Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 16017-2-2007
"Воздух атмосферный, рабочей зоны и замкнутых помещений. Отбор проб летучих органических соединений при помощи сорбционной трубки с последующей термодесорбцией и газохроматографическим анализом на капиллярных колонках. Часть 2. Диффузионный метод отбора проб"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 ноября 2007 г. N 335-ст)
Indoor, ambient and workplace air. Sampling and analysis of volatile organic compounds by sorbent tube/thermal desorption/capillary gas chromatography. Part 2. Diffusive sampling
Дата введения - 1 сентября 2008 г.
Введен впервые
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 457 "Качество воздуха"
3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 ноября 2007 г. N 335-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16017-2:2003 "Воздух атмосферный, рабочей зоны и замкнутых помещений. Отбор проб летучих органических соединений при помощи сорбционной трубки с последующей термодесорбцией и газохроматографическим анализом на капиллярных колонках. Часть 2. Диффузионный метод отбора проб" (ISО 16017-2:2003 "Indoor, ambient and workplace air. Sampling and analysis of volatile organic compounds by sorbent tube/thermal desorption/capillary gas chromatography. Part 2: Diffusive sampling").
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении F
5 Введен впервые
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает общие положения по отбору и анализу проб летучих органических соединений (ЛОС) в воздухе. Стандарт применяют для анализа атмосферного воздуха, воздуха рабочей зоны и замкнутых помещений.
Настоящий стандарт применяют для разнообразных ЛОС, включая углеводороды, галоидзамещенные углеводороды, эфиры, эфиры гликолей, кетоны и спирты. Для отбора проб указанных ЛОС рекомендуется использовать ряд сорбентов*(1), при этом каждый сорбент имеет свою область применения. Для сильно полярных соединений может потребоваться получение их производных (дериватизация). Очень низкокипящие соединения будут задерживаться сорбентами частично, поэтому могут быть оценены лишь качественно. Среднелетучие соединения задерживаются сорбентами полностью, однако могут быть десорбированы лишь частично.
Настоящий стандарт применяют при измерении содержания находящихся в воздухе паров ЛОС в диапазоне значений массовой концентрации индивидуального органического соединения приблизительно от 0,002 до 100 при времени экспонирования 8 ч либо в диапазоне значений массовой концентрации от 0,3 до 300 при времени экспонирования четыре недели.
Верхний предел диапазона измерений обусловлен сорбционной способностью используемого сорбента, линейным динамическим диапазоном детектора и пределом насыщения колонки или возможностями сплит-системы используемого хроматографа. Нижний предел диапазона измерений зависит от уровня шумов детектора и уровня холостых показаний для аналита и (или) от мешающих веществ в сорбционных трубках. Содержание мешающих веществ обычно оценивается на уровне долей нанограмма в сорбентах, таких как правильно подготовленные Tenax GR, углеродные сорбенты типа Carbopack/Catbotrap, карбонизированные молекулярные сита типа Spherocarb или чистый уголь; на уровне нанограммов - в Tenax ТА; на уровне от 5 до 50 нг - в других пористых полимерах типа Chromosorb и Porapak.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий международный стандарт:
ИСО 16000-1:2004 Воздух замкнутых помещений. Часть 1. Отбор проб. Общие положения
3 Основные положения
Диффузионные пробоотборные устройства экспонируют на воздухе в течение определенного периода времени. Скорость отбора проб определяют путем предварительной калибровки*(2) пробоотборного устройства по градуировочным газовым смесям (см. 8.6). ЛОС в результате диффузии попадает в сорбционную трубку и накапливается на сорбенте (см. приложение А). Собранное ЛОС из каждой трубки десорбируется нагреванием, затем переносится потоком инертного газа-носителя на вход в газовый хроматограф с капиллярной колонкой и пламенно-ионизационным или другим подходящим детектором для анализа. Калибровку аналитической системы проводят введением жидкости или паров ЛОС в сорбционную трубку.
В приложении А приведена информация о возможном насыщении слоя сорбента, влиянии переходного состояния и скорости набегающего потока. В приложении А также объясняется зависимость эффективной скорости поглощения от уровня содержания загрязняющих веществ и времени диффузионного отбора проб для неидеальных сорбентов, которая проявляется в различных значениях, приведенных в таблицах 1 и 2. Более подробная информация по теоретическим основам характеристик диффузионных пробоотборных устройств приведена в [1].
4 Реактивы и материалы
При проведении анализа используют только химические реактивы, имеющие квалификацию "чистый для анализа".
Градуировочные растворы смесей веществ следует приготавливать еженедельно или чаще в случае обнаружения признаков ухудшения качества, например реакций конденсации между спиртами и кетонами.
4.1 Летучие органические соединения для градуировки
ЛОС в виде жидкости (см. 4.7 и 4.8) или паров (см. 4.4 - 4.6) вводят в качестве реактивов в сорбционную трубку для калибровки.
4.2 Растворитель для разбавления
Растворитель для приготовления градуировочных растворов смесей (см. 4.7).
Растворитель должен быть хроматографически чистым. Растворитель не должен содержать соединений, которые элюируются вместе с определяемыми соединениями (см. 4.1).
Примечание - Часто для этих целей используют метанол. Также могут быть использованы растворители, такие как этилацетат или циклогексан, если они не будут вступать в химическую реакцию с ЛОС или давать пиков, сливающихся на хроматограмме с пиками анализируемых компонентов пробы.
4.3 Сорбенты, рекомендуемый размер частиц которых от 0,18 до 0,25 мм (от 60 до 80 меш)
Перед заполнением сорбционных трубок каждый сорбент следует предварительно нагреть в инертной атмосфере в течение всей ночи при температуре не менее чем на 25°С ниже максимальной рекомендуемой для данного сорбента температуры. Для предотвращения повторного загрязнения охлаждение сорбентов до комнатной температуры, хранение и последующую их загрузку в трубки проводят в чистой атмосфере. По возможности температуру десорбции при анализе поддерживают ниже температуры, используемой для подготовки трубок. Для серийно выпускаемых сорбционных трубок обычно требуется только предварительная подготовка. Следует соблюдать осторожность при удалении использованного сорбента в соответствии с принятыми в лаборатории правилами.
Примечание - Рекомендации по выбору сорбента приведены в приложении С. Возможно использование сорбентов с аналогичными характеристиками. Рекомендации по предварительной подготовке сорбентов и параметрам проведения десорбции приведены в приложении D. В большинстве случаев сорбенты могут использоваться при измерении содержания ЛОС как в воздухе замкнутых помещений, так и в окружающем воздухе и воздухе рабочей зоны.
4.4 Сорбционные трубки для градуировки
Сорбционные трубки для градуировки предпочтительно готовят путем введения требуемых количеств анализируемых соединений в сорбционные трубки из градуировочных газовых смесей (см. 4.5 и 4.6), поскольку данная процедура наиболее полно соответствует реальному отбору проб.
Если такой способ получения градуировочных газовых смесей практически недоступен, то сорбционные трубки для градуировки могут быть подготовлены путем введения жидкости с помощью шприца (см. 4.7 и 4.8) при условии, что точность данной методики соответствует одному из требований:
a) устанавливается с использованием методик, которые при введении шприцем позволяют получить значения массовой концентрации, прослеживаемые к первичным эталонам массы и/или объема;
b) может быть подтверждена сличением с образцами сравнения (при наличии);
c) может быть подтверждена сличением с сорбционными трубками для градуировки, подготовленными с использованием градуировочных газовых смесей;
d) может быть подтверждена сличением с результатами, полученными с помощью стандартных методик выполнения измерений.
4.5 Градуировочные газовые смеси с известными значениями массовой концентрации анализируемого(ых) соединения(й)
Градуировочные газовые смеси приготавливают стандартизованными методами. Для этого подходят методы, приведенные в [2] и [3] - [7]. Если методика приготовления не применяется в условиях, которые позволяют установить непрерывную прослеживаемость получаемых значений массовой концентрации к первичным эталонам массы и/или объема или если не может быть гарантирована химическая инертность созданной системы, то значения массовой концентрации должны быть подтверждены независимым методом.
