каналов газовой схемы между ротаметром и защитным патроном 6 вставляют тройник 5 с термометром 3 (черт. 4.15) и включают обогрев подводящей трубки (см. черт. 4.12). Если температура окружающей среды выше 10 °С, необходимо включить термостатирующее устройство «Нагрев» тумблером, находящимся на пульте управления.

Схема отбора проб при отрицательной температуре воздуха

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

1 - аспиратор; 2 - кронштейн; 3 - термометр; 4 - резиновая пробка; 5 - тройник; 6 - защитный патрон с силикагелем; 7 - резиновая трубка; 8 - поглотительный прибор.

Черт. 4.15

2. Проверить исправность газоанализатора ГМК-3, анеморумбографа и флюгера. При перекосе ленты, ее разрывах, разрывах перфорации или прекращении записи выключить лентопротяжный механизм, устранить неисправность, сделать на ленте отметку «брак» в начале и конце бракованного участка ленты. Затем снова включить лентопротяжный механизм, отметить на ленте дату и время включения записи.

При измерении концентрации оксида углерода верхний кран газоанализатора должен быть установлен в положение «Проба», а указатель диапазона - таким образом, чтобы обеспечивалась наибольшая точность измерений. Обычно включают диапазон 0 - 40 мг/м3.

3. Открыть люк и выдвинуть штангу за рукоятку для измерения температуры наружного воздуха и влажности. Перед выдвижением штанги необходимо освободить защелку («Пост-1»).

За 10 мин до начала срока наблюдений включить устройство измерения скорости ветра и через 10 мин определить скорость и направление ветра с целью установления наветренной стороны павильона, из люка которой следует отбирать пробы на пыль и сажу и для выбора конусной насадки при отборе проб пыли. Проверить работу узла измерения ветра включением переключателя «Скорость», а затем - «Направление»; подвижность стрелки указывает на рабочее состояние датчика, неподвижность наблюдается при штиле или при неисправности датчика. При отсутствии автоматической системы измерения скорости и направления ветра определить направление ветра по флюгеру или вымпелу, скорость ветра - по ручному анемометру, который предварительно укрепляется на выносной штанге высотой 1,5 м.

4. Выбрать конусную насадку к фильтродержателю для отбора проб пыли. В табл. 4.3 указываются значения диаметра насадок, используемых для различных скоростей ветра. Установить фильтр для определения концентрации пыли в фильтродержатель. Для этого протереть фильтродержатель и конусную насадку тряпочкой, желательно батистовой. На сетку фильтродержателя с помощью пинцета с пластмассовым наконечником поместить фильтр, прижать его кольцом и накидной гайкой. На фильтродержатель с фильтром надеть разборную конусную насадку. Затем вставить фильтродержатель в люк для отбора пробы пыли с наветренной стороны и записать показания счетчика электроаспиратора ЭА-2 («Пост-2») или расход по ротаметру («Пост-1»).

Таблица 4.3

Значения (мм) диаметра входного отверстия конусной насадки при разных скоростях ветра и расходах воздуха

Расход воздуха, дм3/мин

Градация скорости ветра, м/с

1,0 - 1,9

2,0 - 2,9

3,0 - 3,9

4,0 - 4,9

5,0 - 5,9

6 и более

250

56

46

30

36

36

25

200

56

46

36

36

25

25

150

46

36

36

25

25

25

100

36

25

25

25

25

25

В случае определения концентрации сажи вложить фильтр в патрон для отбора проб в блоке и вставить этот блок в люк с наветренной стороны павильона, присоединить к электроаспиратору и установить расход воздуха 1 дм3/мин.

5. Подсоединить поглотительные приборы для определения концентраций газовых примесей при помощи резиновых шлангов к электроаспиратору модели 822 («Пост-1») или к электроаспиратору ЭА-1 и воздухоотборнику «Компонент» («Пост-2»). Используют поглотительные приборы барботажного типа или сорбционные трубки, подготовленные для отбора проб в химической лаборатории. Входные трубки поглотительных приборов подсоединяют при помощи коротких отрезков резинового шланга встык к распределительной гребенке из стекла или фторопласта.

При использовании воздухоотборника «Компонент» необходимо установить столько поглотительных приборов, сколько требуется по программе измерений, начиная с первой пробы. Остальные отверстия распределительной гребенки заглушить с помощью трубок или пробок, чтобы исключить поступление воздуха из помещения. Поглотительные приборы устанавливают в отведенные для них места стойки, соединяют их в систему резиновыми муфтами, следя за тем, чтобы к распределительной гребенке был подключен входной патрубок.

6. Включить электроаспиратор ЭА-2 («Пост-2») для отбора пробы пыли, отрегулировать расход воздуха и включить часовой механизм. Установить реле времени на 20 мин.

7. Включить электроаспиратор ЭА-1 для отбора проб на газовые примеси и произвести предварительную установку необходимого расхода воздуха в каждом канале с помощью вентилей. Для этого повернуть регулирующий клапан электроаспиратора ЭА-1 в крайнее левое положение. В этом положении клапан открыт и может пропускать воздух, не допуская излишнего разрежения и уменьшая тем самым нагрузки электродвигателя. При больших сопротивлениях воздуховодных трактов клапан необходимо перекрывать, обеспечивая необходимую скорость прохождения воздуха. Значения расхода при определении концентрации каждой примеси приведены в разделе 5; поправка для ротаметров учитывается в соответствии с градуировочными кривыми, приведенными в паспорте электроаспиратора. Для удобства в павильоне должна быть таблица значений расхода воздуха для определения концентрации каждой примеси с учетом поправок. По окончании настройки нажатием кнопки отключить электроаспиратор. Установить поглотительные приборы (СТ) и включить аспиратор. Провести дополнительную регулировку расхода по каналам. В ходе отбора необходимо следить за тем, чтобы скорость аспирации поддерживалась на заданном уровне с максимально возможной точностью. При последующих отборах достаточна регулировка ротаметров вентилями.

В случае изменений показаний ротаметров в процессе отбора произвести дополнительную регулировку при помощи вентилей, соединенных с соответствующими ротаметрами. Если установить необходимую скорость не удается, то записывают ее действительное значение в таблицу ТЗА-0 (см. п. 8.2).

Регулировку расхода следует производить очень быстро, так как ошибка на 1 мин при отсчете времени отбора дает погрешность определения концентрации, равную 5 %.

8. Для проведения метеорологических наблюдений поставить переключатель на пульте метеокомплекса в положение «Работа» и включить «Питание». В «Пост-1» измерение скорости ветра производят в положении переключателя «Скорость»; в течение 1 мин следят за стрелками и производят отсчет мгновенной скорости по черной стрелке, максимальной - по красной, записывают среднее значение в ТЗА-0 (см. раздел 8) (с точностью до 1 м/с); переводят переключатель в положение «Направление», в течение 1 мин следят за стрелкой. Отсчет направления ветра производится по верхней шкале указателя, если светится красная лампа, и по нижней - если зеленая. Если во время измерения переключится индикатор, следует выждать 2 мин, после чего произвести новый отсчет. Записывают среднее значение (с точностью до 1°). Для получения среднего значения направления ветра производят три отсчета: в первую, пятую и десятую минуты наблюдений.

Для измерения температуры воздуха переключатель переводят в положение «Контроль температуры», устанавливают стрелку на красную риску шкалы, затем в положение, соответствующее диапазону измеряемых температур, и записывают в ТЗА-0 среднее показание с точностью до 0,5 °С. Измерение температуры производят три раза в течение 10 мин, полученные значения осредняют и вводят поправку на температуру их технического формуляра.

В «Пост-1» для измерения давления выдвигается ящик с барометром-анероидом, прибор подключается к сети и на 5 - 10 с включается вибратор с помощью кнопки, расположенной справа. При полном совпадении указателя стрелки с его отражением отсчитывается давление с точностью до 1 мм рт. ст. и записывается в ТЗА-0. Отсчитывают температуру по термометру при барометре и вводят шкаловую, температурную и добавочную поправки.

В «Пост-2» отсчет атмосферного давления производится по шкале барометра-анероида М-67. Для этого необходимо поднять крышку барометра, находящегося в столе слева от входа, определить давление с точностью до 1 мм рт. ст. и записать в ТЗА-0.

При измерении метеорологических параметров дверь павильона должна быть закрыта, подходить в период измерений к датчикам температуры воздуха запрещено.

При отсутствии в составе поста метеокомплекса на штативе на расстоянии 3 - 4 м от поста с наветренной стороны укрепляются психрометр и ручной анемометр. Анемометр крепится так, чтобы его приемная часть располагалась на высоте 2 м от земли. Не следует трогать руками чашки на крестовине и верхний винт. Анемометр включают по секундомеру на 10 мин, начальные и конечные показания записываются в ТЗА-0. Затем вычисляется разность отсчетов, делится на 600, и по графику или таблице, приложенной к прибору, определяется скорость ветра с точностью до 1 м/с. Направление ветра определяется в течение 1 - 2 мин по 8 румбам, и результат записывается в градусах в соответствии с табл. 4.4. При отсутствии ветра в графе «Направление» записывается «Штиль», в графе «скорость» - «0».

Таблица 4.4

Перевод румбов направления ветра в градусы

Румбы

Градусы

Румбы

Градусы

С

360

Ю

180

СВ

45

ЮЗ

225

В

90

З

270

ЮВ

135

СЗ

315

При измерении температуры воздуха с помощью аспирационного психрометра его подвешивают на треноге так, чтобы резервуары располагались на высоте 1,5 м от земли, вдали от стен зданий, заборов, деревьев и других препятствий горизонтально резервуаром навстречу ветру; если невозможно определить направление ветра, то резервуары термометров должны быть обращены в сторону, противоположную солнцу. Из помещения психрометр выносят летом за 5 мин до наблюдения, зимой - за 10 - 15 мин.

Состояние погоды оценивается визуально по характерным признакам, указанным в табл. 4.5, и в зашифрованном виде записывается в ТЗА-0. Состояние подстилающей поверхности (влажная, сухая) также записывается в ТЗА-0.

9. Автоматический анализ на оксид углерода осуществляется с помощью газоанализатора ГМК-3. В процессе эксплуатации газоанализатора ГМК-3 необходимо следить за постоянством расхода газовой смеси по ротаметру, контролировать исправность измерительного прибора, проверять один раз в сутки нулевые показания и один раз в неделю чувствительность газоанализатора по аттестованной смеси. Смена поглотителя (гопкалита) производится один раз в неделю.

Таблица 4.5

Характеристика состояния погоды

Шифр

Состояние погоды, атмосферные явления

Признаки

0

Атмосферных явлений шифра 2 - 9 нет

1

Ясно

На небе нет облаков

2

Мгла

Помутнение воздуха за счет взвешенных частиц пыли, дыма, гари, воздух имеет синеватый оттенок

3

Дымка

Слабое помутнение атмосферы за счет пересыщения воздуха влагой. Воздух имеет сероватый оттенок; видимость более 1 км

4

Дождь

Осадки в виде жидких капель

5

Морось

Атмосферные осадки в виде мелких капель, их падение почти незаметно для глаза

6

Пыльная буря

Ухудшение видимости на большой территории из-за пыли, поднятой сильным ветром

7

Снег

Осадки в виде ледяных кристаллов

8

Туман

Помутнение атмосферы при горизонтальной видимости менее 1 км

9

Туман (или дымка) с осадками

Помутнение атмосферы за счет тумана (или дымки) при наличии осадков

При измерении концентрации оксида углерода верхний кран установить в положение «Проба»; указатель диапазона установить таким образом, чтобы обеспечить наибольшую точность измерений. Обычно, если заранее неизвестна примерная концентрация оксида углерода в пробе, сначала включается наибольший диапазон (0 - 400 мг/м3).

При температуре окружающего воздуха ниже 10 °С на пульте управления включить тумблеры «Прибор» и «Нагрев». При температуре окружающей среды выше 10 °С необходимо выключить термостатирующее устройство «Нагрев» тумблером, находящимся на пульте управления. При температуре окружающей среды выше 20 °С на преобразователь надевается металлическая крышка.

Первичная подготовка к работе газоанализатора ГМК-3 описана в приложении 4.2.

10. По окончании отбора проб (после автоматического отключения электроаспираторов ЭА-2 и ЭА-1) извлечь из люка блок отбора проб, снять фильтродержатель, вынуть из него патрон с фильтром на пыль, извлечь из патронов фильтры на пыль и на сажу и сложить их в соответствующие пакеты, на которых отметить соответственно конечное показание счетчика РГ-40 и расход воздуха в сажевом канале ЭА-1, а также значения температуры воздуха, прошедшего через счетчик и ротаметр. Отсоединить все поглотительные приборы, закрыть их заглушками и установить в ящик для транспортировки в лабораторию.

По истечении времени отбора проб воздуха для определения концентрации соответствующих газовых примесей отсоединить поглотительные приборы, закрыть их заглушками, поместить в ящик для транспортировки. Штуцера распределительной гребенки закрыть заглушками во избежание конденсации паров внутри воздуховода в холодное время года.

Записать в ТЗА-0 номера поглотительных приборов и фильтров, название примесей, время начала и конца отбора, расход воздуха и объем протянутого воздуха.

11. Порядок отбора проб и наблюдений в «Пост-1» и «Пост-2» приведен в приложениях 4.3 - 4.5.

4.4.4. Отбор проб воздуха и метеорологические наблюдения на маршрутных и подфакельных постах

Для проведения наблюдений на маршрутных и подфакельных постах оборудование доставляется с помощью автолаборатории «Атмосфера-II» или другого вида автомобиля. По приезде в точку отбора проб воздуха необходимо:

проверить (внешним осмотром) качество соединения приборов и оборудования с контуром заземления и произвести заземление лаборатории. Для этого из вспомогательного салона извлечь штырь заземления и углубить со стороны правого борта автомашины в грунт на всю его длину. Перед подключением автолаборатории к сети тумблер входного щита должен находиться в положении «Выключено», а вилки разъемов всех приборов должны быть отсоединены от розеток;

подключить лабораторию к распределительным щитам жилых зданий или цехов предприятий. При этом одновременно одна из жил питающего кабеля подключается к корпусу распределительного щита. В местах пролегания кабеля ставятся знаки, запрещающие движение транспортных средств;

поставить переключатель входного распределительного щита в положение «Включено», подав тем самым электропитание на пульт управления лаборатории; подключить все приборы и оборудование в сеть лаборатории при помощи разъемов; включить тумблеры всех приборов на пульте управления. При этом лампочки на лицевой панели пульта должны загораться. Показания амперметра на пульте не должны превышать 10 А, а вольтметра - 220 В ± 10 %; включить тумблеры всех приборов на пульте управления;

вынуть поглотительные приборы вместе со штативами, соединить поглотительные приборы с распределительной гребенкой и аспираторами;

поднять и закрепить мачту на платформе в рабочем положении. Установить и закрепить датчики скорости и направления ветра анеморумбометра на мачте. При этом штырь датчика должен быть направлен на север;

подготовить к работе анеморумбометр в соответствии с технической документацией на него;

произвести контрольный отсчет скорости ветра по анемометру АРИ-49, подобрать насадку к пылевому патрону в зависимости от скорости ветра и установить патрон с фильтром на выдвижной штанге, предварительно выдвинув ее на 0,5 - 1 м от первоначального положения. Установить штангу с пылевым патроном навстречу ветровому потоку;

развертывание выносных пунктов производится до начала работ по подготовке лаборатории к наблюдениям. На выносном пункте устанавливают треногу (для аспиратора ЭА-1А) или столик (для аспиратора ЛК-1) и оборудование (аспиратор и штатив с поглотительными приборами). Снять аккумулятор с машины и поставить его на землю рядом с треногой, соединить поглотительные приборы с электроаспиратором, подключить электроаспиратор к аккумуляторной батарее. После проведения указанных операций автолаборатория и выносной пункт готовы к проведению наблюдений. При отборе проб и метеорологических наблюдениях руководствуются в основном правилами, изложенными в п. 4.4.1.

В срок наблюдения на основном пункте (в автолаборатории) включить анеморумбометр, пылесос и установить необходимую скорость аспирации, перекрывая разгрузочное отверстие в шланге пылесоса. Одновременно включить часы или секундомер. Через 1 мин включить электроаспиратор. Режим отбора газовых примесей устанавливается, как описано в п. 4.4.1. По истечении 20 мин выключить пылесос и через 1 мин - электроаспиратор. С помощью пинцета осторожно извлечь фильтр, сложить вчетверо запыленной поверхностью внутрь и поместить в пакет, из которого он был изъят.

Направление и скорость ветра определяются по анеморумбометру в начале, середине и конце срока наблюдения, а температуру воздуха - в конце срока наблюдения. Все необходимые данные записывают в ТЗА-0.

На выносных пунктах производят отбор проб только на газовые примеси и синхронно с наблюдениями на основном пункте.

4.4.5. Отбор суточных1 проб воздуха на стационарных постах

1 Или за длительный период.

Отбор проб воздуха для определения среднесуточных концентраций пыли осуществляется в лаборатории «Пост-2» электроаспиратором ЭА-2С или ЭА-2СМ непрерывно в течение 24 ч или дискретно через равные промежутки времени. Отбор среднесуточных проб воздуха для определения концентрации пыли осуществляется также с помощью автономного электроаспиратора ЭА-3. Установка фильтра в фильтродержатель производится один раз в сутки в последний из стандартных сроков наблюдений (19 ч) по правилам, аналогичным правилам отбора разовых проб для определения концентраций пыли (см. п. 4.4.3). При необходимости отбора проб на один фильтр в течение нескольких суток из фильтродержателя фильтр не вынимают.

На пакете, в который вложен фильтр, записать дату и время его установки, начальное показание счетчика времени. После извлечения из фильтродержателя фильтр сложить пополам, вложить в пакет, записать на нем дату и время снятия и конечное показание счетчика времени. Пакет с фильтром вложить в пакет для отправки в химическую лабораторию.

Через 10 мин после автоматического выключения часового механизма определить среднюю скорость ветра, направление ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. Правила проведения метеорологических наблюдений см. в п. 4.4.3.

Отбор проб воздуха для определения среднесуточной концентрации газовых примесей осуществляют с помощью воздухоотборника «Компонент» после установления соответствующего режима работы кнопочным переключателем.

Время начала отбора суточных проб с помощью «Компонента» устанавливают в последний срок стандартной программы. Заранее устанавливают сопла, обеспечивающие необходимый расход воздуха в каждом канале. Для отбора устанавливают поглотительные приборы в гнезда с одинаковым номером во всех четырех каналах. В этом случае воздух будет автоматически отбираться в один поглотительный прибор по каждому из четырех каналов восемь раз за 24 часа (через 2 ч 40 мин) в течение 20 мин.

После подключения поглотительных приборов включить «Компонент».

Один раз в сутки в тот же срок отсоединить поглотительные приборы, закрыть их заглушками и уложить в ящик для транспортировки. В сопроводительном документе указывают номера поглотительных приборов в каждом канале, показание датчика числа отборов, время включения цикла, дату и время смены поглотительных приборов, среднее за сутки атмосферное давление, установленный расход в каждом канале, режим работы.

4.5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ЛАБОРАТОРИЙ «ПОСТ-1», «ПОСТ-2» И «АТМОСФЕРА-II»

Техническое обслуживание и поверка пробоотборных устройств в лаборатории «Пост-1» и «Пост-2» выполняются в соответствии с их паспортами и техническими описаниями (электроаспираторы ЭА-2, ЭА-2С, воздухоотборник «Компонент»).

Измерительные приборы, занесенные в Госреестр как средства измерения, должны проходить поверку согласно ГОСТ 8.002-71. Кроме того для уменьшения погрешности определения объема отобранного воздуха необходимо ежемесячно проверять средства измерения расхода воздуха (ротаметры, реометры и пр.).

Поверка и проверка градуировки ротаметров во всех каналах ЭА-1 и сопел воздухоотборника «Компонент» должна проводиться с полной нагрузкой, т.е. с присоединением к каналам тех поглотительных устройств, которые используются в работе. Для этого на вход поглотительного устройства или сажевого патрона устанавливают газовый счетчик ГСБ-400 и устанавливают необходимый расход воздуха (1 л/мин), соответствующий отметке шкалы на ротаметре. Затем, задав по реле времени время отбора - 20 мин, - производят отбор проб воздуха. Зная объем аспирированного воздуха (по газовому счетчику) и время отбора по секундомеру, определяют расход в л/мин. Если расход воздуха, соответствующий отметке шкалы на ротаметре, не совпадает с вновь определенным, необходимо произвести градуировку ротаметра заново и построить новую градуировочную характеристику.

Проверку правильности работы воздухоотборника «Компонент» необходимо ежемесячно проводить с использованием применяемых в данный момент работы сопел. Придерживаться порядка проведения проверки согласно техническому описанию.

Техническое обслуживание измерительных приборов и оборудования производится в соответствии с их эксплуатационной документацией.

Техническое обслуживание лаборатории проводится два раза в год. Выполняются следующие работы:

- очистка от пыли и грязи, наружных поверхностей павильона заборных люков, датчиков температуры и влажности;

- измерение сопротивления заземления лаборатории;

- проверка крепления датчиков скорости и направления ветра, температуры и влажности.

Воздухозаборные магистрали не реже одного раза в месяц необходимо промывать предварительно бензином БР-1 ГОСТ 443-76, затем спиртом ГОСТ 17299-78 и просушивать. Для промывки воздухозаборной магистрали необходимо:

1) отсоединить фторопластовый трубопровод; разъединить его на отдельные составные части (трубки);

2) закрыть один конец каждой трубки резиновой пробкой с полиэтиленовой прокладкой;

3) налить в каждую трубку бензин (1/2 по объему);

4) закрыть второй конец каждой трубки резиновой пробкой с полиэтиленовой прокладкой;

5) путем нескольких покачиваний промыть трубку;

6) вынуть одну из пробок и слить бензин.

Операции 3 - 6 повторить 2 - 3 раза.

Аналогично проводится промывка воздуховода спиртом - две промывки по 60 мл. Норма расхода спирта на один трубопровод - 120 мл. Просушку трубопровода производить с помощью пылесоса.

После промывки воздушных магистралей проверяется их герметичность. Для проверки герметичности газовых и пылевых каналов необходимо заглушить входные отверстия воздухозаборников с помощью резиновых пробок и колец, металлических дисков. Компрессор соединить с помощью тройника с выходами проверяемых каналов. Свободный штуцер тройника соединить через кран с манометром или вакуумметром. Соединение производится с использованием переходных резиновых трубок. Установить давление (разрежение), равное 7840 - 9810 Па (800 - 1000 мм рт. ст.), прекратить краном подачу (откачку) воздуха и одновременно отключить компрессор.

Следить за спадом (нарастанием) давления в течение 20 мин, который не должен превышать 980 Па (100 мм рт. ст.). Применяется компрессор от воздухоотборника «Компонент», входящий в состав лаборатории.

В случае натекания воздуха через соединения резиновых шлангов со штуцерами приборов необходимо обмотать эти соединения резиновой лентой толщиной 0,3 - 0,5 мм. Конец ленты закрепляется суровой ниткой или изоляционной лентой.

Натекание воздуха через фильтродержатель возможно из-за неплотного прижима накидной гайкой фильтра к фильтродержателю. В этом случае необходимо подложить дополнительные резиновые кольцевые прокладки над и под прижимным кольцом. Резьбовое соединение корпуса фильтродержателя с воронкообразной частью алонжа также может являться причиной натекания воздуха. Следует уплотнить это соединение резиновыми прокладками. Если натекание воздуха происходит через поврежденные шланги, необходимо их заменить.

Для проведения проверки работоспособности системы целесообразно перед каждым измерением поставить заглушку вместо фильтра и при полностью закрытом дросселе убедиться, что показания газового счетчика неизменны.

Для того чтобы проверить исправность работы воздухоотборника «Компонент», необходимо по шкалам реле времени и счетчика числа оборотов определить отработанную часть цикла; по сигнальным лампочкам проб определить пробы, отобранные без нарушения режима протягивания воздуха (инструкция по эксплуатации воздухоотборника «Компонент»).

Для проверки нуля газоанализатора ГМК-3 через него следует пропускать нулевой газ или азот в течение 15 - 20 мин при положении кранов «Нулевой газ». Записать нулевое показание ГМК-3. Расход газа установить с помощью индикатора расхода и вентиля «Байпас». Установку нуля производят с помощью ручки «Установка нуля».

Для проверки показаний газоанализатора по реперу краны установить в положение «Нулевой газ». Переключатель диапазонов установить в положение 0 - 40 мг/м3. Пропускать через газоанализатор нулевой газ или азот в течение 5 - 10 мин. Включить тумблер «Репер». Зафиксировать показания газоанализатора на репере. Если показания на репере отличаются от паспортного значения более чем на 5 % верхнего предела измерения произвести настройку газоанализатора.

Профилактический осмотр технического состояния автолаборатории «Атмосфера-II» осуществляется 2 раза в год. Он включает проверку технического состояния лаборатории, чистоты трубопроводов и распределителя, крепления багажника (платформы) к автомашине, крепления стендов и приборов в салоне, крепления мачты анеморумбометра и выдвижной штанги. Обнаруженные неисправности устраняются.

Метрологическая поверка средств измерений, входящих в состав лаборатории, должна осуществляться в соответствии с указаниями, изложенными в технических описаниях этих средств измерений.

Чистка воздухозаборных систем осуществляется так же, как в лабораториях «Пост-1» и «Пост-2».

Чистка элементов выдвижной штанги и мачты датчика анемометра-румбометра производится мягкой фланелью 2 раза в год. Установочные цапфы штанги смазывают смазкой ЦИАТИМ 201 ГОСТ 6267-74.

Наладка и регулировка всех систем отбора проб воздуха производится перед началом эксплуатации лаборатории и через каждые 3 месяца ее работы в «полевых» условиях.

При наладке и регулировании систем газозабора необходимо проверить прочность соединения штуцеров и трубопровода на перегородке, отделяющей вспомогательный отсек от приборного. Проверить надежность крепления трубопровода к распределителю. При обнаружении люфтов и неплотности в соединениях произвести их устранение затяжкой гаек на штуцерах. Регулирование скорости отбора проб воздуха производится в соответствии с требованиями, изложенными в технической документации аспираторов модели 822.

При наладке и регулировании системы пылезабора необходимо проверить качество сопряжения муфты пылевого патрона с конусом держателя, прочность соединения штуцеров и трубопровода на перегородке, отделяющей вспомогательный отсек от приборного, надежность крепления трубопровода к нагревателю и фланцам газового счетчика. При обнаружении люфтов и неплотностей в соединениях произвести их устранение затяжкой гаек на штуцерах. Регулирование скорости отбора проб пыли произвести при помощи дросселя на нижнем фланце газового счетчика.

При наладке и регулировании системы сажезабора необходимо проверить качество сопряжения муфты сажевого канала со штуцером держателя, сопряжение резиновой трубки сажевого канала со всеми штуцерами тракта. Регулирование скорости отбора проб на сажу производится в соответствии с требованиями, изложенными в технической документации аспираторов модели 822.

Методы устранения неисправностей в серийных изделиях лаборатории содержатся в эксплуатационной документации на данное изделие. Характерные неисправности автолаборатории «Атмосфера-II» и методы их устранения приведены в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Характерные неисправности автолаборатории «Атмосфера-II» и методы их устранения

Характерная неисправность

Вероятная причина неисправности

Метод устранения неисправности

Отсутствие питания в сети лаборатории

Отключен установочный автомат

Включить автомат

При включении какого-либо прибора не загорается его сигнальная лампа

Перегорела лампа

Заменить лампу

Неисправен тумблер

« тумблер

Сгорел предохранитель

« предохранитель

Затруднен подъем мачты датчика скоростей и направления ветра в рабочее положение

Загрязнение или заклинивание оси

Произвести очистку и смазку оси

Затруднена установка выдвижной штанги в нужное положение

Загрязнение элементов поворотной цапфы

Произвести очистку и смазку цапфы

Периодичность проверки технического состояния, технического обслуживания и поверки комплектных лабораторий «Пост-1», «Пост-2» и «Атмосфера-II» приведены в табл. 4.7 - 4.10. Форма записи результатов проверки приборов и оборудования представлена в табл. 4.11.

Таблица 4.7

Периодичность (число раз) проверки технического состояния комплектных лабораторий

Проверяемые параметры и технические средства

Период

1 сут.

1 нед.

1 мес.

6 мес.

Электрическое сопротивление контура заземления

-

-

-

1

Электрическое сопротивление изоляции

-

-

-

1

Наличие напряжения питания

1

-

-

-

Работа устройств жизнеобеспечения

1

-

-

-

Работа термостатов автоматического подогрева воздуха в воздуховодах

1

-

-

-

Герметичность газовых каналов

-

-

1

-

Герметичность пиленых каналов

-

1

-

-

Техническое состояние средств отбора проб (электроаспираторы мод. 822, ЭА-1, ЭА-2, ЭА-2С, «Компонент»)

-

-

1

-

Газоанализатор ГМК-3

-

-

1

-

Метеокомплекс (М-49, М-63МР):

датчик ветра

-

-

-

2

пульт

-

-

1

-

регистраторы (КСП-4, КСП-2, КСУ-2)

1

-

-

-

Таблица 4.8

Периодичность (число раз) технического обслуживания комплектных лабораторий

Выполняемые операции

Период

1 мес.

6 мес.

Очистка от пыли и грязи наружных поверхностей павильонов, заборных люков, датчиков температуры и влажности

-

1

Проверка крепления мачты, датчиков скорости и направления ветра

-

1

Ориентирование датчика направления ветра

-

1

Промывка воздухозаборных магистралей:

на газовые примеси

1

-

на пыль

1

-

Чистка и смазка подшипников анеморумбографа М-63МР

1

Техническое обслуживание измерительных приборов и оборудования

электроаспираторы модели 822, ЭА-2, ЭА-2С

1

-

электроаспиратор ЭА-1

2

воздухозаборник «Компонент»

1

-

Техническое обслуживание газоанализатора ГМК-3

1

-

Чистка элементов системы выдвижения датчиков температуры и влажности (для «Пост-1»)

-

1

Примечание. Техническое обслуживание производится в соответствии с эксплуатационной документацией на соответствующие технические средства.

Таблица 4.9

Периодичность (число раз) поверки средств измерений, входящих в состав комплектных лабораторий

Поверяемые средства измерений

Период

Проверяющие органы

1 мес.

6 мес.

1 год

4 года

Ротаметры (в электроаспираторах модели 822 и ЭА-1)

-

1

-

-

Центры поверки Госстандарта

Ротаметр РС-7 (в «Пост-1»)

-

1

-

-

То же

Счетчик газа ротационный (в электроаспираторах ЭА-2, ЭА-2С, ЭА-2СМ)

-

-

-

1

»

Метеостанция М-49 (в «Пост-1»)

-

-

1

-

Органы ведомственной поверки

Метеокомплекс (М-63МР, ГС-210)

-

-

1

-

То же

Барометр-анероид (М-49А в «Пост-1», М-67 в «Пост-2»)

-

-

1

-

»

Психрометр аспирационный МА-4М

-

-

1

-

»

Анемометр ручной АРИ-49 (в «Пост-1»)

-

-

1

-

»

Погрешность в определении объема пробы воздуха в каналах отбора проб на пыль

-

-

1

-

»

Газоанализатор ГМК-3

1

-

-

ведомственная поверка

1

-

-

-

Органы ведомственной поверки

госповерка

-

1

-

-

ЛГИ Госстандарта

Таблица 4.10

Периодичность (число раз) технического обслуживания автолаборатории «Атмосфера-II»

Выполняемые операции

Период

1 нед.

1 мес.

6 мес.

Очистка и мытье наружных поверхностей автомашины и фургона

-

1

-

Чистка элементов выдвижной штанги и мачты анеморумбометра

-

-

1

Промывание фторопластовых трубопроводов

-

-

1

Проверка надежности крепления трубопроводов и их герметичности

1

-

-

Наладка и регулировка всех систем отбора проб воздуха

-

-

2

Профилактический осмотр и проверки технического состояния лаборатории

-

-

1

Таблица 4.11

Форма журнала технического обслуживания приборов и оборудования ПНЗ (лаборатории)

Дата

Наименование прибора, заводской номер

Что сделано, какие запасные части заменены, техническое состояние прибора (оборудования) после техобслуживания (ремонта)

Подпись

работника, производящего техобслуживание

ответственного за прибор

5. ЛАБОРАТОРНЫЙ АНАЛИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

5.1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Данный раздел содержит описание методик определения концентраций ряда наиболее распространенных примесей в атмосферном воздухе, рекомендуемых для применения на сети Госкомгидромета СССР, в службах Минздрава СССР и других ведомств, осуществляющих наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы в населенных пунктах. Для определения концентраций ряда газообразных веществ помещено по две методики. Одна предусматривает отбор проб на пленочный сорбент, другая - в раствор, находящийся в барботере. Так как поглотительные приборы, заполненные пленочным сорбентом (сорбционные трубки), имеют ряд преимуществ по сравнению с поглотительными приборами барботажного типа (малые массу и габариты, относительно высокую прочность, высокую эффективность улавливания при меньшем расходе реактива, возможность отбора проб при отрицательной температуре воздуха и др.), то предпочтительны методы с их применением. Приведены также методики с использованием поглотительных приборов барботажного типа. Кроме того, в разделе помещено несколько методик, рекомендуемых к применению при проведении научных исследований и не предназначенных для получения режимной информации. Для ряда важных примесей одновременно с методиками, требующими специальной аппаратуры, редких реактивов или особенно высокой квалификации аналитиков, приводятся простые, хотя и менее точные методики анализа. Большая часть методик исследована метрологически, некоторые из них аттестованы и выпущены в виде руководящих документов (РД). При метрологическом исследовании были оценены систематическая и случайная составляющие погрешности. Для разных методик соотношения между этими составляющими различаются, однако для всех аттестованных методик результирующая погрешность не превышает ±25 %, что соответствует требованиям ГОСТ 17.2.4.02-81.

В Руководство включен также ряд давно используемых и хорошо зарекомендовавших себя методик, для которых метрологическое исследование не проводилось в требующемся в настоящее время объеме. Некоторые хроматографические методики, в которых используется неселективный детектор, помещены в приложении. Эти методики могут использоваться для анализа проб воздуха, отобранных вблизи предприятия, выбросы которого в атмосферу содержат помимо определяемого вещества только указанные в данной методике сопутствующие компоненты. При наличии других веществ необходимо предварительно оценить возможность их мешающего влияния.

Методики изложены в соответствии с требованиями ГОСТ 8.504-84 и РД 52.24-127-87. Разделы, общие для всех методик (условия выполнения измерений, общие положения по технике безопасности, требования к квалификации оператора, вычисление результатов измерений), объединены. Так как большая часть методик основана на фотометрическом методе анализа, это не отражено в названии. В остальных случаях метод указан. В названии многих методик отмечается способ отбора пробы воздуха.

В списке литературы помещены ссылки на работы, касающиеся последних модификаций методик, а также исходные руководящие документы.

5.1.1. Методы и средства измерения

Для наблюдения за загрязнением атмосферы в настоящем руководстве помещены методики, основанные на использовании следующих физико-химических и физических методов: фотоколориметрии, атомно-абсорбционной спектрофотометрии, рентгенофлуоресцентный, квазилинейчатых спектров люминесценции, потенциометрии, газовой хроматографии (ГХ).

Большая часть приведенных методик определения концентраций неорганических веществ и некоторых органических основана на фотометрическом методе анализа, включающем химическое преобразование определяемого вещества в окрашенное соединение и измерение оптической плотности его раствора. Наличие большого количества достаточно избирательных химических реакций, простота, доступность и надежность требующейся аппаратуры, высокая чувствительность и производительность делают этот метод особенно удобным для широкого использования при проведении серийных анализов проб, отобранных из воздуха.

Практически все приведенные в данном руководстве фотометрические методики разработаны с использованием двухлучевых фотоколориметров ФЭК-56, ФЭК-56М, предусматривающих уравнивание интенсивностей двух световых потоков при помощи переменной диафрагмы. В последнее время широкое распространение получили однолучевые фотоколориметры КФК-2 и КФК-2МП, КФК-3, которые имеют лучшие метрологические характеристики, проще в работе и, как правило, могут заменить ФЭК-56М. Следует отметить, что при использовании фильтрового прибора иной марки, чем это указано в методике, необходимо произвести подбор светофильтра. Способ подбора описан в инструкции к каждому фотоколориметру.

Применение вместо фотоколориметров спектрофотометров в ряде случаев дает возможность улучшить метрологические характеристики методик благодаря более точной настройке на максимум светопоглощения, однако их стоимость обычно существенно выше. Поэтому для проведения серийных анализов использование спектрофотометров в большинстве случаев не оправдано. Возможность достаточно точной настройки на нужную длину волны света, относительно невысокая стоимость, небольшие масса и габариты удачно сочетаются в фотометре КФК-3. Этот прибор имеет к тому же проточную кювету и предоставляет возможность вывода на встроенный дисплей или печатающее устройство результатов измерения сразу в единицах концентрации. Все это делает КФК-3 особенно удобным для проведения серийных анализов.

Еще большее снижение затрат труда на проведение анализа обеспечивают фотометры с автоматической подачей проб, установленных в специальные кассеты. При их использовании производительность повышается до 100 и более анализов подготовленных проб в час. Однако такие приборы целесообразно применять в лабораториях с большим объемом работ (не менее 35000 анализов в год).

В качестве основного метода определения концентрации металлов в аэрозолях и осадках рекомендуется атомно-абсорбционная спектрофотометрия с пламенной и термической ионизацией пробы. Этот метод, особенно тот вариант, в котором используется термическая атомизация, обладает достаточно высокой чувствительностью и позволяет определять большое число металлов.

Некоторую сложность представляет переход от определения одного металла к определению другого, поскольку при этом обычно требуется смена источника излучения. Поэтому при серийных анализах удобнее использовать несколько приборов, каждый из которых настроен на измерение концентрации одного металла. Атомно-абсорбционные спектрофотометры обеспечивают высокую производительность труда (несколько десятков проб в час), но имеют высокую стоимость. Это обусловливает целесообразность их использования только в специализированных централизованных лабораториях с большим объемом работ или в городах, где ввиду большой вероятности появления загрязняющих веществ в концентрациях выше ПДК, необходим оперативный анализ каждой пробы. Организацию централизованного контроля облегчает также простота пересылки проб аэрозолей, отобранных на фильтры и хорошая сохраняемость проб.

Метод рентгенофлуоресцентный с использованием полупроводникового детектора предназначен только для централизованных лабораторий. Он позволяет существенно увеличить объем информации, получаемой при анализе одной пробы, а также определять концентрацию таких вредных веществ, как мышьяк и селен. Кроме того, метод не требует специальной подготовки проб, они не портятся в процессе измерения и могут анализироваться повторно.

Наряду с атомно-абсорбционным и рентгенофлуоресцентным методом для определения ряда металлов приводятся фотометрические методики, не требующие сложной аппаратуры. Однако применять их следует лишь при невозможности использовать первые два метода.

Для некоторых соединений наряду с фотометрическими приведены потенциометрические методики анализа. Поскольку последние являются более простыми в исполнении и надежными, им следует отдать предпочтение при наличии соответствующей аппаратуры.

Для проведения режимных наблюдений за концентрациями 3, 4-бензпирена выбран вариант метода квазилинейчатых спектров люминесценции замороженных растворов с использованием единого стандарта. В то же время, для проведения научных исследований и для анализа проб, сильно загрязненных промышленными выбросами, приведен более сложный для серийного анализа вариант с использованием добавок. Для определения концентраций нескольких полиароматических углеводородов из одной пробы приведен метод высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Для определения концентраций большинства органических веществ выбран метод газовой хроматографии. Его основным достоинством по сравнению с фотометрическим методом является возможность определения из одной пробы нескольких веществ, в том числе принадлежащих к одному гомологическому ряду. Кроме того, чувствительность хроматографического метода при определении концентраций многих веществ выше, чем чувствительность фотометрического. Он позволяет существенно расширить номенклатуру определяемых в атмосфере вредных примесей. Вместе с тем хроматографический метод имеет ряд ограничений, которые должны учитываться при планировании его использования: сложность и высокая стоимость аппаратуры, необходимость высококвалифицированного обслуживания и небольшая производительность (1 - 3 пробы в час).

Настройка хроматографа на каждую новую методику требует значительного времени и трудозатрат. В связи с этим хроматографы в первую очередь целесообразно применять в специализированных централизованных лабораториях, имеющих достаточное число приборов, чтобы каждый из них использовался для анализа одной группы веществ. Для определения ряда хлорированных углеводородов приведены две хроматографические методики, различающиеся вспомогательными устройствами.