4.6 Сорбционные трубки для градуировки, подготовленные путем прокачивания градуировочной газовой смеси
Сорбционные трубки для градуировки подготавливают путем прокачивания через них точно известного объема градуировочной газовой смеси, например с помощью насоса. При этом объем отобранного воздуха не должен превышать "объем до проскока" для системы аналит - сорбент. После прокачивания градуировочной газовой смеси сорбционную трубку отсоединяют от насоса и герметично закрывают. Для каждой серии проб готовят новые трубки для градуировки. Подготавливают градуировочные газовые смеси массовой концентрации, эквивалентной 10 и 100 . При анализе воздуха рабочей зоны сорбционные трубки подготавливают путем прокачивания, например 100, 200, 400 мл, 1, 2 или 4 л градуировочной газовой смеси с массовой концентрацией 10 . Для окружающего воздуха и воздуха замкнутых помещений трубки подготавливают путем прокачивания, например 100, 200, 400 мл, 1, 2, 4 или 10 л градуировочной газовой смеси с массовой концентрацией 100 .
4.7 Растворы для введения с помощью шприца
4.7.1 Раствор, содержащий приблизительно 10 мг/мл каждого жидкого компонента
1 г точно взвешенного определяемого вещества или веществ помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, начиная с наименее летучего, доводят растворителем для разбавления (см. 4.2) до метки 100 мл, закрывают и встряхивают для перемешивания.
4.7.2 Раствор, содержащий приблизительно 1 мг/мл жидких компонентов
50 мл растворителя для разбавления помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл. В эту же колбу добавляют 10 мл раствора (см. 4.7.1), доводят растворителем для разбавления до метки 100 мл, закрывают и встряхивают для перемешивания.
4.7.3 Раствор, содержащий приблизительно 100 мкг/мл каждого жидкого компонента
10 мг точно взвешенного определяемого вещества или веществ помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, начиная с наименее летучего, доводят растворителем для разбавления (см. 4.2) до метки 100 мл, закрывают и встряхивают для перемешивания.
4.7.4 Раствор, содержащий приблизительно 10 мкг/мл жидких компонентов
50 мл растворителя для разбавления помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл. В эту же колбу добавляют 10 мл раствора (см. 4.7.3), доводят растворителем для разбавления до метки 100 мл, закрывают и встряхивают для перемешивания.
4.7.5 Раствор, содержащий приблизительно 1 мг/мл газообразных компонентов
Для газов, например этиленоксида, градуировочный раствор с высоким значением массовой концентрации может быть приготовлен следующим образом. При атмосферном давлении заполняют небольшой пластиковый мешок чистым газом из баллона. Газонепроницаемым шприцем отбирают 1 мл чистого газа и закрывают клапан шприца. В виалу подходящей вместимости вводят 2 мл растворителя для разбавления и закрывают крышку. Конец иглы шприца вводят через мембранную крышку в растворитель. Открывают клапан и слегка перемещают поршень, чтобы ввести растворитель для разбавления в шприц. При растворении газа в виале с растворителем для разбавления создается вакуум, и шприц заполняется растворителем. Раствор сливают в колбу. Шприц промывают полученным раствором дважды, и смывы сливают в колбу. Массу добавленного газа вычисляют с использованием газовых законов, т.е. 1 моль газа при нормальных условиях (температура и давление: 273,15 К и 1013,25 гПа) занимает объем 22,4 л.
4.7.6 Раствор, содержащий приблизительно 10 мкг/мл газовых компонентов
Для газов, например этиленоксида, градуировочный раствор с низким значением массовой концентрации может быть приготовлен следующим образом. При атмосферном давлении заполняют небольшой пластиковый мешок чистым газом из баллона. Газонепроницаемым шприцем отбирают 10 мкл чистого газа и закрывают клапан шприца. В виалу подходящей вместимости вводят 2 мл растворителя для разбавления и закрывают крышку. Конец иглы шприца вводят через мембранную крышку в растворитель, открывают клапан и слегка перемещают поршень, чтобы ввести растворитель для разбавления в шприц. При растворении газа в виале с растворителем для разбавления создается вакуум, и шприц заполняется растворителем. Раствор сливают в колбу. Шприц промывают полученным раствором дважды, и смывы сливают в колбу. Массу добавленного газа вычисляют с использованием газовых законов, т.е. 1 моль газа при нормальных условиях (температура и давление: 273,15 К и 1013,25 гПа) занимает объем 22,4 л.
4.8 Сорбционные трубки для градуировки, подготовленные путем введения жидкости с помощью шприца
Сорбционные трубки для градуировки подготавливают путем введения с помощью шприца аликвот градуировочных растворов в чистые сорбционные трубки. Сорбционную трубку подсоединяют к устройству ввода газового хроматографа (см. 5.7), через который пропускают инертный газ со скоростью 100 мл/мин, а затем через мембрану с помощью шприца для хроматографии вводят от 1 до 4 мкл соответствующего градуировочного раствора. По истечении 5 мин трубку отсоединяют и герметично закрывают. Для каждой серии проб подготавливают свежие сорбционные трубки для градуировки. При анализе воздуха рабочей зоны в сорбционные трубки вводят от 1 до 5 мкл растворов 4.7.1, 4.7.2 или 4.7.5. При анализе окружающего воздуха и воздуха замкнутых помещений в сорбционные трубки вводят от 1 до 5 мкл растворов 4.7.3, 4.7.4 или 4.7.6.
5 Аппаратура
Кроме обычного лабораторного оборудования, используют следующую аппаратуру.
5.1 Сорбционные трубки
Сорбционные трубки должны быть совместимы с используемым устройством для термической десорбции (см. 5.6). Обычно, но не исключительно сорбционные трубки изготовляют из нержавеющей стальной трубки внешним диаметром 6,3 мм, внутренним диаметром 5 мм и длиной 90 мм. Значения скорости поглощения, приведенные в таблице 1, соответствуют приведенным размерам, однако возможно использование трубок других размеров. При анализе нестабильных веществ, таких как серосодержащие соединения, следует использовать остеклованные или стеклянные трубки обычно внутренним диаметром 4 мм. Один конец трубки маркируют на уровне 10 мм от входного (диффузионного) отверстия для пробы. Трубки должны быть заполнены предварительно обработанными сорбентами таким образом, чтобы сорбент был расположен в зоне нагревания и отстоял от маркированного (диффузионного) конца трубки не менее чем на 14 мм.
Скорости поглощения, приведенные в таблице 1, соответствуют трубкам с номинальной воздушной прослойкой (между слоем сорбента и крышкой на диффузионном конце трубки) не менее 14 мм. На практике используют заполненные трубки различного размера [8], и если воздушная прослойка (между сеткой из нержавеющей стали, удерживающей слой сорбента, и концом трубки) превышает интервал от 14,0 до 14,6 мм, то такую трубку не используют.
Трубки содержат от 200 до 1000 мг сорбента в зависимости от плотности сорбента (обычно около 250 мг пористого полимера, или 500 мг углеродного молекулярного сита или графитированного углерода). Для удержания сорбента в трубке используют сетку из нержавеющей стали на диффузионном конце трубки и пробку из несиланизированного стекловолокна и/или вторую сетку из нержавеющей стали на другом конце трубки.
5.2 Крышки для сорбционных трубок
Сорбционные трубки должны быть герметично закрыты при помощи металлических навинчивающихся крышек с покрытием из политетрафторэтилена (ПТФЭ).
5.3 Крышки для сорбционных трубок, используемые при отборе проб
Диффузионная крышка аналогична указанным в 5.2, однако при ее использовании возможно попадание паров ЛОС через металлическую сетку, эффективная площадь которой будет такой же, что и поперечное сечение трубки.
В некоторых моделях крышек после сетки установлена силиконовая мембрана.
5.4 Прецизионные шприцы
Шприц вместимостью 10 мкл с ценой деления 0,1 мкл, газонепроницаемый шприц вместимостью 10 мкл с ценой деления 0,1 мкл и газонепроницаемый шприц вместимостью 1 мл с ценой деления 0,01 мл.
5.5 Газовый хроматограф
Газовый хроматограф с пламенно-ионизационным (ПИД), фотоионизационным, масс-спектрометрическим или другим подходящим детектором, позволяющим обнаружить введение 0,5 нг толуола при отношении сигнал - шум не менее 5:1. Капиллярная колонка должна обеспечивать разделение аналитов от других соединений.
5.6 Устройство для термической десорбции
Устройство для термической десорбции, предназначенное для проведения двухстадийной термической десорбции сорбционных трубок и переноса десорбированных паров в потоке инертного газа в газохроматографическую систему.
В состав типичного устройства входит держатель для фиксации сорбционных трубок во время их нагрева и одновременной отдувки с помощью инертного газа-носителя. Температура и время десорбции, а также расход газа-носителя регулируются. Устройство должно также включать в себя дополнительные элементы, такие как устройства автоматической загрузки трубок для отбора проб и проверки утечек, охлаждаемую ловушку в линии передачи для концентрирования десорбированной пробы (см. 8.2). Десорбированную пробу с потоком газа-носителя направляют в капиллярную колонку газового хроматографа через подогреваемую газовую магистраль.
5.7 Устройство для приготовления сорбционных трубок для градуировки методом введения в них жидкостей
Для подготовки сорбционных трубок для градуировки допускается использовать обычное устройство ввода газового хроматографа, которое может быть составной частью газового хроматографа или может быть смонтировано отдельно. Линия газа-носителя должна оставаться подсоединенной к устройству ввода. Конструкция устройства ввода должна иметь возможность подсоединения к нему при необходимости трубки для отбора проб, и уплотнение этого соединения осуществляется с помощью кольцевого зажима.
6 Подготовка сорбционных трубок
Перед каждым отбором проб сорбционные трубки выдерживают при температуре, равной температуре десорбции, или немного превышающей ее (см. приложение D), как правило, в течение 10 мин при расходе газа-носителя не менее 100 мл/мин. Поток газа-носителя должен быть направлен в сторону диффузионного конца трубки для предотвращения повторного загрязнения сорбентов. Анализируют подготовленные трубки, установив обычный режим хроматографического анализа, для получения холостого показания с целью подтверждения того, что термическая десорбция при холостом опыте незначительна. Если уровень холостых показаний неприемлем, то повторяют процедуру подготовки трубок. После проведения анализа пробы трубку можно использовать повторно для отбора другой пробы. Однако если перед повторным использованием трубок проходит достаточный период времени или трубки намечается использовать для отбора других веществ, рекомендуется проверить значение холостого опыта. Трубки герметично закрывают с помощью металлических завинчивающихся крышек с прокладками из ПТФЭ и хранят в герметичном контейнере.
Примечание - Уровень холостых показаний для сорбционной трубки считают приемлемым, если площади мешающих пиков составляют не более 10% площадей пиков для аналитов.
7 Отбор проб
Выбирают сорбционную трубку(и), подходящую(ие) для отбираемого соединения или смеси соединений. Информация о соответствующих требованиям настоящего стандарта сорбентах приведена в таблицах 1 и 2 и приложении В.
Непосредственно перед началом отбора проб с маркированного конца трубки снимают крышку, используемую для хранения, и заменяют ее диффузионной крышкой. Убеждаются, что диффузионная крышка вставлена как следует и что на другом конце тоже имеется крышка.
При отборе проб на рабочем месте трубку(и) размещают в зоне дыхания. При отборе проб в производственном помещении выбирают соответствующее фиксированное место для установки трубки; при отборе проб воздуха замкнутых помещений место - в соответствии с ИСО 16000-1. Рекомендации по выбору места отбора проб атмосферного воздуха и защите проб от неблагоприятных погодных условий приведены в приложении А и [1]. При этом учитывают три основных параметра: скорость потока воздуха, защиту от осадков и безопасность. Более подробная информация приведена далее по тексту, а также в А.5 (приложение А) и [1].
Трубки для отбора проб экспонируют в контролируемой воздушной среде при условии, что скорость набегающего потока соответствует установленному требованию. В случае использования трубок, указанных в 5.1, с крышками по 5.3 скорость потока не оказывает влияния. При использовании других устройств возможны отличные от вышеперечисленных требования, включая требование к минимальной скорости ветра.
Скорость ветра можно измерять косвенно, т.к. средства измерений скорости ветра менее 0,007 м/с редко используются на практике. Пользователь стандарта также должен учитывать возможное влияние больших скоростей ветра (более 12 м/с), по характеристикам которых не имеется информации.
Рекомендуемое время экспонирования для ЛОС, включенных в область применения настоящего стандарта, составляет 8 ч при мониторинге воздуха рабочей зоны и четыре недели при мониторинге атмосферного воздуха и воздуха замкнутых помещений. Возможен отбор проб в течение меньших периодов времени: менее 30 мин - для мониторинга воздуха рабочей зоны и менее одной недели - для мониторинга воздуха замкнутых помещений и атмосферного воздуха с соответствующим изменением полученного диапазона значений массовой концентрации. Например, для продолжительности отбора проб 4 ч диапазон значений массовой концентрации составляет приблизительно от 0,004 до 200 .
Примечание - Диапазоны значений массовой концентрации, приведенные в разделе 1, для времени экспонирования 8 ч и четыре недели, не являются однозначными, т.к. они зависят от типа сорбента, различных скоростей поглощения при отборе проб диффузионным методом и условий применения.
В начале отбора проб фиксируют время, температуру и атмосферное давление. По окончании отбора проб повторно фиксируют значения времени, температуры и атмосферного давления.
Диффузионную крышку на трубке заменяют крышкой, используемой для хранения, и трубку герметично закрывают. Трубки маркируют (каждой трубке присваивают индивидуальный номер). При маркировке трубок не используют краски и маркеры, содержащие растворители, а также приклеивающиеся бирки.
Если анализ проб не будет произведен в течение ближайших 8 ч после отбора проб, то их помещают в чистый без покрытия охлаждаемый герметичный контейнер из стекла или металла.
Если необходимо привести содержание аналита к определенным условиям (см. 9.1), то в ходе отбора проб периодически регистрируют значения температуры воздуха и атмосферного давления.
Для подготовки холостых проб используют трубки, идентичные трубкам, используемым для отбора проб ЛОС. На месте отбора с этими трубками обращаются так же, как с трубками для отбора проб, за исключением самого процесса отбора проб. При отборе холостых проб вместо диффузионных крышек используют крышки для хранения. Эти трубки маркируют как холостые пробы.
8 Методика
8.1 Меры безопасности
В настоящем стандарте не приведены требования безопасности, которые следует соблюдать при его применении. Пользователь стандарта несет ответственность за разработку соответствующих мер безопасности и охраны здоровья с учетом требований законодательных актов.
8.2 Десорбция и анализ
8.2.1 Десорбция
Сорбционную трубку помещают в устройство для термической десорбции. Из трубки удаляют воздух во избежание получения неверных показаний хроматографа, возникающих вследствие термического окисления сорбента или неподвижной фазы, используемой при газовой хроматографии. Затем трубку нагревают для десорбции паров органических соединений, попадающих в газовый хроматограф в потоке газа-носителя. Поток газа-носителя должен быть направлен в сторону диффузионного конца трубки, т.е. маркированный конец трубки должен быть расположен у входа в колонку газового хроматографа. Обычно для достижения оптимальной эффективности десорбции расход газа, проходящего через трубку, должен составлять от 30 до 50 мл/мин. Во время продувки стараются снизить до минимума нагревание трубки.
Примечание 1 - При первоначальной продувке сорбционной трубки (вместимостью от 2 до 3 мл) для полного удаления из нее воздуха используют объем инертного газа, в 10 раз превышающий вместимость трубки (т.е. от 20 до 30 мл). Однако при применении сильно гидрофильных сорбентов возникает необходимость использования большего объема инертного газа с целью снижения содержания сорбированного воздуха и воды во избежание образования льда, который может привести к блокированию охлаждаемой ловушки.
После десорбирования газообразная проба занимает объем в несколько миллилитров, поэтому перед анализом на капиллярном газовом хроматографе важно провести предварительное концентрирование. Это достигается использованием небольшой вторичной охлаждаемой ловушки с сорбентом, процесс десорбции в которой можно провести достаточно быстро при низком расходе (менее 5 мл/мин) для сведения к минимуму уширения хроматографического пика и получения пиков, сравнимых с пиками, получаемыми на капиллярной колонке. Альтернативой предварительному концентрированию может быть использование пустой вторичной ловушки либо ловушки, содержащей инертный материал, такой как стеклянные шарики, однако такие ловушки необходимо охлаждать до температуры ниже минус 100°С. Также возможно введение десорбированной пробы напрямую на вход хроматографа (одноэтапная десорбция), где она будет расфокусирована. В последнем случае необходимо наличие колонки с высоким фазовым отношением (например, толщина пленки - 5 мкм, внутренний диаметр - от 0,2 до 0,32 мм) и установление начальной температуры ниже окружающей.
При невозможности установки вторичной охлаждаемой ловушки с сорбентом и, если для предварительного концентрирования аналита использована температура криофокусирующего капилляра ниже нуля, то перед проведением десорбции добиваются полного удаления воды из трубки с пробой во избежание образования льда, блокирующего капиллярные трубки и останавливающего процесс термической десорбции.