По мере совершенствования приборов и методов в лаборатории периодически возникает необходимость перехода на новую методику. При переходе с одной методики измерения данного вещества или группы веществ на другую необходимо в каждой лаборатории провести параллельные анализы в течение не менее одного месяца для того, чтобы установить, имеются ли различия в результатах. При наличии расхождений необходимо проанализировать их причины и выяснить возможность установления переходного коэффициента для сохранения непрерывности ряда. Параллельные измерения следует производить тщательно, из одного воздуховода, предварительно проверив правильность работы расходомеров. Результаты измерений и их аналитическое обсуждение направляют в головную организацию для получения разрешения на переход к новой методике.

В каждой методике наряду с принципом метода измерения указаны конкретные средства измерения, с применением которых она разработана, однако они могут быть заменены аналогичными с погрешностями, не превышающими погрешность рекомендуемых. Применяемые средства измерений должны быть поверены (аттестованы) в сроки, установленные ГОСТ 8.002-71, иметь клеймо и свидетельство о поверке.

5.1.2. Требования к помещению и оборудованию лаборатории

Помещение для лаборатории должно быть по возможности просторным, удобным, светлым. Лабораторию не следует располагать на верхних этажах зданий, где заметна вибрация, а также вблизи источников, загрязняющих воздух, поскольку эти факторы неблагоприятно влияют на рабочие растворы и точные измерительные приборы и, следовательно, снижают точность анализа.

Помещение лаборатории должно соответствовать гигиеническим нормам, санитарным нормам СН 535-81 или ВСН-2-68 АН СССР и правилам техники безопасности. Средняя норма площади на каждого аналитика не менее 12 м2, длина рабочего стола - 1,5 м, а при проведении массовых анализов - 3 м. Помещение лаборатории должно иметь большие окна, обеспечивающие достаточное освещение днем. Для вечернего освещения, помимо потолочных ламп, над каждым рабочим местом должен находиться источник света. Рекомендуется применить лампы дневного света.

В каждой лаборатории должна быть свежая дистиллированная вода, для получения которой необходимо иметь дистиллятор. При некоторых анализах требуется наличие бидистиллята или деминерализованной воды. Для ее получения в лаборатории должен иметься бидистиллятор или ионообменные колонки с катионитом и анионитом, через которые в случае необходимости пропускают дистиллированную воду. Каждая лаборатория должна быть оборудована подводкой технического тока и вытяжными шкафами, снабженными водопроводом и канализационным сливом.

Правильное размещение приборов в помещении лаборатории является одним из важных факторов, обеспечивающих удобные условия работы аналитиков, рациональное использование их рабочего времени, а также способствует и продлению срока службы приборов. В частности, аналитические весы желательно размещать в отдельной комнате.

Особое внимание должно быть уделено правильному хранению реактивов. Категорически запрещается размещать концентрированные растворы летучих веществ (соляную и азотную кислоты, растворы аммиака, фенола и т.д.) в помещениях, где проводятся анализы или находятся аппараты для очистки воды. Хранение рабочих растворов летучих реактивов (аммиака, формальдегида, фенола и др.) должно быть организовано так, чтобы исключить загрязнение одного другим или проб через воздух. Анализы, которые могут мешать один другому, следует проводить в разное время (например, при определении аммиака выделяются пары фенола, при определении диоксида серы - формальдегида, которые могут мешать при определении соответствующих веществ).

При проведении аналитических работ следует использовать поверенную на заводе мерную посуду не ниже второго класса точности. Совершенно недопустимо использовать общую посуду для проведения анализа разных веществ.

Примерный перечень приборов и оборудования для анализа атмосферного воздуха приведен в приложении 5.1. В каждой лаборатории желательно иметь специальную литературу, рекомендованную в приложении 5.2.

5.1.3. Требования безопасности

К проведению работ по отбору и анализу проб воздуха допускаются лица не моложе 18 лет, изучившие правила по технике безопасности, утвержденные в данной отрасли после проверки усвоения материала и проведения дополнительного инструктажа, учитывающего специфику проводимых работ. Работникам Госкомгидромета при этом следует руководствоваться «Правилами по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета» (Гидрометеоиздат, 1983) и обратить особое внимание на разделы, касающиеся работ с электрическими установками, имеющими напряжение до 1000 В, сосудами, находящимися под давлением, и опасными химическими веществами, используемыми в лаборатории (концентрированными кислотами, щелочами, сильными окислителями, ядами и т.д.). Оператор должен быть подробно ознакомлен со специфическими свойствами и действием на организм конкретных химических веществ. Особое внимание должно быть уделено инструктажу и проверке знаний по правилам обращения с применяемыми в лаборатории веществами 1-го класса опасности (соединениями ртути и свинца, триоксидом хрома и т.д.), а также огнеопасными веществами. В частности, обработка сорбционных трубок растворами триоксида хрома или солей ртути должна производиться в резиновых перчатках под тягой.

Ответственность за технику безопасности на пунктах отбора проб и в лаборатории возлагается на заведующего лабораторией.

5.1.4. Требования к квалификации оператора

К работе в химической лаборатории наблюдения за загрязнением атмосферы (ЛНЗА) могут быть допущены лица, изучившие п. 5.1, раздел 4 и конкретные методики определения концентрации загрязняющих веществ, которые используются в данной лаборатории. Химический анализ проб может производить инженер или техник, имеющий химическое образование или опыт работы в химической лаборатории. Он должен тщательно изучить методики определения концентрации веществ, которые контролируются данной лабораторией, освоить технику работ на используемых при этом средствах измерения и оборудовании. Проверку знаний нового сотрудника лаборатории производит специально выделенная комиссия ЛНЗА.

К проведению анализов оператор может быть допущен, если: установленная им градуировочная характеристика (котангенс угла наклона) не отличается от действующей в лаборатории более чем на 10 %; отклонение от среднего единичного результата измерения концентрации раствора для градуировки, соответствующего середине измеряемого диапазона концентраций, не превышает ±10 %, а отклонение результата измерения контрольного раствора неизвестной концентрации не превышает ±15 % заданного значения.

5.1.5. Очистка химической посуды

Стеклянная посуда должна быть тщательно вымыта. При этом можно использовать как механические и физические способы очистки, так и химические. Посуду, используемую при анализе атмосферного воздуха на содержание H2SO4, Cr (VI), Cl-, не следует очищать хромовой смесью. Наиболее пригодна для этих целей кальцинированная сода. Посуду, используемую при анализе органических веществ, следует промывать хромовой смесью (лучше предварительно слегка подогреть смесь). После такой обработки необходима очень тщательная отмывка от следов соединений хрома и серной кислоты. Если на стенках посуды имеется налет, посуду очищают (предварительно смочив 10 %-ным раствором мыла или тринатрийфосфата) щеткой или ершом и уже затем окончательно моют водой. Хорошо вымытую посуду обязательно два - три раза тщательно ополаскивают дистиллированной водой для удаления солей, содержащихся в водопроводной воде. Окончательную очистку посуды производят пропариванием. Обработку паром продолжают до тех пор, пока стенки очищаемой посуды не будут равномерно смачиваться водой. Если этого не наблюдается, то посуду следует вымыть заново. Абсорберы с пористой пластинкой не следует мыть водопроводной водой. Вымытую химическую посуду сушат в сушительном шкафу при температуре 80 - 100 °С. Мерную посуду сушить при нагревании нельзя. Посуду, используемую при анализе воздуха на содержание в нем 3,4-бензпирена, заливают хромовой смесью на 1 - 2 ч, затем промывают водопроводной и дистиллированной водой, сушат и после этого ополаскивают небольшим количеством (несколько см3) перегнанного н-гексана. Критерием чистоты посуды в этом случае является отсутствие свечения использованной для ополаскивания порции н-гексана при освещении ультрафиолетовым светом. Для анализа каждого вещества необходимо использовать отдельный комплект всей посуды.

5.1.6. Проверка мерной посуды

При проведении анализов следует использовать мерную посуду с клеймом поверки. При отсутствии клейма производит проверку градуировки новой мерной посуды по массе заполняющей ее дистиллированной воды. Для получения правильных результатов необходимо учесть тепловое расширение воды и стекла посуды, а также различие плотностей воды и использованного при взвешивании на воздухе разновеса, пользуясь табл. 5.1. Перед взвешиванием дистиллированную воду и посуду выдерживают в помещении весовой на менее 1 ч, чтобы они приняли температуру окружающего воздуха. Ошибка в измерении температуры окружающего воздуха на 1 °С приводит к ошибке в определении вместимости посуды примерно на 0,02 %.

Таблица 5.1

Масса воды (г), которая в стеклянной посуде занимает объем, равный 1000 см3

Температура, °С

Давление, мм рт. ст.

Температура, °С

Давление, мм рт. ст.

760

740

720

760

740

720

15

997,93

997,96

997,99

21

997,00

997,03

997,06

16

997,80

997,83

997,86

22

997,80

997,83

996,86

17

997,65

997,68

997,71

23

996,61

996,64

996,67

18

997,51

997,54

997,57

24

996,39

996,42

996,45

19

997,34

997,37

997,40

25

996,18

996,21

996,23

20

997,18

997,21

997,24

Для проверки вместимости пипетки набирают в нее воду до метки и сливают, держа пипетку в вертикальном положении и прикасаясь кончиком к стенке взвешенного заранее бюкса. Через 5 с после вытекания всей воды пипетку отводят, не встряхивая, от края бюкса. При выполнении анализов применяют этот же способ выливания жидкости из пипетки. Закрывают бюкс и взвешивают его с точностью до 0,001 г. Температуру воды принимают равной температуре воздуха. Производят не менее трех измерений, из которых находят среднее.

Пример

Масса воды в пипетке вместимостью 25,0 см3 при 23 °С и атмосферном давлении 742 мм рт. ст., согласно табл. 5.1, должна быть равной:

996,64?25/1000 = 24,916 г.

При взвешивании средняя масса воды в пипетке оказалась равной 24,884 г. Разница составляет: 24,916 - 24,884 = 0,032 (г). Таким образом, вместимость проверяемой пипетки на 0,032 см3 меньше и составляет: 25,0 - 0,032 = 24,968 (см3).

Для мерных пипеток допустимы следующие погрешности:

Вместимость, см3 1 2 5 10 25 50 100

Отклонение, см3 ±0,003 ±0,006 ±0,01 ±0,02 ±0,04 ±0,05 ±0,08

Пипетки, погрешность которых превышает допустимую, нельзя использовать для работы.

При проверке мерных колб, используя данные табл. 5.1, вычисляют массу, которую должна иметь вода в объеме колбы. На чашку технических весов помещают вымытую и высушенную колбу и разновес, соответствующий вычисленной массе воды в колбе, и уравновешивают другую чашку весов дробью или разновесом. Затем, убрав с первой чашки весов разновес, наливают в колбу воду до метки. Если равновесия нет, то добавляют или убирают разновес. Значение прибавленной или снятой массы и будет являться поправкой к номинальной вместимости колбы.

5.1.7 Фильтрование растворов и очистка реактивов

Все используемые для анализа растворы должны быть прозрачными. При фильтровании растворов, если эта операция обусловлена методикой анализа, следует применять бумажные фильтры, каждая партия которых проверена на отсутствие определяемого вещества. Для снижения трудозатрат при фильтровании применяется установка (черт. 5.1), позволяющая сберечь время оператора, так как при ее использовании не требуется наблюдения. Раствор, который следует профильтровать, наливают в колбу с длинным и узким горлом и прикрывают его сверху воронкой с фильтром. Затем, придерживая воронку, переворачивают колбу с воронкой, вставляют воронку в сосуд для сбора фильтрата и укрепляют колбу в штативе. Обязательным условием для этого способа фильтрования является то, что при проведении всех указанных операций горлышко колбы должно соприкасаться с фильтром. Для ускорения процесса фильтрования горлышко колбы можно приподнять, чтобы его обрез находился на 1 - 2 см ниже края фильтра. Для удаления нерастворимых частиц из растворов, приготавливаемых для определения анионов, которые могут содержаться в бумажных фильтрах (хлор-, фтор- и сульфат-ионов), следует использовать стеклянные фильтры или центрифугирование. То же относится и к удалению частиц из растворов проб.

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Установка для автоматического фильтрования растворов

Черт. 5.1

Дистиллированная вода, используемая при определении концентрации аммиака, ионов сульфата, хлорида и некоторых других соединений, должна подвергаться дополнительной очистке с помощью ионообменных смол - деионизации (деминерализации). С этой целью воду пропускают через колонку объемом 0,5 - 1 дм3, заполненную слоями сильнокислотного катионита (например, КУ 2) и слабоосновного анионита (например, ЭДЭ-10П). Размер (диаметр) зерен ионитов должен быть в пределах 0,2 - 0,4 мм. Перед смешиванием иониты подготавливают следующим образом. Тщательно промывают дистиллированной водой методом декантации, пока промывные воды не станут совершенно прозрачными. Затем каждый ионит отдельно загружают в колонку, дают набухнуть в воде в течение суток, промывают дистиллированной водой и производят «тренировку». Для этого катионит переводят в Н-форму путем пропускания 3-кратного объема соляной кислоты концентрацией 2 моль/дм3, затем промывают дистиллированной водой до нейтральных (по метиловому оранжевому) промывных вод, промывают 2 - 3-кратным объемом гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм3 и опять дистиллированной водой; такой цикл повторяют трижды. Последний раз катионит промывают соляной кислотой, оставляют в ней на ночь, затем промывают дистиллированной водой до нейтральных (по метиловому оранжевому) промывных вод.

Анионит переводят в OH-форму аналогично, обрабатывая его раствором гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм3, промывают водой до нейтральной (по фенолфталеину) реакции промывных вод, промывают 3-кратным объемом соляной кислоты концентрацией 2 моль/дм3 и опять дистиллированной водой. Цикл обработки повторяют трижды. Последний раз анионит промывают раствором гидроксида натрия, затем дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод.

Для регенерации иониты извлекают из колонки и порознь обрабатывают катионит - соляной кислотой (2 моль/дм3), анионит - гидроксидом натрия (1 моль/дм3). Через слой ионита пропускают 3-кратный объем раствора, оставляют его на ночь в контакте с этим раствором (только катионит), а затем отмывают до нейтральной реакции промывных вод. Затем подготовленные иониты загружают в колонку, разделив их слои тампоном из стеклянной ваты, предварительно прокипяченой в растворе соляной кислоты (2 моль/дм3) и отмытой до нейтральных промывных вод горячей дистиллированной водой.

Перед загрузкой ионитов в колонку заливают дистиллированную воду, чтобы предотвратить возможность появления в слое воздушных пузырей. Сверху на слой ионита помещают тампон обработанной в кислоте стеклянной ваты и прижимают его сеткой из органического стекла, промытой дистиллированной водой. Схема установки для приготовления деминерализованной воды представлена на черт. 5.2. При необходимости очистки воды только от ионов аммония и металлов может использоваться колонка, содержащая только катионит. Расход воды через ионообменную колонку должен быть таким, чтобы можно было считать капли. При перерыве в работе колонки более 1 ч необходимо отбрасывать первые 5 - 10 см3 воды, чтобы промыть отводную трубку. В процессе эксплуатации колонки необходимо следить, чтобы в слой ионитов не попадал воздух. Ориентировочно килограмм ионитов позволяет очистить 0,5 - 1 м3 дистиллированной воды.

Реактивы, используемые при анализе воздуха на содержание и нем микропримесей различных веществ, должны иметь квалификацию х. ч., ч. д. а. и ос. ч. При отсутствии реактивов нужной квалификации, а также при длительном хранении изменяющих свойства реактивов, их необходимо подвергнуть очистке.

Установка для получения деминерализованной воды

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

1 - патрон с натронной известью; 2 - патрон с кристаллической щавелевой кислотой; 3 - резиновая пробка; 4 - дистиллированная вода; 5 - кран; 6 - колонка вместимостью 0,5 - 1,0 дм3; 7 - стеклянная вата; 8 - смесь катионита и анионита; 9 - пористая стеклянная пластина; 10 - поливинилхлоридная трубка.

Черт. 5.2

Используемый для работы с сорбционными трубками этиленгликоль не должен содержать перекисных соединений. Проверка производится путем добавления к 1 см3 этиленгликоля 5 см3 1 %-ного свежеприготовленного раствора иодида калия и нескольких капель раствора крахмала. При появлении даже слабой окраски реактив не следует использовать. Для очистки этиленгликоля его пропускают через слой оксида алюминия (гамма-форма, ч., по ТУ 6-09-3428-78). Сорбент помещают в бюретку с пористой стеклянной пластиной, снабженную стеклянным краном или зажимом. На пористую пластину помещают небольшой ватный тампон для удерживания частиц оксида алюминия. Вначале смешивают 20 см3 оксида алюминия со 100 см3 воды в стакане, взмучивают полученную смесь, вливают в бюретку и дают осесть. Сливают воду так, чтобы она только покрывала слой сорбента (нужно следить, чтобы вода не опустилась ниже слоя сорбента). Наливают в бюретку этиленгликоль и пропускают его через слой сорбента. Первую порцию 10 см3 отбрасывают, а остальной реактив используют для приготовления раствора. После пропускания каждых 100 см3 этиленгликоля контролируют полноту его очистки. При появлении следов перекиси в очищенном этиленгликоле сорбент следует заменить. После тщательной отмывки водой от поглощенной перекиси и сушки сорбент можно использовать повторно.

5.1.8. Проверка правильности измерения оптической плотности окрашенных растворов при фотометрическом анализе

Для проверки исправности измерительного прибора, применяемого при фотометрическом анализе, в межповерочный период при отсутствии в их комплекте контрольных светофильтров рекомендуется использовать раствор, имеющий постоянное значение оптической плотности в течение длительного промежутка времени. Для его приготовления растворяют в мерной колбе вместимостью 1 дм3 навеску 0,04 г химически чистого хромата калия в растворе гидроксида калия концентрацией 0,05 моль/дм3. Полученный раствор тщательно перемешивают и, не фильтруя, применяют для проверки фотоэлектроколориметра. В табл. 5.2 помещены данные для проверки ФЭК-56 при использовании кювет с расстоянием между гранями 10 мм. Результаты измерений могут несколько отличаться от приведенных из-за различия спектральных характеристик светофильтров одного номера для разных экземпляров приборов.

Значения оптической плотности записывают в специальный журнал ежемесячно для контроля работы фотоэлектроколориметра. Если при измерении они будут отличаться более, чем не 0,02 от среднего значения за несколько месяцев, то необходимо, проверив качество приготовленного реактива на других фотоэлектроколориметрах, произвести юстировку лампы, проверить чистоту деталей в оптических каналах, а при отсутствии улучшения произвести ремонт прибора и его поверку. Аналогично проверяют фотометрические приборы других марок; измерения производят на длинах волн, по возможности близких к указанным в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Значения оптической плотности стандарта спектрального пропускания для проверки ФЭК-56

Номер светофильтра для ФЭК-56

Длина волны, нм

Оптическая плотность

2

365

0,92

3

400

0,25

4

440

0,05

Не реже одного раза в неделю, следует проверить правильность установки осветителя в приборе и чувствительность, согласно инструкции, приложенной к прибору.

На точность результатов измерений большое влияние оказывает чистота рабочих граней кювет. Перед каждым измерением их необходимо протирать батистом. Использование других тканей недопустимо, так как на гранях кюветы могут образоваться мелкие царапины или остаться ворсинки. Очистку стенок кювет от осадка следует производить кусочком поролона, обернутым вокруг деревянной палочки и смоченным моющим средством. Хромовую смесь для очистки кювет применять нельзя. Во время работы кюветы следует брать руками только за нерабочие грани, а после заполнения раствором внимательно следить за отсутствием на стенках кювет даже мельчайших пузырьков воздуха. При серийных измерениях следует периодически осматривать находящуюся в приборе сравнительную или проточную рабочую кювету, поскольку в жидкости могут образоваться пузырьки газа, что приведет к неверным результатам. После окончания работы кюветы должны быть тщательно вымыты и заполнены дистиллированной водой или (при длительных перерывах в работе) высушены.

5.1.9. Приготовление растворов для установления градуировочной характеристики

При приготовлении растворов реактивов необходимо учитывать требования ГОСТ 4212-76, ГОСТ 4517-77, ГОСТ 4919.1-77, ГОСТ 4912.2-77. К точности приготовления растворов, являющихся основой при установлении градуировочной характеристики, предъявляются особенно высокие требования.

1) Для приготовления растворов следует применять соединения в виде стандартных образцов, а при их отсутствии - реактивы квалификации не ниже ч. д. а., имеющие этикетку с указанием содержания основного вещества и примесей; использование случайных и старых реактивов недопустимо.

2) При приготовлении растворов из порошкообразных негигроскопичных веществ заданные навески отвешивают на аналитических весах на часовом стекле. В мерную колбу навеску с часового стекла переводят только через воронку, вставленную в горлышко мерной колбы. Часовое стекло после перенесения навески в колбу, не вынимая из воронки, тщательно промывают указанной в конкретной методике жидкостью.

3) Гигроскопичные вещества взвешивают в бюксе с притертой крышкой или в маленькой пробирке. При этом взвешиваемое вещество вносят в емкость один раз и тотчас закрывают крышкой во избежание увлажнения вещества на воздухе. В мерную колбу навеску переводят, как описано в перечислении 2, затем рассчитывают концентрацию получившегося раствора и последующим разведением готовят раствор необходимой концентрации.

4) При приготовлении градуировочных растворов из жидких веществ их вносят по каплям в мерную колбу. Предварительно в колбу не менее чем до половины наливают растворитель и взвешивают на аналитических весах. Перед взвешиванием колбу тщательно вытирают снаружи. Для внесения вещества используют пипетку с оттянутым кончиком. Навеску жидкого вещества вносят в мерную колбу таким образом, чтобы оно сразу попадало в растворитель, а не стекало по стенкам колбы. Определяют массу введенной жидкости по увеличению массы колбы, рассчитывают концентрацию полученного раствора и последующим разведением готовят раствор необходимой концентрации.

5.1.10. Установление градуировочной характеристики

Для каждого вещества, концентрацию которого определяют, в соответствующей методике указаны способы приготовления растворов, применяемых при установлении градуировочной характеристики используемых приборов. Пример оформления градуировочной характеристики приведен на черт. 5.3. На графике обязательно должны указываться следующие данные: определяемое вещество, метод анализа, марка прибора, заводской номер прибора, условия определения (например, при фотометрическом методе номер светофильтра и расстояние между рабочими гранями кюветы), число и фамилия аналитика.

Пример оформления градуировочной характеристики

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Фотометрическое определение диоксида серы (метод с парарозанилином). ФЭК-56М № 60903; светофильтр № 7; кювета 10,051 мм

Установлена: 22.01.86 Ивановой А.А.

Подпись

Проверена: 28.02.86 Ивановой А.А.

Подпись

Черт. 5.3

При установлении градуировочной характеристики, если результат какого-либо измерения отличается от среднего арифметического значения для данной точки более чем на ±15 % (если в методике не указан иной критерий отбраковки), то его не принимают во внимание и повторяют измерение в этой точке, приготовив новый раствор для градуировки. При графическом изображении градуировочной характеристики соотношение масштабов по координатным осям должно быть таким, чтобы ее наклон был близким к 45°.

Следует отметить, что градуировочная характеристика для однолучевых фотоколориметров (например, КФК-2) при измерении с обратными шкалами (т.е. в случаях, когда оптическая плотность окрашенных растворов при увеличении концентрации определяемого вещества не возрастает, а снижается) начинается не от нуля, а от максимального значения оптической плотности, соответствующего «нулевому раствору». Чувствительность однолучевых приборов оказывается при этом ниже, чем двухлучевых. Поэтому в данном случае следует применять либо двухлучевые приборы (например, ФЭК-56М), либо однолучевые с встроенным микропроцессором (КФК-2МП, КФК-3).

При установлении градуировочной характеристики для нового прибора сначала подбирают светофильтр или длину волны, обеспечивающие максимальную разность между оптическими плотностями нулевого и одного из окрашенных растворов.

Градуировочную характеристику проверяют не реже одного раза в квартал и обязательно после смены каждого реактива. В ряде методов градуировочная характеристика должна устанавливаться по одной или нескольким точкам перед началом каждой серии измерений.

Оптическая плотность кювет фотоколориметров после их продолжительной эксплуатации может изменяться. Поэтому установление градуировочной характеристики следует начинать с измерения оптической плотности дистиллированной воды, которой заполняют измерительную и сравнительную кюветы. Если оптические плотности кювет различаются, то в качестве измерительной выбирают кювету, дающую большее значение (во избежание появления систематической отрицательной ошибки). С этой кюветой устанавливают градуировочную характеристику, и в нее заливают анализируемые растворы при измерениях.

5.1.11. Подготовка поглотительных приборов барботажного типа

Поглотительные приборы перед заполнением растворами очищают, как описано в п. 5.1.5, используя при промывке только дистиллированную воду. На корпус прибора наносят чернилами для письма по стеклу или пластинкой из титана метку, соответствующую объему 6 см3 (для V-образных поглотительных приборов - на узком колене). Для этого в поглотительный прибор заливают 6 см3 дистиллированной воды и удаляют воздух, находящийся под пористой пластинкой, используя резиновую грушу. (При нанесении метки необходимо следить за тем, чтобы уровень раствора в обоих коленах был одинаковым, а метка имела бы ширину не более 1 мм). После отбора пробы уровень жидкости в приборе доводят до метки, также предварительно удалив воздушный пузырь из-под пористой пластинки. Поглотительные приборы Рыхтера градуируют, наливая в каждый по 6 см3 дистиллированной воды, и наносят метки по наружному мениску. При отсутствии чернил для письма по стеклу метку наносят черной тушью, в которую добавлен сахар, и после просыхания метку заклеивают прозрачной липкой лентой на лавсановой основе (используется для склеивания магнитофонных лент).

В чистые отградуированные поглотительные приборы заливают поглотительный раствор в количестве, указанном в применяемой методике. Заполнение поглотительных приборов производят с помощью установки, приведенной на черт. 5.4. После заполнения поглотительный прибор ставят в штатив (черт. 5.5), закрывают заглушками и помещают в ящик для транспортировки.

5.1.12. Подготовка сорбционных трубок с пленочным сорбентом

При подготовке к отбору проб новые сорбционные трубки (СТ) подвергают внешнему осмотру и отбраковывают экземпляры, заполненные стеклянными гранулами, размер которых не соответствует номеру трубки: 1 - 2 мм для трубок с маркировкой «1» и «2» и 2 - 3 мм для трубок с маркировкой «3». Затем их промывают.

При первой промывке СТ помещают в высокий стеклянный стакан, заливают дистиллированной водой и кипятят, меняя воду 2 - 3 раза. Затем трубки промывают еще 2 - 3 раза дистиллированной водой и сушат при температуре 100 - 120 °С. После каждого анализа трубки тщательно промывают горячей дистиллированной водой, кипятят и не менее трех раз ополаскивают. Один раз в неделю их кипятят в 5 %-ном растворе кальцинированной соды и затем промывают дистиллированной водой. При загрязнении не отмывающимися водой органическими веществами трубки очищают кипячением в 5 %-ном растворе кальцинированной соды, а затем тщательно промывают водой описанным способом.

Установка для заполнения поглотительных приборов раствором

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

1 - бутыль с поглотительным раствором; 2 - бюретка; 3 - кран; 4 - поливинилхлоридная трубка; 5 - поглотительный прибор.

Черт. 5.4

Штатив для поглотительных приборов

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 5.5

Перед отбором проб слой стеклянных гранул в СТ обрабатывают в лаборатории абсорбирующим раствором. Раствор заливают в чистую сухую пробирку или маленький стаканчик в количестве, необходимом для обработки нужной партии СТ. Остатки раствора выливают. Недопустимо хранение этого раствора в открытой посуде более 15 мин и повторное использование посуды без промывки.

Обработку СТ можно осуществлять двумя способами. При первом способе в абсорбирующий раствор реактива неглубоко (на 3 - 5 мм) погружают конец трубки со стеклянными гранулами и осторожно засасывают при помощи резиновой груши № 1 или № 2 столько раствора, чтобы весь слой гранул и верхняя перегородка были смочены. Затем трубку вынимают из раствора и несколькими резкими сжатиями груши выдувают излишек жидкости в другую емкость. Необходимо следить за тем, чтобы раствор не попал внутрь груши! В этом случае грушей можно пользоваться только после ее тщательной промывки дистиллированной водой и высушивания при 100 °С. Нежелательно также, чтобы раствор смачивал трубку выше верхней перегородки, т.е. выше слоя сорбента.

При втором способе в трубку заливают со стороны сорбента требуемое количество раствора, указанное в методике (обычно 0,2 - 0,3 см3 на 1 см3 слоя стеклянных гранул). При помощи резиновой груши, присоединенной к пустому концу СТ, раствор осторожно перемещают по слою гранул, добиваясь их равномерного смачивания. Эту операцию необходимо производить аккуратно, поскольку при наличии плохо смоченных участков эффективность улавливания вещества при отборе проб может значительно снизиться. Избыток раствора выдувают.

Обработанную раствором трубку очень тщательно обтирают снаружи чистой фильтровальной бумагой (в том числе с торца, опускавшегося в жидкость), закрывают заглушками (например отрезками резинового шланга с полиэтиленовой или стеклянной пробкой) встык к СТ. При отсутствии таких заглушек на концы трубок могут надеваться колпачки из полиэтиленовой пленки, плотно закрепляемые на трубке резиновыми кольцами. Однако в последнем случае срок хранения трубок до отбора пробы не должен превышать 1 - 2 сут. Особенно тщательно должны герметизироваться СТ, подготовленные для отбора проб на диоксид азота и аммиак. На маркированную часть СТ наклеивают номер, написанный на кусочке лейкопластыря, или пишут простым карандашом на матированном кружке и вкладывают в полиэтиленовый мешок для транспортировки на пункт отбора.

Одновременно с партией рабочих СТ тем же раствором дорабатывают шесть «нулевых» трубок, три из которых транспортируются на посты наблюдений вместе с остальными СТ и с ними же возвращаются. В тех случаях, когда в результате длительных (не менее месяца) наблюдений установлено, что нулевые пробы, транспортируемые на пост, не отличаются от нулевых проб, оставленных в лаборатории, для данного вещества транспортировку нулевых проб на пост можно прекратить (кроме СТ на аммиак и сероуглерод, которые должны транспортироваться на пункт всегда) и оставлять их в лаборатории. Трубки и заглушки должны использоваться всегда для анализов только одних и тех же примесей.

Поскольку растворы для обработки большей части СТ содержат ядовитые или едкие вещества (концентрированные растворы щелочей, кислоты и т.п.), эту обработку необходимо проводить, защитив глаза, под тягой, в резиновых перчатках. В случае попадания растворов на руки, немедленно принимать меры в соответствии с правилами техники безопасности.

Подготовку поглотительных приборов следует производить в чистом помещении, чтобы исключить загрязнение проб в лаборатории. В случае отсутствия отдельной комнаты с вытяжным шкафом, необходимо готовить пробы в самом начале рабочего дня, после хорошего проветривания помещения. Совершенно недопустимо одновременно с подготовкой поглотительных приборов в той же комнате проводить анализы с использованием летучих реактивов, содержащих, например, фенол, аммиак, соляную кислоту и т.п.

Подготовка сорбционных трубок, заполненных адсорбентами, описана в конкретных методиках.

5.1.13. Подготовка аэрозольных фильтров

При подготовке к отбору проб для определения массовой концентрации аэрозолей фильтры выдерживают в открытых пакетах в течение суток в эксикаторе с осушителем (хлоридом кальция). Затем извлекают из пакета пинцетом, взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,1 мг, снова вкладывают в пакет и записывают на нем массу фильтра и его номер. Те же данные вносят в рабочий журнал. Фильтры хранят в сухом помещении при комнатной температуре в условиях, исключающих попадание на них пыли.

Для предупреждения влияния электростатического заряда фильтром на точность взвешивания, фильтры на чашке весов покрывают сверху предварительно взвешенным кружочком из алюминиевой фольги.

5.1.14. Условия выполнения измерений

При выполнении измерений в лаборатории, согласно ГОСТ 15150-69, должны быть соблюдены следующие условия1

температура воздуха (20 ± 10) °С;

атмосферное давление 84,0 - 106,7 кПа; (630 - 800 мм рт. ст.);

влажность воздуха не более 80 % при температуре 25 °С.

1 Если в паспорте используемых средств измерений или в методике указаны более узкие диапазоны, то они должны быть соблюдены.

5.1.15. Нормы точности измерений

Относительная суммарная погрешность измерения массовой концентрации определяемых веществ в атмосферном воздухе, согласно ГОСТ 17.2.4.02-81, не должна превышать ±25 %.

В каждой методике указано наибольшее значение этой погрешности, либо установленное при метрологической аттестации, приведенной с участием органов метрологической службы и оформленной документально, либо по результатам метрологического исследования автором методики. В ряде давно используемых и хорошо себя зарекомендовавших методик указано, что их погрешность, по экспертным оценкам, не превышает ±25 %.

Методики, рекомендованные к применению при ограниченном числе сопутствующих примесей, помещены в приложении 5.3.

5.1.16. Вычисление результата измерений

Все результаты измерений заносят в рабочий журнал (см. приложение 5.4).

Для получения сравнимых результатов определения концентраций примесей объем пробы воздуха, взятого для анализа, приводят к нормальным условиям: температуре t = 0 °С, (T0 = 273 К) и давлению P0 = 760 мм рт. ст. (101,3 кПа).

Расчет производят по формуле:

1 Если в паспорте используемых средств измерений или в методике указаны более узкие диапазоны, то они должны быть соблюдены.

(1)

где V0 - объем отобранной пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм3;

u - расход воздуха при отборе пробы, дм3/мин;

V - объем пробы воздуха, измеренный при отборе, дм3;

t - температура воздуха на входе в ротаметр или счетчик (не на улице!), °С;

?1 и ?2 - время начала и конца отбора пробы;

P - атмосферное давление при отборе пробы воздуха, кПа или мм рт. ст.;

K - коэффициент пересчета (при измерении P в кПа K = 2,7, а при измерении P в мм рт. ст. K = 0,358).

Для приведения объема пробы воздуха к нормальным условиям можно также использовать более простую формулу:

V0 = K'V, (2)

где V0 и V - означают то же, что в формуле (1); K' - коэффициент пересчета, найденный по табл. 5.3.

При отборе проб воздуха с помощью автоматических воздухоотборников «Компонент», АВ-1, а также электроаспираторов ЭА-2С, ЭА-2СМ, ЭА-3 температура воздуха, поступающего в измерительную часть прибора, регулируется. Поэтому для приведения к нормальным условиям объема проб воздуха, отобранных при помощи «Компонента» и АВ-1, формулах (1) и (2) следует использовать t = 20 °С.

Для электроаспираторов ЭА-2С, ЭА-2СМ и ЭА-3 терморегулирование включается только при температуре ниже 20 °С. Поэтому при пониженной температуре наружного воздуха и включенном терморегулировании в расчетах t = 20 °С. При выключенном терморегуляторе или более высокой температуре в расчетах должно использоваться действительное значение температуры, отсчитываемое по встроенному в электроаспираторы термометру.

Для определения среднесуточной температуры при отборе проб аэрозолей с выключенным терморегулятором используют запись значений температуры на ленте самописца метеокомплекса КСП-4. Рассчитывают среднюю температуру из ее мгновенных значений через каждые 3 ч, а для электроаспиратора ЭА-2С, работающего в циклическом режиме, - в моменты начала и конца рабочей части каждого цикла.

Среднее значение атмосферного давления при отборе среднесуточной пробы рассчитывают по формуле:

Р = (Рн + Рк)/2, (3)

где Рн и Рк - значения атмосферного давления в начале и конце отбора пробы. Концентрацию загрязняющего вещества в воздухе (мг/м3) находят по одной из формул:

(4)

(5)

(6)

где ? - концентрация загрязняющего вещества в воздухе, мг/м3;

m - масса загрязняющего вещества, найденная по градуировочной характеристике в объеме раствора, взятого на анализ, мкг;

Таблица 5.3

Коэффициенты пересчета для приведения объема воздуха к нормальным условиям

Температура, °С

Давление, мм рт. ст. (кПа)

730 (97,3)

735 (98,0)

740 (98,7)

745 (99,3)

750 (100,0)

755 (100,7)

0

0,96

0,96

0,97

0,98

0,98

0,99

5

0,94

0,95

0,96

0,96

0,97

0,98

10

0,93

0,93

0,94

0,95

0,95

0,96

15

0,91

0,92

0,92

0,93

0,94

0,94

20

0,89

0,90

0,91

0,91

0,92

0,94

25

0,88

0,89

0,89

0,90

0,90

0,93

30

0,87

0,87

0,88

0,88

0,89

0,90

35

0,85

0,86

0,86

0,87

0,87

0,88

40

0,84

0,84

0,85

0,85

0,86

0,87

760 (101,3)

765 (102,0)

770 (102,7)

775 (103,3)

780 (104,0)

0

1,0

1,0

1,1

1,1

1,2

5

0,98

0,99

0,99

1,00

1,00

10

0,96

0,97

0,98

0,98

0,99

15

0,96

0,96

0,96

0,97

0,97

20

0,93

0,94

0,94

0,95

0,96

25

0,92

0,92

0,93

0,94

0,94

30

0,90

0,91

0,91

0,92

0,92

35

0,89

0,89

0,90

0,90

0,91

40

0,87

0,88

0,88

0,89

0,89

Примечание. Погрешность приведенных значений коэффициентов не более ±2 %. В случае если t и P являются промежуточными между двумя приведенными в таблице значениями, производят интерполяцию.

?a - объем раствора, взятого на анализ, см3;

?р - общий объем раствора пробы, см3;

V0 - объем пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм3;

m1 - масса загрязняющего вещества во вcей пробе, мкг;

Kэ - эмпирический поправочный коэффициент.

Используемая при расчете концентрации загрязняющего вещества формула зависит от конкретной схемы проведения анализа, и ссылка на нее дается в каждой методике.

Примечания:

1. Концентрацию металлов и 3,4-бензпирена в воздухе обычно выражает в мкг/м3. Для перевода мкг/м3 в мг/м3 производят деление на 1000.

2. В том случае, если отбор проб воздуха проводился в два последовательно соединенных поглотительных прибора, общую массу m находят, суммируя результаты, полученные для обеих анализируемых проб.

3. Результаты измерений, составляющие менее 1/3 нижнего предела диапазона определяемых концентраций, считаются недостоверными и принимаются за нуль.

Ориентировочные затраты времени на проведение химического анализа см. в приложении 5.5.

5.2. МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

5.2.1. Азотсодержащие соединения

5.2.1.1. Аммиак: отбор проб в барботеры [20]

Метод предназначен для определения в атмосферном воздухе концентрации аммиака в диапазоне 0,01 - 2,5 мг/м3 при объеме пробы 40 дм3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

Определению мешают примеси ароматических аминов и формальдегида, не мешают: диоксид серы при массовой концентрации до 1,8 мг/м3, сероводород - до 0,35 мг/м3, диоксид азота - до 0,3 мг/м3, железо трехвалентное - до 25 мг/м3, медь - до 10 мг/м3, свинец двухвалентный - до 7 мг/м3, цинк - до 10 мг/м3.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации аммиака в атмосферном воздухе в диапазоне 0,01 - 2,5 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании аммиака из воздуха раствором кислоты и его фотометрическом определении по индофенолу, образующемуся в результате взаимодействия аммония с гипохлоритом и фенолом в присутствии нитропруссида натрия.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр

КФК-2, КФК-2МП, КФК-3

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2;

пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1; погрешность

±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 26-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 7 шт.

2-100-2 - 5 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

3-1-5 - 3 шт.

6-2-10 - 2 шт.

4-2-2 - 2 шт.

6-2-25 - 1 шт.

Бюретки 3-2-25 - 2 шт. по ГОСТ 20292-74Е

3.3. Вспомогательные устройства

Поглотительные приборы Рыхтера по ТУ 25-11-1136-75

Фильтродержатели для фильтров АФА-В-10

изготовитель ВО «Изотоп»

Воронка Бюхнера

Пробирки с притертыми пробками по ГОСТ 1770-74Е

вместимостью 10 см3 из стекла

«пирекс» или боросиликатного

3.4. Материалы

Фильтры АФА-В-10, изготовитель ВО «Изотоп»

Трубка резиновая полувакуумная, тип 1 по ГОСТ 5496-57

Фильтры «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-77

3.5. Реактивы

Аммония хлорид, х. ч. по ГОСТ 3773-72

Вода дистиллированная деионизированная

Известь хлорная по ГОСТ 1692-85

Калия иодид, х. ч. по ГОСТ 4232-74

Кислота салициловая, ч. (HOC6, COOH) по ГОСТ 5844-51

Кислота серная (? = 1,84 г/см3) х. ч. по ГОСТ 4204-77

Крахмал растворимый по ГОСТ 10163-76

Натрия гидроксид, х. ч. по ГОСТ 4328-77

Натрий серноватистокислый (тиосульфат), по ТУ 6-09-2540-72

0,1 моль/дм3, стандарт-титр (Na2S2O3)

Натрия нитропруссид (Na2[Fe(CN)5 NO]), импортный

Натрия карбонат, х. ч. по ГОСТ 83-79

Сильнокислотный катионит

Фенол, ч. д. а. (C6H5OH) по ГОСТ 6417-72

Щавелевая кислота, х. ч. (C2H4O4) по ГОСТ 22180-76

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы по перегонке фенола и приготовлению фенольного реактива нужно проводить под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Вода дистиллированная, неионизированная. При измерении концентраций аммиака в атмосферном воздухе используется только свежеприготовленная деионизированная вода (см. п. 5.1.7).