Примечание 2 - При невозможности установки вторичной охлаждаемой ловушки и при использовании оптимального расхода от 30 до 50 мл/мин необходимо при работе с капиллярными колонками высокого разрешения иметь коэффициент деления потока от 30:1 до 50:1. Таким образом, одноэтапная термическая десорбция может привести к снижению чувствительности.
Условия десорбции выбирают таким образом, чтобы провести полную десорбцию из трубки с пробой и чтобы при использовании вторичной ловушки не наблюдалось потерь пробы. Далее приведены типичные условия десорбции:
- температура десорбции - от 250°С до 325°С;
- время десорбции - от 5 до 15 мин;
- расход при проведении десорбции - от 30 до 50 мл/мин;
- минимальная температура охлаждаемой ловушки - от 20°С до минус 180°С, в зависимости от типа охлаждаемой ловушки;
- максимальная температура охлаждаемой ловушки - от 250°С до 350°С;
- сорбент, используемый в охлаждаемой ловушке, - обычно такой же, как и в трубках, массой от 40 до 100 мг;
- газ-носитель - гелий;
- коэффициенты разделения - коэффициенты разделения потока между трубкой с пробой и вторичной ловушкой и между вторичной ловушкой и аналитической колонкой (если таковая применяется) должны выбираться в зависимости от ожидаемого содержания ЛОС в воздухе (в соответствии с инструкцией изготовителя устройства для термической десорбции).
Примечание 3 - Температура десорбции зависит от конкретного аналита и используемого сорбента. Максимальные значения температуры десорбции для отдельных сорбентов приведены в приложениях А и С. Вторичные и третичные летучие амины и некоторые полигалогенированные соединения с одним или двумя атомами углерода, в особенности бромистые соединения, в силу своей потенциальной термической нестабильности могут разрушаться под воздействием температуры.
8.2.2 Анализ
Устанавливают температуру потока пробы (температуру линии передачи) достаточно высокой, чтобы не допустить конденсации аналита, но не слишком высокой, чтобы не вызвать разложение. Для аналитов, которые летучие настолько, что при температуре окружающей среды находятся в воздухе в паровой фазе, обычно требуется температура потока не выше 150°С. Однако для некоторых типов приборов может потребоваться более высокая температура.
Газовый хроматограф готовят к анализу ЛОС. При этом могут применяться различные хроматографические колонки. Выбор колонки зависит от присутствия различных мешающих веществ в анализируемом воздухе. Обычно используют колонки из кварцевого стекла размерами 50 м х 0,22 мм с толщиной пленки неподвижной фазы из диметилсилоксана от 1 до 5 мкм либо колонкой длиной 50 м со стационарной фазой следующего состава: 7% цианопропила, 7% фенола, 86% метилсилоксана. Условиями хроматографирования на этих колонках является режим программирования температуры от 50°С до 250°С со скоростью нагрева 5°С/мин с первоначальной выдержкой при температуре 50°С в течение 10 мин.
Капиллярная колонка или, предпочтительнее, длинный непокрытый силанизированный капилляр из кварцевого стекла должна проходить через линию передачи от устройства для термической десорбции до газового хроматографа таким образом, чтобы она располагалась как можно ближе к сорбенту охлаждаемой ловушки либо как можно ближе к трубке в случае одноэтапной десорбции. Внутренняя трубка должна быть инертной и ее "мертвые" объемы должны быть минимальны. На входном и/или выходном отверстии вторичной ловушки располагают разделяющий клапан сброса. На выходном отверстии ловушки его располагают либо у входа, либо у выхода линии подачи пробы. Коэффициенты деления потоков зависят от условий применения.
Примечание - Низкие значения коэффициентов разделения применяют для измерений в атмосферном воздухе (обычно от 1:1 до 10:1) и воздухе замкнутых помещений (обычно от 1:1 до 20:1); высокие значения коэффициентов разделения используют для измерений в воздухе рабочей зоны (обычно от 100:1 до 1000:1).
Соответствие времени удерживания, полученного на отдельной колонке, не должно быть единственным критерием идентификации конкретного ЛОС.
8.3 Градуировка
Анализируют каждую сорбционную трубку для градуировки (см. 4.6 или 4.8) после термической десорбции с последующим газохроматографическим анализом.
Строят градуировочный график, откладывая по оси ординат логарифмы площадей пиков аналитов с учетом поправки на уровень холостых показаний в зависимости от десятичного логарифма массы аналита в микрограммах в сорбционной трубке для градуировки с введенным градуировочным раствором (см. 4.7) или градуировочной газовой смесью (см. 4.5).
8.4 Определение содержания аналита в пробе
Анализ реальных и холостых проб проводят согласно методике, приведенной в 8.3 для сорбционных трубок для градуировки. Определяют площадь пика и по градуировочному графику определяют массу аналита в десорбированной пробе [9].
8.5 Определение эффективности десорбции
Эффективность десорбции проверяют путем сравнения хроматографического сигнала от сорбционной трубки для градуировки (см. 8.3) с сигналом, полученным при введении шприцем аликвот градуировочных растворов или градуировочных газовых смесей непосредственно в хроматограф. На основании полученных данных строят второй градуировочный график (зависимость площади пика от массы аналита) аналогично 8.3, но для растворов (см. 4.7) либо смесей (см. 4.5). Градуировочный график должен быть таким же, как полученный в 8.3. Эффективность десорбции определяют как частное от деления отклика, полученного при анализе сорбционной трубки для градуировки, на отклик, полученный при введении градуировочного раствора непосредственно в хроматограф. Если эффективность десорбции составляет менее 95%, то необходимо соответствующее изменение параметров десорбции.
Некоторые модели устройств термической десорбции (термодесорберов) не имеют приспособления для непосредственного ввода жидкости с помощью шприца. В этом случае, а также в случае, когда в трубки вводят градуировочную газовую смесь, эффективность десорбции проверяют путем сравнения градуировочного графика анализируемого вещества (см. 4.1) с графиком н-гексана. Отношение тангенса угла наклона градуировочного графика анализируемого вещества к тангенсу угла наклона графика для н-гексана должно равняться коэффициенту отклика для данного вещества. Коэффициенты откликов других веществ могут быть приближенно вычислены в зависимости от числа эффективных атомов углерода [1]. Если отношение тангенсов углов наклона градуировочных графиков отличается от коэффициента отклика больше чем на 10%, необходимо соответствующее изменение параметров десорбции.
8.6 Скорость поглощения
Значения скоростей поглощения, приведенные в таблицах 1 и 2, соответствуют трубкам с размерами, установленными в 5.1, при условии использования диффузионной крышки без мембраны (см. 5.3). В случае использования трубок с другими параметрами скорость поглощения определяют в соответствии с требованиями [10] и [11].
Примечание - Скорость диффузионного поглощения иногда зависит от типа сорбента (см. [1]).
9 Вычисление результатов
9.1 Массовая концентрация аналита
Массовую концентрацию аналита в отобранном воздухе , , вычисляют по формуле
,
(1)
где - масса аналита в реальной пробе, определенная в соответствии с 8.4, мкг;
- масса аналита в холостой пробе, мкг;
- скорость диффузионного поглощения, (см. таблицу 1 или 8.6);
t - время экспонирования, мин.
Примечания
1 Если и выражены в миллиграммах, то результирующая массовая концентрация будет выражена в миллиграммах на кубический метр.
2 Если необходимо привести значения массовой концентрации к определенным условиям, например к 25°С и 101 кПа, то применяют формулу
,
(2)
где - массовая концентрация аналита в отобранном воздухе, приведенная к определенным условиям, ;
- давление отбираемого воздуха, кПа;
- температура отбираемого воздуха, °С.
10 Мешающие вещества
Органические соединения, которые имеют такое же или почти такое же время удерживания, как и анализируемое соединение, будут влиять на результат газохроматографического анализа. Мешающие влияния могут быть сведены к минимуму путем правильного выбора газохроматографических колонок и условий анализа, а также строгим соблюдением условий подготовки сорбционных трубок и аналитической системы перед использованием.
Настоящий стандарт применяют при анализе воздуха с относительной влажностью не более 95% для всех гидрофобных сорбентов, таких как пористые полимеры и Carbopack/Carbotrap.
Менее гидрофобные высокоэффективные сорбенты, такие как чистый древесный уголь или карбонизированные молекулярные сита, применяют в воздухе с относительной влажностью более 65%, при этом должны быть приняты меры, исключающие попадание воды в процессе анализа.
Примечание - Меры по предотвращению или уменьшению попадания воды включают в себя деление пробы, удаление влаги из вторичной ловушки методом "сухой продувки", использование диффузионной крышки (см. 5.3) с силиконовой мембраной, а также уменьшение времени отбора пробы.