2) Поглотительный раствор 0,5 см3 серной кислоты (? = 1,84 г/см3) растворяют в 1 дм3 деионизированной воды. Раствор хранят в склянке с тубусом. Склянка закрыта пробкой со стеклянной трубкой, заполненной кристаллами щавелевой кислоты.

3) Калия иодид, 10 %-ный раствор. 10 г иодида калия растворяют в деионизированной воде. Объем доводят до 100 см3 водой.

4) Кислота серная, раствор 1:9. К 90 см3 деионизированной воды осторожно прибавляют 10 см3 концентрированной серной кислоты.

5) Триосульфат натрия, раствор (0,1 моль/дм3). Готовят из стандарт-титра.

6) Фенольный реактив. 5 г свежеперегнанного фенола, 0,025 г нитропруссида натрия, 0,1 г салициловой кислоты растворяют в 100 см3 воды. Реактив пригоден к употреблению в течение 6 мес при хранении в холодильнике (температура 4 - 6 °С) в герметичной упаковке.

Примечание. Температура кипения фенола 181,4 °С, поэтому при перегонке необходима теплоизоляция верхней части колбы. Первую и последнюю трети отогнанного фенола отбрасывают, а среднюю фракцию собирают в пробирку с притертой пробкой.

7) Крахмал, 0,5 %-ный раствор. 0,25 г крахмала перемешивают с 10 см3 воды до получения равномерной взвеси. К 40 см3 воды, нагретой до 60 - 70 °С, прибавляют при непрерывном помешивании взвесь крахмала, кипятят 1 мин и охлаждают.

8) Раствор гипохлорита. 100 г порошкообразной хлорной извести размешивают в течение 15 мин со 170 см3 деионизированной воды, прибавляют 70 г карбоната натрия, растворенного в 170 см3 воды. При этом масса вначале загустевает, затем разжижается. Ее фильтруют под вакуумом на воронке Бюхнера через фильтр «синяя лента» и в фильтрате определяют массовую долю «активного» хлора. Для этого 20 см3 раствора переносят в колбу для титрования с притертой пробкой, прибавляют 10 см3 раствора серной кислоты 1:9 и 10 см3 10 %-ного раствора иодида калия. Колбу закрывают и оставляют на 10 мин в темном месте. Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 до получения слабо-желтой окраски. Прибавив несколько капель раствора крахмала, продолжают титрование до обесцвечивания раствора. 1 см3 раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 соответствует массе хлора 0,00354 г. Раствор гипохлорита должен иметь массовую долю «активного» хлора 0,6 - 0,8 % (т.е. 0,006 - 0,008 г/см3). При меньшей доле хлора для приготовления раствора следует взять большую массу хлорной извести, при большей - разбавить полученный раствор деионизированной водой.

9) Гипохлоритный реактив. К 100 см3 раствора гипохлорита (см. перечисление 8) добавляют 4 г гидроксида натрия. В случае выпадения осадка раствор фильтруют под вакуумом.

9а) Гипохлоритный реактив можно приготовить также следующим образом: 10 г гидроксида натрия и 11,7 г хлорида натрия растворяют в 100 см3 деионизированной воды, насыщенной хлором с массовой долей 0,6 - 0,8 %. Реактив пригоден к употреблению в течение 6 мес.

10) Исходный раствор для градуировки (? = 100 мкг/см3). 0,3141 г хлорида аммония, высушенного при температуре 100 °С, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят объем до метки деионизированной водой и тщательно перемешивают. Полученный раствор хлорида аммония соответствует раствору с массовой концентрацией аммиака 100 мкг/см3. Он пригоден в течение 2 мес.

11) Рабочий раствор для градуировки (? = 1 мкг/см3). 10 см3 исходного раствора (см. перечисление 10) разбавляют в мерной колбе до 1000 см3 водой. Раствор готовят перед использованием.

7.3. Установление градуировочной характеристики.

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы аммиака в пробе устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из шести растворов, готовят из свежеприготовленного раствора хлорида аммония (см. п. 7.2., перечисление 11).

Растворы для установления градуировочной характеристики готовят в мерных колбах вместимостью 50 см3. Для этого в каждую колбу вливают рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл. 5.4, доводят объем деионизированной водой до метки и тщательно перемешивают.

Таблица 5.4

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации аммиака

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора (? = 1 мкг/см3), см3

1

2

4

6

10

20

Соответствует массе аммиака в 5 см3 раствора, мкг

0,1

0,2

0,4

0,6

1,0

2,0

Для установления градуировочной характеристики отбирают в пробирки по 5 см3 каждого раствора для градуировки, 1 см3 фенольного реактива, перемешивают, вносят 0,5 см3 гипохлоритного реактива и опять перемешивают. Одновременно готовят нулевой раствор: 5 см3 деионизированной воды, к которой прибавляют эти же реактивы, за исключением растворов для градуировки. Через 2 ч измеряют оптическую плотность по отношению к воде при 625 нм в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 5 мм.

7.5. Отбор проб

Для определения разовой концентрации аммиака исследуемый воздух аспирируют с расходом 2,0 дм3/мин в течение 20 мин через поглотительный прибор, содержащий 10 см3 поглотительного раствора. Для определения среднесуточных концентраций отбирают 4 - 8 разовых проб за 24 ч.

С целью задержки аэрозоли солей аммония перед поглотительным прибором устанавливают фильтродержатель с фильтром АФА-В-10. Все соединительные трубки должны быть изготовлены из фторопласта или стекла и соединяться встык резиновыми муфтами. Необходимо тщательно следить за тем, чтобы внутренняя поверхность соединительных трубок была сухой во избежание сорбции аммиака. При отборе проб на открытом воздухе эффективное поглощение аммиака обеспечивается в диапазоне температур 0 - 40 °С.

8. Выполнение измерений

Уровень раствора в поглотительном приборе доводят до 10 см3 деионизированной водой, раствор переливают в пробирку. Часть пробы объемом 0,2 - 5 см3 (обычно 1,0 см3) переводят в пробирку с притертой пробкой, доводят объем до 5 см3 поглотительным раствором и добавляют 1 см3 фенольного реактива. Все перемешивают, вносят 0,5 см3 гипохлоритного реактива и опять перемешивают. Через 2 ч измеряют оптическую плотность в кюветах с расстоянием между гранями 5 мм при длине волны 625 нм относительно воды. Одновременно готовят три нулевые пробы. Для этого к 5 см3 поглотительного раствора добавляют последовательно все реактивы, что при анализе проб. Среднее значение оптической плотности нулевой пробы не должно превышать 0,2. При проведении анализа необходимо тщательно следить за чистотой посуды, заглушек и измерительных кювет, качеством воды и реактивов. Массу аммиака в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптической плотности растворов пробы и средней оптической плотности нулевых проб.

Примечания:

1. Следует использовать пробирки из стекла «пирекс» или боросиликатного.

2. После каждого анализа посуду обрабатывают соляной кислотой (1:1), кипятят в деионизированной воде, промывают деионизированной водой и сушат при 200 °С. Пробирки со шлифами, не вынимая из сушильного шкафа, охлаждают до 60 - 70 °С, закрывают нагретыми пробками, вкладывают в эксикатор для охлаждения.

5.2.1.2. Аммиак: отбор проб на пленочный сорбент [8]

Методика предназначена для определения концентрации аммиака в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,03 - 6,0 мг/м3 при объеме пробы воздуха 40 дм3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

1. Нормы точности измерений

При определении концентрации аммиака в атмосферном воздухе в диапазоне 0,03 - 6,0 мг/м3 установленная суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±15 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании аммиака из воздуха пленочным хемосорбентом и фотометрическом определении его по индофенолу, образующемуся в результате взаимодействия аммония с гипохлоритом и фенолом в присутствии нитропруссида натрия.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2;

пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1; погрешность

±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 26-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 7 шт.

2-100-2 - 5 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

3-1-5 - 3 шт.

6-2-10 - 2 шт.

4-2-2 - 2 шт.

6-2-25 - 1 шт.

Бюретки 3-2-25 - 2 шт. по ГОСТ 20292-74Е

3.3. Вспомогательные устройства

Трубки сорбционные СТ 112 (маркировка 1) по ТУ 25-1110.039-82

Фильтродержатели для фильтров

АФА-В-10, изготовитель ВО «Изотоп»

Воронка Бюхнера

3.4. Материалы

Фильтры АФА-В-10, изготовитель ВО «Изотоп»

Трубка резиновая полувакуумная, тип 1 по ГОСТ 5496-57

Фильтры «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-77

3.5. Реактивы

Аммония хлорид, х. ч. по ГОСТ 3773-72

Вода дистиллированная деионизированная

Глицерин, х. ч. по ГОСТ 6259-75

Известь хлорная по ГОСТ 1692-85

Кислота салициловая, ч. по ГОСТ 5844-51

Кислота серная (? = 1,83 г/см3), х. ч. по ГОСТ 4204-77

Крахмал, ч. по ГОСТ 10163-02

Натрия гидроксид, х. ч. по ГОСТ 4328-77

Натрий серноватистокислый (тиосульфат),

0,1 моль/дм3, (0,1 н.) стандарт-титр по ТУ 6-09-2540-72

Натрия нитропруссид, импортный

Натрия карбонат, х. ч. по ГОСТ 83-79

Сильнокислотный катионит

Фенол, ч. д. а. по ГОСТ 6417-72

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы по перегонке фенола и приготовлению фенольного реактива необходимо проводить под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка сорбционных трубок к работе, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Вода дистиллированная, деионизированная. При измерении концентраций аммиака в атмосферном воздухе используется только свежеприготовленная деионизированная вода (см. п. 5.1.7).

2) Калия иодид, 10 %-ный раствор. 10 г иодида калия растворяют в деионизированной воде. Объем доводят до 100 см3 водой.

3) Кислота серная, раствор 1:9. К 90 см3 деионизированной воды осторожно прибавляют 10 см3 концентрированной серной кислоты.

4) Тиосульфат натрия, 0,1 моль/дм3. Готовят из стандарт-титра.

5) Фенольный реактив. 5 г свежеперегнанного фенола, 0,025 г нитопруссида натрия, 0,1 г салициловой кислоты растворяют в 100 см3 воды. Реактив пригоден к употреблению в течение шести месяцев при хранении в холодильнике (температура 4 - 6 °С) в герметичной упаковке.

Примечание. Температура кипения фенола 181,4 °С, поэтому при перегонке необходима теплоизоляция верхней части колбы. Первую треть отогнанного фенола отбрасывают, а среднюю фракцию собирают в пробирку с притертой пробкой.

6) Крахмал, 0,5 %-ный раствор. 0,25 г крахмала перемешивают с 10 см3 воды до получения равномерной взвеси. К 40 см3 воды, нагретой до 60 - 70 °С, прибавляют при непрерывном перемешивании взвесь крахмала, кипятят 1 мин и охлаждают.

7) Раствор гипохлорита. 100 г порошкообразной хлорной извести размешивают в течение 15 мин с 170 см3 деионизированной воды, прибавляют 70 г карбоната натрия, растворенного в 170 см3 воды. При этом масса сначала загустевает, затем разжижается. Жидкость фильтруют под вакуумом на воронке Бюхнера через фильтр «синяя лента» и в фильтрате определяют массовую долю «активного» хлора. Для этого 20 см3 раствора переносят в колбу для титрования с притертой пробкой, прибавляют 10 см3 раствора серной кислоты 1:9 и 10 см3 10 %-ного раствора иодида калия. Колбу закрывают и оставляют на 10 мин в темном месте. Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 до получения слабо-желтой окраски. Прибавив несколько капель раствора крахмала, продолжают титрование до обесцвечивания раствора. 1 см3 такого раствора тиосульфата соответствует массе хлора 0,00354 г. Раствор гипохлорита должен иметь массовую долю «активного» хлора от 0,6 до 0,8 % (т.е. 0,006 - 0,008 г/см3). При меньшей доле хлора для приготовления раствора следует взять соответственно большую массу хлорной извести, при большей - разбавить полученный раствор деионизированной водой.

8) Гипохлоритный реактив. К 100 см3 раствора гипохлорита добавляют 4 г гидроксида натрия. В случае выпадения осадка раствор фильтруют под вакуумом.

9) Исходный раствор для градуировки (? = 100 мкг/см3). Навеску 0,3141 г хлорида аммония, высушенного при температуре 100 °С, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят объем до метки деионизированной водой и тщательно перемешивают. Полученный раствор хлорида аммония соответствует раствору с массовой концентрацией аммиака 100 мкг/см3. Он пригоден в течение двух месяцев.

10) Рабочий раствор для градуировки (? = 1 мкг/см3). 10 см3 исходного раствора (см. перечисление 9) разбавляют в мерной колбе до 1000 см3 водой. Раствор готовят перед использованием.

11) Раствор для обработки сорбционных трубок. В цилиндре вместимостью 100 см3 растворяют в 50 см3 воды 5,4 см3 концентрированной серной кислоты, после охлаждения раствора к нему приливают 12 см3 глицерина и доводят объем до 100 см3 деионизированной водой.

12) Раствор для разбавления. 1,7 см3 раствора (см. перечисление 11) разбавляют в мерной колбе деионизированной водой до 100 см3.

7.3. Установление градуировочной характеристики.

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы аммиака в анализируемой пробе, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из шести растворов, готовят из свежеприготовленного раствора хлорида аммония (см. п. 7.2, перечисление 10).

Растворы для установления градуировочной характеристики готовят в мерных колбах вместимостью 50 см3. Для этого в каждую колбу вливают рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл. 5.5, доводят объем деионизированной водой до метки и тщательно перемешивают.

Таблица 5.5

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации аммиака

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора (? = 1 мкг/см3), см3

1

2

4

6

10

20

Соответствует массе аммиака в 5 см3 раствора, мкг

0,1

0,2

0,4

0,6

1,0

2,0

Для установления градуировочной характеристики отбирают в пробирки по 5 см3 каждого градуировочного раствора, добавляют 0,1 см3 раствора для обработки сорбционных трубок, 1 см3 фенольного реактива, перемешивают, вносят 0,5 см3 гипохлоритного реактива и опять перемешивают. Одновременно готовят нулевой раствор: 5 см3 деионизированной воды, к которой добавлены эти же реактивы, за исключением растворов для градуировки. Через 2 ч измеряют оптическую плотность при 625 нм по отношению к воде в кюветах шириной 5 мм.

7.4. Подготовка сорбционных трубок. Чистые трубки, предназначенные для отбора проб воздуха и три трубки, которые используют в качестве нулевых, обрабатывают абсорбирующим раствором (см. п. 7.2, перечисление 11) согласно п. 5.1.12 тщательно вытирают снаружи чистой фильтровальной бумагой, закрывают заглушками, упаковывают в полиэтиленовые пакеты и отправляют на пункт отбора проб. Срок хранения пропитанных трубок в герметичной упаковке не более недели.

7.5. Отбор проб

Для определения разовой концентрации аммиака исследуемый воздух аспирируют с расходом 2,0 дм3/мин в течение 20 мин через сорбционную трубку, подготовленную к отбору. Сорбционная трубка должна быть укреплена в вертикальном положении слоем сорбента вниз. Для определения среднесуточных концентраций отбирают 4 - 8 разовых проб за 24 ч. Сорбционные трубки сразу после отбора закрывают заглушками.

С. целью задержки аэрозоля солей аммония перед сорбционной трубкой устанавливают фильтродержатель с фильтром АФА-В-10. Все соединительные трубки должны быть изготовлены из фторопласта или стекла и соединяться встык резиновыми муфтами. Во избежание сорбции аммиака необходимо тщательно следить за тем, чтобы внутренняя поверхность соединительных трубок была сухой. При отборе проб на открытом воздухе эффективное поглощение аммиака обеспечивается в диапазоне температур от минус 20 до 40 °С.

8. Выполнение измерений

Сорбционную трубку помещают в пробирку и заливают 6 см3 воды. Путем прокачивания воды через сорбент при помощи резиновой груши переводят пробу в раствор и вынимают трубку из пробирки. Для анализа 1,0 см3 этого раствора переносят в другую пробирку и доводят раствором для разбавления (см. п. 7.2, перечисление 12) до объема 5 см3. Если ожидаются большие концентрации, то объем раствора пробы, может быть уменьшен до 0,1 см3. Затем в пробирку добавляют 1 см3 фенольного реактива, перемешивают, вносят 0,5 см3 гипохлоритного реактива и опять перемешивают.

Одновременно анализируют три нулевые пробы из партии подготовленных к отбору. Через 2 ч измеряют оптическую плотность относительно воды в кюветах шириной 5 мм при длине волны 625 нм. Время от добавления последнего реактива до измерения оптической плотности всех проб должно быть одинаковым. Среднее значение оптической плотности нулевой пробы не должно превышать 0,04. В противном случае следует заменить реактивы, загрязненные аммиаком. При проведении анализа необходимо тщательно следить за чистотой посуды, заглушек и измерительных кювет, качеством воды и реактивов.

Массу аммиака в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности результатов измерений оптической плотности растворов пробы и средней оптической плотности нулевых проб.

Рекомендации по очистке посуды см. примечания к п. 8 методики 5.2.1.1.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.1.3. Диоксид азота: отбор проб на пленочный сорбент [42, 50]

Методика1 предназначена для определения концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,02 - 1,40 мг/м3 при объеме пробы воздуха 5 дм3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

1 Методика аттестована в ГГО. Свидетельство № 218.

1. Нормы точности измерений

При определении концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе в диапазоне 0,02 - 1,40 мг/м3 установленная суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±18 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании диоксида азота из воздуха пленочным хемосорбентом и фотометрическом определении образующегося нитрит-иона по азокрасителю, получающемуся в результате взаимодействия нитрит-иона с сульфаниловой кислотой и I-нафтиламином.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛР-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Секундомер, класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Барометр анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2;

пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Электроаспиратор ЭА-1;

погрешность ± 10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-100-2 - 3 шт.

2-50-2 - 8 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 4 шт.

6-2-5 - 2 шт.

6-2-10 - 1 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Трубки сорбционные СТ 212 (маркировка 2) по ТУ 25-1110-039-82

3.4. Реактивы

Калия иодид, х. ч. по ГОСТ 4232-74

Кислота сульфаниловая, ч. д. а. по ГОСТ 5821-78

Кислота уксусная, ч. д. а. по ГОСТ 10164-75

Натрия гидроксид по ГОСТ 4328-77

Натрия нитрит, х. ч. по ГОСТ 4197-74

Натрия гидроортоарсенит, ч. по ТУ 6-09-2792-78

или натрия метаарсенит, ч. по ТУ 6-09-2791-78

I-нафтиламин, ч. д. а. по ГОСТ 8827-74

Этиленгликоль, ч. д. а. по ГОСТ 10164-75

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Реактивы, в состав которых входят соединения мышьяка, должны храниться в склянках с надписью «Яд» в специальных закрывающихся на ключ металлических ящиках.

Подготовка сорбционных трубок к отбору проб, связанная с обработкой их раствором, содержащим арсенит натрия, должна проводиться под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14

7. Подготовка к. выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка сорбционных трубок, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Раствор для обработки сорбционных трубок. 40 г иодида калия растворяют в 35 см3 дистиллированной воды и прибавляют 15 см3 этиленгликоля. Отдельно растворяют в 10 см3 воды 0,177 г гидроортоарсенита натрия (Na2HAsO3) и 0,042 г гидроксида натрия. Оба раствора сливают вместе. Полученный раствор сохраняется в темном месте в течение 14 сут.

При использовании метаарсенита натрия (NaAsO2) в 10 см3 воды растворяют 0,13 г метаарсенита натрия и 0,08 г гидроксида натрия. Полученный раствор смешивают с раствором иодида калия.

Примечания:

1. Для приготовления раствора для обработки СТ можно использовать и другие формы трехвалентного мышьяка. Например, при наличии мышьяковистого ангидрида (As2O3) следует взять 0,10 г As2O3 и добавить 0,125 г гидроксида натрия.

2. Этиленгликоль не должен содержать окислителей (способ проверки см. п. 5.1.7).

3. При проведении суточных отборов проб концентрацию соли мышьяка в растворе для обработки СТ увеличивают в 10 раз.

2) Кислота уксусная, 12 %-ный раствор. К 500 - 600 см3 воды приливают 120 см3 концентрированной уксусной кислоты, перемешивают и объем раствора доводят водой до 1000 см3.

3) Кислота сульфаниловая. В 150 см3 12 %-ной уксусной кислоты растворяют 0,5 г сульфаниловой кислоты.

4) I-нафтиламин. 0,2 г I-нафтиламина растворяют в 20 см3 воды при нагревании на водяной бане до образования лиловых пятен на дне колбы. Раствор сливают в темную склянку, оставляя осадок в колбе. В склянку с раствором I-нафтиламина вливают 150 см3 12 %-ного раствора уксусной кислоты.

5) Составной реактив. Перед употреблением смешивают растворы сульфаниловой кислоты и I-нафтиламина в отношении 1:1.

6) Исходный раствор нитрита натрия для градуировки (? = 1 мг/см3). 0,1500 г нитрита натрия, предварительно высушенного при 60 °С в течение 2 ч, растворяют в мерной колбе вместимостью 100 см3 в дистиллированной воде. Полученный раствор нитрита натрия соответствует раствору с массовой концентрацией диоксида азота 1 мг/см3. Раствор сохраняется в течение 4 сут.

7) Рабочий раствор А (? = 10 мкг/см3). 1 см3 исходного раствора для градуировки разбавляют в мерной колбе вместимостью 100 см3 дистиллированной водой.

8) Рабочий раствор Б (? = 1 мкг/см3). 10 см3 раствора А разводят в мерной колбе вместимостью 100 см3 дистиллированной водой.

Рабочие растворы А и Б готовят перед применением.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности от массы диоксида азота в анализируемом объеме пробы, устанавливают по растворам для градуировки, приготовленным в пяти сериях. Каждую серию, состоящую из семи растворов для градуировки, готовят из свежеприготовленного рабочего раствора нитрита натрия.

Растворы для градуировки готовят в мерных колбах вместимостью 50 см3, для чего в каждую колбу приливают по 25 - 30 см3 дистиллированной воды, рабочий раствор согласно табл. 5.6, по 2 см3 раствора для обработки сорбционных трубок, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

Таблица 5.6

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении оксида и диоксида азота

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

Объем рабочего раствора, см3

? = 1 мкг/см3 (Б)

1

2

4

8

-

-

-

? = 10 мкг/см3 (А)

-

-

-

-

2

4

6

Соответствует массе в 5 см3 пробы, мкг

диоксида азота

0,1

0,2

0,4

0,8

2,0

4,0

6,0

оксида азота

0,065

0,13

0,26

0,52

1,3

2,6

3,9

Для установления градуировочной характеристики отбирают по 5 см3 каждого раствора в пробирки, с интервалом 1 - 2 мин приливают по 0,5 см3 составного реактива и содержимое пробирок взбалтывают. Через 20 мин определяют оптическую плотность растворов по отношению к воде. Измерения производят в кюветах с расстоянием между гранями 10 мм при длине волны 520 нм. Одновременно готовят нулевой раствор: к 5 см3 дистиллированной воды приливают 0,2 см3 раствора для обработки сорбционных трубок и 0,5 см3 составного реактива. Проводят измерение оптической плотности трех параллельно приготовленных нулевых растворов. Среднее значение оптической плотности не должно превышать 0,02. В противном случае необходимо проверить чистоту посуды, измерительных кювет, качество воды, приготовленных реактивов.

7.4. Подготовка сорбционных трубок.

Чистые трубки, предназначенные для отбора проб, и те, которые используют в качестве нулевых, обрабатывают 0,3 см3 абсорбирующего раствора (см. п. 7.2, перечисление 1) согласно п. 5.1.12 (способ 2), тщательно вытирают снаружи чистой фильтровальной бумагой, сразу же закрывают заглушками и упаковывают в полиэтиленовые пакеты. Срок хранения обработанных трубок в герметичной упаковке не более 7 сут.

7.5. Отбор проб

Для определения разовой концентрации диоксида азота исследуемый воздух аспирируют с расходом 0,25 дм3/мин в течение 20 мин через сорбционную трубку, подготовленную к отбору. Сорбционная трубка должна быть укреплена вертикально, слоем сорбента вниз. Воздух должен идти снизу вверх. Отбор проб можно проводить в диапазоне температур воздуха от минус 30 до 40 °С. Пробы в герметичной упаковке могут сохраняться в течение 20 сут. Для определения среднесуточных концентраций отбирают 4 - 8 разовых проб за 24 ч.

8. Выполнение измерений

Сорбционную трубку помещают в пробирку и заливают 6 см3 воды. Путем нескольких прокачиваний воды через сорбент (при помощи резиновой груши) переводят пробу в раствор, выдувают остатки раствора и вынимают трубку из пробирки. Для анализа 5 см3 раствора переносят в другую пробирку. К этому раствору добавляют 0,5 см3 составного реактива и встряхивают. Через 20 мин определяют оптическую плотность раствора. Каждый раз одновременно аналогично пробе анализируют нулевую пробу - сорбционную трубку из партии подготовленных к отбору трубок. Массу диоксида азота в пробе находят с помощью градуировочной характеристики по разности оптических плотностей растворов пробы и нулевого.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.1.4. Диоксид азота: отбор проб в барботеры [17, 53]

Методика предназначена для определения концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе населенных пунктов, в диапазоне 0,02 - 1,40 мг/м3 при объеме пробы воздуха 5 дм3. Используется для измерения разовых концентраций.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе в диапазоне 0,02 - 1,40 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании диоксида азота из воздуха раствором иодида калия. Образующийся нитрит-ион определяется фотометрически по азокрасителю, получающемуся в результате взаимодействия нитрит-иона с сульфаниловой кислотой и I-нафтиламином.

3. Средства изменений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерения, вспомогательные устройства, реактивы.

3.2. Средства измерений

См. методику 5.2.1.3, п. 3.2.

3.3. Вспомогательные устройства

U - образный поглотитель с пористой

стеклянной пластинкой типа ПП по ТУ 25-11-1136-75

3.4. Реактивы

Калия иодид, ч. по ГОСТ 4232-74

Кислота уксусная, х. ч. по ГОСТ 62-75

Натрия нитрит, х ч. по ГОСТ 4197-74

I-нафтиламин, ч. д. а. по ГОСТ 8827-74

4. Требования безопасности

См. в п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7 Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, отбор пробы воздуха, подготовка пробы к анализу.

7.2. Приготовление растворов

1) Поглотительный раствор. 40 г иодида калия растворяют в 500 см3 воды. Полученный раствор должен быть бесцветным и храниться в банке из темного стекла. Срок хранения 2 недели.

2) Натрий сернистокислый, 0,06 %-ный раствор. 0,03 r сернистокислого натрия растворяют в 50 см3 воды. Раствор готовят перед анализом.

Приготовление остальных растворов см. методику 5.2.13 п. 7.2. перечисления 2 - 8.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности от массы диоксида азота в анализируемом объеме пробы, строят по растворам для градуировки, приготовленным в пяти сериях. Каждую серию, состоящую из семи растворов для градуировки, готовят из свежеприготовленного рабочего раствора нитрита натрия. Растворы для градуировки готовят в мерных колбах вместимостью 50 см3, для чего в каждую колбу приливают по 25 - 30 см3 поглотительного раствора, рабочие растворы согласно табл. 5.7. доводят до метки поглотительным раствором и тщательно перемешивают. Для установления градуировочной характеристики отбирают по 5 см3 каждого раствора в пробирки и с интервалом 1 - 2 мин приливают по 0,5 см3 составного реактива. Содержимое пробирок энергично встряхивают и через 20 мин (непосредственно перед измерением) в пробирки приливают по 5 капель 0,06 %-ного раствора сернистокислого натрия и еще раз встряхивают. Измеряют оптическую плотность растворов относительно воды в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 540 нм.

Таблица 5.7

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации оксида и диоксида азота

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

Объем рабочего раствора, см3

? = 1 мкг/см3

1

2

4

8

-

-

-

? = 10 мкг/см3

-

-

-

-

2

4

6

Соответствует массе в 5 см3 пробы, мкг

диоксида азота

0,1

0,2

0,4

0,8

2,0

4,0

6,0

оксида азота

0,065

0,13

0,26

0,52

1,3

2,6

3,9

Одновременно с приготовлением растворов для градуировки готовят нулевой раствор, содержащий те же реактивы, кроме определяемого вещества. Для этого к 5 см3 поглотительного раствора приливают 0,5 см3 составного реактива. Проводят измерение оптической плотности трех параллельно приготовленных нулевых растворов. Среднее значение оптической плотности не должно превышать 0,02. Если оно больше 0,02, необходимо проверить чистоту посуды, измерительных кювет, качество воды и реактивов.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации диоксида азота исследуемый воздух аспирируют с расходом 0,25 дм3/мин и течение 20 мин через U-образный поглотительный прибор с пористой пластиной, наполненный 6 см3 поглотительного раствора. Во время отбора пробы избегают освещения поглотительного прибора прямыми солнечными лучами. Срок хранения проб не более 2 сут.

8. Выполнение измерений

Уровень раствора в поглотительном приборе доводят дистиллированной водой до метки 6 см3. 5 см3 раствора каждой пробы переносят в пробирку и выполняют все операции анализа согласно п. 7.3. Одновременно измеряют оптическую плотность нулевой пробы, для чего анализируют 5 см3 поглотительного раствора. Значение оптической плотности нулевого раствора должно быть не более 0,02. Массу диоксида азота в пробах находят с помощью градуировочной характеристики по разности оптических плотностей растворов пробы и нулевого.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.1.5. Оксид азота: отбор проб на пленочный сорбент [42]

Методика предназначена для определения концентрации оксида азота в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне концентраций от 0,016 до 0,94 мг/м3 при отборе пробы воздуха объемом 5 дм3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам при определении концентрации оксида азота в атмосферном воздухе в диапазоне концентраций 0,016 до 0,94 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерений

Метод основан на окислении оксида азота с последующим улавливанием образующегося диоксида азота пленочным хемосорбентом и фотометрическом определении по азокрасителю, получающемуся в результате взаимодействия нитрит-иона с сульфаниловой кислотой и I-нафтиламином.

3. Средства измерения, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерения

См. п. 3.2 методики 5.2.1.3.

3.3. Вспомогательные устройства

Трубка сорбционная СТ 212 (маркировка 2) по ТУ 25-1110-039-82.

Колонка сорбционная стеклянная (трубка длиной 150 мм и внутренним диаметром 20 мм с патрубками наружным диаметром 9 мм).

3.4. Реактивы

Инертный пористый носитель (сферохром-1, порохром и др.) с размером зерен 0,3 - 0,5 мм

Натрия ацетат (плавленый) ч. по ТУ 6-09246-76

Триэтаноламин ч. по ТУ 6-09-2448-72

Хрома оксид (VI) ч. д. а. по ГОСТ 3776-78

Все остальные реактивы указаны в п. 3.4 методики п. 5.2.1.3.

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Реактивы, в состав которых входят соединения мышьяка, должны храниться в склянках с надписью «Яд» в закрывающихся на ключ металлических ящиках. Работы с оксидом хрома (VI) и I-нафтиламином, а также подготовка сорбционных трубок к отбору проб, связанная с их обработкой пропитывающим раствором, содержащим арсенит натрия, должны проводиться под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов и сорбентов, установление градуировочной характеристики, подготовка сорбционных трубок к отбору проб воздуха, отбор проб.

7.2. Приготовление растворов и сорбентов

1) Инертный пористый носитель промывают горячей водой и высушивают в сушильном шкафу.

2) Триэтаноламин, 20 %-ный раствор.

3) Сорбент диоксида азота. Носитель, обработанный согласно перечислению 1, смачивают 20 %-ным раствором триэтаноламина, помещают в чашку и сушат 40 - 60 мин при температуре 90 - 95 °С. После высушивания сорбент должен рассыпаться.

4) Стабилизатор влажности. К 40 г безводного ацетата натрия медленно, по каплям, при постоянном перемешивании добавляют 13 см3 воды. Получают гранулированные кристаллические зерна.

5) Окислитель. Инертный пористый носитель смачивают раствором, содержащим 17 г оксида хрома (VI) в 100 см3 воды. Избыток раствора сливают, реагент высушивают при температуре 105 - 115 °С и хранят в склянке с притертой пробкой.

6) Фильтр - сорбционная колонка, заполненная 15 см3 сорбента диоксида азота, 15 см3 гранулированного порошка стабилизатора влажности, 15 см3 окислителя. Сорбенты разделены между собой тампонами из стекловаты.

Все остальные реактивы готовят в соответствии с п. 7.2 методики 5.2.1.3.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности от массы оксида азота в анализируемой пробе, устанавливают по градуировочным растворам, приготовленным из нитрита натрия, как описано в п. 7.3 методики 5.2.1.3.

7.4. Подготовка сорбционных трубок к отбору проб

Чистые СТ, предназначенные для отбора проб, и те, которые используют в качестве нулевых, обрабатывают раствором 1 (п. 7.2 методики 5.2.1.3) в соответствии с п. 5.1.12, тщательно вытирают снаружи чистой фильтровальной бумагой, сразу же закрывают заглушками и упаковывают в полиэтиленовые пакеты. Срок хранения обработанных трубок в герметичной упаковке не более недели.

7.5. Отбор проб

Для определения разовой концентрации оксида азота исследуемый воздух аспирируют через систему, состоящую из стеклянной колонки, заполненной сорбентом для поглощения NO2, стабилизатором влажности, окислителем, и сорбционной трубки, подготовленной к отбору, с расходом 0,25 дм3/мин в течение 20 мин. При отборе колонка и сорбционная трубка должны быть укреплены в вертикальном положении. Отобранные пробы в герметичной упаковке могут сохраняться в течение 20 сут.

8. Выполнение измерений

При определении массы оксида азота в пробе должны быть выполнены операции, указанные в п. 8 методики 5.2.1.3.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.1.6. Оксид азота: отбор проб в барботеры [42]

Методика предназначена для определения концентрации оксида азота в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,016 - 0,94 мг/м3 при отборе пробы воздуха объемом 5 дм3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации оксида азота в атмосферном воздухе в диапазоне 0,016 - 0,94 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Оксид азота после окисления оксидом хрома (VI) до диоксида поглощается из воздуха раствором иодида калия. Образующийся нитрит-ион определяется фотометрически по реакции с сульфаниловой кислотой и I-нафтиламином, приводящей к образованию красителя красного цвета.

3. Средства измерения, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

См. п. 3.2 методики 5.2.1.3.

3.3. Вспомогательные устройства

U-образные поглотительные приборы с

пористой стеклянной пластинкой типа ПП по ТУ 25-11-1136-75

Сорбционная колонка - стеклянная

U-образная трубка с внутренним диаметром

20 мм и длиной колена 75 мм

3.3. Реактивы

Инертный пористый носитель

(сферохром-1, порохром и др.)

Триэтаноламин, ч. по ТУ 6-09-2448-72

Хрома (VI) оксид, ч. д. а. по ГОСТ 3776-78

Все остальные реактивы указаны в п. 3.4 методики 5.2.1.4

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы с I-нафтиламином и оксидом хрома (VI) следует проводить под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов и сорбентов

Приготовление сорбентов см. перечисления 1 - 6 п. 7.2 методики 5.2.1.5. Приготовление остальных растворов см. п. 7.2 методики 5.2.1.4.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности от массы оксида азота в анализируемом объеме пробы, устанавливают по градуировочным растворам, приготовленным из нитрита натрия, как описано в п. 7.3 методики 5.2.1.4.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации оксида азота исследуемый воздух аспирируют в течение 20 мин с расходом 0,25 дм3/мин через систему, состоящую из фильтра, заполненного сорбентом для поглощения NO2, стабилизатором влажности, окислителем, и U-образного поглотительного прибора, заполненного 6 см3 8 %-ного раствора иодида калия.

8. Выполнение измерений

При определении массы оксида азота в пробе должны быть выполнены операции, указанные в п. 8 методики 5.2.1.4.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (5).

5.2.1.7. Оксид и диоксид азота из одной пробы воздуха: отбор проб на пленочный сорбент [42]

При определении концентрации оксида и диоксида азота из одной пробы исследуемый воздух аспирируют с расходом 0,25 дм3/мин в течение 20 мин через систему (черт. 5.7), состоящую из двух последовательно соединенных подготовленных к отбору сорбционных трубок и расположенной между ними стеклянной трубки, которая заполнена 15 см3 стабилизатора влажности и 10 см3 окислителя (стабилизатор влажности и окислитель разделены тампоном из стекловаты). Первая сорбционная трубка служит для поглощения NO2 из воздуха, вторая - для поглощения NO2, образовавшегося в результате окисления NO.

Приготовление растворов и сорбентов, подготовка сорбционных трубок к отбору, установление градуировочной характеристики, анализ проб и расчет результатов анализа производятся согласно пп. 7.2 - 7.4, 8, 9 методики 5.2.1.3 и п. 7.2 методики 5.2.1.5.

5.2.1.8. Оксид и диоксид азота из одной пробы воздуха: отбор проб в барботеры [42]

При определении концентрации оксида и диоксида азота из одной пробы исследуемый воздух аспирируют с расходом 0,25 дм3/мин в течение 20 мин через систему (черт. 5.7), состоящую из двух последовательно соединенных поглотительных приборов с пористой пластиной, содержащих по 6 см3 8 %-ного раствора иодида калия, и расположенной между ними стеклянной трубки. Трубка заполнена 15 см3 стабилизатора влажности и 10 см3 окислителя, разделенными тампоном из стекловаты (черт. 5.7).

Схема установки для отбора проб при определении концентрации оксида и диоксида азота с использованием пленочного сорбента

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

1 - сорбционная трубка для улавливания NO2; 2 - сорбционная колонка; 3 - стекловата; 4 - стабилизатор влажности; 5 - сорбционная трубка для улавливания после

Черт. 5.6

Схема установки для отбора проб при определении концентрации оксида и диоксида азота с использованием барботеров

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

1 - поглотительный прибор для улавливания NO2; 2 - U-образная трубка; 3 - стекловата; 4 - стабилизатор влажности; 5 - окислитель; 6 - поглотительный прибор для улавливания NO2.

Черт. 5.7

Первый поглотительный прибор содержит 8 %-ный раствор иодида калия и служит для поглощения NO2 из воздуха, второй содержит тот же раствор для поглощения NO2, образовавшегося в результате окисления NO. Приготовление растворов и сорбентов, анализ проб, установление градуировочной характеристики и расчет результатов анализа производятся согласно пп. 7.2, 7.3, 8, 9 методики 5.2.1.4 и п. 7.2 методики 5.2.1.5.

5.2.2. Борная кислота [потенциометрический метод] [28]

Методика предназначена для определения концентрации борной кислоты в атмосферном воздухе в диапазоне 0,001 - 1,0 мг/м3 при отборе пробы воздуха 2 м3.

Определению не мешают фосфаты, фториды, сульфаты, карбонаты, 100-кратные количества ионов меди, цинка, никеля, марганца, алюминия; мешают хлораты, иодиды, роданиды и нитраты металлов.

1. Нормы точности измерений

По результатам метрологического исследования, при определении концентрации борной кислоты в атмосферном воздухе в диапазоне 0,001 - 1,0 мг/м3 суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±18 %.

2. Метод измерения

Метод определения основан на измерении потенциала тетрафторборатного электрода на фоне буферного раствора после переведения борат-ионов в тетрафторборат-ионы по реакции с фтористоводородной кислотой.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Универсальный иономер И-130 или другой с ценой деления не более 0,5 мВ

Электрод индикаторный тетрафторборатный, ЭМ-BF4-01 по ТУ 25.05.2721-80

Электрод сравнения хлоридсеребряный ЭВЛ-1М3 по ГОСТ 16286-70

Термокомпенсатор ТКА-5

Мешалка магнитная ММ-2 (или аналогичная)

Барометр анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Весы аналитические ВЛА-200 или ВЛР по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2;

цена деления 1 °С; пределы 0 - 55 °С по ГОСТ 215-73Е

Электроаспиратор ЭА-2С,

погрешность ±5 %; Госреестр № 2225429 по ТУ 25-11.1591-81

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74E

2-25-2 - 10 шт.

2-100-2 - 2 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-2 - 5 шт.

2-2-5 - 3 шт.