При использовании сорбционной трубки, показание холостого опыта которой вначале мало, в дальнейшем могут появляться посторонние пики. Озон [12] и оксиды азота в присутствии воды [13] могут разрушать Tenax ТА с образованием бензальдегида и ацетофенона.
Необходимо учитывать тот факт, что озон и оксиды азота могут вступать в реакцию с анализируемыми соединениями, и выбирать наименьшие объемы пробы в случае возможного присутствия больших количеств этих газов в отбираемом воздухе. Если стабильность Tenax ТА снижается из-за присутствия агрессивных газов, то в качестве сорбента используют Carbopack [14], [15], [16].
В случае анализа окружающего воздуха (см. таблицу 2) методика была проверена в отношении стабильных соединений. Образование мешающих веществ либо разрушение паров чувствительных ЛОС происходит в теплую погоду и при высоком содержании в воздухе озона [10]. В подобном случае следует проводить отбор проб в соответствии с альтернативной методикой, например методом прокачки в сорбционную трубку с предварительной ловушкой с окислителем.
11 Характеристики
Примеры характеристик, включающих расширенную неопределенность, прецизионность, эффективность извлечения после хранения и уровни холостых показаний, полученные при проверке методики, установленной в настоящем стандарте, приведены в приложении D и таблицах 3 - 8.
12 Протокол измерений
Протокол измерений должен содержать следующую информацию:
a) полную идентификацию пробы;
b) ссылку на настоящий стандарт или другой дополнительный стандарт;
c) описание места и продолжительности отбора проб;
d) атмосферное давление и температуру, если это необходимо в соответствии с разделом 9;
e) результат анализа;
f) описание любых необычных обстоятельств, замеченных во время анализа;
g) описание любых действий, не установленных настоящим стандартом, или указание стандарта, ссылка на который приведена как необязательная.
13 Контроль качества результатов измерений
Следует соблюдать соответствующий уровень контроля качества результатов измерений (см. [17] либо аналогичный).
Уровень холостых показаний для сорбционной трубки является приемлемым, если уровень побочных пиков не превышает 10% типичных площадей пиков аналитов.
Ожидается, что скорости поглощения, приведенные в таблицах 1 и 2, остаются постоянными в течение всего срока использования трубок для отбора проб. Однако повышенная вибрация может привести к разгерметизации трубок или разрушению сорбента. По этой причине трубки необходимо проверять визуально с достаточной частотой, а также наполнять свежим сорбентом приблизительно после 100 процедур отбора проб или двух лет использования (в зависимости от того, что наступает раньше).
Таблица 1 - Скорости диффузионного поглощения сорбционной трубкой (без мембраны) согласно 5.1. Отбор проб воздуха рабочей зоны
Соединение |
Сорбент |
Уровень(a) |
Скорость поглощения(b) |
|
нг |
||||
Углеводороды | ||||
1,3-Бутадиен |
Молекулярное сито 13Х |
A |
0,59 |
1,30 |
н-Пентан |
Chromosorb 106 |
A |
0,50 |
1,46 |
Carbopack В(c) |
В |
0,60 |
1,77 |
|
н-Гексан |
Chromosorb 106 |
A |
0,50 |
1,77 |
Бензол |
Tenax TA(d) |
A |
0,41 |
1,3 |
Porapak Q |
A |
0,42 |
1,37 |
|
Tenax GR |
В |
0,57 |
1,81 |
|
Chromosorb 106(e) |
В |
0,54 |
1,72 |
|
н-Гептан |
Chromosorb 106 |
A |
0,48 |
1,95 |
Tenax TA(e) |
A |
0,43 |
1,77 |
|
Carbotrap В |
В |
0,47 |
1,94 |
|
Толуол |
Tenax TA(e) |
В |
0,44 |
1,67 |
Tenax GR |
В |
0,56 |
2,12 |
|
Chromosorb 106 |
В |
0,52 |
1,94 |
|
Carbopack В |
В |
0,55 |
2,06 |
|
н-Октан |
Chromosorb 106 |
А |
0,46 |
2,13 |
Tenax TA(e) |
А |
0,43 |
2,00 |
|
Ксилол |
Tenax TA(e) |
В |
0,42 |
1,82 |
Chromosorb 106 |
В |
0,48 |
2,10 |
|
Tenax GR |
В |
0,57 |
2,48 |
|
Этилбензол |
Tenax TA(e) |
В |
0,46 |
2,0 |
Tenax GR |
В |
0,56 |
2,43 |
|
Chromosorb 106 |
В |
0,44 |
1,9 |
|
Porapak Q |
D |
0,55 |
2,38 |
|
Стирол |
Tenax TA(e) |
А |
0,47 |
2,0 |
Chromosorb 106 |
В |
0,51 |
2,15 |
|
н-Нонан |
Chromosorb 106 |
А |
0,46 |
2,40 |
Tenax TA(e) |
А |
0,40 |
2,12 |
|
Изопропилбензол |
Chromosorb 106 |
С |
0,46 |
2,26 |
Tenax TA(e) |
С |
0,46 |
2,26 |
|
Porapak Q |
D |
0,51 |
2,5 |
|
Триметилбензол |
Chromosorb 106 |
С |
0,48 |
2,37 |
Tenax TA(e) |
С |
0,48 |
2,37 |
|
н-Декан |
Tenax ТА |
А |
0,40 |
2,3 |
Галогенированные углеводороды | ||||
Метилхлорид |
Spherocarb |
В |
0,63 |
1,3 |
Винилхлорид |
Spherocarb |
В |
0,78 |
2,0 |
1,1-Дихлорэтилен |
Spherocarb |
В |
0,63 |
2,5 |
Трихлортрифторэтан |
Chromosorb 102 |
В |
0,46 |
3,5 |
Хлортрифторметан |
Chromosorb 102 |
В |
0,42 |
1,8 |
Дихлорметан |
Chromosorb 106 |
В |
0,43 |
1,56 |
Chromosorb 102 |
В |
0,45 |
1,56 |
|
1,2-Дихлорэтан |
Chromosorb 102 |
В |
0,47 |
1,9 |
Галотан |
Tenax TA |
В |
0,32 |
2,59 |
Chromosorb 102 |
В |
0,45 |
3,6 |
|
Энфлюран |
Tenax TA |
В |
0,33 |
2,29 |
Изофлюран |
Tenax TA |
В |
0,32 |
2,20 |
Бромэтан |
Chromosorb 106 |
Е |
0,55 |
2,45 |
Трихлорметан (хлороформ) |
Tenax GR |
В |
0,45 |
2,18 |
Chromosorb 102 |
B |
0,48 |
2,35 |
|
Тетрахлорметан (четыреххлористый углерод) |
Tenax GR |
B |
0,59 |
3,72 |
Chromosorb 102 |
B |
0,48 |
2,87 |
|
Трихлорэтилен |
Chromosorb 106 |
B |
0,47 |
2,66 |
Chromosorb 102 |
B |
0,43 |
2,3 |
|
1,1,1-Трихлорэтан |
Chromosorb 106 |
B |
0,42 |
2,3 |
Chromosorb 102 |
B |
0,42 |
2,3 |
|
Tenax GR |
B |
0,54 |
2,92 |
|
Тетрахлорэтилен |
Chromosorb 106 |
B |
0,46 |
3,1 |
TenaxTA |
B |
0,41 |
2,8 |
|
Chromosorb 102 |
B |
0,38 |
2,6 |
|
Эпихлоргидрин |
Chromosorb 106 |
Е |
0,65 |
2,45 |
Перфтордиметилциклобутан(d) |
Carbotrap |
B |
0,25 |
|
Перфторметилциклопентан(d) |
Carbotrap |
B |
0,25 |
|
Перфторметилцикло-гексан(d) |
Carbotrap |
B |
0,25 |
|
Сложные эфиры и эфиры гликолей | ||||
Этилацетат |
Chromosorb 106(e) |
B |
0,49 |
2,00 |
Tenax TA |
B |
0,40 |
1,60 |
|
н-Бутилацетат |
Tenax ТА |
В |
0,61 |
2,26 |
Метилметакрилат |
Porapak Q |
В |
0,49 |
2,0 |
Бутилакрилат |
Tenax ТА |
В |
0,51 |
2,6 |
2-Метоксиэтанол |
Porapak Q |
А |
0,48 |
1,5 |
Chromosorb 106 |
В |
0,51 |
2,1 |
|
2-Этоксиэтанол |
Tenax |
А |
0,44 |
1,8 |
2-Метоксиэтилацетат |
Porapak Q |
А |
0,58 |
2,8 |
2-Этоксиэтилацетат |
Chromosorb 106 |
В |
0,39 |
2,3 |
Tenax ТА |
В |
0,36 |
2,10 |
|
2-Бутоксиэтанол |
Chromosorb 106 |
В |
0,35 |
2,1 |
Tenax ТА |
В |
0,31 |
1,9 |
|
2-Метоксипропанол |
Chromosorb 106(e) |
В |
0,45 |
1,85 |