5-2-10 - 2 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Стаканы полиэтиленовые вместимостью 25 и 50 см3

Пипетка полиэтиленовая вместимостью 0,5 см3

Фильтродержатель

Баня водяная

3.4. Материалы

Фильтры аэрозольные АФА-XП-18, ФПП

3.5. Реактивы

Аммиак водный, х. ч. по ГОСТ 3760-79

Калий фосфорнокислый,

однозамещенный, ч. д. а. по ГОСТ 4198-75

Кислота борная, х. ч. по ГОСТ 9658-75

Кислота фтористоводородная, х. ч. по ГОСТ 1048-73

Натрий тетрафторборат, ч. по ТУ 6-09-1460-76

Натрий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 245-76

двуводный, ч. д. а.

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, зарядка электрода, проверка крутизны характеристики электрода, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.2. Приготовление растворов

1) Натрий тетрафторборат, раствор 0,1 моль/дм3 готовят растворением 10,9 тетрафторбората натрия в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1000 см3.

2) Калий фосфорнокислый однозамещенный. Раствор 0,067 моль/дм3. Готовят растворением 9,078 г соли в мерной колбе вместимостью 1000 см3 в дистиллированной воде.

3) Натрий фосфорнокислый двузамещенный. Раствор 0,067 моль/дм3. Готовят растворением 11,876 г соли в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1000 см3.

4) Буферный раствор с pH 5,4. В мерную колбу вместимостью 1000 см3 наливают 31 см3 раствора фосфорнокислого двузамещенного натрия и доводят объем до метки раствором фосфорнокислого однозамещенного калия. Раствор хранят в полиэтиленовом сосуде.

5) Исходный раствор для установления градуировочной характеристики с массовой концентрацией 1 мг/см3 борной кислоты готовят растворением 0,100 г борной кислоты в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 100 см3. Раствор следует хранить в полиэтиленовой посуде, срок хранения 3 мес.

6) Растворы для градуировки А (? = 200 мкг/см3), Б (? = 10 мкг/см3) готовят путем разбавления исходного раствора дистиллированной водой соответственно в 5 и 100 раз.

7.3. Зарядка электрода и проверка крутизны его характеристики

Тетрафторборатный электрод заряжают в соответствии с инструкцией, изложенной в паспорте. Собранный электрод вымачивают при комнатной температуре в течение суток в растворе тетрафторбората натрия концентрацией 0,1 моль/дм3. В перерывах между измерениями электрод хранят в растворе тетрафторбората натрия концентрацией 0,001 - 0,0001 моль/дм3, чтобы не допускать высыхания мембраны. Перед началом работы электрод промывают дистиллированной водой и обсушивают с помощью фильтровальной бумаги. В промежутках между измерениями в течение рабочего дня электрод помещают в раствор, содержащий все реактивы, кроме бора. Крутизна характеристики электрода должна соответствовать паспортным данным; она вычисляется по формуле:

где E1 и E2 - потенциалы измерительного электрода в растворах с концентрацией соответственно c1 и c2, мВ; c1 и c2 - концентрации растворов, моль/дм3.

7.4. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость потенциала измерительного электрода (E, мВ) от логарифма концентрации H3BO3 (lg ), выраженной в мкг/см3, устанавливают по результатам измерений пяти серий градуировочных растворов. Каждую серию, состоящую из семи градуировочных растворов, готовят из растворов для градуировки А и Б. Для этого в семь полиэтиленовых стаканов вносят растворы согласно табл. 5.8, доводят объем до 10 см3 водой, прибавляют полиэтиленовой пипеткой 0,2 см3 концентрированной фтористоводородной кислоты и выдерживают на водяной бане при температуре 100 °С в течение 10 мин. Посте охлаждения приливают 0,1 см3 концентрированного раствора аммиака, 5 см3 буферного раствора, переносят содержимое стакана в мерную колбу вместимостью 25 см3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Таблица 5.8

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации борной кислоты

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

Объем раствора для градуировки, см3

А

0,25

1,0

Б

0,25

0,5

1,25

5

10

Соответствует массовой концентрации борной кислоты, мкг/см3

0,1

0,4

2,0

4,0

10,0

40,0

80,0

lg

-1,000

-0,398

0,301

0,602

1,000

1,602

1,903

Для проведения измерений раствор возвращают в полиэтиленовый стакан, опускают в него индикаторный электрод ЭМ-BF4-01, хлоридсеребряный электрод сравнения, термокомпенсатор и якорь магнитной мешалки. Включают магнитную мешалку и снимают показания мономера через 3 мин после погружения электродов в раствор. Измерения проводят в порядке возрастания концентраций. Проверку градуировочной характеристики следует проводить ежедневно по трем растворам в диапазоне концентраций анализируемых проб.

Перед измерениями электрод промывают несколько раз дистиллированной водой, просушивают фильтровальной бумагой, добиваясь получения стабильного потенциала электрода в растворе, содержащем все реактивы, кроме бора.

7.5. Отбор проб

Для определения разовых концентраций борной кислоты исследуемый воздух с расходом 100 дм3/мин аспирируют через фильтр в течение 20 мин. Срок хранения отобранных проб 1 месяц.

8. Выполнение измерений

Фильтр с отобранной пробой помещают в полиэтиленовый стакан вместимостью 25 - 50 см3 и отмывают 3 раза горячей (70 °С) дистиллированной водой порциями по 5 см3 при перемешивании стеклянной палочкой. Фильтр отжимают на стенке стакана. Все порции экстракта объединяют в другом полиэтиленовом стакане, приливают 0,2 см3 концентрированной фтористоводородной кислоты. Раствор выдерживают на водяной бане с температурой 100 °С в течение 10 мин, после чего пробу охлаждают до комнатной температуры и приливают 0,1 см3 концентрированного раствора аммиака. Содержимое стакана количественно переносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, прибавляют 5 см3 буферного раствора, доводят объем до метки водой и перемешивают. Полученный раствор переносят в полиэтиленовый стакан и измеряют потенциал индикаторного электрода, как указано в п. 7.3.

По полученному значению потенциала, пользуясь градуировочной характеристикой, находят логарифм концентрации борной кислоты.

9. Вычисление результата измерения

Объем отобранной пробы воздуха приводят к нормальным условиям согласно п. 5.1.16.

Концентрацию ? (мг/м3) борной кислоты в воздухе находят по формуле:

где ?' - концентрация борной кислоты (антилогарифм lg), мкг/см3;

25 - общий объем раствора пробы, см3;

V0 - объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к нормальным условиям, дм3.

5.2.3. Галогенсодержащие соединения

5.2.3.1. Фторид водорода: отбор проб на пленочный сорбент [9, 48]

Методика1 предназначена для определения концентрации фторида водорода в атмосферном воздухе в диапазоне 0,002 - 0,17 мг/м3 при объеме пробы 60 дм3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

1 Методика аттестована в ГГО. Свидетельство № 220.

1. Нормы точности измерений

При определении концентрации фторида водорода в атмосферном воздухе в диапазоне 0,002 - 0,17 мг/м3 установленная суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±23 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании фторида водорода из воздуха пленочным хемосорбентом и фотометрическом определении его массы по ослаблению фторид-ионами окраски комплекса циркония с ксиленоловым оранжевым.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр ФЭК-56М,

КФК-2МП, КФК-3 или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА 200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Термометр лабораторный шкальный

тип ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Электроаспиратор ЭА-1; погрешность

± 10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 2 шт.

2-100-2 - 10 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 2 шт.

4-2-2 - 2 шт.

6-2-5 - 2 шт.

6-2-10 - 1 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Плитка электрическая (бытовая)

Холодильник (бытовой, любого типа)

Фильтродержатели для фильтров АФА-В-10 (ВО «Изотоп»)

Спиртовка лабораторная

Стаканы термостойкие ВН-600 см3, по ГОСТ 23932-79Е

НН-1000 см3, НН-400 см3 - по 3 шт. по ГОСТ 23932-79Е

Склянки с тубусом вместимостью

1000 см3 - 1 шт.,

10000 см3 - 1 шт.

Сорбционные трубки СТ-112 по ТУ 25-1110.039-82

3.3. Материалы

Фильтры АФА-В-10 или ткань ФПП-15

Полиэтиленовая трубка диаметром 6 мм

Шланги резиновые диаметром 7 мм

Калька

Фильтровальная бумага

Батист

3.4. Реактивы

Глицерин, ч. д. а. по ГОСТ 6259-75

Калия карбонат, х. ч. по ГОСТ 4143-78

Кислота соляная, х. ч. по ГОСТ 3118-77

Ксиленоловый оранжевый, индикатор по ТУ 6-09-1509-78

или производства ЧССР

Метиловый оранжевый, индикатор по ГОСТ 10816-64

Натрия тетраборат, х. ч. по ГОСТ 4199-76

Натрия фторид, х. ч. по ГОСТ 4463-76

Спирт этиловый, 96 % по ГОСТ 5962-67

Цирконил нитрат, ч. д. а. по ТУ 6-09-1406-76

Фенолфталеин, индикатор по ГОСТ 5850-72

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка сорбционных трубок к работе, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Раствор для обработки сорбционных трубок. 1,5 г K2CO3 растворяют в 42 см3 дистиллированной воды и добавляют 7,5 см3 глицерина.

2) Соляная кислота, раствор 1:1, готовят в объемных соотношениях.

3) Соляная кислота, раствор 3,50 ± 0,05 моль/дм3. 305 см3 концентрированной HCl (? = 1,19 г/см3) вносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доводят объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

Точный титр приготовленной кислоты устанавливают по тетраборату натрия. Для этого 2 - 2,5 г тетрабората натрия, взвешенного с точностью до 1 мг, помещают в коническую колбу, растворяют при слабом нагревании в 25 см3 воды, добавляют 2 капли метилового оранжевого и теплый раствор титруют приготовленной кислотой до перехода желтой окраски индикатора в розовую. Концентрацию кислоты определяют по трем навескам и берут среднее значение. Расчет производят по формуле:

cHCl = 5,25a/V, (1)

где cHCl - концентрация приготовленной кислоты, моль/дм3; a - масса тетрабората натрия, г; V - объем кислоты, затраченный на титрование навески соли, см3; 5,25 - коэффициент пересчета.

Если в результате проверки получается, что концентрация кислоты больше или меньше (3,50 ± 0,05) моль/дм3, то ее доводят до нужного значения путем добавления воды или концентрированной соляной кислоты, объем которых рассчитывают исходя из концентрации, полученной при титровании, и объема приготовленного раствора.

Пример:

а) Случай, когда концентрация приготовленной кислоты больше требуемого значения, например 3,60 моль/дм3. Остаток этого раствора после титрования составил 800 см3. Рассчитаем, какой объем (V') кислоты нужной концентрации (c = 3,50 моль/дм3) можно приготовить из него:

V' = 3,60?800 : 3,50 = 824 см3,

т.е. к 800 см3 кислоты концентрацией 3,60 моль/дм3 необходимо добавить 824 - 800 = 24 см3 воды.

б) Случай, когда концентрация приготовленной кислоты меньше требуемого значения, например 3,40 моль/дм3. Остаток этого раствора после титрования 800 см3. Для получения, например, 1000 см3 кислоты концентрацией 3,50 моль/дм3 необходимо добавить к нему определенный объем концентрированной соляной кислоты (c = 12,50 моль/дм3) и воды. Для расчета объемов добавляемых реактивов вычислим количество молей кислоты, которые необходимо добавить. В 1000 см3 HCl (c = 3,50 моль/дм3) должно содержаться 3,50 моль HCl. В 800 см3 кислоты (c = 3,40 моль/дм3) будет содержаться:

3,4?800/1000= 2,72 моль.

Следовательно, необходимо добавить HCl 3,50 - 2,72 = 0,78 моль. Объем соляной кислоты (c = 12,50 моль/дм3), в котором содержится 0,78 моль HCl, составляет:

0,78?1000/12,5 = 62,4 см3.

Для получения 1000 см3 кислоты (c = 50 моль/дм3) к 800 см3 кислоты (с = 3,40 моль/дм3) добавляют 62,4 см3 кислоты (с = 12,5 моль/дм3) и доводят до 1000 см3 дистиллированной водой.

4) Раствор цирконила азотнокислого. 0,080 г ZrO(NO3)2?2H2O без нагревания растворяют в 1 дм3 соляной кислоты концентрацией 3,5 моль/дм3.

5) Ксиленоловый оранжевый, 0,2 %-ный раствор 0,200 г ксиленолового оранжевого вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят дистиллированной водой до метки. Срок хранения раствора в холодильнике не более недели.

6) Ксиленоловый оранжевый, 0,02 %-ный раствор, готовят непосредственно перед анализом. 10 см3 0,2 %-ного раствора индикатора вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят дистиллированной водой до метки.

7) Фенолфталеин, 0,1 %-ный раствор в 60 %-ном спирте. 0,100 г фенолфталеина растворяют в 78 см3 96 %-ного спирта и доводят водой до 100 см3.

8) Метиловый оранжевый, 0,1 %-ный водный раствор. 0,100 г метилового оранжевого растворяют в 100 см3 дистиллированной воды.

9) Исходный раствор фторида натрия для градуировки. 0,2211 г фторида натрия, предварительно высушенного при температуре 105 - 110 °С в течение 1 - 2 ч, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят уровень раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Массовая концентрация фторид-ионов в полученном растворе 100 мкг/см3. Хранят раствор в полиэтиленовой посуде.

10) Рабочий раствор для градуировки (? = 10 мкг/см3) получают разбавлением исходного раствора в 10 раз. Раствор готовят перед употреблением.

11) Изготовление уголков. Уголки изготавливают из полиэтиленовой трубки внутренним диаметром 6 мм, изгибая ее при нагревании на спиртовке.

7.3. Установление градуировочной характеристики.

Градуировочная характеристика, выражающая зависимость оптической плотности раствора от массы фторид-ионов в жидкой пробе объемом 5 см3, устанавливается по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из девяти растворов для градуировки, готовят из свежеприготовленного рабочего раствора (см. п. 7.2 перечисление 10) в мерных колбах вместимостью 100 см3. Для этого в каждую колбу приливают 30 - 50 см3 дистиллированной воды 2 см3 раствора для обработки сорбционных трубок (см. п. 7.2, перечисление 1), рабочий раствор согласно табл. 5.9, доводят уровень раствора водой до метки и тщательно перемешивают. Градуировочную характеристику устанавливают на основании результатов измерения оптической плотности градуировочных растворов, для чего к 5 см3 каждого раствора для градуировки добавляют растворы азотнокислого цирконила, ксиленолового оранжевого и проводят измерения, как это описано в п. 8. Одновременно готовят нулевой раствор: 5 см3 дистиллированной воды, к которой добавлены все реактивы, кроме градуировочных растворов. На график наносят среднее из пяти измеренных значений оптической плотности каждого градуировочного раствора, найденных по разности оптической плотности градуировочного и нулевого растворов. Проверку градуировочной характеристики следует проводить не реже одного раза в квартал, а также при каждой смене реактивов.

Таблица 5.9

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации фторида водорода

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Объем рабочего раствора для градуировки (? = 10 мкг/см3), см3

0,25

0,5

1,00

2,00

4,00

8,00

12,00

16,00

20,00

Масса фторид-ионов в 5 см3 раствора, мкг

0,125

0,25

0,50

1,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

7.4. Подготовка сорбционных трубок к работе

Чистые сорбционные трубки, предназначенные для отбора проб воздуха, и те, которые используют в качестве нулевых, обрабатывают абсорбирующим раствором (см. п. 7.2, перечисление 1) согласно п. 5.1.12, тщательно вытирают чистой фильтровальной бумагой, закрывают заглушками и упаковывают в полиэтиленовые пакеты. Срок хранения пропитанных трубок в такой упаковке не более 7 сут. При хранении трубки следует защищать от воздействия воздуха, загрязненного фторидными соединениями.

7.5. Отбор проб

Перед отбором пробы слой сорбента в СТ-112 уплотняют легким постукиванием трубки по листу фильтровальной бумаги, лежащей на столе. Для определения разовой концентрации фторида водорода исследуемый воздух аспирируют с расходом 3 дм3/мин в течение 20 мин через сорбционную трубку, укрепленную с внешней стороны поста вертикально, сорбентом вниз. Воздух должен идти снизу вверх. Отбор проб можно производить при температуре от минус 30 до 40 °С. Перед трубкой с помощью полиэтиленового уголка устанавливают фильтродержатель с фильтром для улавливания твердых фторидов и других аэрозолей. Трубка, уголок, фильтродержатель должны быть соединены встык, чтобы не было контакта воздуха с резиной. Отобранные пробы в герметичной упаковке могут храниться не более недели.

Для определения среднесуточной концентрации пробу отбирают в одну сорбционную трубку непрерывно или 4 - 8 разовых проб за 24 ч.

8. Выполнение измерений

В лаборатории сорбционную трубку извлекают из упаковки, тщательно вытирают фильтровальной бумагой наружную поверхность, помещают в пробирку, приливают 6 см3 дистиллированной воды. Путем 5 … 6-кратного прокачивания воды через слой стеклянных гранул с помощью резиновой груши, не допуская попадания жидкости внутрь груши, переводят пробу в раствор. Затем трубку удаляют из пробирки и отбирают 5 см3 раствора в пробирку для анализа. К 5 см3 раствора добавляют 1,6 см3 раствора азотнокислого цирконила, тщательно перемешивают раствор и выдерживают 30 мин. Одновременно готовят три нулевые пробы. С этой целью трубки, подготовленные для отбора (из той серии, которая была отправлена на пункт отбора проб), помещают в пробирки, приливают 6 см3 дистиллированной воды и проводят все операции согласно ходу анализа. Через 30 мин во все пробы, в том числе нулевые, приливают по 1,6 см3 6,02 %-ного раствора ксиленового оранжевого и вновь тщательно перемешивают содержимое пробирок. Сливают вместе нулевые пробы и через 3 - 5 мин измеряют оптическую плотность. Измерения производят при длине волны 540 нм в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 20 мм. При определении содержания фторид-ионов в пробе измеряют ослабление окраски. Поэтому порядок операций при работе на двухлучевом фотоэлектроколориметре меняется по сравнению с обычным. В левый пучок света колориметра помещают кювету с дистиллированной водой, в правый - кювету с усредненной нулевой пробой и с помощью левого барабана уравновешивают световые потоки. При этом правый барабан должен стоять на нуле оптической плотности. Затем из правой кюветы выливают раствор, удаляют его остатки, опрокинув кювету на толстый слой фильтровальной бумаги или марли, и в нее наливают анализируемый раствор. Уравнивают световые потоки правым барабаном (левый не трогают) и снимают значение оптической плотности по его шкале. Затем выливают из кюветы раствор, удаляют его остатки и наливают новую пробу. Грани кюветы тщательно вытирают батистом, помещают кювету в правый световой поток, выравнивают потоки правым барабаном (левый не трогают), снимают его показания и т.д. Через 10 - 15 измерений в кювету заливают усредненную нулевую пробу, устанавливают правый барабан на нуль и проверяют, не разбалансировался ли прибор (при положении правого барабана на нуле шкалы оптической плотности световые потоки должны быть уравновешенными).

Массу фторид-ионов в растворе определяют по полученному на правом барабане значению оптической плотности с помощью градуировочной характеристики.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.3.2. Фторид водорода: отбор проб в барботеры [34]

Методика предназначена для определения концентрации фторида водорода в атмосферном воздухе в диапазоне 0,002 - 0,7 мг/м3 при объеме пробы воздуха 60 дм3.

1. Нормы точности измерений

По результатам метрологического исследования, при определении концентрации фторида водорода в атмосферном воздухе в диапазоне 0,002 - 0,7 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±23 %.

2. Метод измерения

См. п. 2 методики 5.2.3.1.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

См. п. 3.2 методики 5.2.3.1.

3.3. Вспомогательные устройства

Поглотительные приборы Рыхтера по ТУ 25-11-1136-75. Остальные вспомогательные устройства согласно п. 3.2 методики 5.2.3.1, кроме сорбционных трубок.

3.4. Материалы

См. п. 3.3 методики 5.2.3.1.

3.5 Реактивы

См. п. 3.4 методики 5.2.3.1.

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка поглотительных приборов и отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

Все растворы кроме тех, которые указаны в перечислениях 1 и 7, готовят согласно п. 7.2 методики 5.2.3.1.

7.3. Установление градуировочной характеристики

См. п. 7.3 методики 5.2.3.1.

7.4. Отбор проб воздуха

Для определения разовой концентрации фторида водорода исследуемый воздух аспирируют через поглотительный прибор Рыхтера, заполненный 5 см3 дистиллированной воды, с расходом 3 дм3/мин в течение 20 мин. Перед поглотительным прибором устанавливают фильтродержатель с фильтром АФА-В-10 для задержания твердых фторидов и других аэрозолей. После отбора пробы фильтродержатель отсоединяют от поглотительного прибора, фильтр, согнув пополам внутрь экспонированной стороной, укладывают в бумажный конверт, а поглотительные приборы, закрыв заглушками, устанавливают в ящик для отправки в химическую лабораторию.

Для определения среднесуточной концентрации отбирают 4 - 8 разовых проб в течение 24 ч.

8. Выполнение измерений

В лаборатории снимают с поглотительных приборов заглушки, доливают уровень раствора дистиллированной водой до метки 6 см3 (приливать воду необходимо через входную трубку), перемешивают и переносят 5 см3 раствора в пробирку. Одновременно готовят три нулевые пробы, в качестве которых используют 5 см3 дистиллированной воды. К 5 см3 раствора добавляют по 1,0 см3 раствора азотнокислого цирконила и далее производят измерения согласно п. 5 методики 5.2.3.1.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.3.3. Фторид водорода и твердые фториды из одной пробы воздуха [9]

При определении концентрации фторида водорода и твердых фторидов из одной пробы воздух аспирируют с расходом 3 дм3/мин через последовательно установленные фильтр и сорбционную трубку или поглотительный прибор Рыхтера, подготовленные для улавливания из воздуха фторида водорода. На фильтре накапливаются твердые фториды и соединения алюминия. Фторид водорода проходит через фильтр и улавливается в поглотительный прибор для HF.

Определение массы фторида водорода проводят по методике 5.2.3.1 или 5.2.3.2. При определении массы твердых фторидов см. пп. 1, 3 - 7, 9 методики 5.2.3.1. Фильтр вынимают из пакета, помещают в пробирку, смачивают 0,1 см3 спирта, заливают 6 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 и выдерживают на кипящей водяной бане 20 - 30 мин. После охлаждения отбирают 5 см3 раствора, нейтрализуют его по фенолфталеину соляной кислотой концентрацией 3,5 моль/дм3, приливают 1,6 см3 азотнокислого цирконила, тщательно перемешивают и вновь нагревают на кипящей водяной бане 30 мин. После охлаждения к пробе приливают 1,6 см3 0,02 %-ного раствора ксиленолового оранжевого, перемешивают и через 3 - 5 мин измеряют оптическую плотность (см. п. 8 методики 5.2.3.1).

5.2.3.4. Хлор: отбор проб в барботеры [14]

Методика предназначена для определения концентрации хлора в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,012 - 0,30 мг/м3 при отборе пробы воздуха объемом 20 дм3. При определении массовой концентрации в диапазоне 0,3 - 1,0 мг/м3 объем пробы воздуха следует уменьшить до 5 дм3.

Сильные окислители и восстановители мешают определению. Эквивалентное количество озона ослабляет окраску поглотительного раствора в 10 раз меньше, чем хлор, SO2 и другие сильные восстановители занижают результаты измерений.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации хлора в атмосферном воздухе в диапазоне 0,012 - 0,30 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25.

2. Метод измерения

Метод основан на поглощении хлора из воздуха раствором метилового оранжевого и дальнейшем его фотометрическом определении по ослаблению окраски раствора метилового оранжевого.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Барометр анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2; цена деления 1 °С; пределы 0 - 55 °С по ГОСТ 215-73Е

Электроаспиратор ЭА-1;

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 8 шт.

2-100-2 - 3 шт.

2-500-2 - 3 шт.

2-1000-2 - 2 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

4-2-2 - 2 шт.

2-2-5 - 5 шт.

5-2-10 - 2 шт.

2-2-10 - 2 шт.

2-2-50 - 2 шт.

2-2-100 - 1 шт.

Бюретки по ГОСТ 20292-74Е

3-2-25-0,1 - 3 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Поглотительные приборы Рыхтера по ТУ 25-11-1136-75

3.4. Реактивы

Известь хлорная, медицинская по ГОСТ 1692-85

Калия бромид, ч. д. а. по ГОСТ 4160-74

Калия иодид, х. ч. по ГОСТ 4232-74

Крахмал растворимый, ч. по ГОСТ 10163-76

Метиловый оранжевый, индикатор по ГОСТ 10816-64

Натрия тиосульфат, 0,1 моль/дм3

(0,1 н.), стандарт-титр по ТУ 6-09-2540-72

Серная кислота (? = 1,84 г/см3), х. ч. по ГОСТ 4204-77

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Серная кислота, 10 %-ный раствор. В стакан из термостойкого стекла вносят 90 см3 воды, осторожно приливают 5,5 см3 концентрированной серной кислоты (? = 1,84 г/см3) и перемешивают.

2) Серная кислота, 0,5 %-ный раствор. К 500 см3 воды осторожно приливают 2,8 см3 концентрированной серной кислоты. После охлаждения раствор доводят до 1000 см3 водой.

3) Тиосульфат натрия, раствор 0,02 моль/дм3. 100 см3 раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 (0,1 н.), приготовленного из стандарт-титра, доводят водой до метки в мерной колбе вместимостью 500 см3. Используют свежеприготовленный раствор тиосульфата.

4) Тиосульфат натрия, раствор 0,002 моль/дм3. Раствор, приготовленный по перечислению 3, разбавляют в 10 раз.

5) Метиловый оранжевый, 0,06 %-ный раствор. В мерной колбе вместимостью 100 см3 растворяют 60 мг метилового оранжевого в 50 см3 воды при температуре 48 - 50 °С, охлаждают и объем в колбе доводят до 100 см3 водой.

6) Поглотительный раствор. 10 см3 0,06 %-ного раствора метилового оранжевого вносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, содержащую 400 - 500 см3 воды, добавляют 100 см3 0,5 %-ного раствора серной кислоты и 0,5 г бромида калия. Раствор доводят водой до метки и хорошо перемешивают. Этот раствор используют для заполнения поглотительных приборов. Его оптическая плотность должна быть в интервале 0,74 - 0,78. Если оптическая плотность поглотительного раствора больше или меньше этого значения, добавляют соответствующее количество дистиллированной воды или 0,06 %-ного раствора метилового оранжевого. Раствор хранят в темной, герметично закрытой склянке не более 1 мес.

7) Раствор метилового оранжевого для установления градуировочной характеристики. 10 см3 0,06 %-ного раствора метилового оранжевого переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3, добавляют 250 см3 воды, 100 см3 0,5 %-ного раствора серной кислоты и 0,5 г бромида калия. Раствор доводят водой до метки и хорошо перемешивают. При хранении в темном прохладном месте в герметично закрытой склянке он пригоден к употреблению в течение 2 мес.

8) Крахмал, 0,5 %-ный раствор. 0,25 г крахмала размешивают с 10 см3 воды до получения равномерной взвеси. Нагревают 40 см3 воды до 50 - 60 °С, прибавляют взвесь крахмала, при постоянном перемешивании нагревают до кипения, кипятят 1 мин и охлаждают.

9) Исходный раствор для установления градуировочной характеристики. 5 г хлорной извести (технической) растворяют в 250 см3 воды, хорошо перемешивают и оставляют на несколько часов. Затем раствор фильтруют через фильтр «синяя лента» в темную склянку и доводят объем раствора до 1 дм3 водой. Массу хлора определяют титрованием. Для этого 10 см3 раствора вносят в коническую колбу с притертой пробкой вливают 5 см3 10 %-ного раствора серной кислоты, 60 см3 воды, всыпают 1 г иодида калия. Раствор оставляют на 3 - 5 мин в темном месте и затем титруют раствором тиосульфата натрия концентрацией 0,02 моль/дм3. Перед концом титрования добавляют несколько капель 0,5 %-ного раствора крахмала. Массу хлора определяют из расчета, что 1 см3 раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,02 моль/дм3 соответствует 0,709 мг хлора. Рассчитывают объем раствора, в котором содержится 1,00 мг хлора.

10) Рабочий раствор для установления градуировочной характеристики с массовой концентрацией хлора 10 мкг/см3. Готовят в мерной колбе вместимостью 100 см3. Для этого рассчитанный объем исходного раствора (см. перечисление 9), в котором содержится 1 мг хлора, помещают в мерную колбу и доводят до метки водой. Этот раствор необходимо оттитровать свежеприготовленным раствором тиосульфата натрия (см. перечисление 4). Проводят не менее пяти определений и вычисляют среднее значение. 1 см3 тиосульфата натрия концентрацией 0,002 моль/дм3 соответствует 0,0709 мг хлора. Результаты титрования учитывают при расчете массовой концентрации хлора в растворах для градуировки.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы хлора в пробе, устанавливают с помощью растворов для градуировки, приготовленных в пяти сериях. Каждую серию, состоящую из шести растворов для градуировки, готовят из рабочего раствора для установления градуировочной характеристики. Растворы для градуировки готовят в мерных колбах вместимостью 50 см3, для чего в каждую колбу вносят рабочий раствор для градуировки, согласно табл. 5.10, по 25 см3 раствора метилового оранжевого для градуировки (см. п. 7.2, перечисление 7), доводят до 50 см3 дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Измерения начинают через 30 мин после приготовления растворов для градуировки.

Таблица 5.10

Растворы дня установления градуировочной характеристики при определении концентрации хлора

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора (? = 10 мкг Cl2 в 1 см3), см3

0,25

0,5

1,0

2,0

4,0

6,0

Масса Cl2 в 5 см3 раствора, мкг

0,25

0,5

1,0

2,0

4,0

6,0

Для установления градуировочной характеристики измеряют оптическую плотность раствора из каждой колбы в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 499 нм. Следует учесть, что при определении концентрации хлора измеряют не усиление окраски, как в других методах, а ослабление, поэтому порядок операций при работе на двухлучевом фотоэлектроколориметре будет следующим. В левый пучок света помещают кювету с дистиллированной водой, в правый - кювету с поглотительным раствором и с помощью левого барабана уравнивают световые потоки. Затем в кювету, где находился поглотительный раствор, наливают анализируемый раствор, уравнивают световые потоки правым барабаном и снимают значение оптической плотности по шкале. Через каждые 5 - 10 измерений (в зависимости от устойчивости нуля прибора) в кювету заливают поглотительный раствор. При положении правого барабана на нуле шкалы оптической плотности световые потоки должны находиться в состоянии равновесия (уравновешивание производится вращением левого барабана). При установлении градуировочной характеристики в расчете используют истинные значения содержания хлора в 5 см3, полученные при титровании.

Пример. В результате титрования получено, что концентрация рабочего раствора для градуировки составляет не 10, а 9,2 мкг хлора в 1 см3 раствора. В этом случае действительная масса хлора в 5 см3 пробы в колбе № 2 составляет 0,25?0,92 = 0,23 мкг, в колбе № 3 она будет 0,5?0,92 = 0,46 мкг и т.д.

Проверку градуировочной характеристики следует проводить при каждой смене партии реактива, но не реже одного раза в квартал.

7.4. Отбор проб. Для определения разовой массовой концентрации хлора исследуемый воздух в течение 20 мин аспирируют с расходом 1 дм3/мин через поглотительный прибор Рыхтера, содержащий 6 см3 поглотительного раствора. Срок хранения отобранных проб не более 3 сут. Поглотительный прибор с раствором взвешивают до отбора пробы.

8. Выполнение измерений

В лаборатории раствор в поглотительном приборе доводят до исходной массы дистиллированной водой и перемешивают. Переводят жидкость из поглотительного прибора в кювету фотоколориметра. Оптическую плотность раствора измеряют в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 499 нм согласно п. 7.3. Массу хлора в пробах находят с помощью установленной градуировочной характеристики.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.3.5. Хлорид водорода: отбор проб на пленочный сорбент [потенциометрический метод] [5, 60]

Методика предназначена для определения концентрации хлорида водорода в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,06 - 3,13 мг/м3 при объеме пробы воздуха 80 дм3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций. Мешающее влияние аэрозолей хлоридов, бромидов и иодидов металлов устраняют в процессе отбора проб.

1. Нормы точности измерений

По результатам метрологического исследования, при определении концентрации хлорида водорода в атмосферном воздухе в диапазоне 0,06 - 3,13 мг/м3 суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±20 %.

2. Метод измерения

Метод основан на поглощении хлорида водорода из воздуха раствором углекислого натрия с глицерином, нанесенным на твердый инертный носитель. Поглощенный хлорид водорода определяют потенциометрическим методом с помощью хлоридного электрода.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы.

3.2. Средства измерений

Универсальный иономер И-130 или другой

с ценой деления не более 0,5 мВ

Электрод хлорид-селективный ЭМ-C1-01 по ТУ 25.05.1910-80

Электрод сравнения ЭВЛ-1М3 по ГОСТ 16286-70

Мешалка магнитная ММ-2 (или аналогичная)

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Термометр лабораторный шкальный по ГОСТ 215-73Е

ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С

Электроаспиратор ЭА-1; погрешность ±10 %,

Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Секундомер; класс 3; цена деления по ГОСТ 5072-79Е

секундной шкалы 0,2 с

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-25-2 - 7 шт.

2-100-2 - 2 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

2-1-5 - 3 шт.

6-2-10 - 2 шт.

Стакан-ячейка для монометрических измерений вместимостью 8 см3 (наружный диаметр 24 мм, высота 24 мм) - 20 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Трубки сорбционные СТ 112 или СТ 212 по ТУ 25-1110.039-82.

Солевой мостик для отделения электрода сравнения от анализируемого раствора. Мостик представляет собой делительную воронку вместимостью 250 см3, соединенную гибкой трубкой из полимерного материала диаметром 0,5 см3, длиной 20 - 40 см с капиллярной трубкой для полярографических ртутно-капающих электродов диаметром 0,5 см3, длиной 7 - 12 см, с отверстием диаметром 0,05 мм. Систему солевого мостика заполняют раствором азотнокислого калия концентрацией 1 моль/дм3. Кран делительной воронки смазывают внутри и снаружи апиезоновой смазкой для предотвращения вытекания раствора и кристаллизации соли. Раствор азотнокислого калия в делительной воронке меняют не реже одного раза в 10 дней при перекрытом кране. Необходимо следить, чтобы в системе солевого мостика отсутствовали пузырьки воздуха. Перед измерениями хлорид-серебряный электрод сравнения опускают в делительную воронку и приоткрывают кран.

7.4. Реактивы

Аммоний уксуснокислый, ч. д. а. по ГОСТ 3117-78

Глицерин, ч. д. а. по ГОСТ 6259-79

Калий азотнокислый, х. ч. по ГОСТ 4217-77

Калий хлористый, х. ч. по ГОСТ 4234-77

Кислота уксусная ледяная, х. ч. по ГОСТ 61-75

Натрий углекислый, ч. д. а. по ГОСТ 83-79

Свинец уксуснокислый, ч. д. а. по ГОСТ 1027-67

Спирт этиловый, ректификат по ГОСТ 5962-67

3.5. Материалы

Фильтры АФА-В-10, изготовитель ВО «Изотоп»

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, зарядка электрода, проверка крутизны характеристики электрода, установление градуировочной характеристики, подготовка сорбционных трубок, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Раствор для обработки сорбционных трубок. В колбе вместимостью 100 см3 растворяют 10 г углекислого натрия, добавляют 10 см3 глицерина и доводят до метки дистиллированной водой.

2) Буферный раствор. 7,78 г уксуснокислого аммония растворяют в воде, добавляют 5,7 см3 ледяной уксусной кислоты, 0,015 г уксуснокислого свинца и 10 см3 этилового спирта. Раствор доводят дистиллированной водой до метки в мерной колбе вместимостью 1000 см3.

3) Калий азотнокислый, раствор 1 моль/дм3. 101,1 г азотнокислого калия растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1000 см3.

4) Раствор для градуировки концентрацией 100 мкг/см3 хлорид-иона. 0,2102 г хлорида калия растворяют в буферном растворе в мерной колбе вместимостью 1000 см3. Объем доводят до метки буферным раствором. Хранить в холодильнике не более 1 мес.

5) Исходный контрольный раствор хлорида калия концентрацией 0,1 моль/дм3 для проверки крутизны характеристики хлоридного электрода. 7,456 г хлорида калия растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1000 см3.

6) Контрольные растворы 0,01; 0,001; 0,0001 моль/дм3 готовят путем разбавления исходного раствора дистиллированной водой соответственно в 10, 100 и 1000 раз.

7.3. Зарядка электрода. Проверка крутизны характеристики электрода.

Хлоридный электрод заряжают в соответствии с инструкцией, изложенной в паспорте. Собранный электрод вымачивают при комнатной температуре в течение суток в растворе хлорида калия концентрацией 0,001 моль/дм3.

Перед началом работы электрод промывают дистиллированной водой и обтирают фильтровальной бумагой. Готовность электрода к работе проверяют, согласно инструкции, по значению потенциала электрода в контрольном растворе хлорида калия концентрацией 0,001 моль/дм3 относительно насыщенного хлорсеребряного электрода, равному 198 ± 12 мВ, при температуре (25 ± 1) °С.

Крутизна характеристики электрода K должна соответствовать паспортным данным; она вычисляется по формуле:

где E1 и E2 - потенциалы электрода в растворах с концентрацией соответственно c1 и c2, мВ; c1 и c2 - концентрации растворов, моль/дм3.

В лабораторных условиях электроды хранятся сухими. Если электрод ежедневно эксплуатируется, его следует хранить в растворе хлорида калия концентрацией 0,001 моль/дм3 в вертикальном положении.

7.4. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость потенциала измерительного электрода (E, мВ) от логарифма концентрации хлорид-иона (lg cCl-) строят по результатам измерений пяти серий градуировочных растворов. Каждую серию, состоящую из семи растворов, готовят из раствора для градуировки. Растворы готовят в мерных колбах вместимостью 25 см3, для чего в каждую колбу вносят 1 см3 раствора для обработки сорбционных трубок (см. п. 7.2, перечисление 1), раствор для градуировки согласно табл. 5.11, доводят объем до метки буферным раствором и тщательно перемешивают.

Для проведения измерения раствор переливают в измерительную ячейку (стакан вместимостью 8 см3), опускают хлоридный электрод ЭМ-С1-01, капилляр солевого мостика и якорь магнитной мешалки. Включают магнитную мешалку и снимают показания иономера через 1 - 2 мин. Необходимо следить за тем, чтобы глубина погружения электродов в растворы во всех случаях была одинаковой.

Таблица 5.11

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации хлорида водорода

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

Объем исходного раствора для градуировки (? = 100 мкг/см3), см3

0,25

0,5

1,0

1,25

2,5

5,0

12,5

Концентрация Cl, мкг/см3

1

2

4

5

10

20

50

lg cCl-

0,000

0,301

0,602

0,699

1,000

1,301

1,699

Измерения проводит в порядке возрастания концентрации. После каждого измерения электроды промывают несколько раз дистиллированной водой до получения стабильного потенциала хлоридного электрода в нулевом буферном растворе, который готовят, добавляя 1 см3 раствора по п. 7.2, перечислению 1 к 24 см3 буферного раствора.

Градуировочную характеристику устанавливают по семи точкам на основании средних арифметических значений результатов измерений пяти серий растворов для градуировки. Проверку градуировочного графика следует производить ежедневно по трем растворам в диапазоне концентраций анализируемых проб.

7.5. Подготовка сорбционных трубок

Чистые трубки, предназначенные для отбора проб, обрабатывают абсорбирующим раствором (см. п. 7.2, перечисление 1) в соответствии с п. 5.1.12, тщательно вытирают снаружи чистой фильтровальной бумагой, сразу же закрывают заглушками и упаковывают в полиэтиленовые пакеты. Срок хранения пропитанных трубок в герметичной упаковке не более 7 сут.

7.6. Отбор проб

Для определения разовой концентрации хлорида водорода исследуемый воздух аспирируют с расходом 4 дм3/мин в течение 20 мин через фильтр АФА-В-10 и сорбционную трубку, подготовленную к отбору. Сорбционная трубка должна быть укреплена в вертикальном положении слоем сорбента вниз. Воздух должен идти снизу вверх. Срок хранения проб в герметичной упаковке не более 7 сут.

8. Выполнение измерений

Сорбционную трубку помещают в пробирку, приливают 5 см3 буферного раствора и тщательно перемешивают содержимое с помощью резиновой груши, надетой на выходной конец трубки. Через 5 - 10 мин раствор переливают в измерительную ячейку и измеряют потенциал хлоридного электрода, как указано в п. 7.4. По полученному значению потенциала, пользуясь градуировочной характеристикой, находят логарифм концентрации хлорид-ионов (lg cCl-). По окончании измерения хлоридсеребряный электрод вынимают из делительной воронки и помещают в дистиллированную воду.

9. Вычисление результата измерений

Концентрацию (мг/м3) хлорида водорода в воздухе находят по формуле:

где c - концентрация хлорид-ионов, мкг/см3 (антилогарифм lg cCl-);

1,03 - коэффициент пересчета хлорид-иона на хлорид водорода;

5 - объем раствора пробы, см3;

V0 - объем отобранной пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм3.

Примечание. При работе с хлорид-селективным электродом необходимо избегать прямого солнечного света.

5.2.3.6. Хлорид водорода: отбор проб на пленочный сорбент1 [15]

1 Методику применять при отсутствии условий для использования методики 5.2.3.5.

Методика предназначена для определения концентрации хлорида водорода в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне концентраций 0,1 - 2,0 мг/м3 при объеме пробы 30 дм3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций. Мешающее влияние аэрозолей хлоридов, бромидов и цианидов металлов устраняют в процессе отбора пробы.

1. Нормы точности измерений

По результатам метрологического исследования при определении концентрации хлорида водорода в атмосферном воздухе в диапазоне 0,1 - 2,0 мг/м3 суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±17 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании хлорида водорода пленочным хемосорбентом и фотометрическом определении его массы по реакции с роданидом ртути и трехвалентным железом в водно-ацетоновой среде.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 по ГОСТ 5072-79Е

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2;

пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1; погрешность

±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 8 шт.

2-100-2 - 3 шт.

2-500-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 3 шт.

2-1-5 - 2 шт.

6-2-10 - 2 шт.

Воронка с пористой пластинкой № 4

Пробирки колориметрические с

пришлифованными пробками по ГОСТ 10615-75

3.3. Вспомогательные устройства

Трубки сорбционные СТ 112 или СТ 212

(маркировки 1 и 2) по ТУ 25-1110.039-82

3.4. Материалы

Трубка резиновая полувакуумная, тип 1 по ГОСТ 5496-77

Фильтры АФА-В-10; изготовитель ВО «Изотоп»

3.5. Реактивы

Азотная кислота, х. ч. по ГОСТ 4461-77

Ацетон, ч. д. а. по ГОСТ 2603-71

Глицерин, х. ч. или ч. д. а. по ГОСТ 6259-75

Калий хлористый, х. ч. по ГОСТ 4234-77

Квасцы железоаммонийные, ч. д. а. по ГОСТ 4205-77

Натрий углекислый, х. ч. по ГОСТ 83-79

Ртути роданид (см. п. 7.2, перечисление 2)

Спирт этиловый, ректификат по ГОСТ 5962-67

Ртуть азотнокислая, окисная, одноводная, по ГОСТ 4520-78

ч. д. а.

Калий роданистый, х. ч. по ГОСТ 4139-75

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка сорбционных трубок к работе, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов и роданида ртути

1) Раствор для обработки сорбционных трубок. 10 г углекислого натрия растворяют в мерной колбе вместимостью 100 см3 примерно в 50 см3 дистиллированной воды, приливают 20 см3 глицерина и доводят объем до метки водой.

2) Роданид ртути. 20 г нитрата ртути растворяют в 100 см3 воды и подкисляют несколькими каплями азотной кислоты. В другой колбе растворяют 13 г роданида калия в 50 см3 воды и при сильном перемешивании по каплям переносят в раствор нитрата ртути. Образовавшийся аморфный осадок отфильтровывают, промывают водой до отрицательной реакции на роданид-ионы (индикатор - железоаммонийные квасцы) и высушивают.

3) Роданид ртути, 0,2 %-ный спиртовой раствор. 0,2 г роданида ртути растворяют в 100 см3 этилового спирта. Спустя сутки раствор отфильтровывают через воронку с пористой пластинкой № 4. Раствор устойчив в течение 14 сут.

4) Раствор железоаммонийных квасцов. 61 г квасцов вносят в колбу, добавляют 100 см3 воды и 310 см3 азотной кислоты. Раствор фильтруют через воронку с пористой пластинкой № 4 в мерную колбу вместимостью 500 см3 и доводят водой до метки.

5) Ацетон, 60 %-ный раствор в воде по объему.

6) Исходный раствор для градуировки (? = 100 мкг/см3 хлорид-иона). 0,0210 г хлористого калия помещают в мерную колбу 100 см3, доводят объем до метки дистиллированной водой.

7) Рабочий раствор для градуировки (? = 10 мкг/см3 хлорид-иона). 10 см3 исходного раствора разбавляют в мерной колбе до 100 см3 водой.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности от массы хлорид-иона, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из семи растворов, готовят из свежеприготовленного раствора хлорида калия (см. п. 7.2, перечисление 6).

Растворы для установления градуировочной характеристики готовят в мерных колбах вместимостью 50 см3. Для этого в каждую колбу вливают рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл. 5.12, 2 см3 раствора для обработки сорбционных трубок, доводят объем 60 %-ным ацетоновым раствором до метки и тщательно перемешивают.

Таблица 5.12

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации хлорида водорода

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

Объем рабочего раствора (? = 10 мкг/см3), см3

3

6

9

-

-

-

-

Объем исходного раствора (? = 100 мкг/см3), см3

-

-

-

1,2

1,5

2,0

4,0

Масса хлорид-иона в 5 см3, мкг

3

6

9

12

25

20

40

Для установления градуировочной характеристики отбирают в пробирки по 5 см3 каждого раствора, добавляют 0,5 см3 раствора железоаммонийных квасцов и 0,4 см3 раствора роданида ртути, тщательно перемешивают. Одновременно готовят нулевой раствор, содержащий все реактивы, кроме раствора для градуировки. Через 10 мин измеряют оптическую плотность растворов по отношению к воде. Измерения проводят в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 480 нм. Среднее значение оптической плотности нулевой пробы не должно превышать 0,035 - 0,040.

7.4. Подготовка сорбционных трубок

Чистые трубки, предназначенные для отбора проб, и те, которые используются в качестве нулевых, обрабатывают абсорбирующим раствором (см. п. 7.2, перечисление 1), согласно п. 5.1.12, тщательно вытирают снаружи чистой фильтровальной бумагой, сразу же закрывают заглушками и упаковывают в полиэтиленовые пакеты. Срок хранения пропитанных трубок в герметичной упаковке не более недели.

7.5. Отбор проб

Для определения разовой концентрации хлорида водорода исследуемый воздух с расходом 1,5 дм3/мин аспирируют в течение 20 мин через фильтр АФА-В-10 и сорбционную трубку, подготовленную к отбору. Сорбционная трубка должна быть укреплена в вертикальном положении слоем сорбента вниз. Воздух должен идти снизу вверх. Отбор проб можно производить в диапазоне температур воздуха от минус 10 до 40 °С. Отобранные пробы в герметичной упаковке могут сохраняться в течение недели. При необходимости определения меньших концентраций расход воздуха может быть увеличен до 5 дм3/мин.

8. Выполнение измерений

Сорбционную трубку помещают в пробирку и смывают пробу 5 см3 60 %-ного ацетонового раствора с помощью пипетки, кончик которой касается внутреннего края трубки и перемещается по окружности. Путем нескольких прокачиваний ацетонового раствора через сорбент при помощи резиновой груши переводят пробу в раствор, затем в трубку, находящуюся в пробирке, приливают 0,5 см3 раствора железоаммонийных квасцов и 0,4 см3 раствора роданида ртути. Повторяют операцию перемешивания и вытесняют грушей остатки раствора в пробирку. Через 10 мин после прибавления реактивов измеряют оптическую плотность раствора. Каждый раз одновременно анализируют аналогично пробе нулевой раствор - сорбционную трубку из партии, приготовленной к отбору.

Массу хлорид-иона в пробе находят с помощью градуировочной характеристики по разности результатов измерений оптической плотности растворов пробы и нулевого и пересчитывают на массу хлорида водорода умножением на коэффициент 1,03.

9. Вычисление результатов измерений

См. п. 5.1.16, формулу (5).

5.2.4. Соединения фосфора [V] [фосфорный ангидрид и фосфорная кислота] [52]

Методика предназначена для определения концентрации фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,0005 - 0,015 мг/м3 при объеме пробы воздуха 2 м3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

Определению мешают растворимые фосфаты и соединения мышьяка.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида в атмосферном воздухе в диапазоне 0,0005 - 0,015 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании из воздуха фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида аэрозольным фильтром и фотометрическом их определении по фосфорно-молибденовой сини, образующейся в результате взаимодействия фосфорной кислоты с молибденовокислым аммонием в присутствии восстановителя.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Секундомер: класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504.1797-75

Электроаспиратор модели ЭА-1;

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 2 шт.

2-100-2 - 3 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

2-1-5 - 5 шт.

6-2-10 - 3 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Фильтродержатели для фильтров

АФА-XП-18, изготовитель ВО «Изотоп»

Пористый стеклянный фильтр № 3

Стаканы стеклянные вместимостью 50 см3

Баня водяная

Электрическая плитка с закрытой спиралью

Пробирки П4-10-14/23 по ГОСТ 23932-79

3.4. Материалы

Фильтры АФА-XП-18; изготовитель ВО «Изотоп»

3.5. Реактивы

Аммоний молибденовокислый, х. ч. по ГОСТ 3765-78

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Калий фосфорнокислый однозамещенный х. ч. по ГОСТ 4198-75

Кислота аскорбиновая х. ч. по ГОСТ 4815-75

Кислота серная, х. ч. по ГОСТ 4204-77

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.14.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка фильтров, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Кислота аскорбиновая, 1 %-ный раствор. 1 г аскорбиновой кислоты растворяют в воде. Объем доводят до 100 см3. Раствор хранят в склянке из темного стекла.

2) Кислота серная, раствор 1:4. К четырем объемам воды осторожно, при постоянном помешивании добавляют 1 объем серной кислоты.

3) Аммоний молибденовокислый. 1,7 %-ный раствор. 1 г молибденово-кислого аммония растворяют в 10 см3 дистиллированной воды и добавляют 50 см3 раствора серной кислоты 1:4 (см. перечисление 2).

4) Исходный раствор для градуировки (? = 1000 мкг/см3). 0,1915 г калия фосфорнокислого однозамещенного помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

5) Рабочий раствор для градуировки (? = 10 мкг/см3). Готовят 100-кратным разбавлением исходного раствора (см. перечисление 4) водой. Раствор хранят не более 5 сут.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы фосфорной кислоты в пробе, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из семи растворов, готовят из рабочего раствора (см. п. 7.2, перечисление 5) в соответствии с табл. 5.13.

Таблица 5.13

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации фосфорной кислоты (в пересчете на фосфорный ангидрид)

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

Объем рабочего раствора (? = 10 мкг/см3), см3

0,05

0,1

0,2

0,4

0,8

1,0

1,5

Соответствует массе фосфорного ангидрида, в пробе, мкг

0,5

1

2

4

8

10

15

Для установления градуировочной характеристики на чистые фильтры АФА-XП-18 с обрезанными краями, помещенные в стаканы, наносят по 5 см3 растворов для градуировки согласно табл. 5.13 и обрабатывают аналогично пробам (см. п. 8). Для построения градуировочной характеристики используют разности оптических плотностей растворов 1 - 7 и среднего значения оптической плотности трех нулевых проб.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида исследуемый воздух аспирируют через фильтр АФА-XП-18 с расходом 50 дм3/мин или через фильтр площадью 36 см2 с расходом до 100 дм3/мин в течение 20 мин. Для определения среднесуточных концентраций отбирают на один фильтр шесть разовых проб с перерывами в 4 ч. Срок хранения проб в герметичной упаковке неограничен.

8. Выполнение измерений

Фильтр с пробой помещают в стакан, заливают 5 см3 воды и подогревают до 70 - 80 °С. Затем раствор и фильтр переносят на воронку с пористым стеклянным фильтром № 3 и маленькими порциями горячей воды промывают стакан и фильтр. Общий объем фильтрата доводят до 10 см3. 5 см3 раствора переносят в пробирку, добавляют 1 см3 раствора молибденовокислого аммония и 0,3 см3 аскорбиновой кислоты. Пробирку энергично встряхивают и помещают на 3 мин в кипящую водяную баню. По охлаждении измеряют оптическую плотность раствора по отношению к воде при 700 нм в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм. Одновременно анализируют нулевую пробу, которую готовят из чистого фильтра с обрезанными краями.

Массу фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптических плотностей растворов пробы и нулевого.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.5. Металлы

5.2.5.1. Ванадий [35]

Методика предназначена для определения концентрации ванадия в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,001 - 0,01 мг/м3 при объеме пробы воздуха 2 м3. Используется для определения разовых и среднесуточных концентраций.

Определению не мешает железо, кальций, магний, марганец, титан, медь, кремний, никель и цинк в количествах до 5,0 мг в пробе.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации ванадия в атмосферном воздухе в диапазоне 0,001 - 0,01 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании ванадия на фильтры АФА-XП-18 и фотометрическом определении его массы по окрашенному в фиолетовый цвет комплексному соединению, образующемуся при взаимодействии ванадия с салицилгидроксамовой кислотой.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2, пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-117 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1; погрешность

±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Муфельная печь с термопарой

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 5 шт.

2-100-2 - 3 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

2-1-5 - 7 шт.

6-2-10 - 3 шт.

4-2-2 - 2 шт.

Стаканы В-1-250 ТС по ГОСТ 25336-82

Пробирки П4-5-14/23 по ГОСТ 1770-74

Тигли фарфоровые

Чашки ЧВА1-100 по ГОСТ 10973-75

Воронки В-25-50 ХС по ГОСТ 25336-82

3.3. Вспомогательные устройства

Бумага индикаторная, универсальная

Баня водяная

Баня песчаная

Фильтродержатели для фильтров АФА-XП-18

Воронка Бюхнера

Сушильный шкаф

3.4. Материалы

Фильтры АФА-XП-18 или из ткани ФПП,

изготовитель ВО «Изотоп»

Трубка резиновая полувакуумная, тип 1 по ГОСТ 5496-57

Фильтры «синяя лента» диаметром 4 см

Палочки стеклянные

3.5. Реактивы

Аммоний метаванадиевокислый, ч. д. а. по ГОСТ 9336-75

изменение № 1

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Гидроксиламин гидрохлорид, ч. д. а. по ГОСТ 5456-79

Кислота азотная, х. ч. по ГОСТ 4461-77

Кислота уксусная ледяная, х. ч. по ГОСТ 61-75

Кислота соляная, х. ч. (? = 1,19 г/см3) по ГОСТ 3118-77

Натрия гидроксид, х. ч. по ГОСТ 4328-77

Этанол для хроматографии по ТУ 6-09-1710-77

Эфир метиловый салициловой кислоты, ч.

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы по выпариванию кислоты и озолению фильтров необходимо проводить в вытяжном шкафу.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Азотная кислота, 50 %-ный раствор. В цилиндр вместимостью 100 см3 помещают 54,32 см3 азотной кислоты (? = 1,4 г/см3), доводят водой до 100 см3.

2) Натрия гидроксид 20 %-ный раствор. 20 г гидроксида натрия растворяют в воде в термостойком стакане. После охлаждения раствор переносят в цилиндр и доводят объем раствора водой до 100 см3.

3) Натрия гидроксид, 5 %-ный раствор. 5 г гидроксида натрия растворяют в воде в термостойком стакане. После охлаждения раствор переносят в цилиндр и доводят объем раствора водой до 100 см3.

4) Гидроксиламин гидрохлорид, 22 %-ный раствор в 20 %-ном растворе гидроксида натрия, свежеприготовленный. 22 г растворяют в 20 %-ном растворе гидроксида натрия в мерной колбе вместимостью 100 см3. После охлаждения объем доводят до метки тем же раствором.

5) Синтез салицилгидроксамовой кислоты. В мерный цилиндр помещают 114 см3 20 %-ного раствора гидроксида натрия и доводят объем водой до 300 см3, перемешивают, охлаждают раствор и переносят его в стакан вместимостью 2000 см3, добавляют 76 г метилового эфира салициловой кислоты, 900 см3 воды и тщательно перемешивают в течение 45 - 50 мин. Затем вносят 100 см3 охлажденного 22 %-ного раствора гидроксиламина и оставляют на 24 ч. Все операции по синтезу проводят при температуре окружающего воздуха не выше 25 °С. После этого раствор фильтруют и с помощью соляной кислоты доводят pH раствора до 1 - 2 (по универсальной индикаторной бумаге). Осадок отфильтровывают через воронку Бюхнера, промывают водой, подкисленной соляной кислотой. Выход салицилгидроксамовой кислоты составляет 70 - 72 %, температура плавления 140 - 145 °С. Реактив устойчив в течение нескольких лет.

6) Салицилгидроксамовая кислота, 0,5 %-ный раствор. В мерной колбе вместимостью 200 см3 растворяют 1 г салицилгидроксамовой кислоты в ледяной уксусной кислоте, доводят кислотой до метки.

7) Исходный раствор для градуировки (? = 1000 мкг/см3). 0,2295 г перекристаллизованного и высушенного аммония метаванадиевокислого растворяют в 50 см3 горячей воды (70 - 75 °С) в мерной колбе вместимостью 100 см3 и после охлаждения доводят объем до метки водой.

Примечание. Аммоний метаванадиевокислый дважды перекристаллизовывают из горячей (температура 60 - 70 °С) воды. Кристаллы промывают этанолом, сушат на воздухе и затем в сушильном шкафу при температуре не выше 25 °С.

8) Рабочий раствор для градуировки (? = 10 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 1 см3 исходного раствора для градуировки (? = 1000 мкг/см3) и доводят водой до метки.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы ванадия, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Для этого семь чистых, не использованных для отбора проб фильтров с обрезанными краями помещают в семь тиглей. На шесть фильтров наносят рабочий раствор согласно табл. 5.14; один фильтр используют в качестве нулевого образца.

Таблица 5.14

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации ванадия

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора (? = 10 мкг/см3), см3

0,1

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Масса ванадия в пробе, мкг

1,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

Каждый фильтр в тигле обрабатывают 2 см3 50 %-ного раствора азотной кислоты и выпаривают досуха на песчаной бане, после чего тигли переносят в муфельную печь. Температуру в муфельной печи постепенно поднимают до 500 °С. После полного озоления пробы тигли охлаждают и вливают в них по 2 см3 5 %-ного раствора гидроксида натрия и 5 см3 воды. Нагревают тигли в течение 2 - 3 мин на кипящей водяной бане, а затем содержимое фильтруют в пробирку через бумажные фильтры. Тигли несколько раз промывают водой и промывные воды фильтруют в те же пробирки, доводя общий объем в каждой до 10 см3. Из каждой пробирки (после тщательного перемешивания) отбирают по 5 см3 прозрачного раствора и переносят в другую пробирку, куда добавляют по 5 см3 0,5 %-ного раствора салицилгидроксамовой кислоты. Содержимое пробирок встряхивают и через 20 мин измеряют оптическую плотность растворов относительно воды в кювете с расстоянием между рабочими гранями 20 мм при длине волны 490 нм. Время от добавления последнего реактива до измерения оптической плотности для каждого раствора должно быть одинаковым.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации ванадия исследуемый воздух аспирируют через фильтр АФА-XП-18 с расходом 50 дм3/мин или через фильтр площадью 36 см2 из ткани ФПП с расходом до 100 дм3/мин в течение 20 мин. Для определения среднесуточных концентраций отбирают на один фильтр 4 - 8 разовых проб за 24 ч. Срок хранения проб в герметично упакованных пакетах неограничен.

8. Выполнение измерений

Фильтр с пробой извлекают из пакета, осторожно обрезают края, помещают в фарфоровый тигель. Затем производят те же операции, что и с образцами для градуировки (см. п. 7.3).

Одновременно готовят нулевую пробу. Для этого чистый фильтр с обрезанными краями анализируют аналогично пробам.

Оптическую плотность растворов измеряют в кюветах шириной 20 мм при длине волны 490 нм относительно воды.

Массу ванадия в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптической плотности растворов пробы и средней оптической плотности из трех нулевых проб.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4). Коэффициент для пересчета на V2O5 - 1,78.

5.2.5.2. Железо, кадмий, кобальт, магний, марганец, медь, никель, свинец, хром, цинк [атомно-абсорбционный метод] [37]

Методика1 предназначена для определения концентрации в атмосферном воздухе аэрозолей кадмия в диапазоне 0,002 - 0,24 мкг/м3, марганца, никеля, меди, цинка, кобальта, хрома, железа и магния в диапазоне 0,01 - 1,5 мкг/м3 и свинца в диапазоне 0,06 - 1,5 мкг/м3 при отборе пробы объемом 20 м3 на фильтры из ацетилцеллюлозного или перхлорвинилового материала.

1 Методика аттестована в ГГО. Свидетельство № 51.

1. Нормы точности измерений

По результатам метрологического исследования, при определении в воздухе концентрации металлов в указанных диапазонах суммарная погрешность не превышает ±15 %.

2. Метод измерений

Метод основан на измерении селективного поглощения в пламени атомами свинца, кадмия, марганца, никеля, меди, цинка, кобальта, хрома, железа или магния излучения резонансных линий атомов этих элементов от внешнего источника света (метод атомно-абсорбционной спектрофотометрии).

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

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

3.2. Средства измерений

Спектрофотометр AAS-1N, «Сатурн» по ГОСТ 15150-69

или С-115 по ТУ 1Е2.851.03411С

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Электроаспираторы ЭА-2С, ЭА-2, ЭА-3 по ТУ 25-11.1591-81

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-100-2 - 5 шт.

2-500-2 - 5 шт.

2-1000-2 - 2 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74

4-2-1 - 2 шт.

4-2-5 - 2 шт.

5-2-10 - 2 шт.

Цилиндры по ГОСТ 1770-74Е

1-25 - 2 шт.

1-50 - 2 шт.

1-500 - 1 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Баллон для ацетилена по ГОСТ 949-73

Редуктор ацетиленовый ДАП-1-65 по ГОСТ 5.1381-72

Компрессор СО-45А по ТУ 22.5356-82

Печь муфельная по ТУ 16-531.704-81

Плитка типа ПЭК-800/3 по ТУ 92-208-74

Стаканы по ГОСТ 19908-80

ВН-30 - 10 шт.

ВН-100 - 10 шт.

Пробирки по ГОСТ 1770-74Е

П-2-10 ХС - 50 шт.

3.4. Реактивы

Аммония сульфат, х. ч. по ГОСТ 3769-78

Ацетилен серии Д по ГОСТ 5457-60

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Водорода перекись, ос. ч. по ТУ 6-02-570-75

Кислота азотная, ос. ч. по ГОСТ 11125-78

Стандартные образцы

№ 1 по ГСО 1837-80-1841-80

№ 2 по ГСО 1842-80.1846-80

№ 3 по ГСО 3082-84.3086-84

№ 4 по ГСО 3087-84.3091-84

№ 6 по ГСО 3097-84.3101-84

№ 7 по ГСО 3102-84.3106-84

ГСОРМ-1 по ТУ 2293-82

ГСОРМ-4 по ТУ 2296-82

3.5. Материалы

Фильтры АФА-ХА-20 или АФА-ХП-20 по ТУ 957-40-80

Батист

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, отбор проб, озоление фильтров, настройка спектрофотометра, установление градуировочной характеристики.

7.2. Приготовление растворов

1) Рабочие растворы с массовой концентрацией металлов 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 2,0 и 5,0 мг/дм3 готовят в соответствии с инструкцией по применению стандартных образцов.

2) Азотная кислота, раствор 1:90. 10 см3 концентрированной кислоты (? = 1,37 г/см3) разбавляют до 1000 см3 дистиллированной водой,

7.3. Отбор проб

Отбор проб аэрозолей производится на фильтры АФА-ХА или АФА-ХП. При наличии электроаспираторов ЭА-2С и ЭА-3 пробу отбирают в течение суток с расходом 0,1 м3/мин. Можно также проводить дискретный отбор проб, протягивая воздух через один фильтр в течение 3 - 5 сут по 2 - 4 раза в сутки с помощью электроаспиратора ЭА-2 с расходом 0,1 м3/мин. Фильтр в перерывах между отборами не вынимают из фильтродержателя. Объем пробы воздуха должен быть не менее 20 м3. После окончания отбора фильтр сворачивают рабочей поверхностью внутрь, помещают в бумажный пакет, герметично упаковывают и хранят до обработки в холодильнике.

7.4. Озоление фильтров

1) При использовании фильтров АФА-ХА проводят их «мокрое» озоление. Фильтр помещают в кварцевый стакан, добавляют 5,0 см3 концентрированной азотной кислоты и выдерживают 30 мин при комнатной температуре. Затем стакан помещают на плитку с асбестовой прокладкой и нагревают до прекращения выделения бурных паров. Стакан снимают, охлаждают, добавляю 0,3 см3 перекиси водорода и выдерживают 30 мин при комнатной температуре. Затем раствор нагревают и выпаривают до влажных солей. К остатку добавляют 0,2 см3 концентрированной азотной кислоты и переносят в пробирку. Стакан промывают бидистиллированной водой и доводят объем раствора в пробирке до 5,0 см3. Полученный раствор анализируют.

2) При использовании фильтров АФА-ХП проводят их «сухое» озоление. Фильтр помещают в кварцевый стакан, добавляют около 10 мг сульфата аммония. Озоление проводят в муфельной печи при температуре около 500 °С в течение 1 - 1,5 ч. К зольному остатку добавляют 0,3 см3 концентрированной азотной кислоты и выпаривают до влажных солей на водяной или песчаной бане. Остаток после охлаждения растворяют в азотной кислоте (1:90) и переводят в пробирку, доводя объем этой же кислотой до 5,0 см3.

3) Для определения содержания металлов в неэкспонированных фильтрах и реактивах (в нулевой пробе) озоляют 3 - 5 фильтров и определяют содержание каждого металла в пересчете на один фильтр. Полученные значения вычитают из результатов анализа.

7.5. Настройка спектрофотометра AAS-1N или «Сатурн»

1) Спектрофотометр настраивают по инструкции к прибору.

2) Примерные условия работы спектрофотометров при определении свинца, кадмия, марганца, меди, цинка, кобальта, хрома, железа и магния сведены в табл. 5.15.

7.6. Установление градуировочной характеристики

Таблица 5.15

Условия работы спектрофотометров

Условия

AAS-1N

Cu

Cr

Cd

Mn

Ni

Длина волны, нм

324,8

357,9

228,8

279,5

232,1

Ширина щели, мм

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

Тип источника света

ТСПК

«Narva»

ЛСП-1

«Narva»

«Narva»

Сила тока через источник света, мА

12

8

12

8

8

Напряжение на ФЭУ, В

1000

1000

1000

1000

1000

Расход ацетилена, дм3

60

120

60

60

60

Расход воздуха, дм3

530

530

530

530

530

Условия

AAS-1N

«Сатурн»

Pb

Zn

Mg

Co

Fe

Длина волны, нм

283,3

213,8

285,2

240,7

248,3

Ширина щели, мм

0,05

0,07

0,2

0,1

0,1

Тип источника света

«Narva»

«Narva»

ЛСП-1

ЛСП-1

ЛСП-1

Сила тока через источник света, мА

8

8

25

30

30

Напряжение на ФЭУ, В

1000

1000

800

900

900

Расход ацетилена, дм3

60

60

140

130

130

Расход воздуха, дм3

530

530

680

680

800

Градуировочную характеристику устанавливают в день анализа проб. В пламя спектрофотометра вводят последовательно эталонные растворы и снимают показания. Измерения осуществляют не менее трех раз и по средним значениям строят градуировочный график отдельно для каждого элемента в координатах: концентрация металла в эталонном растворе (мг/дм3) - показания измерительного инструмента.

8. Выполнение измерений

Анализу подвергают растворы, полученные после озоления фильтров. Измерения на спектрофотометре AAS-1N выполняют в соответствии с инструкцией по прибору.

9. Вычисление результата измерений

Расчет концентрации металлов ? (мкг/м3) производят по формуле

где Vк - объем раствора пробы, полученной после обработки фильтров, см3; ?' - концентрация металла в растворе пробы, мкг/см3; ?" - концентрация металла в растворе пробы, полученном с использованием неэкспонированного фильтра (нулевой пробы), мкг/см3; n - число фильтров, составляющих пробу, V0 - суммарный объем воздуха аспирированного через n фильтров, приведенный к нормальным условиям, согласно формуле (1) п. 5.1.16, м3.

5.2.5.3. Марганец [57]

Методика предназначена для определения концентрации марганца (в пересчете на диоксид марганца) в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,001 - 0,005 мг/м3 при объеме пробы 2 м3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций при отсутствии атомно-абсорбционного анализатора. Определению мешают соединения хрома.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации марганца в атмосферном воздухе в диапазоне 0,001 - 0,005 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на окислении персульфатом аммония в присутствии катализатора растворенных в смеси кислот соединений марганца (уловленных из воздуха фильтром) до марганцевой кислоты, окрашивающей раствор в розово-фиолетовый цвет. Масса марганца определяется фотометрически в пересчете на диоксид марганца.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Спектрофотометр или фотоколориметр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2: пределы 0 - 55 °С и 0 - 100 °С; цена по ГОСТ 215-73Е

деления 1 °С

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Центрифуга лабораторная

Муфельная печь с термопарой

Песчаная баня

Водяная баня

Колбы мерные не ниже 2-го класса точности по ГОСТ 1770-74Е

Пипетки не ниже 2-го класса точности по ГОСТ 20292-74Е

Пробирки конические градуированные

вместимостью 10 см3 по ГОСТ 10515-75

Тигли фарфоровые

Пробирки круглодонные вместимостью 10 см3

Воронки стеклянные диаметром 2 - 3 см3

3.3. Вспомогательные устройства

Фильтродержатели для фильтров

АФА-XП-18; изготовитель ВО «Изотоп»

3.4. Материалы.

Фильтры АФА-XП-18; изготовитель ВО «Изотоп»

Трубка резиновая полувакуумная; тип 1 по ГОСТ 5496-54

Фильтры «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-77

3.5. Реактивы

Аммония персульфат, ч. по ГОСТ 20478-75

Кислота серная (? = 1,84 г/см3) х. ч. по ГОСТ 4204-77

Кислота ортофосфорная (? = 1,72 г/см3) х. ч. по ГОСТ 6552-80

Кислота щавелевая, х. ч. по ГОСТ 2218-76

Марганца сульфат, ч. д. а. по ГОСТ 435-77

Серебро азотнокислое, х. ч. по ГОСТ 1277-75

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Работы проводятся под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка пробоотборного устройства, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Вода дистиллированная

2) Кислота серная, 5 %-ный раствор. К 200 см3 воды, налитой в термостойкую посуду, осторожно приливают 5,5 см3 концентрированной серной кислоты.

3) Кислота ортофосфорная, 20 %-ный раствор. 22,9 г (13,3 см3) концентрированной фосфорной кислоты растворяют в 50 см3 воды в мерной колбе вместимостью 100 см3. После охлаждения раствор доводят водой до метки.

4) Кислота щавелевая, 8 %-ный раствор. 8 г кислоты растворяют в воде и доводят объем до 100 см3.

5) Смесь серной и щавелевой кислот. 50 см3 концентрированной серной кислоты осторожно приливают к 50 см3 8 %-ного раствора щавелевой кислоты. Раствор готовят перед анализом.

6) Серебро азотнокислое, 0,1 %-ный раствор. 0,1 г реактива растворяют в воде и доводят до 100 см3 водой. Хранят в склянке из темного стекла.

7) Исходный раствор для градуировки соответствует ? = 1 мг/см3 диоксида марганца. 0,2733 г сульфата марганца (MnSO4?5H2O) растворяют в 5 %-ном растворе серной кислоты в мерной колбе вместимостью 100 см3.

8) Рабочий раствор для градуировки (? = 10 мкг/см3). Готовят 100-кратным разбавлением исходного раствора для градуировки 5 %-ным раствором серной кислоты.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы диоксида марганца, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из пяти растворов, готовят из свежеприготовленного раствора сульфата марганца (см. п. 7.2, перечисление 8). Для этого чистые, не использованные для отбора проб фильтры с обрезанными краями помещают в фарфоровые тигли и на них наносят рабочий раствор согласно табл. 5.16. Одновременно в каждой серии готовят нулевую пробу, в качестве которой используют чистый фильтр, на который рабочий раствор не наносится.

Таблица 5.16

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации марганца в пересчете на диоксид марганца

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

Объем рабочего раствора (? = 10 мкг/см3), см3

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Соответствует массе диоксида марганца в растворе, мкг

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

Тигли с фильтрами помещают в муфельную печь для озоления при температуре 500 - 600 °С. К озоленным фильтрам добавляют по 0,5 см3 смеси кислот, помещают тигли на песчаную баню и нагревают до прекращения выделения белых паров серной кислоты. Образовавшийся сульфат марганца растворяют в 4,0 см3 5 %-ного раствора серной кислоты. Растворы фильтруют через воронки с оттянутым концом, в каждую из которых вложен состоящий из волокон бумажного фильтра тампон длиной около 0,5 см3, в конические градуированные пробирки и центрифугируют. Из каждой пробирки отбирают по 3,5 см3 прозрачного раствора, переносят в другие пробирки, прибавляют по 0,1 см3 раствора азотнокислого серебра, по 0,1 см3 ортофосфорной кислоты и несколько кристаллов надсернокислого аммония. Содержимое пробирок хорошо встряхивают после добавления каждого реактива.

Затем пробирки на 5 мин помещают на водяную баню, нагретую до 70 °С. После охлаждения измеряют оптическую плотность растворов относительно воды в кювете с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 545 нм. Время от добавления последнего реактива до измерения оптической плотности для всех проб должно быть одинаковым. Для построения градуировочной характеристики используют разности оптической плотности растворов 1 - 5 и средней оптической плотности трех нулевых проб.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации соединений марганца исследуемый воздух протягивают через фильтр АФА-XП-18 с расходом до 50 дм3/мин или через фильтр площадью 30 см2 с расходом до 100 дм3/мин в течение 20 мин.

Для определения среднесуточных концентраций анализируемый воздух аспирируют через один и тот же фильтр не менее 4 раз за 24 часа с тем же расходом, что и при отборе разовых проб. Срок хранения проб в герметичной упаковке неограничен.

8. Выполнение измерений

Фильтр извлекают из пакета, обрезают края, помещают в фарфоровый тигель и озоляют при температуре 500 - 600 °С. Затем поступают так же, как описано в п. 7.3: к озоленной пробе добавляют 0,5 см3 смеси кислот, тигель помещают на песчаную баню и нагревают до прекращения выделения белых паров и т.д. Измеряют оптическую плотность прозрачных растворов относительно воды в кювете с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 545 нм. Одновременно с пробами измеряют нулевую пробу. Для этого у чистого фильтра обрезают края и производят те же операции, что и при анализе пробы воздуха. Массу марганца в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптической плотности растворов пробы и средней оптической плотности трех нулевых проб.

9. Вычисление результатов измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.1.5.4. Неорганические соединения мышьяка [18]

Методика предназначена для определения концентрации неорганических соединений мышьяка в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,001 - 0,006 мг/м3 при объеме пробы 1 м3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций. Определению мешают соединения фосфора.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации мышьяка в атмосферном воздухе в диапазоне 0,001 - 0,006 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании неорганических соединений мышьяка аэрозольными фильтрами, окислении смесью перекиси водорода и аммиака, последующем фотометрическом определении окрашенного соединения, образующегося при взаимодействии соединений мышьяка (V) с молибдатом аммония и восстановителем.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр КФК-2,

КФК-3 или спектрофотометр

Весы ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1;

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 2 шт.

2-100-2 - 2 шт.

2-1000-2 - 2 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74

4-2-1 - 5 шт.

6-2-10 - 3 шт.

Цилиндры по ГОСТ 1770-74

50 - 2 шт.

100 - 2 шт.

Воронки для фильтрования - 5 шт. по ГОСТ 25336-82

Стаканчики стеклянные - 10 шт. по ГОСТ 25336-82

Пробирки - 10 шт. по ГОСТ 1770-74

Фарфоровые чашки - 10 шт.

Баня водяная

Стеклянная палочка

3.3. Вспомогательные устройства

Фильтродержатели для фильтров

АФА-ХП-20; изготовитель ВО «Изотоп»

3.4. Материалы

Фильтры АФА-XП-18; изготовитель ВО «Изотоп»

Фильтры «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-77

3.5. Реактивы

Аммиак водный, 25 %-ный

раствор, ч. д. а. по ГОСТ 3760-79

Аммоний молибденовокислый, х. ч. по ГОСТ 3765-78

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Водорода перекись, 30 %-ный

водный раствор, х. ч. по ГОСТ 10929-76

Гидразин сернокислый, ч. д. а. по ГОСТ 5841-74

Кислота серная (? = 1,84 г/см3), х. ч. по ГОСТ 4204-77

Натрия арсенат трехзамещенный, ч. по ТУ 6-09-2791-78

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы по приготовлению растворов соединений мышьяка необходимо проводить в вытяжном шкафу.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть произведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Аммиак, 12 %-ный раствор. 100 см3 концентрированного аммиака растворяют в 100 см3 дистиллированной воды. Раствор хранят в склянке с хорошо закрытой пробкой.

2) Гидразин сернокислый, 0,15 %-ный раствор. 0,075 г гидразина сернокислого растворяют в 50 см3 воды. Реактив готовят перед употреблением.

3) Перекись водорода, 10 %-ный раствор. 20 см3 перекиси водорода растворяют в 40 см3 воды. Реактив хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой.

4) Серная кислота, раствор 10 моль/дм3. К 50 см3 воды осторожно приливают 14 см3 концентрированной серной кислоты. После охлаждения раствор доводят водой до 100 см3.

5) Молибдат аммония, 1 %-ный раствор. 1 г молибдата аммония растворяют в 86 см3 раствора серной кислоты (см. перечисление 4). Реактив хранят в склянке с хорошо закрытой пробкой.

6) Исходный раствор для градуировки (? = 100 мкг/см3). 0,5653 г перекристаллизованного трехзамещенного арсената натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят объем до метки водой и тщательно перемешивают.

7) Рабочий раствор для градуировки (? = 10 мкг/см3). 10 см3 исходного раствора (см. перечисление 6) разбавляют в мерной колбе до 100 см3 водой. Раствор готовят перед употреблением.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы мышьяка, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из семи растворов, готовят из раствора трехзамещенного арсената натрия (см. п. 7.2, перечисление 7).

Для установления градуировочной характеристики на чистые фильтры АФА-XП-18, помещенные в стаканы, наносят растворы для градуировки в соответствии с табл. 5.17 и обрабатывают аналогично пробам (см. п. 8). Одновременно готовят нулевой раствор. Для чего чистый фильтр помещают в стакан, добавляют 8 см3 12 %-ного раствора аммиака и обрабатывают аналогично пробам.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации соединений мышьяка исследуемый воздух аспирируют через фильтр АФА-ХП-20 с расходом до 50 дм3/мин или через фильтр из ткани ФПП площадью 36 см2 с расходом до 100 дм3/мин в течение 20 мин. Для определения среднесуточных концентраций отбирают на один фильтр 4 - 8 разовых проб за 24 ч. Срок хранения проб в герметичной упаковке не ограничен.

Таблица 5.17

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации соединений мышьяка

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора (? = 10 мкг/см3), см3

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Аммиак 12 %-ный раствор, см3

7,9

7,8

7,7

7,6

7,5

7,4

Соответствует массе мышьяка в 8 см3 раствора, мкг

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

8. Выполнение измерений

Фильтр с отобранной пробой помещают в стаканчик и обрабатывают 8 см3 12 %-ного раствора аммиака, добавляют 1 см3 раствора 10 %-ной перекиси водорода и выдерживают 10 мин, помешивая стеклянной палочкой. Раствор переливают в фарфоровую чашку, фильтр промывают несколько раз 2 - 3 см3 раствора аммиака, каждый раз тщательно отжимая его стеклянной палочкой. Смывы объединяют с пробой, выпаривают досуха на водяной бане и сухой остаток растворяют в 2 см3 воды. Раствор фильтруют в мерную пробирку вместимостью 5 см3. Чашку ополаскивают 2 раза по 1,5 см3 воды, фильтруют смывы через тот же фильтр, и доводят общий объем раствора до 5 см3. В пробирку добавляют 0,5 см3 раствора молибдата аммония и 0,2 см3 сернокислого гидразина. Содержимое пробирки тщательно встряхивают и нагревают на водяной бане в течение 10 - 15 мин.

После охлаждения до комнатной температуры измеряют оптическую плотность раствора при 840 нм по отношению к воде в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм. Одновременно измеряют оптическую плотность нулевого раствора. Массу соединений мышьяка в пробе определяют с помощью градуировочной характеристики по разности оптических плотностей растворов пробы и нулевого раствора.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.5.5. Ртуть: отбор проб на пленочный сорбент [атомно-абсорбционный метод] [6]

Методика1 предназначена для определения концентрации паров ртути в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,16 - 16,70 мкг/м3 при объеме пробы воздуха 80 дм3.