Tenax ТА |
В |
0,37 |
1,52 |
|
2-Бутоксиэтилацетат |
Tenax |
А |
0,38 |
2,8 |
Альдегиды и кетоны | ||||
Метилизобутилкетон (2-метил-4-пентанон) |
Tenax ТА |
В |
0,42 |
1,71 |
Chromosorb 106(е) |
В |
0,49 |
2,01 |
|
Циклогексанон |
Tenax ТА |
D |
0,57 |
2,3 |
Фурфурол |
Tenax ТА |
А |
0,63 |
2,5 |
Спирты | ||||
Пропан-2-ол (изопропанол) |
Spherocarb |
С |
0,81 |
2,0 |
Смешанный класс веществ | ||||
Акрилонитрил |
Porapak N |
А |
0,62 |
1,35 |
Ацетонитрил |
Porapak N |
А |
0,60 |
1,0 (2 ч) |
Porapak N |
А |
0,48 |
0,8 (8 ч) |
|
Пропионитрил |
Porapak N |
А |
0,53 |
1,4 (2 ч) |
Porapak N |
А |
0,49 |
1,3 (8 ч) |
|
Сероуглерод |
Spherocarb |
А |
0,83 |
2,6 |
Оксид азота (I) |
Molecular sieve 5A |
В |
0,70 |
1,25 |
Этиленоксид |
Spherocarb |
В |
0,88 |
1,6 |
1,4 - Диоксан |
Spherocarb |
С |
0,84 |
3,0 |
(a) Уровень А = валидация в соответствии с [10] уровень 1А. Уровень В = частичная валидация в соответствии с [18]. Уровень С = расчетный: идеальное значение. Уровень D = расчетный на основе динамического объема "проскока". Уровень Е = расчетный на основе изотермы сорбции. (b) Если не указано иное, то значения приведены для времени экспонирования 4 и 8 ч при анализе воздуха рабочей зоны. (c) Данный тип сорбента не рекомендуется использовать из-за изменения скорости поглощения. (d) Используют сетку из никеля вместо сетки из нержавеющей стали. (е) Предпочтительный тип сорбента. |
Таблица 2 - Коэффициенты диффузионного поглощения сорбционными трубками (без мембраны) (5.1) - Отбор проб атмосферного воздуха и воздуха замкнутых помещений
Соединение |
Сорбент |
Время экспонирования, недель |
Скорость поглощения (стандартное отклонение), |
Скорость поглощения (стандартное отклонение), нг |
Число независимых оценок |
Примечание |
Ссылка |
Бензол |
Tenax ТА |
1 |
0,46 |
1,45 |
1 |
лабораторное сличение |
|
Бензол |
Tenax ТА |
2 |
0,32 (0,01) |
1,03 (0,04) |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Бензол |
Tenax ТА |
4 |
0,22 (0,03) |
0,70 (0,09) |
3 |
2 лабораторных/ 1 сличение "на месте" |
|
Бензол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
1 |
0,67 (0,06) |
2,14 (0,21) |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Бензол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
2 |
0,63 (0,07) |
2,02 (0,22) |
4 |
1 лабораторное/ 3 сличения "на месте" |
|
Бензол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
4 |
0,58 (0,05) |
1,85 (0,15) |
4 |
1 лабораторное/ 3 сличения "на месте" |
|
Бензол |
Chromosorb 106 |
1 |
0,48 (0,03) |
1,52 (0,08) |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Бензол |
Chromosorb 106 |
2 |
0,47 (0,06) |
1,47 (0,22) |
5 |
1 лабораторное/ 4 сличения "на месте" |
|
Бензол |
Chromosorb 106 |
4 |
0,40 (0,08) |
1,28 (0,25) |
4 |
1 лабораторное/ 4 сличения "на месте" |
[20], |
Бензол |
Ambersorb XAD-4 |
1 |
0,38 |
1,21 |
1 |
1 лабораторное сличение |
|
Толуол |
Tenax ТА |
2 |
0,32 |
1,22 |
1 |
1 сличение "на месте" |
|
Толуол |
Tenax ТА |
4 |
0,27 (0,07) |
1,03 (0,26) |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Толуол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
1 |
0,57 (0,15) |
2,16 (0,58) |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Толуол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
2 |
0,56 (0,06) |
2,13 (0,24) |
4 |
1 лабораторное/ 3 сличения "на месте" |
|
Толуол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
4 |
0,55 (0,07) |
2,07 (0,26) |
4 |
1 лабораторное/ 3 сличения "на месте" |
|
Толуол |
Chromosorb 106 |
1 |
0,54 (0,15) |
2,05 (0,57) |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Толуол |
Chromosorb 106 |
2 |
0,51 (0,05) |
1,91 (0,18) |
5 |
1 лабораторное/ 4 сличения "на месте" |
|
Толуол |
Chromosorb 106 |
4 |
0,48 (0,06) |
1,82 (0,24) |
4 |
1 лабораторное/ 3 сличения "на месте" |
|
Толуол |
Ambersorb XAD-4 |
1 |
0,43 |
1,62 |
1 |
1 лабораторное сличение |
|
Ксилол |
TenaxTA |
2 |
0,34 |
1,49 |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Ксилол |
Tenax ТА |
4 |
0,33 (0,15) |
1,46 (0,67) |
3 |
2 лабораторных/ 1 сличение "на месте" |
|
Ксилол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
1 |
0,54 (0,06) |
2,37 (0,29) |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Ксилол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
2 |
0,47 (0,04) |
2,07 (0,21) |
4 |
1 лабораторное/ 3 сличения "на месте" |
|
Ксилол |
Carbograph TD-1 или Carbopack В |
4 |
0,44 (0,07) |
1,94 (0,29) |
4 |
1 лабораторное/ 3 сличения "на месте" |
|
Ксилол |
Chromosorb 106 |
1 |
0,55 (0,07) |
2,42 (0,30) |
2 |
1 лабораторное/ 1 сличение "на месте" |
|
Ксилол |
Chromosorb 106 |
2 |
0,47 (0,07) |
2,09 (0,29) |
5 |
1 лабораторное/ 4 сличения "на месте" |
|
Ксилол |
Chromosorb 106 |
4 |
0,43 (0,08) |
1,91 (0,35) |
4 |
1 лабораторное/ 3 сличения "на месте" |
|
Этибензол |
Chromosorb 106 |
2 |
0,53 (0,02) |
2,31 (0,07) |
2 |
2 сличения "на месте" |
|
Этибензол |
Chromosorb 106 |
4 |
0,52 |
2,24 |
|
1 сличение "на месте" |
|
Этибензол |
Carbopack В |
2 |
0,50 |
2,19 |
|
1 сличение "на месте" |
|
Этибензол |
Carbopack В |
4 |
0,52 |
2,30 |
|
1 сличение "на месте" |
|
Триметилбензол |
Tenax ТА |
4 |
0,54 |
2,67 |
|
1 лабораторное сличение |
|
Триметилбензол |
Carbopack В |
2 |
0,44 |
2,20 |
|
1 сличение "на месте" |
|
Триметилбензол |
Carbopack В |
4 |
0,47 |
2,30 |
|
1 сличение "на месте" |
|
Декан |
Tenax ТА |
4 |
0,51 |
2,93 |
|
1 лабораторное сличение |
|
Ундекан |
Tenax ТА |
4 |
0,53 |
3,34 |
|
1 лабораторное сличение |
В большинстве случаев скорости поглощения в атмосферном воздухе были определены при значениях массовой концентрации, типичных для фонового уровня загрязнения в городе, т.е. несколько микрограммов бензола, толуола или ксилола на один кубический метр. Скорости были определены либо в лаборатории с помощью образцов воздуха, которые проверяли независимым методом (обычно методом прокачки через сорбционную трубку), либо независимым методом непосредственно "на месте" по сравнению с одним или более пробоотборными устройствами. В [19] приведены значения скоростей поглощения при отборе проб воздуха замкнутых помещений, когда значения массовой концентрации создаваемой контрольной воздушной смеси были типичными для замкнутых помещений, т.е. приблизительно 1 бензола и приблизительно 2 общего количества ЛОС.