1 Методика аттестована НПО «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». За исключением разделов, изложенных в пп. 5.1.3, 5.1.4 и 5.1.14, соответствует аттестату № 324.

1. Нормы, точности измерений

При определении концентрации паров ртути в атмосферном воздухе в диапазоне 0,16 - 16,70 мкг/м3 установленное значение суммарной погрешности при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±20 %.

2. Метод измерения

Метод основан на поглощении паров ртути из воздуха пленочным хемосорбентом на основе раствора оксида хрома (VI) в серной кислоте, восстановлении ртути двухлористым оловом до элементарного состояния и определении массы ртути в пробе атомно-абсорбционным методом.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены перечисленные ниже средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Атомно-абсорбционный анализатор ртути

«Ртуть-101» по ТУ 25-05 (1Е2.850-224)-79

«Рт-102» по ТУ 25-05 (1Е2.850.235)-85

MAS-50 фирмы «Перкин-Элмер» (США)

Анализатор «Юлия-2»

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 0,1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М 67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1;

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-1000-2 - 1 шт.

2-100-2 - 3 шт.

2-50-2 - 6 шт.

Цилиндры по ГОСТ 1770-74Е

1-250 или 3-250 - 3 шт.

1-100 или 3-100 - 1 шт.

1-25 или 3-25 - 1 шт.

Мензурки по ГОСТ 1770-74Е

1000 см3 - 1 шт.

250 см3 - 2 шт.

100 см3 - 3 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

6-2-10 - 1 шт.

1-2-5 - 2 шт.

2-2-5 - 1 шт.

6-2-5 - 2 шт.

8-2-1 - 2 шт.

Стаканы термостойкие по ГОСТ 25336-82Е

В-1-250 - 2 шт.

В-1-50 - 2 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Сорбционные трубки СТ 112

(маркировка 1) - 10 шт. по ТУ 25-1110.039-82

Зажим Мора - 1 шт.

Пробирки П4Д 25-14/23 по ГОСТ 10515-75

Склянка СВТ-25 по ГОСТ 10378-77

Колонка стеклянная с двумя отводами

Реактор для анализа проб объемом 5 - 20 см3 (черт. 5.8)

Реактор для анализа проб объемом 5 - 20 см3

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 5.8

3.4. Реактивы

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Калий двухромовокислый, х. ч. по ГОСТ 4220-75

Кислота азотная (? = 1,37 г/см3), ос. ч. по ГОСТ 11125-84

Кислота серная (? = 1,83 г/см3), ос. ч. по ГОСТ 14262-78

Олово двухлористое, дигидрат, ч. д. а. по ГОСТ 36-78

Стандартный раствор ГСОРМ-1 ГСО № 2293-82

Уголь активный

Хрома (VI) оксид, ч. д. а. по ГОСТ 3776-78

3.5. Материалы

Силикагель крупнопористый

Соединительные шланги с

внутренним диаметром 3 - 4 мм

из поливинилхлорида по ТУ 64-286-79

из силиконовой резины по ТУ 38106152-77

из медицинской резины по ГОСТ 5496-78

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3, а также рекомендации по утилизации растворов, содержащих ртуть, изложенные в приложении 1 к методике 5.2.7.2.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть произведены следующие работы: приготовление растворов, подготовка анализатора к выполнению измерений, установление градуировочной характеристики, подготовка сорбционных трубок, отбор проб.

7.2. Приготовление вспомогательных растворов

Все растворы готовят на свежеперегнанной дистиллированной воде.

1) Калий двухромовокислый, 4 %-ный раствор. 4 г двухромовокислого калия растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 100 см3 и доводят водой до метки.

2) Раствор разбавления. Отмеряют мерным цилиндром 50 см3 концентрированной азотной кислоты (? = 1,37 г/см3), переносят в мензурку вместимостью 1000 см3, добавляют 5 см3 4 %-ного раствора двухромовокислого калия и доводят водой до метки.

3) Серная кислота, 40 %-ный раствор. В термостойком стакане вместимостью 300 см3 к 100 см3 воды осторожно добавляют 60 см3 концентрированной серной кислоты (? = 1,83 г/см3), после охлаждения раствор переносят в мерный цилиндр вместимостью 250 см3 и доводят водой до метки 200 см3.

4) Раствор для обработки сорбционных трубок. 15 г хромового ангидрида растворяют в 60 см3: 40 %-ной серной кислоты в мензурке вместимостью 100 см3 и доводят до метки этой же кислотой. Ввиду того, что раствор легко сорбирует пары ртути из воздуха, его хранят в склянке с притертой пробкой.

5) Олово двухлористое, 20 %-ный раствор. В мензурке вместимостью 100 см3 смешивают 20 см3 воды и 50 см3 40 %-ной серной кислоты, затем вносят 23,8 г двухлористого олова. После растворения навески объем раствора доводят водой до метки. Ввиду того, что двухлористое олово легко окисляется кислородом воздуха, раствор готовят ежедневно.

7.3. Приготовление растворов ртути

Для приготовления исходных и рабочих растворов ртути используются стандартные образцы ГСОРМ-1.

1) Приготовление исходного раствора ртути (? = 1000 мкг/см3). Вскрывают ампулу с раствором ГСОРМ-1 (массовая концентрация ртути 1 мг/см3). В мерную колбу вместимостью 50 см3 помещают 20 - 30 см3 раствора разбавления и 5 см3 раствора ртути, отобранного из ампулы с помощью пипетки Мора вместимостью 5 см3, тщательно перемешивают и доводят до метки раствором разбавления. Раствор устойчив в течение 3 мес.

2) Приготовление рабочего раствора ртути (? = 1,0 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 20 - 30 см3 раствора разбавления и 1,0 см3 исходного раствора ртути (? = 100 мкг/см3), тщательно перемешивают и доводят до метки раствором разбавления. Раствор устойчив в течение 3 мес.

3) Приготовление рабочего раствора ртути (? = 0,1 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 20 - 30 см3 раствора разбавления и 10 см3 рабочего раствора ртути с массовой концентрацией 1,0 мкг/см3. Тщательно перемешивают и доводят до метки раствором разбавления. Раствор готовят в день измерения.

7.4. Приготовление растворов для установления градуировочной характеристики

В мерные колбы вместимостью 50 см3 вносят 25 - 30 см3 5 %-ного раствора серной кислоты, 1,0 см3 раствора для обработки сорбционных трубок, рабочий раствор ртути и раствор разбавления согласно табл. 5.18, затем доводят до метки 5 %-ным раствором серной кислоты и тщательно перемешивают.

Таблица 5.18

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации ртути

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора ртути, см3

? = 0,10 мкг/см3

1,00

5,00

-

-

-

-

? = 1,00 мкг/см3

-

-

1,00

2,00

5,00

10,00

Раствор разбавления, см3

9,00

5,00

9,00

8,00

5,00

-

Масса ртути в пробе объемом 5 см3, мкг

0,01

0,05

0,10

0,20

0,50

1,00

Одновременно готовят нулевой раствор. С этой целью в мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 1,0 см3 раствора для обработки сорбционных трубок, 10,0 см3 раствора разбавления и доводят до метки 5 %-ным раствором серной кислоты. Растворы хранению не подлежат, их готовят непосредственно перед использованием.

7.5. Подготовка анализаторов к выполнению измерений

1) Подготовка прибора «Ртуть-101». При выполнении измерений используют реактор для анализа проб объемом от 5 до 20 см3 (см. черт. 5.8), объем анализируемого раствора - 5 см3. Реактор устанавливают в штатив, на нижний патрубок реактора надевают сливной шланг. Вплотную к нижнему патрубку реактора устанавливают на сливной шланг зажим Мора. Нижний конец шланга опускают в сливную склянку вместимостью 3 дм3. Штатив устанавливают с правой стороны прибора.

Для контроля выходного сигнала подключают самописец к клеммам «Запись» на задней панели анализатора, заземляют анализатор и самописец. При помощи электрического разъема отсоединяют фотометр от генератора. Отсоединяют шланг от выходного штуцера кюветы анализатора на задней панели блока фотометра и устанавливают на его место патрон для очистки воздуха с активированным углем. Снимают верхнюю крышку корпуса фотометра, отсоединяют шланг от входного штуцера кюветы анализатора в блоке фотометра. Снимают блок фотометра. Снимают верхнюю крышку корпуса генератора, отвинтив два винта, расположенные на задней панели генератора.

Через патрон с активным углем для очистки поступающего в реактор воздуха с помощью винта из поливинилхлорида соединяют выходной канал одного из компрессоров с входным штуцером реактора, выведя шланг через боковое отверстие генератора. Соединяют с помощью шланга входной патрубок кюветы анализатора через отверстие в правой боковой панели генератора с выходным штуцером реактора, установленного в штатив. Закрывают верхнюю крышку корпуса генератора. Устанавливают на прежнее место фотометр, с помощью электрического разъема соединяют фотометр с генератором. Проверяют правильность подсоединения всех соединительных трубок и герметичность подсоединения их к штуцерам.

Включают генератор в сеть переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц и прогревают прибор в течение 30 мин. Подключают в газовую схему перед вводным штуцером реактора ротаметр и измеряют расход воздуха в системе. Нужный расход воздуха при анализе (1,0 ± 0,2) дм3/мин может быть установлен с помощью ручек регулировки расхода микрокомпрессора или винтового зажима.

2) Подготовка анализатора «Рт-102». При выполнении измерений используют реактор для анализа проб объемом 5 - 20 см3 (см. черт. 5.8), объем анализируемого раствора - 5 см3. Подготовку прибора к выполнению измерений производят в соответствии с паспортом.

3) Подготовка анализатора MAS-50. При выполнении измерений используют реактор вместимостью 100 см3, входящий в комплект прибора. Подготовку анализатора к выполнению измерений производят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

4) Подготовка анализатора «Юлия-2» производится в соответствии с паспортом. Используют реактор, входящий в комплект прибора. Объем анализируемого или градуировочного раствора - 2 см3. К выходу усилителя (pH-метра) присоединяют самопишущий потенциометр. Погрешность измерений, по экспертным оценкам, не превышает +25 %.

7.6. Установление градуировочной характеристики

Анализатор «Ртуть-101» настраивают на диапазон 0 - 0,20 мкг. 5 см3 раствора для установления градуировочной характеристики с массой ртути в пробе 0,20 мкг вносят с помощью пипетки Мора вместимостью 5,0 см3 во входной патрубок реактора и добавляют 2 см3 раствора двухлористого олова. Устанавливают на программных переключателях время измерения - 2 мин. Нажимают клавишу «Пуск» и регулятор усиления устанавливают в такое положение, чтобы максимальное показание индикатора в процессе измерения составило 1000 ± 50.

Отсоединяют реактор, сливают его содержимое через нижний патрубок, открыв зажим Мора, хорошо промывают его, заполняя с помощью промывалки дистиллированной водой.

Значение коэффициента усиления в выбранном диапазоне проверяют ежедневно с помощью раствора для установления градуировочной характеристики с массой ртути в пробе 0,20 мкг.

При освоении методики, затем регулярно раз в три месяца, а также при переходе на работу с новой партией реактивов или новым реактором следует устанавливать градуировочную характеристику по трем точкам. Для этого проводят измерения пяти серий растворов с массой ртути в пробе 0,01; 0,10 и 0,20 мкг и нулевого раствора.

Градуировочную характеристику анализатора «Рт-102» устанавливают аналогично в соответствии с паспортом прибора в диапазоне 0 - 0,10 мкг и пробе.

Градуировочную характеристику «Рт-102» по трем точкам устанавливают путем измерения пяти серий растворов с массой ртути в пробе 0,01; 0,05; 0,10 мкг и нулевого раствора.

Градуировочную характеристику MAS-50 устанавливают путем измерения пяти серий растворов с содержанием ртути в пробе от 0 до 0,25 мкг и от 0 до 1,0 мкг, выбирая по три концентрации в каждом диапазоне. С этой целью отбирают 5 см3 раствора для установления градуировочной характеристики с выбранным содержанием ртути, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки раствором разбавления. Содержимое колбы переносят в реактор и измеряют максимальный сигнал прибора при цикле 120 с.

Градуировочную характеристику строят по разности среднего арифметического значения пяти измерений для каждой точки и среднего арифметического значения измерений нулевой пробы.

7.7. Подготовка сорбционных трубок

Новые сорбционные трубки помещают в высокий стеклянный стакан, заливают его на одну треть раствором хромовой смеси и оставляют на 1 ч. Затем при помощи резиновой груши промывают трубки проточной водой и 2 - 3 раза дистиллированной, после чего сушат в сушильном шкафу при температуре 100 - 120 °С. Затем в стакан наливают раствор для обработки трубок (слой 2 - 3 см3) и погружают в него сорбционные трубки так, чтобы раствор полностью смочил стеклянные гранулы. Операцию отдувки избытка раствора для обработки трубок производят с помощью установки (черт. 5.9), состоящей из электроаспиратора 1, аэрозольного фильтра 2, брызгоотбойника 8, приемника 6, резиновых муфты 3 и шайбы 4, фильтра для очистки воздуха 5, поступающего в сорбционную трубку 7.

Установка для отдувки сорбционных трубок

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

1 - аспиратор; 2 - аэрозольный фильтр; 3 - резиновая муфта; 4 - резиновая шайба; 5 - фильтр для очистки воздуха; 6 - приемник; 7 - сорбционная трубка; 8 - брызгоотбойник.

Черт. 5.9

1) Аэрозольный фильтр. Колонку диаметром 25 - 35 мм и высотой 140 - 160 мм с дырчатой перегородкой в нижней части заполняют слоем 30 - 50 см3 силикагеля (фракция 2 - 3 мм), промытого водой и высушенного при температуре 150 - 200 °С, поверх слоя силикагеля помещают слой ваты. Фильтр заменяют по мере увлажнения.

2) Приемник. В качестве приемника используют пробирку с отводом типа П4Д. Шайбу изготавливают из эластичной резины толщиной 1 - 2 мм, отверстие в шайбе диаметром 6 - 8 мм должно обеспечивать ее плотную посадку на резиновую муфту, представляющую собой отрезок резинового шланга, подобранный по диаметру обрабатываемых сорбционных трубок. Трубки должны без усилий, но плотно входить в муфту.

3) Фильтр для очистки воздуха. Колонку, аналогичную указанной в перечислении 1, заполняют силикагелем, пропитанным раствором для обработки трубок. Сорбент заменяют ежемесячно. Отработанный силикагель после тщательной промывки и сушки при температуре не выше 60 °С вновь обрабатывают тем же раствором и используют в фильтре.

Отдувку избытка раствора производят следующим образом. Обработанную абсорбирующим раствором трубку присоединяют верхним (т.е. удаленным от слоя сорбента) концом к резиновой муфте, соединенной с фильтром очистки воздуха, опускают в приемник и включают электроаспиратор, заранее отрегулированный на расход воздуха 5 дм3/мин. Через 5 с трубку извлекают из приемника, отсоединяют от муфты, помещают в стакан. После обработки всех сорбционных трубок, отключают электроаспиратор, тщательно обтирают наружную поверхность сорбционных трубок фильтровальной бумагой, закрывают заглушками и упаковывают в полиэтиленовый мешок.

Во избежание загрязнения проб веществами, содержащимися в воздухе лаборатории, все операции по обработке трубок производят по возможности быстро.

7.8. Отбор проб

Для определения разовой концентрации паров ртути исследуемый воздух аспирируют через сорбционную трубку с расходом до 4 дм3/мин в течение 20 мин. Отобранные пробы закрывают заглушками, упаковывают в полиэтиленовый пакет и транспортируют к месту проведения анализа. Срок хранения отобранных проб 30 сут при комнатной температуре.

8. Выполнение измерений

Для измерения нулевой пробы используют сорбционную трубку, обработанную одновременно с трубками, которые применялись для отбора проб. При выполнении измерений на анализаторах «Ртуть-101» и «Рт-102» трубку помещают в стеклянную пробирку вниз сорбентом, заливают внутрь сорбционной трубки 10 см3 5 %-ной серной кислоты и перемешивают содержимое с помощью груши, надетой на конец трубки. Затем 5,0 см3 полученного раствора отбирают пипеткой Мора вместимостью 5,0 см3 и переносят в реактор1. Подсоединяют реактор к анализатору, в течение минуты продувают раствор и устанавливают нуль прибора. После прекращения барботирования вносят пипеткой в реактор 2 см3 20 %-ного раствора двухлористого олова и, установив время продувания 2 мин, проводят измерение. По окончании цикла записывают показания прибора, сливают раствор, промывают реактор.

1 При использовании анализатора «Юлия-2» сорбционную трубку промывают в 5 см3 кислоты, а на анализ берут 2 см3 раствора.

При выполнении измерения на анализаторе MAS-50 сорбционную трубку с нулевой пробой смывают 10 см3 5 %-ной серной кислоты и раствором разбавления через воронку в мерную колбу вместимостью 100 см3, затем доводят до метки раствором разбавления. Содержимое переносят в реактор, подсоединяют его к анализатору и в течение минуты продувают раствор, устанавливая нуль прибора. После чего добавляют 2 см3 20 %-ного раствора двухлористого олова и производят измерение.

Сорбционную трубку с пробой воздуха анализируют аналогично.

Необходимо помнить, что пары ртути легко сорбируются на коммуникациях, в связи с чем соединительные шланги от реактора к кювете должны быть выполнены из поливинилхлоридного пластика и иметь минимальную длину. Диапазон измерения массовой концентрации ртути в атмосферном воздухе может быть значительно расширен путем изменения объема аликвоты раствора, взятой на анализ.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.5.6. Ртуть: отбор проб в барботеры [атомно-абсорбционный метод] [6]

Методика1 предназначена для определения концентрации паров ртути в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,16 - 16,70 мкг/м3 при отборе пробы воздуха объемом 60 дм3.

1 Методика аттестована НПО «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». За исключением разделов, изложенных в пп. 5.1.3, 5.1.4 и 5.1.14, соответствует аттестату № 180.

1. Нормы точности измерений

При определении концентрации паров ртути в атмосферном воздухе в диапазоне 0,16 - 16,70 мкг/м3 установленное значение суммарной погрешности при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±20 %.

2. Метод измерения

Метод основан на поглощении паров ртути из воздуха сернокислым раствором марганцевокислого калия, восстановлении ртути до элементарного состояния при взаимодействии с двухлористым оловом и ее атомно-абсорбционном определении.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений, кроме мерной посуды, см. в п. 3.2 методики 5.2.5.5.

Мерная посуда:

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-1000-2 - 1 шт.

2-100-2 - 3 шт.

2-50-2 - 6 шт.

Цилиндры по ГОСТ 1770-74Е

3-100 - 3 шт.

3-250 - 2 шт.

2-25 - 1 шт.

Мензурки вместимостью 100 см3 - 5 шт. по ГОСТ 1770-74Е

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

1-2-5 - 3 шт.

4-2-1 - 2 шт.

1-2-2 - 1 шт.

2-2-10 - 2 шт.

6-2-10 - 1 шт.

Бюретка 1-2-25-0,1 - 1 шт. по ГОСТ 20292-74Е

3.3. Вспомогательные устройства

Холодильник бытовой любого типа

Поглотительные приборы Рыхтера по ТУ 25-11.1136-75

Пробирки П1-16-120 ХС по ГОСТ 25336-82

Стаканы по ГОСТ 25336-82

В-1-250 - 1 шт.

В-1-100 - 2 шт.

3.4. Реактивы

См. п. 3.4 методики 5.2.5.5, а также:

Гидроксиламин солянокислый, ч. по ГОСТ 5456-79

Калий марганцевокислый, х. ч. по ГОСТ 20490-75

Кислота щавелевая, ч. по ГОСТ 22180-76

3.5. Материалы

См. п. 3.5 методики 5.2.5.5.

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3, а также рекомендации по утилизации растворов, содержащих ртуть, изложенные в методике 5.2.7.2.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, подготовка анализатора к выполнению измерений, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.2. Приготовление растворов

Все растворы готовят в соответствии с перечислением п. 7.2 методики 5.2.5.5, а также:

1) Серная кислота, 10 %-ный раствор. В термостойком стакане вместимостью 300 см3 к 100 см3 воды осторожно приливают при перемешивании 13 см3 концентрированной серной кислоты (? = 1,83 г/см3), после охлаждения раствор переносят в мерный цилиндр вместимостью 250 см3 и доводят водой до 200 см3.

2) Калий марганцевокислый, 2 %-ный раствор. 2 г марганцевокислого калия растворяют в 50 см3 воды в мензурке вместимостью 100 см3, доливают водой до метки. Раствор хранят не более недели в темной склянке с притертой пробкой в холодильнике.

3) Поглотительный раствор. В стакане смешивают 50 см3 2 %-ного раствора марганцевокислого калия и 50 см3 10 %-ной серной кислоты. Ввиду того, что поглотительный раствор нестоек и легко сорбирует пары ртути из воздуха, его хранят в темной склянке с притертой пробкой в холодильнике. Срок хранения не более 3 сут.

4) Солянокислый гидроксиламин, 4 %-ный раствор. 4 г солянокислого гидроксиламина растворяют в мензурке вместимостью 100 см3 в воде и доводят водой до метки. Срок хранения раствора 7 сут.

5) Щавелевая кислота, 5 %-ный раствор. В мензурке вместимостью 100 см3 растворяют в воде 5 г щавелевой кислоты и доводят до метки.

7.3. Приготовление растворов ртути

См. методику 5.2.5.5, п. 7.3.

7.4. Приготовление растворов для установления градуировочной характеристики. В мерные колбы вместимостью 50 см3 вносят 25 - 30 см3 поглотительного раствора, раствора ртути и раствора разбавления согласно табл. 5.19, доводят до метки поглотительным раствором и тщательно перемешивают. Растворы хранению не подлежат, их готовят непосредственно перед определением.

Таблица 5.19

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации ртути

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора ртути, см3

? = 0,1 мкг/см3

1,00

5,00

-

-

-

-

? = 1,0 мкг/см3

-

-

1,00

2,00

5,00

10,00

Объем раствора разбавления, см3

9,00

5,00

9,00

8,00

5,00

-

Масса ртути в пробе, мкг

0,01

0,05

0,10

0,20

0,50

1,00

Одновременно готовят нулевой раствор. С этой целью в мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 10,0 см3 раствора разбавления и доводят до метки поглотительным раствором.

7.5. Подготовка анализатора к выполнению измерений

См. методику 5.2.5.5, п. 7.5.

7.6. Установление градуировочной характеристики

Установление градуировочной характеристики анализатора осуществляют в соответствии с п. 7.6 методики 5.2.5.5, используя растворы для установления градуировочной характеристики (см. п. 7.3 методики 5.2.5.5). 5 см3 раствора для установления градуировочной характеристики помещают в пробирку, добавляют 1,0 см3 4 %-ного раствора солянокислого гидроксиламина. После обесцвечивания раствора отбирают из пробирки с помощью пипетки 5 см3 раствора, помещают в реактор, добавляют 2,0 см3 раствора двухлористого олова, подключают реактор к прибору и измеряют сигнал прибора.

При использовании анализатора MAS-50 обесцвеченный раствор в количестве 5 см3 переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки раствором разбавления. После этого содержимое колбы переносят в реактор вместимостью 100 см3, добавляют 2 см3 раствора двухлористого олова и измеряют сигнал прибора.

7.7. Отбор проб

Для определения разовой концентрации ртути исследуемый воздух аспирируют с расходом до 3 дм3/мин в течение 20 мин через поглотительный прибор Рыхтера, заполненный 5 см3 поглотительного раствора.

Для определения среднесуточных концентраций ртути исследуемый воздух аспирируют не менее 4 - 8 раз по 20 мин через равные промежутки времени в один и тот же поглотительный прибор с расходом 0,5 дм3/мин.

Поглотительные приборы с отобранными пробами закрывают заглушками, устанавливают в штатив и транспортируют к месту проведения анализа. Срок хранения отобранных проб - пять суток в холодильнике (при температуре 5 °С).

8. Выполнение измерений

Для измерения нулевой пробы используют приготовленные к отбору поглотительные приборы и оставленные в лаборатории. Приливают через входной канал 1,0 см3 4 %-ного раствора гидроксиламина солянокислого, затем закрывают заглушками барботер и осторожно встряхивают до обесцвечивания раствора, смывая пожелтевшие от воздействия раствора марганцевокислого калия стенки поглотительного прибора и следя, чтобы капли раствора не попали во входной канал. После этого снимают заглушки и содержимое поглотительного прибора переносят в пробирку. С помощью пипетки Мора вместимостью 5 см3 отбирают из пробирки 5 см3 раствора пробы, помещают в реактор, добавляют 2 см3 двухлористого олова. Реактор подсоединяют к прибору и измеряют сигнал прибора.

Измерение нулевой пробы проводят три раза и вычисляют среднее ее значение.

Для проведения измерения уровень раствора в барботерах, которые использовались для отбора проб, доводят до метки 5 см3 водой. Во входной канал поглотительного прибора приливают 1,0 см3 4 %-ного раствора солянокислого гидроксиламина и поступают как при измерении нулевой пробы.

Массу ртути находят по разности между показаниями прибора при анализе и средним значением нулевых проб.

Необходимо помнить, что пары ртути легко сорбируются на коммуникациях, в связи с этим соединительные шланги от реактора к кювете должны быть выполнены из поливинилхлорида и иметь минимальную длину.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.5.7. Свинец и его соединения [32]

Методика предназначена для определения концентрации свинца и его соединений в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,00024 - 0,0024 мг/м3 (при отборе пробы воздуха объемом 5,0 м3). Используется для измерения среднесуточных концентраций.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации свинца и его соединений в атмосферном воздухе в диапазоне 0,00024 - 0,0024 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании неорганических соединений свинца аэрозольными фильтрами и их фотометрическом определении по окрашенному в красный цвет соединению, образующемуся при взаимодействии с сульфарсазеном.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-2С;

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 2 шт.

2-100-2 - 2 шт.

2-500-2 - 1 шт.

2-1000-2 - 2 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 3 шт.

6-2-10 - 3 шт.

Пробирки центрифужные - 10 шт. по ГОСТ 1770-74

Цилиндры по ГОСТ 1770-74

20 - 2 шт.

50 - 2 шт.

100 - 3 шт.

Воронки для фильтрования - 5 шт. по ГОСТ 25336-82

Тигли фарфоровые - 15 шт.

Печь муфельная (tнагр до 1000 °С).

Баня песчаная

3.3. Вспомогательные устройства

Фильтродержатели для фильтров

АФА-ХП-20, изготовитель ВО «Изотоп»

3.4. Материалы

Фильтры АФА-ХП-20 или АФА-ХА-20;

изготовитель ВО «Изотоп»

3.5. Реактивы

Аммоний уксуснокислый, ч. по ГОСТ 3117-78

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Водорода перекись, 30 %-ный водный

раствор, х. ч. по ГОСТ 10929-76

Калий железистосинеродистый, х. ч. по ГОСТ 4207-65

Кислота азотная, х. ч. по ГОСТ 4461-77

Кислота серная (? = 1,84 г/см3) х. ч. по ГОСТ 4204-77

Натрий борнокислый, х. ч. по ГОСТ 4199-76

Свинец азотнокислый, х. ч. по ГОСТ 4236-77

Сульфарсазен, ч. д. а. по МРТУ 6-09-2827-66

Тиомочевина, х. ч. по ГОСТ 6344-52

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка фильтров, отбор проб.

7.2. Приготовление растворов

1) Аммоний уксуснокислый, 3 %-ный раствор. 3 г аммония уксуснокислого растворяют в мерной колбе вместимостью 100 см3 в дистиллированной воде, объем доводят до метки водой.

2) Калий железистосинеродистый, 1 %-ный раствор. 1 г калия железисто-синеродистого растворяют в мерной колбе вместимостью 100 см3 в дистиллированной воде, объем доводят до метки водой. Используется свежеприготовленный раствор.

3) Кислота азотная, раствор 1:2. К 80 см3 дистиллированной воды осторожно прибавляют 40 см3 концентрированной азотной кислоты.

4) Кислота серная, раствор 1:2. К 80 см3 дистиллированной воды осторожно прибавляют 40 см3 концентрированной серной кислоты.

5) Натрий борнокислый, раствор 0,05 моль/дм3. 9,51 г натрия борнокислого растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 500 см3, объем доводят водой до метки.

6) Сульфарсазен, 0,025 %-ный раствор. 0,025 г сульфарсазена растворяют в растворе натрия борнокислого концентрацией 0,05 моль/дм3 и мерной колбе вместимостью 100 см3, объем доводят водой до метки. Срок хранения раствора две недели.

7) Тиомочевина, 10 %-ный раствор. 10 г тиомочевины растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 100 см3, объем доводят водой до метки.

8) Исходный раствор свинца для градуировки (? = 1 мг/см3). 1,5984 г азотнокислого свинца растворяют в мерной колбе вместимостью 1000 см3, доводят объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Устойчив в течение месяца.

9) Рабочий раствор свинца для градуировки (? = 10 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 1000 см3 помещают 10 см3 исходного раствора свинца (? = 1 мг/см3) и доводят до метки 3 %-ным раствором уксуснокислого аммония. Раствор готовят перед использованием.

10) Рабочий раствор свинца (? = 1 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 1000 см3 помещают 1 см3 исходного раствора свинца (? = 1 мг/см3) и доводят до метки 3 %-ным раствором уксуснокислого аммония. Раствор готовят перед использованием.

11) Смесь разбавленных растворов серной и азотной кислот в отношении 5:1. К 100 см3 раствора (1:2) серной кислоты осторожно прибавляют 20 см3 раствора (1:2) азотной кислоты. Смесь тщательно перемешивают.

7.3. Установление градуировочной характеристики. Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы свинца в пробе, устанавливают по пяти сериям образцов для градуировки. Каждую серию, состоящую из шести образцов, готовят из свежеприготовленного раствора азотнокислого свинца (см. п. 7.2. перечисление 9).

Таблица 5.20

Образцы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации свинца

Номер образца для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора, см3

? = 1 мкг/см3

1,2

-

-

-

-

-

? = 10 мкг/см3

-

0,24

0,48

0,72

0,96

1,2

Масса свинца в 3 см3, мкг

1,2

2,4

4,8

7,2

9,6

12,0

Для установления градуировочной характеристики чистые фильтры АФА-ХП-20 с обрезанными краями помещают в фарфоровые тигли и наносят рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл. 5.20. Прибавляют 2 см3 смеси кислот (см. п. 7.2., перечисление 11) и 0,25 см3 30 %-ной перекиси водорода, дают постоять до полного смачивания фильтра и нагревают на песчаной бане до образования твердого остатка. Тигли с образцами помещают в муфельную печь, постепенно поднимают температуру печи до 450 - 500 °С и озоляют. После остывания в тигли с образцами добавляют 3 см3 3 %-ного раствора уксуснокислого аммония, тщательно растирают осадок стеклянной палочкой. Раствор переносят в центрифужные пробирки и центрифугируют. К 2,5 см3 прозрачного раствора добавляют по 0,2 см3 10 %-ного раствора тиомочевины (для связывания ионов меди), по 0,1 см3 1 %-ного раствора калия железистосинеродистого (для связывания ионов цинка), по 2 см3 раствора натрия борнокислого концентрацией 0,05 моль/дм3 (в качестве буферного раствора), по 0,5 см3 0,025 %-ного раствора сульфарсазена. После добавления каждого реактива содержимое пробирок перемешивают. Аналогично анализируют нулевую пробу - чистый фильтр с обрезанными краями. Через 30 мин измеряют оптическую плотность растворов при 510 нм по отношению к воде в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации соединений свинца исследуемый воздух аспирируют через фильтр АФА-ХП-40 с расходом 130 дм3/мин или через фильтр из ткани ФПП площадью 36 см2 с расходом 100 дм3/мин в течение 30 мин. Для определения среднесуточных концентраций отбирают на один фильтр 4 - 8 разовых проб за 24 ч. Срок хранения проб в герметичной упаковке неограничен.

8. Выполнение измерений

Фильтр с отобранной пробой и нулевые пробы после обрезания опрессованного края помещают в фарфоровый тигль и анализируют так же, как в п. 7.3.

Массу свинца в пробе определяют с помощью градуировочной характеристики по разности оптической плотности растворов пробы и средней оптической плотности трех нулевых проб.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулы (1), (6).

Поправочный коэффициент Kэ при вычислении массовой концентрации свинца по формуле (6) в воздухе составляет 1,2.

5.2.5.8. Селен [2]

Методика предназначена для определения концентрации селена в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,00025 - 0,00100 мг/м3 при отборе пробы воздуха объемом 2 м3. Определению не мешают теллур, медь, железо и мышьяк. Используется для определения разовых и среднесуточных концентраций.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации селена в атмосферном воздухе в диапазоне 0,00025 - 0,00100 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании селена на аэрозольный фильтр, переведении селена смесью соляной и азотной кислот в растворимую форму, которая при взаимодействии с 3,3-диаминобензидином образует соединение желтого цвета, экстрагируемое толуолом.

Массу селена определяют фотометрически по интенсивности окраски экстракта.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы.

3.2. Средства измерений

Спектрофотометр СФ-46 или фотоэлектроколориметр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2;

пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1;

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 1 шт.

2-100-2 - 3 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

2-1-5 - 5 шт.

6-2-10 - 2 шт.

4-2-2 - 5 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Фильтродержатель

Бумажные фильтры «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-77

Стаканы химические стеклянные вместимостью 20 - 30 см3

Делительные воронки вместимостью 50 см3

Плитка электрическая бытовая

Баня водяная

3.4. Материалы

Фильтры АФА-ХП-40 изготовитель ВО «Изотоп»

Трубка резиновая полувакуумная, тип 1 по ГОСТ 5496-57

3.5. Реактивы

Аммиак водный, ч. д. а. по ГОСТ 3760-79

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Гидроксид натрия, х. ч. по ГОСТ 4328-77

3,3-диаминобензидин, ч. по МРТУ 6-09-3655-67

Кислота азотная (? = 1,38 г/см3), х. ч. по ГОСТ 4461-77

Кислота муравьиная, ч. д. а. по ГОСТ 5848-73

Кислота соляная (? = 1,185 г/см3), х. ч. по ГОСТ 3118-77

Крезоловый красный, индикатор, х. ч. по ГОСТ 5849-74

Селен (порошок), ос. ч. по ТУ 6-09-2521-77

Толуол, ч. д. а. по ГОСТ 5789-78

Этилендиамин-N, N, N', N"-тетрауксусной

кислоты динатриевая соль (трилон Б), ч. д. а. по ТУ 6-09-1956-77

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы с использованием селена, толуола следует проводить под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть произведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка фильтров, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Аммиак, раствор 1:1. К 10 см3 аммиака добавляют 10 см3 воды.

2) 3,3-диаминобензидин, 0,5 %-ный раствор. 0,5 г 3,3-диаминобензидина растворяют в воде. Объем доводят до 100 см3. Готовят перед употреблением.

3) Гидроксид натрия, 1 %-ный раствор. 1 г гидроксида натрия растворяют в воде. Объем доводят до 100 см3.

4) Муравьиная кислота, раствор 1:9. Смешивают 1 объем кислоты с 9 объемами воды.

5) Крезоловый красный, 0,1 %-ный раствор. 0,1 г индикатора растворяют в 20 см3 1 %-ного раствора гидроксида натрия. Объем доводят до 100 см3.

6) Смесь концентрированных кислот соляной и азотной в соотношении 1:1. Кислоты смешивают в равных объемах.

7) Трилон Б, 2,5 %-ный раствор. 2,5 г трилона Б растворяют в воде и доводят объем до 100 см3.

8) Исходный раствор для градуировки (? = 100 мкг/см3). 100 мг селена растворяют в 10 см3 соляной кислоты, содержащей несколько капель азотной кислоты. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят водой до метки.

9) Рабочий раствор для градуировки (? = 1 мкг/см3) готовят 100-кратным разбавлением водой исходного раствора непосредственно перед использованием.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы селена, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из семи растворов, готовят из свежеприготовленного рабочего раствора селена. Для этого рабочий раствор селена наносят на фильтры АФА-XП-18 (с обрезанными краями), помещенные в семь химических стаканов в количествах, указанных в табл. 5.21. Одновременно в каждой серии готовят нулевую пробу, в качестве которой используют чистый фильтр (без рабочего раствора).

Таблица 5.21

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации селена

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

Объем рабочего раствора (? = 1 мкг/см3), см3

0,5

0,7

1,0

1,2

1,5

1,7

2,0

Масса селена в пробе, мкг

0,5

0,7

1,0

1,2

1,5

1,7

2,0

Фильтры в стаканах заливают 10 см3 смеси концентрированных соляной и азотной кислот и нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 мин, избегая бурной реакции, которая может привести к улетучиванию селена. Затем раствор упаривают почти досуха, к сухому осадку добавляют 10 - 15 см3 горячей воды и содержимое нагревают до получения прозрачного раствора. В стаканы с прозрачным раствором добавляют по 2 - 3 капли крезолового красного, по 1 см3 раствора трилона-Б, по 2 см3 муравьиной кислоты. Тщательно все перемешивают после добавления каждого реактива, а затем нейтрализуют аммиаком до желтой окраски (pH 2,0 - 3,0). К охлажденным растворам прибавляют по 2 см3 0,5 %-ного раствора 3,3-диаминобензидина и оставляют на 30 мин в темном месте. По истечении этого времени растворы вновь нейтрализуют аммиаком до появления фиолетовой окраски (pH 7,0 - 8,0) и переносят в делительные воронки. В каждую воронку добавляют по 5 см3 толуола и встряхивают в течение 1 мин. После разделения слоев каждый экстракт сливают через ватный тампон или бумажный фильтр в кювету с расстоянием между рабочими гранями 10 мм и определяют оптическую плотность окрашенного толуола относительно воды при длине волны 420 нм.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации селена исследуемый воздух аспирируют через фильтр площадью 36 см2 со скоростью до 100 дм3/мин в течение 20 мин.

Для определения среднесуточных концентраций отбирают на один фильтр 4 - 8 разовых проб за 24 ч. Срок хранения проб в герметичной упаковке неограничен.

8. Выполнение измерений

Фильтр с пробой осторожно вынимают из пакета, обрезают края, избегая потерь пробы, помещают в химический стакан, заливают 10 см3 смеси концентрированных соляной и азотной кислот, нагревают, не допуская бурной реакции, затем упаривают почти досуха, добавляют 10 - 15 см3 горячей воды и т.д., как указано в п. 7.3. Аналогично анализируют три нулевые пробы, в качестве которых используют чистые фильтры с обрезанными краями.

Измеряют оптическую плотность окрашенного толуола относительно воды при длине волны 420 нм в кювете с расстоянием между рабочими гранями 10 мм.

Массу селена в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптической плотности растворов пробы и средней оптической плотности нулевых проб.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (5).

5.2.5.9. Теллур [3]

Методика предназначена для определения концентрации теллура в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 15?10-4 - 1?10-3 мг/м3 (при отборе пробы воздуха объемом 2 м3). Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

Определению мешают сильные восстановители, переводящие теллур в неактивное соединение, и сильные окислители, увеличивающие оптическую плотность исследуемого раствора. Определению не мешают железо, цинк, свинец, висмут, сурьма, селен и хром в количествах, не превышающих содержание теллура; медь - в двухкратном количестве.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации теллура в атмосферном воздухе в диапазоне 15?10-4 - 1?10-3 мг/м3 наибольшее значение суммарной погрешности не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании теллура из воздуха фильтром, его взаимодействии с бутилродамином С, образовании окрашенного соединения и экстракции его бензолом. Массу теллура определяют фотометрически по интенсивности окраски бензольного экстракта.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75Е

Электроаспиратор ЭА-1; погрешность

± 10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 7 шт.

2-100-2 - 5 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

2-1-5 - 5 шт.

6-2-10 - 3 шт.

4-2-2 - 2 шт.

6-2-25 - 1 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Фильтродержатели для фильтров АФА-ХП-18,

изготовитель ВО «Изотоп»

Делительные воронки вместимостью 50 см3

Химические стаканы вместимостью 50 см3 по ГОСТ 23932-79Е

Водяная баня

Песчаная баня

Электроплитка

3.4. Материалы

Фильтры АФА-XП-18 или фильтр из ткани

ФПП площадью 36 см2

Трубка резиновая полувакуумная, тип 1 по ГОСТ 5496-57

Фильтры «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-77

3.5. Реактивы

Ацетон, х. ч. по ТУ 6-09-1707-77

Бензол, х. ч. по ГОСТ 5955-75

Бутилродамин С (бутиловый эфир

родамина С), ч. д. а. по ТУ 6-09-05-304-76

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Водорода перекись, 30 %-ный раствор, х. ч. по ГОСТ 10929-76

Ксилол, х. ч. по ТУ 6-09-3825-78

Кислота азотная (? = 1,4 г/см3), х. ч. по ГОСТ 4461-77

Кислота аскорбиновая по ГОСТ 4815-75

Кислота серная (? = 1,84 г/см3), х. ч. по ГОСТ 4207-77

Кислота соляная (? = 1,19 г/см3), х. ч. по ГОСТ 3118-77

Натрия бромид, х. ч. по ГОСТ 4169-76

Трибутилфосфат, ч.

Теллур металлический, х. ч.

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы с использованием толуола, ксилола необходимо проводить в вытяжном шкафу.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка фильтров к работе, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Бутилродамин С, 0,1 %-ный раствор. 0,1 г реактива растворяют в воде. Объем доводят до 100 см3.

2) Кислота аскорбиновая, 2 %-ный раствор. 2 г кислоты растворяют в воде. Объем доводят до 100 см3. Готовят перед анализом.

3) Кислота серная, раствор 1:1. К 1 объему воды осторожно, при постоянном помешивании, добавляют такой же объем кислоты, не допуская сильного разогревания и разбрызгивания.

4) Кислота соляная, раствор 5 моль/дм3. Разбавляют 40,8 см3 концентрированной кислоты водой до 100 см3.

5) Кислота соляная, раствор 0,1 моль/дм3. Разбавляют раствор 5 моль/дм3.

6) Натрия бромид, 20,6 %-ный раствор. 20,6 г реактива растворяют в воде. Объем доводят до 100 см3.

7) Смесь концентрированных кислот серной и азотной в отношении 1,5:1. Смешивают осторожно кислоты в указанных объемах.

8) Трибутилфосфат, 30 %-ный раствор в ксилоле, по объему.

9) Исходный раствор теллура (? = 1 мг/см3). 100 мг теллура растворяют в 5 см3 смеси концентрированных кислот (серной и азотной) в мерной колбе вместимостью 100 см3 и доводят объем до метки водой.

10) Промежуточный раствор теллура (? = 100 мкг/см3). 10 см3 исходного раствора доводят в мерной колбе вместимостью 100 см3 до метки разбавленной серной кислотой (1:1).

11) Рабочий раствор теллура (? = 1 мкг/см3). 1 см3 промежуточного раствора доводят в мерной колбе вместимостью 100 см3 до метки серной кислотой (1:1).

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы теллура, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждая серия состоит из пяти растворов. Для их приготовления в каждый из пяти химических стаканов помещают неиспользованный чистый фильтр АФА-XП-18 с обрезанными краями. На фильтр наносят пипеткой рабочий раствор в соответствии с табл. 5.22. Одновременно в каждой серии готовят нулевую пробу, в качестве которой используют чистый фильтр (без рабочего раствора).

Таблица 5.22

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации теллура

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

Объем рабочего раствора (? = 1 мкг/см3), см3

0,3

0,5

1,0

1,5

2,0

Масса теллура в пробе, мкг

0,3

0,5

1,0

1,5

2,0

Фильтры в каждом стакане заливают 5 см3 смеси концентрированных серной и азотной кислот. Стаканы помещают на песчаную баню и слегка нагревают до растворения теллура и минерализации ткани фильтра. При потемнении смеси в стакан добавляют (после охлаждения) по каплям 30 %-ный раствор перекиси водорода и снова нагревают, добиваясь полного осветления реакционной массы. Нагревание проводят под тягой. После полного растворения фильтра содержимое каждого стакана упаривают до появления паров SO2 (не доводя до полного высушивания). Влажный остаток в каждом стакане обрабатывают 5 см3 раствора соляной кислоты концентрацией 5 моль/дм3. Затем содержимое из каждого стакана переносят в делительные воронки, приливают в каждую воронку по 5 см3 раствора трибутилфосфата в ксилоле и встряхивают в течение 2 мин. После разделения слоев водный слой сливают, а к органическому прибавляют по 5 см3 раствора соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3 и реэкстрагируют теллур в течение 2 мин. Полученные реэкстракты теллура в соляной кислоте переносят в те же химические стаканы, в которых растворяли теллур, и осторожно упаривают на водяной бане почти досуха. К влажным остаткам прибавляют по 5,5 см3 раствора серной кислоты (1:1), по 0,5 см3 2 %-ного раствора бромида натрия, по 1 см3 0,1 %-ного раствора бутилродамина С и по 2 см3 аскорбиновой кислоты.

Полученные в химических стаканах смеси охлаждают до 10 - 12 °С и добавляют 1,0 см3 ацетона. Смеси из стаканов переносят в делительные воронки, прибавляют по 5 см3 бензола и проводят экстракцию в течение 1 мин. После разделения слоев нижний удаляют. Бензольные экстракты переносят последовательно в кюветы с расстоянием между рабочими гранями 10 мм и измеряют оптическую плотность растворов относительно воды при длине волны 560 нм. Градуировочную характеристику устанавливают по разности оптических плотностей растворов для градуировки и нулевого раствора.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации теллура исследуемый воздух аспирируют через фильтр АФА-XП-18 с расходом около 50 дм3/мин или через фильтр из ткани ФПП площадью 36 см2 с расходом 100 дм3/мин в течение 20 мин. Для определения среднесуточных концентраций отбирают на один фильтр 4 - 8 разовых проб за 24 ч. Срок хранения проб в герметичной упаковке не ограничен.

8. Выполнение измерений

Фильтр с пробой извлекают из пакета, обрезают края, помещают в химический стакан вместимостью 50 см3 и заливают 5 см3 смеси концентрированных серной и азотной кислот. Далее поступают с пробой, как описано в п. 7.3: стакан помещают на песчаную баню, слегка нагревают до растворения теллура и т.д.

Одновременно анализируют три нулевые пробы, как описано в п. 7.3.

Массу теллура в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптических плотностей растворов проб и средней оптической плотности нулевых проб.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (5).

5.2.5.10. Хром [VI] [36]

Методика предназначена для определения концентрации хрома (VI) в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,0004 - 0,0015 мг/м3 при отборе пробы воздуха объемом 2 м3. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций.

Определению мешают молибден, железо и ванадий в количествах, превышающих 1 мг в пробе.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации хрома в атмосферном воздухе в диапазоне 0,0004 - 0,0015 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании соединений хрома (VI) аэрозольными фильтрами и фотометрическом определении его массы и экстракте при взаимодействии с дифенилкарбазидом в кислой среде с образованием соединения красно-фиолетового цвета.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 2404-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1;

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-100-2 - 3 шт.

2-1000-2 - 3 шт.

Пробирки - 10 шт. по ГОСТ 1770-74Е

Стаканы В-1-50 - 10 шт. по ГОСТ 25336-82

Пипетки по ГОСТ 20292-74

4-2-2 - 2 шт.

4-2-5 - 2 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Фильтродержатели для фильтров АФА-XП-18; изготовитель ВО «Изотоп»

3.4. Материалы

Фильтры АФА-XП-18; изготовитель ВО «Изотоп»

3.5. Реактивы

Дифенилкарбазид, ч. д. а. по ГОСТ 5859-70

Калий двухромовокислый, х. ч. по ГОСТ 4220-75

Кислота соляная (? = 1,19 г/см3), х. ч. по ГОСТ 3118-77

Спирт этиловый, ректификат по ТУ 6-09-1710-77

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть произведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка фильтров, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Исходный раствор двухромовокислого калия, соответствующий раствору с массовой концентрацией оксида хрома (VI) 100 мкг/см3. 0,1471 г двухромовокислого калия, дважды перекристаллизованного и высушенного до постоянной массы при температуре 130 - 150 °С, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

2) Рабочий раствор для градуировки, соответствующий раствору с массовой концентрацией оксида хрома (VI) 10 мкг/см3. 10 см3 исходного раствора (см. перечисление 1) разбавляют водой до 100 см3 в мерной колбе.

3) Дифенилкарбазид, 0,5 %-ный раствор. В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят 80 см3 этилового спирта, 1 см3 концентрированной кислоты (? = 1,19 г/см3) и тщательно перемешивают. Затем вносят 0,5 г дифенилкарбазида и после его растворения доводят до метки этиловым спиртом. Раствор хранят в склянке из темного стекла. Раствор розовато-коричневого цвета к работе непригоден.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы оксида хрома (VI) в пробе устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из шести растворов, готовят из свежеприготовленного раствора двухромовокислого калия. В мерные колбы вместимостью 50 см3 наливают 25 - 30 см3 дистиллированной воды, рабочий раствор (? = 10 мкг/см3) в соответствии с табл. 5.23 и доводят водой до метки.

Таблица 5.23

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации хрома (VI)

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора (? = 10 мкг/см3), см3

0,08

0,12

0,16

0,2

0,24

0,3

Масса теллура в пробе, мкг

0,8

1,2

1,6

2,0

2,4

3,0

Для установления градуировочной характеристики на чистые фильтры АФА-XП-18 с обрезанными краями, помещенные в стаканчики, наносят по 6 см3 раствора для градуировки, фильтр отжимают при помощи стеклянной палочки, отбирают 5 см3 пробы, переносят в пробирку и приливают 0,5 см3 раствора дифенилкарбазида.

Содержимое пробирок тщательно встряхивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность растворов при 540 нм по отношению к воде в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм. Одновременно готовят нулевой раствор. Для чего чистый фильтр с обрезанными краями обрабатывают аналогично пробам.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации хрома (VI) исследуемый воздух аспирируют с расходом 50 дм3/мин в течение 20 мин через фильтр АФА-XП-18 или через фильтр из ткани ФПП площадью 36 см2 с расходом 100 дм3/мин. Для определения среднесуточных концентраций отбирают 4 - 8 разовых проб за 24 ч. Срок хранения отобранных проб в герметичной упаковке неограничен.

8. Выполнение измерений

Фильтр извлекают из пакета, обрезают края, помещают в стакан вместимостью 50 см3 и заливают 3 см3 горячей воды. Через 10 - 15 мин фильтр отжимают при помощи стеклянной палочки и экстракт переносят в пробирку. Затем фильтр заливают 3 см3 холодной воды, перемешивают и вновь отжимают в ту же пробирку. Отбирают 5 см3 пробы в другую пробирку и приливают 0,5 см3 раствора дифенилкарбазида. Содержимое пробирки тщательно перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность растворов по отношению к воде при 540 нм в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм. Одновременно готовят нулевой раствор, для чего чистый фильтр с обрезанными краями обрабатывают аналогично пробам.

Массу оксида хрома (VI) в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптических плотностей растворов пробы и нулевого.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.1.11. Цинк [33]

Методика предназначена для определения концентрации цинка в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,00025 - 0,005 мг/м3 при объеме пробы 2,0 м3. Используется для определения разовых и среднесуточных концентраций.

Определению не мешают железо (III), ванадий (IV), молибден, алюминий и литий в количествах до 1 мг в пробе.

Влияние меди, свинца, никеля, кобальта и марганца устраняется в процессе анализа.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации цинка в атмосферном воздухе в диапазоне 0,00025 - 0,005 мг/м3 суммарная погрешность не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании цинка на аэрозольные фильтры и фотометрическом определении его массы по окрашенному в оранжево-красный цвет комплексному соединению, образующемуся при взаимодействии иона цинка с сульфарсазеном в среде винной, лимонной кислот и аммиака.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Термометр лабораторный шкальный

ТЛ-2; пределы 0 - 55 °С; цена деления 1 °С по ГОСТ 215-73Е

Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75

Электроаспиратор ЭА-1;

погрешность ±10 %; Госреестр № 5997-77 по ТУ 25-11-1414-78

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 7 шт.

2-100-2 - 5 шт.

2-1000-2 - 1 шт.

2-250-2 - 1 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

2-1-5 - 5 шт.

6-2-10 - 3 шт.

4-2-2 - 2 шт.

3.3. Вспомогательные устройства

Фильтродержатели для фильтров

АФА-XП-18, изготовитель ВО «Изотоп»

Баня водяная

Стаканы стеклянные термостойкие,

В-1-250 ТС по ГОСТ 25336-82

Чашки выпарительные ЧКЦ1-1000 по ГОСТ 10973-75

Тигли фарфоровые

Воронки для фильтрования, стеклянные В-25-50 ХС по ГОСТ 25336-82

3.4. Материалы

Фильтры АФА-XП-18, изготовитель ВО

«Изотоп», или из ткани ФПП

Трубка резиновая полувакуумная, тип 1 по ГОСТ 5496-57

Фильтры «синяя лента» диаметром 4 см3

Палочки стеклянные

3.5. Реактивы

Аммиак водный, ч. д. а. по ГОСТ 3760-79

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Диэтилдитиокарбамат натрия, ч. д. а. по ГОСТ 8864-71

Меди сульфат, ч. д. а. по ГОСТ 4165-68

Кислота винная, ч. д. а. по ГОСТ 5817-77

Кислота лимонная, х. ч. по ГОСТ 3652-69

Кислота серная, стандарт-титр,

0,05 моль/дм3 (0,1 н.) по ТУ 6-09-2504-72

Кислота соляная (? = 1,19 г/см3), х. ч. по ГОСТ 3118-77

Натрия гидроксид, х. ч. по ГОСТ 4328-77

Сульфарсазен, ч. д. а. по ТУ 6-09-4681-78

Цинк металлический, х. ч. по ГОСТ 989-75

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы, связанные с выпариванием кислот, а также с разбавлением и использованием аммиака необходимо проводить под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Аммиак водный, 5 %-ный раствор. Готовят соответствующим разбавлением 25 %-ного раствора. Концентрацию полученного раствора уточняют титрованием раствора серной кислоты концентрацией 0,05 моль/дм3 (0,1 н.) в присутствии метилового оранжевого. 1 см3 раствора серной кислоты концентрацией 0,05 моль/дм3 (0,1 н.) соответствует 0,001703 г аммиака. Учитывая результаты титрования, проводят корректировку концентрации раствора.

2) Диэтилдитиокарбамат натрия, 1 %-ный раствор. 0,5 г реактива растворяют в воде, объем доводят до 50 см3.

3) Кислота винная, 10 %-ный раствор. 5 г кислоты растворяют в воде. Объем доводят до 50 см3.

4) Кислота лимонная, 10 %-ный раствор. 5 г кислоты растворяют в воде. Объем доводят до 50 см3.

5) Кислота серная, раствор 0,05 моль/дм3 (0,1 н.) раствор. Готовят из фиксанала.

6) Кислота соляная 1:1.

7) Меди сульфат. 0,393 г свежеперекристаллизованного и высушенного на воздухе сульфата меди растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 100 см3. Массовая концентрация меди в растворе соответствует 1 мг/м3.

8) Натрия гидроксид, 5 %-ный раствор. 5 г растворяют в воде. После охлаждения объем доводят до 100 см3.

9) Сульфарсазен, 0,02 %-ный раствор. 0,01 г растворяют в воде и доводят объем до 50 см3. Готовят перед анализом.

10) Исходный раствор для градуировки (? = 1000 мкг/см3). 250 мг металлического, цинка растворяют в мерной колбе, вместимостью 250 см3 в разбавленной (1:1) соляной кислоте.

11) Промежуточный раствор для градуировки (? = 100 мкг/см3). 10 см3 исходного раствора вносят в мерную колбу, вместимостью 100 см3, нейтрализуют 5 %-ным раствором гидрооксида натрия по индикаторной бумажке и доводят объем до метки водой.

12) Рабочий раствор для градуировки (? = 10 мкг/см3). Готовят соответствующим разбавлением водой промежуточного раствора (см. перечисление 11).

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности раствора от массы цинка, устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Для этого шесть чистых, не использованных для отбора проб фильтров с обрезанными краями помещают в шесть тиглей. На каждый фильтр наносят рабочий раствор согласно табл. 5.24. Одновременно в каждой серии готовят нулевую пробу. В качестве нулевой пробы используют чистый фильтр, на который рабочий раствор не наносится.

Каждый фильтр в тигле «промывают» горячей разбавленной соляной кислотой (1:1) несколько раз порциями по 3 - 4 см3. Фильтр отжимают стеклянной палочкой, промывают водой и удаляют. Промывные жидкости объединяют в выпарительных чашках, в каждую из которых вносят по 0,3 см3 раствора сульфата меди для соосаждения мешающих определению металлов (свинца, меди, никеля, кобальта, марганца) и содержимое выпаривают досуха на водяной бане. Сухой остаток в каждой чашке растворяют в 2,4 см3 5 %-ного раствора аммиака, добавляют по 0,5 см3 1 %-ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия. Содержимое чашек хорошо перемешивают, добавляют по 1,9 см3 воды и в течение 10 мин снова периодически перемешивают. Выпавшие в осадок диэтилдитиокарбаматы металлов отфильтровывают через маленький бумажный фильтр. Бесцветные фильтраты образцов используют для анализа. Для этого по 1,6 см3 каждого фильтрата (т.е. 1/3 часть) переносят в пробирки, прибавляют по 1,1 см3 воды, по 0,8 см3 10 %-ного раствора винной кислоты, по 0,2 см3 10 %-ного раствора лимонной кислоты, по 0,3 см3 5 %-ного раствора аммиака и по 1 см3 0,02 %-ного раствора сульфарсазена. После добавления каждого реактива содержимое пробирок энергично встряхивают. Измеряют оптическую плотность растворов относительно воды в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 500 нм. Время от добавления последнего реактива до измерения оптической плотности для всех проб должно быть одинаковым. Градуировочную характеристику устанавливают по разности оптических плотностей растворов для градуировки и нулевого.

Таблица 5.24

Образцы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации цинка1

Номера образцов для градуировки

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего раствора (? = - 10 мкг/см3), см3

0,05

0,1

0,3

0,5

0,7

1,0

Масса цинка в образце, мкг

0,5

1,0

3,0

5,0

7,0

10,0

1 При необходимости градуировочную характеристику можно устанавливать в диапазоне 0,5 - 30 мкг цинка.

7.4. Отбор проб

Для определения разовой концентрации цинка исследуемый воздух аспирируют через фильтр АФА-XП-18 с расходом 50 дм3/мин или через фильтр из ткани ФПП площадью 36 см2 с расходом 100 дм3/мин в течение 20 - 30 мин.

Для определения среднесуточных концентраций отбирают 4 - 8 разовых проб за 24 ч на один фильтр. Срок хранения отобранных проб в герметичной упаковке неограничен.

8. Выполнение измерений

Фильтр с пробой извлекают из пакета, осторожно обрезают края, помещают в фарфоровый тигель и промывают горячей соляной кислотой (1:1) несколько раз порциями по 3 - 4 см3. Затем поступают, как описано в п. 7.3. с образцами для градуировки: промывные жидкости собирают в выпарительной чашке; фильтр отжимают, промывают водой, которую переносят в ту же чашку, и удаляют; к жидкости в выпарительной чашке добавляют 0,3 см3 раствора сульфата меди и т.д. Аналогично исследуют нулевую пробу: чистый фильтр с обрезанными краями. Оптическую плотность растворов относительно воды измеряют в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 500 нм.

Массу цинка в пробе определяют с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптических плотностей растворов пробы и средней оптической плотности трех нулевых проб.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

5.2.5.12. 15 химических элементов [рентгенофлуоресцентный метод с полупроводниковым детектором]1 [61]

Методика предназначена для определения среднесуточной концентрации брома, железа, иттрия, кальция, марганца, меди, мышьяка, никеля, свинца, селена, стронция, титана, хрома, цинка, циркония в атмосферном воздухе при проведении научных исследований. Диапазон измеряемых концентраций, а также значения среднесуточных предельно допустимых концентраций (ПДК) представлены в табл. 5.25.

Таблица 5.25

ПДК и диапазоны измеряемых концентраций (мкг/м3) химических элементов в атмосферном воздухе

Элемент

Среднесуточная ПДК

Диапазон измеряемых концентраций

Элемент

Среднесуточная ПДК

Диапазон измеряемых концентраций

Бром

40,0

0,04 - 100

Свинец

0,3

0,04 - 50

Железо

40,0

0,04 - 100

Селен

0,05

0,005 - 100

Иттрий

-

0,03 - 50

Стронций

-

0,003 - 50

Кальций

-

0,1 - 100

Титан

-

0,09 - 100

Марганец

0,06

0,05 - 100

Хром

-

0,07 - 100

Медь

2,0

0,01 - 100

Цинк

50

0,08 - 100

Мышьяк

3,0

0,005 - 100

Цирконий

-

0,003 - 50

Никель

1,0

0,02 - 100

Примечание. Нижний предел определен для пробы воздуха объемом 20 м3.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении массовой концентрации перечисленных химических элементов в атмосферном воздухе в диапазоне 0,001 - 100 мкг/м3 суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод определения массовой концентрации элементов в атмосферном воздухе основан на взаимодействии низкоэнергетического гамма- и рентгеновского излучения с веществом, при котором квант излучения вырывает электрон с одного из внутренних уровней атома. Вакантное место заполняется электроном с более удаленного уровня, а энергия возбужденного атома расходуется путем испускания характеристического рентгеновского излучения (ХРИ). ХРИ регистрируется детектором, и по его интенсивности рассчитывается концентрация искомого элемента.

Методика разработана в НПО «Тайфун».

3. Средства измерения, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2 Средства измерения

Анализатор импульсов с диалоговым

вычислительным комплексом АМА-02Ф по ТУ 95.1260-85

Детекторы рентгеновского излучения:

БДРК 1/25 с разрешением не хуже по ТУ 95.150022-75

270 эВ на линии 5,9 кэВ

БРД-2М с разрешением не хуже по ТУ 009.0143-78

200 эВ на линии 5,9 кэВ

БДРГ-7/3-201 с разрешением не по ТУ 96.1243-84

хуже 250 эВ на линии 5,9 кэВ

Усилитель импульсов для полупроводниковой

спектрометрии БУС-97 по ТУ 96.560-81

Источники питания детектора

БНБ-31 по ТУ 95.1451-86Е

БНН-151 по ТУ 95.643-82

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Радиоактивные источники

ИРАЖ-30 активностью 55Fe 5,6?109 Бк по ТУ 11-300-77

ИРИК активностью 109Cd 3,7?108 Бк по ТУ 95.457-77

ИГИА активностью 241Am 4,7?108 Бк по ТУ 95.779-76

3.3. Вспомогательные устройства

Сосуд Дьюара для жидкого азота АСД-16 по ГОСТ 16023-78

Шкаф сушильный по ГОСТ 13474-79

Пресс гидравлический с давлением

250 кг/см2 по ГОСТ 9753-75

Прессформа - два металлических

полированных цилиндра (черт. 5.10)

Прессформа

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

Черт. 5.10

Стакан НИ-150 по ГОСТ 23932-79Е

Трубка стеклянная диаметром

40 мм, высотой 45 мм

Коллиматор (черт. 5.11)

Коллиматоры - держатели источников

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

а - для 109Cd; б - для Fe.

Черт. 5.11

Предметное стекло размером 60?90 мм

3.4. Реактивы

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Гептан по ТУ 609-3375-78

Спирт этиловый по ГОСТ 18300-72

Стандартные образцы состава

дерново-подзолистой супесчаной почвы

(комплект СДПС) по ГСО 2498-83,

2499-83, 2500-83

Стандартные образцы состава

красноземной почвы (почвы СКР) по ГСО 2501-83, 2502-83,

2503-83

Стандартные образцы состава почвы

серозема карбонатного (комплект ССК) по ГСО 2504-83, 2505-83,

2506-83

3.5. Материалы

Азот жидкий, технический

Фильтры АФА-ХА или АФА-ВП по ГОСТ 95.10052-85

4. Требования безопасности

При выполнении измерений концентраций химических элементов в воздухе рентгенофлуоресцентным методом необходимо соблюдать требования, изложенные в «Правилах по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета» (Л., Гидрометеоиздат, 1983), в справочнике для работников химической промышленности «Техника безопасности и промышленная санитария» (М., Химия, 1978), в «Нормах радиационной безопасности НРБ-76/87» (М., Энергоиздат, 1987), в «Основных санитарных правилах работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87» (М., Энергоатомиздат, 1987).

5. Требования к квалификации оператора

Измерение содержания химических элементов в атмосферном воздухе по данной методике может выполнять инженер или техник, имеющий опыт работы с анализаторами импульсов, с вычислительной техникой.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: подготовка фильтров, образцов сравнения, градуировка прибора.

7.2. Подготовка набора фильтров для установления градуировочной характеристики

Чистые фильтры АФА-ВП или АФА-ХА, предварительно высушенные до постоянной массы (при t = 60 °С), помещают на чистые обезжиренные предметные стекла и по центру каждого фильтра устанавливают стеклянную трубку.

7.3. Приготовление суспензии для образцов сравнения

Отвешивают на аналитических весах по 20 мг стандартного образца состава почвы каждого типа. Навески высыпают в химические стаканы, содержащие 40 - 50 см3 гептана, тщательно взбалтывают каждый в течение 5 - 10 мин до получения однородной взвеси и сразу же используют ее для приготовления соответствующего образца сравнения.

7.4. Приготовление образца сравнения для градуировки прибора

В чистую обезжиренную трубку, поставленную на фильтр, резким движением выливают суспензию и оставляют на 5 - 10 мин до испарения гептана. Затем фильтр высушивают (при 60 °С) до постоянной массы, складывают пополам и спрессовывают при давлении 150 кг/см2. Этот фильтр является образцом сравнения.

7.5. Расчет поверхностной плотности образца сравнения

Расчет проводят по формуле:

где pэт - поверхностная плотность эталона (образца сравнения), мг/м2;

m0 - масса чистого фильтра, мг;

mст - масса этого же фильтра со стандартом почв, мг;

S - площадь нанесенного пятна, м2.

7.6. Градуировка прибора

Приготовленный образец сравнения помещают в коллиматор (3) установки, собранной согласно блок-схеме (черт. 5.12), и снимают спектр характеристического рентгеновского излучения (ХРИ). Нажимают кнопки «Калибровка», «0», «ВЧ», затем подводят маркер под максимальную точку пика с известной энергией, нажимают кнопки «Калибровка», «n» (n - энергия данного пика в эВ), «ВЧ». Маркер сдвигают до следующего пика с известной энергией и снова нажимают кнопки «Калибровка», «n», «ВЧ». При двух пиках и более с известной энергией на экране терминала появляется служебная строка, показывающая энергию пика.

Блок-схема соединения приборов для многоэлементного анализа

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

1 - детектор БДРК-1/25; 2 - изотопный источник; 3 - излучательная головка; 4 - экспонированный фильтр; 5 - усилитель импульсов БУС-2-96; 6 - усилитель БУС-2-97; 7 - анализатор АМА-02-Ф1; 8 - ДВК; 9 - блок питания детектора.

Черт. 5.12

Затем производят градуировку прибора: определяют площади фотопиков, для чего при помощи кнопок «СП96?» и «?СП96» последовательно с Ca до Zr просматривают весь спектр и маркером отмечают границы фотопиков интересующих нас элементов; при этом на экране дисплея высвечивается площадь искомого фотопика. По полученным площадям фотопиков рассчитывают градуировочный коэффициент K для каждого элемента по формуле

K = Mэт/Nэт,

где Mэт - содержание данного элемента в эталоне, мг;

Nэт - площадь фотопика элемента в эталоне, имп.

Коэффициент вводится в память ЭВМ.

7.7 Отбор проб

Для определения концентрации элементов в аэрозолях по данной методике рекомендуется два способа отбора проб. Дискретный отбор производится на один фильтр (по 20 мин не менее 2 раз в сутки) в течение 3 - 5 сут, так чтобы суммарный объем аспирированного воздуха был не менее 20 м3. Суточный отбор производится путем непрерывной аспирации воздуха с таким расходом, чтобы нагрузка взвешенных веществ на 1 см2 не превышала 5 мг.

8. Выполнение измерений

Экспонированный фильтр складывают вдвое, спрессовывают и помещают в коллиматор. Нажимают кнопки «Очистка», «Подготовка» (задают время набора), «Набор». По истечении заданного времени на экране появится набранный спектр.

9. Вычисление результата измерений

Вычисление результата проводится по формуле:

где ? - концентрация искомого элемента в пробе, мг/м3;

V0 - объем отобранной пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям (см. п. 5.1.16), м3;

Nпр - площадь фотопика искомого элемента, имп;

pэт - поверхностная плотность эталона, мг/м2;

pпр - поверхностная плотность пробы, мг/м2;

K - градуировочный коэффициент.

Результаты регистрируются в цифровом виде на ленте прибора.

5.2.6. Пыль [взвешенные частицы] [21]

Методика предназначена для определения массовой концентрации пыли в атмосферном воздухе. Используется для измерения разовых и среднесуточных концентраций пыли при удельном расходе воздуха 5 дм3/(мин?см3) в диапазонах: 0,26 - 50 мг/м3 (разовая); 0,007 - 0,69 мг/м3 (суточная); 0,04 - 4,2 мг/м3 (суточная при автоматическом циклическом отборе проб по 20 мин 12 раз в сутки); от 0,17 до 16,7 мг/м3 (суточная при ручном циклическом отборе проб по 20 мин 3 раза в сутки) в зависимости от объема пробы.

1. Нормы точности измерений

По экспертным оценкам, при определении концентрации пыли в атмосферном воздухе в указанных диапазонах (0,26 - 50; 0,007 - 0,69; 0,04 - 4,2; 0,17 - 16,7 мг/м3) относительная погрешность не превышает ±25 %. Предельная абсолютная погрешность определения массы пыли на фильтре - 0,2 мг. Предельная относительная погрешность определения объема воздуха, прошедшего через фильтр, - 6 %.

2. Метод измерения

Метод основан на определении массы взвешенных частиц пыли, задержанных фильтром из ткани ФПП при прохождении через него определенного объема воздуха.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

Меры массы по ГОСТ 7328-82Е

Электроаспиратор ЭА-2; погрешность

± 6 %; Госреестр № 1833995 по ТУ 25-11.1413-78

Электроаспиратор ЭА-2С или ЭА-2СМ; по ТУ 25-11.1591-81

погрешность ±5 %; Госреестр № 2225429

Анеморумбограф М-63МР по ТУ 25-11-1451-78

Барометр-анероид М-67 по ТУ 25-04-1797-75

3.3. Материалы

Фильтры из уплотненной опрессованной по ТУ 52-01-367-80

ткани ФПП-15 с диаметром рабочей поверхности

69,4 мм, изготовитель ЭПМ НИИП

Фильтры АФА-ВП-20, изготовитель ВО «Изотоп»

4. Требования безопасности

См. п. 4.3.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Используемые для отбора пробы пыли фильтры должны быть пронумерованы. Порядковый номер наносят карандашом на уплотненную кольцевую часть каждого фильтра из ткани ФПП или на бумажное кольцо фильтра АФА.

7.2. Перед отбором пробы фильтр должен быть взвешен на аналитических весах. Перед этим фильтр не менее 1 ч выдерживают в помещении, где производится взвешивание. Чтобы не испортить рабочую поверхность фильтра, при всех операциях его следует брать пинцетом за край.

Взвешенные чистые фильтры вкладывают в пакеты из кальки. Эти пакеты помещают в полиэтиленовые пакеты, на которые шариковой ручкой наносят номер фильтра и его начальную массу.

Подготовленные фильтры передаются наблюдателям для отбора проб воздуха на соответствующих постах наблюдений.

8. Выполнение измерений

8.1. Выполнение отбора пробы воздуха должно соответствовать п. 4.4.1.

Отбор пробы для определения среднесуточной концентрации пыли выполняется непрерывно с удельным расходом 5 дм3/(мин?см2) в течение 24 ч или - при большой запыленности - циклически по 20 мин через одинаковые промежутки времени. Для определения разовой концентрации отбор производится в течение 20 мин. Предельная пылеемкость фильтра из ткани ФПП составляет 5 мг/см2.

Фильтр с отобранной пробой осторожно вынимают из фильтродержателя, складывают пополам запыленной поверхностью внутрь и помещают последовательно в пакет из кальки и в полиэтиленовый пакет. На пакет шариковой ручкой наносят следующие данные: наименование и номер города; дату и время отбора; начальное и конечное показания газового счетчика (или расход воздуха и продолжительность отбора пробы по ротаметру РС-7); температуру воздуха, проходящего через счетчик или ротаметр, и атмосферное давление во время отбора пробы. После этого фильтр передается в лабораторию для определения массы пыли.

8.2. Перед взвешиванием фильтры не менее часа выдерживают в помещении, где производится взвешивание. Если отбор пробы проводился при относительной влажности воздуха, близкой к 100 %, то фильтр доводят до постоянной массы. Для этого его необходимо поместить в стеклянной чашке в эксикатор с плавленым хлористым кальцием на 2 ч или в сушильный шкаф с температурой 40 - 50 °С на 30 - 50 мин, а затем выдержать 40 - 50 мин в помещении, где производится взвешивание. Если при взвешивании масса фильтра изменяется, то повторяют операцию просушивания.

Взвешенные фильтры с накопленной на них пылью вкладывают в те же пакеты из кальки и полиэтилена, на которые шариковой ручкой наносят значение конечной массы фильтра с пылью. Если после взвешивания и занесения всех данных о пробе в рабочий журнал фильтры не направляются на анализ элементного состава, то они тщательно запаковываются в кальку и сдаются на бессрочное хранение. Номер поста, дата и срок отбора записываются на конвертах.

Примечание: фильтры, используемые после определения массовой концентрации пыли для определения ее элементного состава, необходимо особенно тщательно оберегать от загрязнения. Сушить фильтры следует только в чистом сушильном шкафу и охлаждать под защитным колпаком в помещении, где производится взвешивание. Брать и переносить фильтры при всех манипуляциях необходимо только пинцетом, на концы которого надеть наконечники из пластмассовых трубок.

9. Вычисление результата измерений

Массовую концентрацию (? мг/м3) взвешенных частиц в воздухе вычисляют по формуле

где m1 - масса фильтра без пыли, мг;

m2 - масса фильтра с пылью, мг;

V0 - объем пропущенного через фильтр воздуха, приведенный к нормальным условиям, м3 (см. п. 5.1.16, формулу (1)).

5.2.7. Серосодержащие соединения

5.2.7.1. Диоксид серы: отбор проб в барботеры [формальдегидно-парарозанилиновый [ФАП метод]1 [63]

1 Методика разработана в ГГО, НПО «Химаналит», аттестована НПО «ВНИИМ им Д.И. Менделеева». За исключением разделов, изложенных в пп. 5.1.3, 5.1.4 и 5.1.14, соответствует аттестату № 539 НПО «ВНИИМ им Д.И. Менделеева».

Методика предназначена для определения концентрации диоксида серы в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,04 - 5,0 мг/м3 (с учетом возможности разбавления) при объеме разовой пробы 50 дм3. Мешающее влияние диоксида азота устраняется введением сульфаминовой кислоты, озона - выдерживанием пробы перед фотометрированием, солей тяжелых металлов - добавлением трилона Б, аммиака - введением буфера с pH 1,2 (соляная кислота - хлорид калия).

1. Нормы точности измерений

При определении концентрации диоксида серы в атмосферном воздухе в диапазоне 0,04 - 5,0 мг/м3 установленная суммарная погрешность при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±25 %.

2. Метод измерения

Метод основан на поглощении диоксида серы из воздуха раствором формальдегида с образованием гидроксиметансульфокислоты. При добавлении гидроксида натрия гидроксиметансульфокислота снова разлагается на формальдегид и S (IV). Эти вещества при реакции с парарозанилином образуют соединение, по интенсивности окраски которого определяют содержание диоксида серы фотометрическим методом.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Весы аналитические ВЛА-200; погрешность 0,0002 г по ГОСТ 24104-80Е

Весы технические погрешность 0,01 г по ТУ 25-06-385-80

pH-метр-милливольтметр pH-673 по ТУ 25-05-1181-76

Секундомер; класс 3; цена деления

секундной шкалы 0,2 с по ГОСТ 5072-79Е

Термометр лабораторный шкальный по ГОСТ 215-73Е

ТЛ-2; цена деления 1 °С; пределы 0 - 55 °С

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Электроаспиратор ЭА-1; погрешность паспорт М-2.840.007 ПС

10 %

Примечание. Все перечисленные средства измерений могут быть заменены аналогичными с погрешностью, не превышающей погрешности рекомендуемых. Применяемые средства измерений должны быть поверены (аттестованы) в установленные сроки по ГОСТ 8002-717, иметь клеймо или свидетельство о поверке.

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74Е

2-50-2 - 1 шт.

2-100-2 - 9 шт.

2-250-2 - 3 шт.

2-1000-2 - 2 шт.

Пипетки по ГОСТ 20292-74Е

4-2-1 - 5 шт.

4-2-2 - 2 шт.

2-2-5 - 3 шт.

5-2-10 - 2 шт.

2-2-50 - 1 шт.

2-2-100 - 1 шт.

Пробирки П4-15-14/23 ХС 2-2-10 - 20 шт. по ГОСТ 25336-82

Пробки полиэтиленовые по ОСТ 64-2-87-81

Бюретки 3-2-25-0,1 - 2 шт. по ГОСТ 20292-74Е

Стакан для взвешивания СВ-14/8 по ГОСТ 25336-82

Флаконы пенициллиновые ФО-20 АБ-1 по ТУ 64-2-10-77

Цилиндры 1-500 - 1 шт. по ГОСТ 1770-74

3.3. Вспомогательные устройства

Поглотительные приборы Рыхтера по ТУ 25-11-1136-75

3.4. Реактивы

Бутанол по ГОСТ 5208-81Е

Дистиллированная вода по ГОСТ 6709-72

Йод, раствор 0,05 моль/дм3

(0,1 н.), стандарт-титр по ТУ 6-09-2540-72

Калия бифталат, ч. д. а. по ТУ 6-09-4433-77

Калия иодид, ч. д. а. по ГОСТ 4232-74

Калия хлорид, ч. д. а. по ГОСТ 4234-77

Кислота соляная (? = 1,19 г/см3), х. ч. по ГОСТ 3118-77

Кислота сульфаминовая, х. ч. по ТУ 6-09-2437-79

Кислота уксусная, ч. д. а. по ГОСТ 61-75

Комплексон III (трилон Б), ч. д. а. по ГОСТ 10652-73

Крахмал растворимый, ч. по ГОСТ 101163-76

Натрия гидроксид, х. ч. по ГОСТ 4328-77

Натрия пиросульфит (Na2S2O5), ч. по ТУ 6-09-4327-78

Натрия сульфит, ч. д. а. по ГОСТ 195-77

Натрия тиосульфат, раствор

0,1 моль/дм3, стандарт-титр по ТУ 6-09-2540-72

Парарозанилина гидрохлорид, ч. по ТУ 6-09-07-1182-79

Формальдегид 40 %-ный (формалин) по ГОСТ 1625-75

Феноловый красный (водорастворимый индикатор) по ТУ 6-09-3070-84

3.5. Материалы

Карандаш для письма по стеклу по ТУ 480-11-59-82

Поролон по ОСТ 6-05-407-75

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы с 40 %-ным раствором формальдегида проводить под тягой.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, отбор проб воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Уксусная кислота, раствор 1 моль/дм3. В мерную колбу вместимостью 500 см3 вносят 28,6 см3 ледяной уксусной кислоты и доводят до метки дистиллированной водой. Срок годности раствора - 3 мес.

2) Гидроксид натрия, раствор 1 моль/дм3. В мерную колбу вместимостью 500 см3 вносят 20,0 г гидроксида натрия и доводят до метки дистиллированной водой. Срок годности раствора - 1 мес.

3) Ацетатный буферный раствор с pH 4,0 - 4,2. В мерную колбу вместимостью 500 см3 вносят 236,2 см3 раствора уксусной кислоты, приготовленной по перечислению 1, 50 см3 раствора гидроксида натрия, приготовленного по перечислению 2, и доводят до метки дистиллированной водой. После перемешивания измеряют pH полученного раствора. Устанавливают pH 4,0 - 4,2 добавлением кислоты или щелочи. Срок годности раствора - 3 мес.

Примечание. Растворы по перечислениям 1 и 3 готовят лишь при отсутствии бифталата натрия.

4) Раствор формальдегида 0,021 моль/дм3. Определяют концентрацию формальдегида в формалине (cф моль/дм3) в соответствии с ГОСТ 1625-75 (см. приложение 1 к данной методике). Рассчитывают объем (?ф см3) формалина, необходимый для приготовления 1000 см3 раствора, по формуле:

(1)

где с'ф - концентрация раствора формальдегида, который следует приготовить (с'ф = 0,021), моль/дм3;

1000 - объем раствора формальдегида, который следует приготовить, см3.

В мерную колбу вместимостью 1 дм3 вносят рассчитанный объем формалина, добавляют 0,7 г трилона Б, 100 см3 ацетатного буфера (или 2,04 г бифталата калия) и доводят до метки дистиллированной водой. Срок годности раствора - 6 мес.

5) Поглотительный раствор. 300 см3 раствора формальдегида, приготовленного по перечислению 4, вносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят до метки дистиллированной водой. Срок годности раствора - 1 мес.