В приложении А показано, что скорости диффузионного поглощения при отборе проб воздуха рабочей зоны, замкнутых помещений и атмосферного воздуха могут не быть одинаковыми, т.к. скорости поглощения зависят от времени экспонирования и массовой концентрации. Этот эффект сильнее проявляется в случае использования неидеальных сорбентов, например Tenax ТА.
Таблица 3 - Эффективность извлечения бензола, толуола и ксилола из трубок после введения жидкости с помощью шприца
Номер и место исследования |
|
Эффективность извлечения, % |
|||||
Chromosorb 106 |
Carbograph TD-1 |
||||||
Бензол |
Толуол |
Ксилол |
Бензол |
Толуол |
Ксилол |
||
1) Исследования в Великобритании |
Средняя эффективность извлечения, % |
82,7 |
87,5 |
95,9 |
95,1 |
100,1 |
100,6 |
Стандартное отклонение () |
8,3 |
6,7 |
10,4 |
12,1 |
4,4 |
10,0 |
|
n |
20 |
19 |
19 |
19 |
20 |
20 |
|
2) Сличение содержания ЛОС в воздухе |
Средняя эффективность извлечения, % |
93,1 |
99,1 |
100,5 |
98,7 |
100,3 |
98,5 |
Стандартное отклонение () |
11,9 |
7,9 |
5,0 |
3,0 |
2,7 |
2,0 |
|
n |
13 |
13 |
13 |
13 |
13 |
13 |
|
3) Международные сличения |
Средняя эффективность извлечения, (%) |
104,8 |
105,9 |
98,7 |
103,7 |
100,7 |
100,1 |
Стандартное отклонение () |
11,3 |
10,1 |
7,8 |
4,6 |
3,2 |
2,3 |
|
n |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
|
Среднее по результатам исследований 1 - 3 |
Средняя эффективность извлечения, % |
93,5 |
97,5 |
98,3 |
99,2 |
100,4 |
99,7 |
Стандартное отклонение () |
11,1 |
9,3 |
2,3 |
4,3 |
0,3 |
1,1 |
|
n |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
Примечание - В исследовании 1 введенные с помощью шприца количества каждого углеводорода составляли приблизительно 80 нг, в исследованиях 2 и 3 - приблизительно 200 нг. Трубки (в закрытом состоянии) для отбора холостых проб поместили в место отбора проб (в одном исследовании, по всему миру) и экспонировали рядом с трубками, в которые отбирали пробы, в течение месяца и затем вернули в лабораторию для анализа. |
Таблица 4 - Сличение с результатами анализа проб воздуха на содержание ЛОС, полученными лабораториями Великобритании
Место отбора проб |
Результаты анализа проб воздуха на содержание ЛОС, |
||||||||||
Бензол |
Толуол |
Ксилол |
|||||||||
Диффузия |
Содержание ЛОС в воздухе |
Диффузия |
Содержание ЛОС в воздухе |
Диффузия |
Содержание ЛОС в воздухе |
||||||
Лидс |
2,27 |
0,07 |
3,33 |
5,30 |
0,01 |
6,75 |
3,44 |
0,07 |
3,99 |
||
Белфаст |
2,10 |
0,36 |
2,94 |
4,44 |
0,15 |
6,82 |
3,34 |
0,14 |
3,55 |
||
Бристоль |
2,90 |
0,33 |
6,11(а) |
6,45 |
0,86 |
2,25(а) |
4,70 |
0,26 |
2,70 |
||
Кардифф |
3,70 |
0,46 |
9,5 |
7,90 |
0,12 |
8,38 |
5,67 |
0,10 |
5,15 |
||
Эльтхам |
2,55 |
0,35 |
4,65 |
5,92 |
0,69 |
10,36 |
3,55 |
0,30 |
3,10 |
||
Ливерпуль |
2,12 |
0,16 |
1,23 |
4,55 |
0,19 |
0,93 |
3,86 |
0,19 |
0,84 |
||
Мидлсбор |
2,35 |
0,27 |
2,93 |
4,23 |
0,22 |
4,59 |
2,66 |
0,14 |
(b) |
||
Саутгемптон |
3,87 |
0,73 |
1,90 |
8,12 |
0,68 |
11,14 |
5,50 |
0,20 |
5,49 |
||
Лондон |
4,06 |
0,14 |
6,05 |
9,67 |
0,16 |
10,87 |
6,79 |
0,27 |
7,79 |
||
Эдинбург |
1,29 |
0,20 |
1,81 |
3,29 |
0,42 |
3,78 |
2,00 |
0,27 |
1,89 |
||
Харуэлл |
0,66 |
0,03 |
0,90 |
1,46 |
0,31 |
0,98 |
0,60 |
0,04 |
|||
Бирмингем |
1,87 |
0,27 |
2,54 |
4,76 |
0,31 |
6,75 |
4,46 |
0,27 |
5,59 |
||
Данные по содержанию ЛОС в воздухе являются ориентировочными, т.к. за соответствующий период отбора проб диффузионным методом было получено мало данных. (а) Возможна перестановка значений для бензола и толуола в Интернет-архиве. (b) Данные отсутствуют. |
Таблица 5 - Предварительное международное исследование. Средняя массовая концентрация ЛОС в атмосферном воздухе, полученная путем отбора проб диффузионным методом на оба сорбента
Страна |
Массовая концентрация, стандартное отклонение |
n |
|||||
Бензол |
Толуол |
Ксилол |
|||||
Швеция |
1,95 |
0,08 |
5,63 |
0,77 |
3,49 |
0,29 |
4 |
Дания |
0,99 |
0,04 |
1,44 |
0,03 |
0,80 |
0,07 |
4(а) |
США |
0,43 |
0,07 |
0,76 |
0,09 |
0,47 |
0,09 |
4 |
Австралия |
1,94 |
0,2 |
5,23 |
0,69 |
3,87 |
0,28 |
4 |
Венгрия |
2,65 |
0,09 |
4,7 |
0,19 |
3,27 |
0,18 |
4 |
Германия |
1,75 |
0,15 |
5,85 |
0,56 |
3,74 |
0,33 |
4 |
Китай |
12,3 |
1,08 |
23,04 |
2,32 |
11,64 |
0,51 |
4 |
Финляндия |
0,84 |
0,16 |
2,16 |
0,6 |
1,58 |
0,03 |
4 |
Нидерланды |
1,55 |
0,14 |
3,51 |
0,27 |
2,28 |
0,14 |
4 |
Израиль |
1,42 |
0,17 |
3,24 |
0,1 |
2,79 |
0,08 |
4 |
Мексика |
3,05 |
0,51 |
23,43 |
1,28 |
8,79 |
0,25 |
4 |
Италия |
1,59 |
0,15 |
5,39 |
0,11 |
3,36 |
0,41 |
4 |
Бразилия |
0,42 |
0,33 |
2,00 |
0,59 |
1,81 |
0,15 |
4(b) |
Франция |
1,81 |
0,25 |
7,32 |
0,31 |
3,87 |
0,13 |
4 |
Северная Ирландия |
2,10 |
0,36 |
4,44 |
0,15 |
3,34 |
0,14 |
4 |
Англия |
1,37 |
0,25 |
4,24 |
0,09 |
3,36 |
0,11 |
4 |
(a) n = 3 для толуола и ксилола. (b) n = 3 для толуола. |
Таблица 6 - Прецизионность анализа и эффективность извлечения органических соединений (после хранения в закрытом состоянии при температуре 25°С в течение двух недель) на сорбентах Chromosorb 106 и Carboxen 569 [27] (уровень загрузки 1 мкг)
Органическое соединение |
Коэффициент вариации повторяемости, % |
Эффективность извлечения после хранения, % |
||
Chromosorb |
Carboxen |
Chromosorb |
Carboxen |
|
Пропан |
|
1,8 |
|
115 |
Пентан |
1,7 |
|
112 |
|
Гексан |
2,1; 3,6 |
|
104 |
|
Бензол |
2,9 |
|
100 |
|
Дихлорментан |
1,9 |
|
114 |
|
1,1,1-Трихлорэтан |
2,4 |
|
101 |
|
Метанол |
|
1,7 |
|
64 |
Этанол |
5,9 |
|
96 |
|
Бутанол |
1,3 |
|
101 |
|
Метилацетат |
1,8 |
|
113 |
|
Метоксиэтанол |
5,7 |
|
121 |
|
Метилэтилкетон |
2,2 |
|
103 |
|
Ацетонитрил |
4,1 |
|
112 |
|
Бутилацетат |
3,4 |
|
104 |
|
-Пинен |
4,2; 2,5 |
|
104 |
|
Декан |