6) Феноловый красный, 0,1 %-ный раствор. В колбу вместимостью 50 см3 вносят (0,05 ± 0,005) г индикатора фенолового красного и заполняют дистиллированной водой. Срок годности раствора - 1 мес.

7) Соляная кислота, раствор 1 моль/дм3. 82,6 см3 концентрированной соляной кислоты вносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доводят до метки дистиллированной водой. Срок годности раствора - 3 мес.

8) Соляная кислота, раствор 0,1 моль/дм3. В мерную колбу вместимостью 500 см3 вносят 50 см3 раствора соляной кислоты, приготовленной по перечислению 7, и доводят до метки дистиллированной водой. Срок годности раствора - 3 мес.

9) Исходный раствор гидроксида натрия. В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят 24,0 г гидроксида натрия, растворяют в 50 см3 воды и после охлаждения доводят до метки свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой.

Затем в три конические колбы вместимостью 200 - 250 см3 переносят по 0,3 см3 приготовленного раствора гидроксида натрия, добавляют приблизительно 20 см3 дистиллированной воды и титруют раствором соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3 в присутствии индикатора фенолового красного до появления желтой окраски. Рассчитывают точную концентрацию раствора гидроксида натрия (cNaOH) по формуле:

(2)

где ?HCl - объем раствора соляной кислоты, пошедшего на титрование, см3;

?NaOH - объем раствора гидроксида натрия, взятого на титрование (?NaOH = 03), см3;

cHCl - концентрация раствора соляной кислоты (cHCl = 0,1), моль/дм3.

Рассчитывают объем ? (см3) приготовленного раствора гидроксида натрия, который необходимо внести для разбавления в колбу вместимостью 100 см3, по формуле:

(3)

где ?1 - требуемый объем раствора гидроксида натрия (?1 = 100), см3;

cтр - требуемая концентрация раствора гидроксида натрия (cтр = 4,5), моль/дм3;

cNaOH - концентрация исходного раствора гидроксида натрия, моль/дм3.

10) Раствор гидроксида натрия 4,5 моль/дм3. Вносят рассчитанный объем гидроксида натрия в колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки дистиллированной водой. Раствор хранят в герметичной полиэтиленовой посуде. Срок годности раствора - 1 мес.

11) Парарозанилин (ПРА), исходный 0,2 %-ный раствор. В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят (0,2 ± 0,0002) г ПРА и доводят до метки соляной кислотой, приготовленной по перечислению 7. Срок хранения раствора - 1 мес.

12) ПРА, 0,019 %-ный раствор. В мерную колбу вместимостью 500 см3 приливают 48,4 см3 исходного раствора ПРА, 66,6 см3 концентрированной соляной кислоты, вносят 46,0 г хлорида калия и доводят до метки дистиллированной водой. Хранить в бутыли из темного стекла в темном месте. Срок годности раствора - 1 мес.

13) Сульфаминовая кислота, 0,6 %-ный раствор. 0,6 г сульфаминовой кислоты растворяют в 90 см3 воды в мерной колбе вместимостью 100 см3, доводят pH этого раствора до 4,1 ± 0,1 добавлением раствора гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм3, приготовленного по перечислению 2, и доводят до метки дистиллированной водой. Срок годности раствора 15 сут.

14) Исходный раствор пиросульфита натрия (? = 1 мг/см3 диоксида серы).

Определяют содержание основного вещества - пиросульфита натрия (Q %) в реактиве в соответствии с приложением 2 к данной методике. Рассчитывают массу навески пиросульфита натрия с учетом содержания основного вещества по формуле:

(4)

где Mпс - навеска пиросульфита натрия, соответствующая 100 мг диоксида серы, г;

Q - содержание основного вещества, %;

0,1484 (г) - навеска пиросульфита натрия при Q = 100 %.

В бюксе на аналитических весах взвешивают пиросульфит натрия с погрешностью ±0,0002 г и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Растворяют в небольшом количестве поглотительного раствора и им же доводят до метки. В 1 см3 приготовленного раствора содержится 1 мг диоксида серы. Срок годности раствора - 1 мес.

Примечание. При отсутствии пиросульфита натрия можно использовать сульфит натрия, предварительно определив содержание в нем SO2 (см. методику 5.2.7.1, перечисление 17).

15) Рабочий раствор пиросульфита натрия с массовой концентрацией диоксида серы 20 мкг/см3 (рабочий раствор 1). После приготовления исходного раствора в наполовину заполненную поглотительным раствором мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 1 см3 исходного раствора пиросульфита натрия и доводят до метки поглотительным раствором. Хранить в холодильнике. Срок годности раствора - 1 мес.

16) Рабочий раствор пиросульфита натрия с массовой концентрацией диоксида серы 100 мкг/см3 (рабочий раствор 2). Рабочий раствор 2 готовят так же, как рабочий раствор 1, с той разницей, что в мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 5 см3 исходного раствора пиросульфита натрия. Хранить в холодильнике. Срок годности раствора - 1 мес.

Примечание. При наличии стандартного образца диоксида серы из него сразу готовят рабочий раствор 1 путем растворения в 50,0 см3 поглотительного раствора навески, содержащей 1,00 мг диоксида серы, и рабочий раствор 2 путем растворения в 50,0 см3 раствора навески, содержащей 5,00 мг диоксида серы. Навески рассчитывают с учетом содержания диоксида серы в 1 г стандартного образца, указанного в паспорте. Навески растворяют в поглотительном растворе. В этом случае растворы по перечислениям 14 - 16 не готовят.

7.3. Построение градуировочной характеристики

Градуировочная характеристика выражает зависимость разности ?D оптических плотностей раствора для градуировки и нулевого раствора от массы диоксида серы в пробе. Строят три градуировочные характеристики (по пяти растворам каждая) с содержанием в пробе диоксида серы: 1,5 - 5,0; 4,0 - 12,5; 10,0 - 40,0 мкг.

Растворы для установления градуировочных характеристик готовят в мерных колбах вместимостью 100 см3, в каждую вносят рабочий раствор для градуировки согласно табл. 5.26, доводят до метки поглотительным раствором и тщательно перемешивают.

Для установления градуировочной характеристики в пробирки отбирают по 5 см3 каждого раствора для градуировки. В каждую пробирку приливают 0,2 см3 сульфаминовой кислоты, встряхивают и оставляют на 10 мин, затем приливают 0,3 см3 раствора гидроксида натрия (4,5 моль/дм3) и тщательно перемешивают.

В чистые пробирки предварительно вносят 2,0 см3 рабочего раствора ПРА. Затем содержимое пробирки с раствором для градуировки вливают в пробирки с раствором ПРА (не наоборот!) и сразу же переливают весь раствор обратно в пробирку для градуировки. Операцию переливания повторяют 5 раз и только после этого переходят к следующей пробе.

Одновременно анализируют нулевую пробу, содержащую вместо 5 см3 раствора для градуировки 5 см3 поглотительного раствора.

Через 10 мин (не позднее чем через 15 мин) определяют оптическую плотность растворов и нулевой пробы относительно воды. Измерения проводят при длине волны 548 нм. Строят три градуировочные характеристики в координатах MSO2i (содержание SO2 в 5 см3 раствора пробы, мкг) и ?D.

?D = (Di - D0),

где Di - оптическая плотность градуировочного раствора; D0 - оптическая плотность нулевой пробы.

Примечание. Оптическая плотность нулевой пробы не должна превышать 0,1 (для кюветы с l = 20 мм). Если она превышает это значение, необходимо произвести дополнительную очистку ПРА согласно приложению 3 к данной методике.

Таблица 5.26

Растворы для установления градуировочных характеристик при определении концентрации диоксида серы

Показатель

Номер раствора для градуировки

Расстояние между рабочими гранями кюветы, мм

1

2

3

4

5

Градуировочная характеристика 1

Объем рабочего раствора 1, см3

1,5

2,5

3,2

4,0

5,0

20

Масса SO2 в 5 см3 раствора, мкг

1,5

2,5

3,2

4,0

5,0

Градуировочная характеристика 2

Объем рабочего раствора, см3

4 (1)

6 (1)

8 (1)

2 (2)

2,5 (2)

10

Масса SO2 в 5 см3 раствора, мкг

4

6

8

10

12,5

Градуировочная характеристика 3

Объем рабочего раствора 2, см3

2,0

3,0

4,0

6,0

8,0

5

Масса SO2 в 5 см3 раствора, мкг

10

15

20

30

40

Примечание. В скобках указан номер рабочего раствора.

Все операции по приготовлению растворов для градуировки повторяют трижды, каждый раз приготавливая исходный, рабочий и градуировочные растворы из новой навески пиросульфита натрия или стандартного образца.

Строят градуировочные характеристики, для чего на оси абсцисс откладывают M, а на оси ординат соответствующее ему значение (?D). Градуировочные характеристики проводят из начала координат таким образом, чтобы все экспериментальные точки были равномерно распределены по обе стороны градуировочной характеристики. Пример построения градуировочных характеристик для трех диапазонов концентрации диоксида серы представлен на черт. 5.13.

Разность между результатом единичного наблюдения ?Di и значением оптической плотности, найденной по градуировочной характеристике (?D), должна удовлетворять неравенствам:

|?Di - ?D| ? 0,040 - для 1-го диапазона концентраций диоксида серы;

|?Di - ?D| ? 0,042 - для 2-го диапазона концентраций диоксида серы; (5)

|?Di - ?D| ? 0,052 - для 3-го диапазона концентраций диоксида серы,

где ?Di - результат наблюдения оптической плотности i-го раствора;

?D - оптическая плотность этого же раствора, определенная по градуировочной характеристике;

0,040; 0,042; 0,052 - допустимые разности, определенные в процессе разработки методики для каждого диапазона концентраций диоксида серы. Результаты наблюдений, не соответствующие условию (5), считаются ошибочными и исключаются. Всего может быть исключено не более одного результата для каждой серии градуировочных растворов. После исключения ошибочных результатов строят новую градуировочную характеристику. Если ошибочных результатов больше одного, то градуировку проводят заново, выявив источники ошибок.

Градуировочные характеристики необходимо устанавливать не реже одного раза в квартал, а также при использовании новой партии реактивов или замене фотоэлектроколориметра.

Градуировочная характеристика для определения диоксида серы

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы

а) 1,5 - 5,0 мкг в пробе (кювета с l = 20 мм); б) 4 - 12,5 мкг в пробе (кювета с l = 10 мм); в) 10 - 40 мкг в пробе (кювета с l = 5 мм); 1 - градуировочная характеристика; 2 - граница допустимого расхождения по п. 7.3.

Черт. 5.13

7.4. Отбор проб воздуха

Для определения разовых концентраций диоксида серы исследуемый воздух аспирируют через поглотительный прибор Рыхтера, содержащий 6 см3 поглотительного раствора (см. п. 7.2., перечисление 5), с расходом 2,5 дм3/мин в течение 20 мин.

При ожидаемых больших массовых концентрациях диоксида серы расход воздуха может быть снижен до 0,5 дм3/мин. Исходный уровень раствора отмечают карандашом по стеклу, причем ширина риски должна быть не более 1 - 1,5 мм.

При отборе анализируемого воздуха поглотительный прибор подсоединяют к электроаспиратору в соответствии с паспортом. Поглотительные приборы должны находиться в вертикальном положении. Для характеристики воздуха в пункте отбирают не менее трех последовательных или параллельных проб.

Для определения суточных концентраций через один поглотительный прибор аспирируют 150 дм3 воздуха. При этом объеме диапазон измеряемых концентраций составляет 0,013 - 1,7 мг/м3.

Пробы в процессе отбора и при хранении необходимо защищать от прямого солнечного света. Отобранные пробы могут храниться 15 сут при температуре (20 ± 5) °С, 1 сут при температуре (40 ± 5) °С и 2 мес в холодильнике.

В городах, не имеющих лабораторий, после отбора проб содержимое поглотительных приборов дополняют на посту дистиллированной водой до 6 см3, переливают в чистые пенициллиновые флаконы, закрывают флаконы полиэтиленовыми пробками, маркируют и пересылают в аналитическую лабораторию. Использованные поглотительные приборы промывают дистиллированной водой, дважды наполняя их. Перед отбором пробы в них наливают 6 см3 поглотительного раствора. Не реже 1 раза в неделю поглотительные приборы пропаривают.

Для пересылки флаконы с пробами перекладывают пенополиуретаном (поролоном) и помещают в картонную или деревянную коробку (ящик). Время от начала отбора проб до момента выполнения измерения по п. 8 и температура хранения проб не должны превышать значений, указанных в п. 7.4.

В лаборатории из флаконов отбирают 5 см3 пробы в пробирку и анализируют, как указано в п. 7.3.

Для контроля вместе с пробами из пункта в лабораторию пересылают с каждой партией проб по 6 см3 поглотительного раствора, через который не пропускался анализируемый воздух (нулевая проба).

8. Выполнение измерений

Анализ начинают не раньше, чем через 20 мин после отбора пробы воздуха. Сначала доводят уровень в поглотительном приборе водой до 6 см3 и перемешивают. Затем переносят жидкость из поглотительного прибора в пробирку и отбирают 5 см3 раствора для анализа. Проводят анализ, как описано в п. 7.3. Измерение проводят в кювете с расстоянием между рабочими гранями l = 20 мм. Если оптическая плотность раствора при измерении в указанной кювете превышает значение 0,42, измерение проводят в кювете с расстоянием между рабочими гранями 10 мм. Если измеренная в кювете с l = 10 мм оптическая плотность превышает значение 0,45, измерение проводят в кювете с l = 5 мм. Время от добавления последнего реактива до измерения оптической плотности должно быть в пределах 10 - 15 мин и одинаковым для всех проб. Температура при анализе и градуировке не должна различаться более чем на 5 °С.

Массу диоксида серы в каждой пробе находят по градуировочной характеристике для кюветы, в которой измерялась оптическая плотность. В этой же кювете измеряют оптическую плотность нулевого раствора. Если масса диоксида серы в пробе превышает максимально измеряемое значение даже в кювете с расстоянием между гранями 5 мм, необходимо разбавить окрашенный раствор, прибавив к 1 см3 раствора 4 см3 нулевой пробы. При расчете необходимо учитывать пятикратное разбавление (K = 5).

Для обеспечения возможности проведения разбавления нулевую пробу не следует выливать до конца анализа всей серии проб. Если ожидается большая концентрация диоксида серы, то разбавление пробы поглотительным раствором в 2 - 5 раз проводят до начала анализа.

9. Вычисление результата измерения

Концентрацию диоксида серы в воздухе для каждой пробы ? SO2i мг/м3 рассчитывают по формуле:

(6)

где MSO2i - содержание диоксида серы в 5 см3 поглотительного раствора, найденное по градуировочной характеристике, мкг;

K - отношение общего объема раствора пробы к объему раствора пробы, взятому на анализ (K = 6/5 = 1,2);

K' - коэффициент разбавления пробы при высоких концентрациях диоксида серы. При обычных измерениях K' = 1;

V0 - объем пропущенного через поглотительный прибор анализируемого воздуха, приведенный к нормальным условиям, м:

где Vi - объем пробы воздуха, м3 при температуре Ta и давлении Pa;

Pa, P0 - атмосферное давление соответственно во время проведения анализа и при нормальных условиях (P0 = 101,3 кПа), кПа;

Ta, T0 - температура воздуха соответственно на входе в аспиратор и при нормальных условиях (T0 = 273 К), К.

За результат измерения содержания диоксида серы в воздухе в данной точке принимают среднее арифметическое результатов не менее трех последовательных или параллельных наблюдений, которое рассчитывают по формуле:

где n - число наблюдений.

10. Контроль точности измерений

10.1. Внутренний контроль (внутрилабораторный) проводится не реже 1 раза в год. При этом берутся три навески пиросульфита натрия для приготовления исходного раствора по п. 7.2, перечислению 14. Из каждой навески готовят исходный раствор пиросульфита, рабочие растворы 1 и 2 (см. п. 7.2, перечисления 15 и 16) и по два градуировочных раствора для каждой градуировочной характеристики с максимальным и минимальным содержанием диоксида серы (Mзад i) в соответствии с п. 7.3: для первой градуировочной характеристики 1,5 и 5,0 мкг, для второй градуировочной характеристики 4,0 и 12,5 мкг и для третьей 10,0 и 40,0 мкг.

Измеряют оптическую плотность приготовленных растворов и по соответствующей градуировочной характеристике определяют содержание диоксида серы в пробе (Mгр i). Проводят три параллельных измерения для каждой точки и рассчитывают для каждой точки среднее значение содержания диоксида серы (Mгр i).

Результаты контроля считают положительными, если для каждой градуировочной характеристики выполняется условие:

где ? - погрешность измерения содержания диоксида серы в пробе, равная 19 %.

10.2. Внешний контроль проводится в соответствии с планом при использовании образцового генератора поверочной газовой смеси, содержащей диоксид серы. Если генератор отсутствует, то контроль проводится в соответствии с п. 10.1 с использованием аттестованного стандартного образца диоксида серы или сульфит-иона.

10.3. При проведении внешнего контроля с использованием генератора расхождение между результатами трех параллельных наблюдений должно удовлетворять неравенству:

? - ? ? 0,77,

где ? и ? - максимальное и минимальное значения результатов наблюдений, мг/м3;

0,77 - допустимое расхождение, определенное в процессе разработки методики.

В случае использования генератора за нормальные условия принимается температура 293 К.

Приложение 1

Определение содержания формальдегида в формалине

1. Приготовление растворов

1) Иод, раствор 0,05 моль/дм3. Раствор готовят из стандарт-титра. В мерную колбу вместимостью 500 см3 переносят содержимое одной ампулы иода и доводят дистиллированной водой до метки.

2) Гидроксид натрия, 30 %-ный (масса/объем) раствор. Взвешивают 30,0 г гидроксида натрия с погрешностью 0,02 г, растворяют в дистиллированной воде, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки водой.

3) Раствор соляной кислоты 1:5 (по объему). В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят 40 - 50 см3 дистиллированной воды, 20 см3 концентрированной соляной кислоты и доводят водой до метки.

4) Тиосульфат натрия, раствор 0,1 моль/дм3. Раствор готовят из стандарт-титра. В мерную колбу вместимостью 1000 см3 переносят содержимое одной ампулы тиосульфата натрия и доводят до метки дистиллированной водой.

2. Проведение анализа

В мерную колбу вместимостью 500 см3 вносят 10 см3 формалина, доводят объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. 5 см3 этого раствора переносят в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 40 см3 раствора иода концентрацией 0,05 моль/дм3 и по каплям 30 %-ный раствор едкого натра до получения бледно-желтой окраски. Колбу закрывают пробкой и помещают на 10 мин в темное место, после чего осторожно добавляют 5 см3 соляной кислоты (1:5) и вновь оставляют на 10 мин в темном месте.

Затем в колбу вносят 100 - 150 см3 воды и оттитровывают избыток иода раствором тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 до обесцвечивания.

Контрольное титрование проводят, внося в колбу вместо раствора формальдегида 5,0 см3 дистиллированной воды.

Расчет концентрации формальдегида в формалине (c, моль/дм3) проводят по формуле

где ?к - объем раствора тиосульфата, пошедшего на контрольное титрование, см3;

?р - объем раствора тиосульфата, пошедшего на титрование пробы, содержащей формальдегид, см3;

K - коэффициент разбавления формалина (K = 50);

? - объем формалина, взятый на титрование, см3 (? = 5);

F - стехиометрический фактор (F = 2);

cтс - концентрация раствора тиосульфата натрия (cтс = 0,1), моль/дм3.

Приложение 2

Определение содержания основного вещества пиросульфита натрия в реактиве

1. Приготовление растворов

1) Иод, раствор 0,05 моль/дм3. Раствор готовят в соответствии с п. 1 (см. перечисление 1) приложения 1 к данной методике.

2) Соляная кислота, 25 %-ный раствор. Замеряют плотность концентрированной соляной кислоты, по справочнику находят массовую долю соляной кислоты в процентах и, исходя из этого, разбавляют ее дистиллированной водой, чтобы получить 25 %-ный раствор.

3) Тиосульфат натрия, раствор 0,1 моль/дм3. Раствор тиосульфата натрия готовят, как изложено в п. 1 (см. перечисление 4) приложения 1 к данной методике.

4) Крахмал, 0,5 %-ный раствор. Взвешивают 0,25 г крахмала с погрешностью 0,01 г и размешивают его в 10 см3 холодной воды. Доводят до кипения 40 см3 воды и постепенно вливают в нее взвесь крахмала в холодной воде. Нагревают до полного просветления раствора.

2. Проведение анализа

Взвешивают в бюксе около 0,1 г пиросульфита натрия с погрешностью 0,0002 г и количественно переносят в колбу с притертой пробкой вместимостью 100 см3, содержащую 25 см3 раствора иода концентрацией 0,05 моль/дм3 и 5 см3 25 %-ного раствора соляной кислоты, быстро закрывают колбу пробкой и растворяют при перемешивании.

Избыток иода оттитровывают раствором тиосульфата концентрацией 0,1 моль/дм3, прибавляя в конце титрования 1 см3 0,5 %-ного раствора крахмала. Раствор титруют до исчезновения синей окраски. Одновременно делают контрольный опыт, титруя такой же раствор, не содержащий пиросульфита натрия.

Содержание основного вещества (%) рассчитывают по формуле:

где ?1 - объем раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3, пошедшего на титрование пробы, содержащей пиросульфит натрия, см3;

? - объем раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3, пошедшего на контрольное титрование, см3;

M - навеска пиросульфита натрия, г;

0,004752 - масса (г/см3) пиросульфита натрия, эквивалентная 1 см3 раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3.

Приложение 3

Очистка парарозанилина гидрохлорида

1. Приготовление растворов

1) Соляная кислота, раствор 1 моль/дм3. Раствор готовят в соответствии с п. 7.2 (см. перечисление 7) данной методики.

2) Иодид калия, 20 %-ный (масса/объем) раствор. В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 20,0 г иодида калия, взвешенного с погрешностью 0,02 г, растворяют в воде и доводят объем до метки.

3) Соляная кислота, насыщенная бутанолом.

В делительную воронку вместимостью 1 дм3 помещают 250 см3 раствора соляной кислоты (1 моль/дм3) и 250 см3 бутанола. Раствор встряхивают 10 - 15 мин, оставляют на 2 ч и разделившиеся фазы сливают в две конические колбы. Верхняя фаза - раствор бутанола, насыщенного соляной кислотой. Нижняя фаза - раствор соляной кислоты, насыщенной бутанолом.

Примечание. Перед приготовлением проверяют бутанол на присутствие окислителей. Для этого к 20 см3 бутанола приливают 5 см3 20 %-ного раствора KI и встряхивают несколько раз. Если появляется желтая окраска, реактив использовать нельзя.

2. Проведение очистки

Для очистки используют экстракцию примесей с помощью раствора бутанола, насыщенного соляной кислотой, из раствора парарозанилина в соляной кислоте, насыщенной бутанолом. В 100 см3 раствора HCl (1 моль/дм3), насыщенного бутанолом, растворяют 0,2 г парарозанилина. Раствор переносят в делительную воронку вместимостью 250 см3 и добавляют 100 см3 бутанола, насыщенного соляной кислотой, встряхивают 5 мин и через 15 мин разделяют фазы. При встряхивании содержимого воронки загрязняющие примеси переходят в бутанол, окрашивая его в фиолетовый цвет. Эту фазу отбрасывают. Экстракцию повторяют еще 3 раза, используя по 50 см3 чистого, насыщенного кислотой бутанола. Затем водный раствор парарозанилина фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят объем до метки раствором HCl (1 моль/дм3). Этот исходный раствор должен быть окрашен в красновато-желтый цвет. Готовят нулевую пробу, и, если ее оптическая плотность в кювете с l = 2 см не превышает 0,1, очищенный парарозанилин можно использовать в работе.

Если после 4-кратной экстракции значение оптической плотности нулевого раствора превышает указанное, данная партия красителя непригодна к работе.

5.2.7.2. Диоксид серы: отбор проб на пленочный сорбент [13, 49]

Методика1 предназначена для определения концентрации диоксида серы в атмосферном воздухе населенных пунктов в диапазоне 0,05 - 1,00 мг/м3 при объеме пробы 10 дм3. Мешающее влияние диоксида азота устраняется сульфаминовой кислотой, озона - выдерживанием пробы перед фотометрированием, солей тяжелых металлов - добавлением трилона Б и фосфорной кислоты.

1 Методика аттестована в ГГО Свидетельство № 221.

1. Нормы точности измерений

При определении концентрации диоксида серы в атмосферном воздухе в диапазоне 0,05 - 1,00 мг/м3 установленное значение суммарной погрешности при доверительной вероятности 0,95 не превышает ±12 %.

2. Метод измерения

Метод основан на улавливании диоксида серы из воздуха пленочным хемосорбентом на основе тетрахлормеркурата натрия (ТХМ) и его фотометрическом определении по соединению, образующемуся в результате взаимодействия диоксида серы с формальдегидом и парарозанилином (или фуксином).

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.

3.2. Средства измерений

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр

Весы аналитические ВЛА-200 по ГОСТ 24104-80Е

3.3. Вспомогательные устройства

Трубки сорбционные СТ 112

(маркировка 1) или СТ 212 (маркировка 2) по ТУ 25-1110.039-82

Стакан В-1-50 ТС по ГОСТ 25336-82

Холодильник (бытовой)

3.4. Реактивы

Бутанол-1, ч. д. а. по ГОСТ 6006-78

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72

Водорода перекись, х. ч. по ГОСТ 10929-76

Глицерин, ч. д. а. по ГОСТ 6259-75

Иод, раствор 0,05 моль/дм3

(0,1 н.), стандарт-титр по ТУ 6-09-2540-72

Калия иодид, х. ч. по ГОСТ 4232-74

Кислота ортофосфорная (? = 1,719 г/см3), х. ч. по ГОСТ 6552-80

Кислота соляная (? = 1,19 г/см3), х. ч. по ГОСТ 3118-77

Кислота сульфаминовая, х. ч. по ТУ 6-09-2437-79

Комплексон III (трилон Б), ч. д. а. по ГОСТ 10652-73

Крахмал растворимый, ч. по ГОСТ 10163-76

Натрия ацетат трехводный, ч. д. а. по ГОСТ 199-78

Натрия гидроксид, х. ч. по ГОСТ 4328-77

Натрия гидроксид, раствор

0,1 моль/дм3, стандарт-титр по ТУ 6-09-2540-72

Натрий сернистый, девятиводный, ч. по ГОСТ 2053-77

Натрия пиросульфит, ч. по ТУ 6-09-4327-78

Натрия сульфит, ч. д. а. по ГОСТ 195-77

Натрия тиосульфат, раствор

0,1 моль/дм3, стандарт-титр по ТУ 6-09-2540-72

Натрия хлорид, х. ч. по ГОСТ 4233-77

Парарозанилина гидрохлорид, ч. по ТУ 6-09-07-1182-79

или фуксин основной для фуксинсернистой

кислоты, ч. д. а. по ТУ 6-09-4091-75

Ртути (II) оксид (желтый), ч. д. а. по ГОСТ 5230-74

Формальдегид, 40 %-ный (формалин) по ГОСТ 1625-75

Этиленгликоль, ч. д. а. по ГОСТ 10164-75

4. Требования безопасности

См. п. 5.1.3.

Все работы по приготовлению солей ртути (II) и по обработке сорбционных трубок раствором ТХМ необходимо проводить в вытяжном шкафу. Фильтровальная бумага, используемая для протирания трубок, должна быть обезврежена. Растворы, содержащие ртуть, после анализа следует сливать в специальную емкость. Обезвреживание растворов проводят согласно приложению 1 к данной методике.

5. Требования к квалификации оператора

См. п. 5.1.4.

6. Условия выполнения измерений

См. п. 5.1.14.

7. Подготовка к выполнению измерений

7.1. Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка сорбционных трубок, отбор пробы воздуха.

7.2. Приготовление растворов

1) Соляная кислота, раствор 10 моль/дм3. 80 см3 соляной кислоты (? = 1,19 г/см3) доводят до 100 см3 водой в мерной колбе.

2) Соляная кислота, раствор 1 моль/дм3. 80 см3 соляной кислоты (? = 1,19 г/см3) разбавляют до 1 дм3 водой.

3) Соляная кислота, раствор 0,1 моль/дм3. 100 см3 раствора (по перечислению 2) разводят водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3.

4) Гидроксид натрия, раствор 0,1 моль/дм3. Готовят из стандарт-титра.

5) Тетрахлормеркурат натрия (ТХМ), раствор 0,04 моль/дм3. В мерную колбу вместимостью 1 дм3 вносят 124 см3 гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3, 600 см3 воды и перемешивают. В толстостенный стакан вместимостью 50 см3 вносят 8,7 г оксида ртути, 4,68 г хлорида натрия и 0,07 г трилона Б и перемешивают стеклянной палочкой до получения однородной массы. Затем вливают 9,0 см3 соляной кислоты концентрацией 10 моль/дм3 и перемешивают до растворения оксида ртути. Полученный раствор медленно переливают в колбу с раствором гидроксида натрия, несколько раз ополаскивают стакан водой до полного переноса раствора из него в колбу. Раствор в колбе перемешивают, измеряют значение pH. Если оно не попадает в интервал 5,4 - 6,4, добавляют раствор гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 или соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3. Доливают раствор до метки водой и вновь перемешивают. Раствор оставляют на сутки, затем в случае легкого помутнения фильтруют. Срок хранения раствора - не больше 6 мес.

Внимание! Раствор ядовит! Все работы по приготовлению раствора следует производить под тягой!

6) Сульфаминовая кислота для проведения анализа, 0,03 %-ный раствор. 0,15 г сульфаминовой кислоты растворяют в 500 см3 воды. Раствор сохраняется не более 2 сут.

7) Сульфаминовая кислота для установления градуировочной характеристики, 0,6 %-ный раствор. 0,6 г сульфаминовой кислоты растворяют в 100 см3 воды. Раствор сохраняется не более 2 сут.

8) Формальдегид, 0,2 %-ный раствор. 0,5 см3 40 %-ного раствора формальдегида (формалина) разбавляют до 100 см3 водой. Раствор готовят перед анализом. Концентрацию исходного раствора формальдегида проверяют титрованием (см. приложение к методике 5.2.7.1).

9) Ортофосфорная кислота, раствор 3 моль/дм3. 194,4 см3 концентрированной ортофосфорной кислоты (? = 1,719 г/см3) разбавляют до 1 дм3 водой.

10) Исходный 0,2 %-ный раствор парарозанилина (или фуксина). 0,2 г парарозанилина (или фуксина для фуксинсернистой кислоты) растворяют в мерной колбе вместимостью 100 см3 в 40 - 60 см3 соляной кислоты концентрацией 1 моль/дм3 и доводят до метки тем же раствором кислоты.

11) Рабочий раствор парарозанилина (или фуксина). В мерную колбу вместимостью 250 см3 приливают 200 см3 фосфорной кислоты концентрацией 3 моль/дм3, 20 см3 исходного раствора парарозанилина (или фуксина) и доливают до метки водой. Раствор устойчив 6 мес.

12) Иод, раствор 0,05 моль/дм3 (0,1 н.). Готовят из стандарт-титра.

13) Иод, раствор 0,005 моль/дм3. 50 см3 раствора иода концентрацией 0,05 моль/дм3 разводят водой в мерной колбе вместимостью 500 см3. Раствор готовят перед употреблением.

14) Крахмал растворимый, 0,2 %-ный раствор. Растирают 0,4 г крахмала с небольшим количеством воды и полученную взвесь медленно прибавляют к 200 см3 горячей воды; продолжают нагревание до получения прозрачного раствора, затем охлаждают и переносят в стеклянную колбу с пробкой.

15) Тиосульфат натрия, раствор 0,1 моль/дм3. Готовят из стандарт-титра.

16) Тиосульфат натрия, раствор 0,01 моль/дм3. 50 см3 раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 доводят водой до метки в мерной колбе вместимостью 500 см3. Раствор готовят перед употреблением.

17) Исходный раствор пиросульфита натрия. 0,300 г пиросульфита натрия (№ 28205) или 0,400 г сульфита натрия растворяют в 500 см3 свежепрокипяченной и охлажденной воды. Этот раствор соответствует раствору с массовой концентрацией SO2 320 - 400 мкг/см3. Точную концентрацию SO2 устанавливают иодометрическим титрованием. Сначала проводят холостое определение. Для этого в три конические колбы вместимостью 200 - 250 см3 вносят из бюретки по 20,0 см3 раствора иода концентрацией 0,005 моль/дм3, по 10 см3 воды и титруют раствором тиосульфата натрия концентрацией 0,01 моль/дм3 до получения слабожелтой окраски, затем добавляют 2 см3 раствора крахмала и дотитровывают синий раствор до полного обесцвечивания. Вычисляют среднее значение результата холостого определения.

После этого в три конические колбы вместимостью 200 - 250 см3 вносят из бюретки по 20,0 см3 раствора иода концентрацией 0,005 моль/дм3 и по 10,0 см3 исходного раствора для установления градуировочной характеристики. Закрывают колбы и через 5 мин титруют, как при холостом определении. Массовую концентрацию (мкг/см3) диоксида серы в исходном растворе для градуировки рассчитывают по формуле ? = 32(A - B), где A и B - объемы (см3) раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,01 моль/дм3, пошедшие на титрование соответственно холостой пробы и исходного раствора для градуировки, 32 - коэффициент пересчета. Затем рассчитывают объем раствора, в котором содержится 1,00 мг диоксида серы.

18) Рабочий раствор пиросульфита натрия с массовой концентрацией диоксида серы 10 мкг/см3. Готовят в мерной колбе вместимостью 100 см3 сразу же после установления концентрации исходного раствора, поскольку он неустойчив. Для этого рассчитанный объем исходного раствора (см. перечисление 17), в котором содержится 1 мг диоксида серы, помещают в мерную колбу и доводят до метки раствором ТХМ концентрацией 0,04 моль/дм3 (см. перечисление 5). Раствор устойчив в течение 30 сут при условии хранения в холодильнике. Если холодильник отсутствует, раствор готовят перед употреблением.

При наличии твердого стандартного образца сульфита для установления градуировочной характеристики из него сразу готовят рабочий раствор путем растворения рассчитанной навески стандартного образца в растворе ТХМ натрия (см. перечисление 5). В этом случае растворы по перечислениям 12 - 17 не готовят.

19) Раствор для обработки сорбционных трубок. (Осторожно! Раствор ядовит!) В колбе вместимостью 100 см3 растворяют 1,6 г ацетата натрия в растворе ТХМ концентрацией 0,04 моль/дм3, добавляют 15 см3 этиленгликоля и доводят до метки тем же раствором ТХМ. Раствор может храниться в течение 6 мес. Этиленгликоль должен быть проверен на отсутствие перекисных соединений. Метод проверки и очистки этиленгликоля дается в п. 5.1.7.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности от массы диоксида серы в пробе, устанавливают по растворам для градуировки, приготовленным в пяти сериях. Растворы для градуировки готовят в мерных колбах вместимостью 100 см3, для чего в каждую колбу вносят по 1,7 см3 раствора для обработки трубок, по 25 - 30 см3 дистиллированной воды, рабочий раствор для градуировки, согласно табл. 5.27, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

Таблица 5.27

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации диоксида серы

Номер раствора для градуировки

1

2

3

4

5

6

7

Объем рабочего раствора (? = 10 мкг/см3), см3

0,2

1

2

4

8

12

16

Соответствует массе 50 г в 5 см3 раствора, мкг

0,1

0,5

1

2

4

6

8

Для установления градуировочной характеристики отбирают по 5 см3 каждого раствора для градуировки, в каждую пробирку приливают по 0,2 см3 (точно) 0,6 %-ной сульфаминовой кислоты (см. п. 7.2, перечисление 7), встряхивают и оставляют на 10 мин. Затем приливают по 0,4 см3 формальдегида и по 1 см3 раствора парарозанилина или фуксина (см. п. 7.2, перечисление 11). Содержимое пробирок тщательно встряхивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора относительно воды. Измерения производят в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 548 нм. Время от добавления последнего реактива до измерения оптической плотности для всех проб должно быть одинаковым. Одновременно измеряют оптическую плотность нулевого раствора, содержащего те же реактивы, кроме SO2. Для этого к 5 см3 дистиллированной воды приливают 0,1 или 0,2 см3 (при использовании СТ 212) раствора для обработки трубок и далее анализируют аналогично пробе. Проводят измерение оптической плотности пяти параллельно приготовленных нулевых растворов и вычисляют среднее значение. Если оно превышает 0,035, необходимо провести дополнительную очистку фуксина или парарозанилина согласно приложению 2 к методике 5.2.7.1. Значения температуры растворов при установлении градуировочной характеристики и при анализе проб не должны различаться более чем на 5 °С.

Действительные значения оптической плотности находят по разности значений оптической плотности растворов для градуировки и нулевого раствора. Проверку градуировочной характеристики следует проводить при каждой смене партии парарозанилина, но не реже одного раза в квартал.

7.4. Подготовка сорбционных трубок к отбору проб

Чистые трубки, предназначенные для отбора проб, и те, которые используют в качестве нулевых, обрабатывают абсорбирующим раствором (см. п. 7.2, перечисление 19) в соответствии с п. 5.1.12. (Внимание! Работать в резиновых перчатках под тягой!) Затем трубки тщательно вытирают фильтровальной бумагой, сразу же закрывают заглушками, помещают в полиэтиленовые пакеты и транспортируют к месту отбора проб. Срок хранения обработанных трубок в герметичной упаковке в защищенном от света месте при температуре ниже 20 °С не более 14 сут.

7.5. Отбор проб

Для определения разовых концентраций диоксида серы исследуемый воздух аспирируют через сорбционную трубку, обработанную раствором (см. п. 7.2, перечисление 19), с расходом 0,5 дм3/мин в течение 20 мин. При отборе сорбционная трубка должна быть укреплена в вертикальном положении, слоем сорбента вниз. Перед отбором пробы слой сорбента в СТ уплотняется легким постукиванием нижним концом трубки о деревянную поверхность. Воздух должен идти снизу вверх. При небольших концентрациях диоксида серы расход воздуха может быть увеличен до 2 дм3/мин. В этом случае диапазон измеряемых концентраций составляет 0,01 - 0,25 мг/м3. Пробы в процессе отбора и хранения необходимо защищать от света (при отборе - экраном из черной бумаги). При температуре 20 °С диоксид серы в пробах окисляется примерно на 1,5 % за сутки, при более высокой - быстрее. Пробы необходимо сразу же после отбора закрыть заглушками, упаковать и поместить в холодильник. Хранение на пункте отбора проб без холодильника при температуре выше 20 °С недопустимо. Срок хранения в холодильнике - 8 сут. Способ увеличения срока хранения без холодильника описан в приложении 2 к данной методике.

8. Выполнение измерений

В лаборатории помещают трубки в стеклянные пробирки и заливают их 6 см3 раствора сульфаминовой кислоты (см. п. 7.2, перечисление 6). Путем нескольких прокачиваний раствора через сорбент при помощи резиновой груши переводят пробу в раствор, выдувают его остатки и вынимают трубку. Из пробирки отбирают для анализа 5 см3 раствора. Приливают 0,4 см3: формальдегида и 1,0 см3 раствора парарозанилина или фуксина. Содержимое пробирки тщательно перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора относительно воды. Каждый раз одновременно с пробами готовят три нулевых раствора, для чего обработанные специальным раствором (см. п. 7.2, перечисление 19) сорбционные трубки, хранившиеся вместе с пробами, помещают в стеклянные пробирки и анализируют аналогично пробе. Массу диоксида серы в пробе находят с помощью установленной градуировочной характеристики по разности оптических плотностей растворов пробы и нулевого.

При исследовании проб особо загрязненного воздуха (с концентрацией SO4 1 - 10 мг/м3) вместо 5 см3 для анализа берут 0,5 см3 пробы и доливают 4,5 см3 дистиллированной воды. В этом случае расчет проводят с учетом разбавления в 10 раз.

9. Вычисление результата измерений

См. п. 5.1.16, формулу (4).

Приложение 1

Обезвреживание растворов, содержащих ртуть

В полиэтиленовый сосуд вместимостью не менее 50 дм3 сливают растворы, содержащие ртуть, полученные после анализа (не смешивать с растворами от других анализов!). Когда объем достигает 40 дм3, добавляют реактивы в определенном порядке, тщательно перемешивая раствор после каждого добавления. Сначала приливают 40 %-ный (масса/объем) раствор гидроксида натрия в количестве, достаточном для нейтрализации, и еще 400 см3 этого же раствора. Затем добавляют 100 г сульфида натрия и через 10 мин медленно приливают 400 см3 30 %-ного раствора перекиси водорода. Оставляют смесь на 24 ч, сливают жидкость над осадком и выливают ее. Осадок сульфида ртути (содержащий около 5 г HgS) с небольшим количеством жидкости переливают в стеклянную банку вместимостью 1 дм3, которую после