4,2 |
|
104 |
|
Этиленоксид |
|
|
|
|
Пропиленоксид |
3,6 |
|
103 |
|
Гексаналь |
3,5 |
|
98 |
|
Таблица 7 - Прецизионность и эффективность извлечения органических растворителей после хранения на сорбенте Tenaх TA в трубках
Органическое соединение |
Количество вещества, введенного в сорбционную трубку, мг |
Без хранения |
Время хранения 5 мес |
Время хранения 11 мес |
||
Коэффициент вариации(а), % |
Средняя эффективность извлечения(b) |
Коэффициент вариации, % |
Средняя эффективность извлечения(b) |
Коэффициент вариации(a), % |
||
Углеводороды | ||||||
Гексан |
7,8 |
10,7 |
93,6 |
17,9 |
100,8 |
26,1 |
Гептан |
8,4 |
2,4 |
99,5 |
2,1 |
100,0 |
1,3 |
Октан |
8,6 |
2,4 |
100,1 |
1,8 |
100,0 |
0,5 |
Нонан |
12,0 |
0,8 |
- |
- |
101,0 |
0,4 |
Декан |
9,2 |
2,2 |
100,4 |
1,5 |
100,2 |
0,5 |
Ундекан |
9,1 |
2,3 |
100,7 |
1,5 |
100,2 |
0,2 |
Додекан |
9,9 |
2,8 |
101,8 |
1,5 |
101,5 |
0,4 |
Бензол |
11,0 |
2,5 |
98,7 |
2,0 |
98,6 |
0,8 |
Толуол |
10,9 |
2,6 |
(100,0) |
1,8 |
(100,0) |
0,6 |
n-Ксилол |
5,3 |
2,5 |
99,9 |
1,7 |
99,8 |
0,7 |
о-Ксилол |
11,0 |
2,4 |
100,0 |
1,7 |
98,8 |
0,7 |
Этилбензол |
10,0 |
0,5 |
99,6 |
0,4 |
97,9 |
1,3 |
Пропилбензол |
10,5 |
2,3 |
99,7 |
1,5 |
98,5 |
0,7 |
Изопропилбензол |
10,9 |
2,3 |
98,9 |
1,8 |
97,2 |
1,3 |
м- + n-Этилтолуол |
10,5 |
2,3 |
98,8 |
1,7 |
96,9 |
1,2 |
о-Этилтолуол |
5,4 |
2,2 |
100,1 |
1,6 |
98,9 |
0,7 |
1,2,4-Триметилбензол |
10,8 |
2,2 |
100,1 |
1,3 |
99,1 |
0,5 |
1,3,5-Триметилбензол |
10,7 |
2,2 |
100,0 |
1,5 |
99,1 |
0,5 |
Триметилбензол |
10,2 |
1,7 |
101,6 |
0,5 |
101,3 |
0,8 |
Сложные эфиры и эфиры гликолей | ||||||
Этилацетат |
10,3 |
0,6 |
97,6 |
1,0 |
100,0 |
2,5 |
Пропилацетат |
10,9 |
2,4 |
100,5 |
1,7 |
99,1 |
0,8 |
Изопропилацетат |
9,4 |
1,0 |
97,0 |
0,4 |
100,0 |
1,4 |
Бутилацетат |
10,8 |
2,4 |
100,3 |
1,6 |
99,9 |
0,6 |
Изобутилацетат |
10,7 |
2,3 |
100,2 |
1,4 |
99,8 |
0,7 |
Метоксиэтанол |
8,9 |
5,4 |
87,3 |
5,7 |
93,1 |
1,6 |
Этоксиэтанол |
10,4 |
4,2 |
97,6 |
2,5 |
97,2 |
3,3 |
Бутоксиэтанол |
10,0 |
2,6 |
100,6 |
4,1 |
100,1 |
3,0 |
Метоксипропанол |
10,4 |
2,4 |
95,3 |
3,6 |
99,0 |
1,2 |
Метоксиэтилацетат |
12,5 |
2,1 |
100,6 |
1,4 |
98,9 |
1,4 |
Этоксиэтилацетат |
11,4 |
0,9 |
99,8 |
2,2 |
98,7 |
2,6 |
Бутоксиэтилацетат |
11,5 |
2,3 |
101,3 |
1,3 |
99,9 |
1,1 |
Кетоны | ||||||
Метилэтилкетон |
9,2 |
0,9 |
97,4 |
0,8 |
99,1 |
0,6 |
Метилизобутилкетон |
9,3 |
0,6 |
100,7 |
0,6 |
100,7 |
0,5 |
Циклогексанон |
10,9 |
0,8 |
102,4 |
1,2 |
100,7 |
0,6 |
2-Метилциклогексанон |
10,7 |
0,7 |
101,1 |
0,5 |
101,1 |
1,3 |
3-Метилциклогексанон |
10,5 |
0,8 |
103,6 |
1,0 |
103,0 |
0,7 |
4-Метилциклогексанон |
10,6 |
0,9 |
103,6 |
1,4 |
102,7 |
0,6 |
3,5,5-Триметилциклогекс-2-енон |
10,6 |
2,3 |
101,4 |
0,9 |
97,7 |
1,2 |
Спирты | ||||||
Бутанол |
9,0 |
1,1 |
94,8 |
3,0 |
96,9 |
1,2 |
Изобутанол |
8,9 |
1,0 |
93,6 |
3,5 |
96,4 |
1,0 |
(а) Шесть повторений. (b) Нормировано по толуолу, средняя эффективность извлечения которого равна 100. Стабильность толуола установлена при взаимном сличении Бюро Сообщества по эталонам [28]. |
Таблица 8 - Уровни холостых значений для бензола, толуола и ксилола на Chromosorb 106 и Carbograph TD-1
Номер исследования |
|
Chromosorb 106 |
Carbograph TD-1 |
||||
Бензол, нг |
Толуол, нг |
Ксилол, нг |
Бензол, нг |
Толуол, нг |
Ксилол, нг |
||
1) Исследования в Великобритании |
Среднее значение |
7,69 |
1,39 |
3,23 |
7,22 |
2,04 |
5,59 |
Стандартное отклонение () |
1,96 |
0,55 |
1,64 |
2,75 |
0,78 |
2,28 |
|
n |
20 |
20 |
20 |
18 |
19 |
19 |
|
2) Сличение результатов определения ЛОС в воздухе |
Среднее значение |
10,38 |
3,26 |
1,46 |
6,88 |
3,34 |
2,35 |
Стандартное отклонение () |
2,28 |
2,55 |
1,44 |
2,70 |
1,3 |
1,39 |
|
n |
14 |
14 |
14 |
14 |
14 |
14 |
|
3) Международные исследования |
Среднее значение |
5,63 |
2,09 |
0,96 |
2,61 |
4,39 |
1,63 |
Стандартное отклонение () |
3,04 |
2,36 |
0,51 |
1,13 |
6,19 |
1,17 |
|
n |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
_____________________________
*(1) Сорбенты, перечисленные в приложении В и упомянутые в тексте стандарта, применяются согласно настоящему стандарту. Каждый сорбент или иная продукция с указанной торговой маркой считается уникальным(ой) и имеет единственного производителя. Однако эти сорбенты можно приобрести у различных поставщиков. Данная информация приведена для удобства пользователей стандарта и не является рекламой данной продукции. Допускается использовать другую продукцию, если с ее помощью можно получить аналогичные результаты.
*(2) В Российской Федерации калибровку в данном случае принято называть градуировкой.
*(3) В системе СИ эта единица - безразмерная, имеющая специальное наименование - миллиардная доля, и обозначение - .
*(4) Часто единицу измерения мкл/л заменяют на единицу измерения ppm (), не принятую в ИСО.
*(5) В системе СИ эта единица - безразмерная, имеющая специальное наименование - миллионная доля, и обозначение - .
_____________________________
* - это единица измерения, не рекомендуемая к применению ИСО. В данном случае единица измерения объемной доли, , умноженная на , где выражено в долях единицы.
Библиография
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 16017-2-2007 "Воздух атмосферный, рабочей зоны и замкнутых помещений. Отбор проб летучих органических соединений при помощи сорбционной трубки с последующей термодесорбцией и газохроматографическим анализом на капиллярных колонках. Часть 2. Диффузионный метод отбора проб" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 ноября 2007 г. N 335-ст)
Текст ГОСТа приводится по официальному изданию Стандартинформ, Москва, 2008 г.
Дата введения - 1 сентября 2008 г.