Анализ металлов в воздухе
Изобретение относится к области экологического мониторинга атмосферного воздуха. При осуществлении способа определяют поступление тяжелых металлов на единицу поверхности снежного покрова инспектируемой территории за определенный период времени и вычисляют содержание тяжелых металлов в атмосферном воздухе с использованием корреляционной зависимости между поступлением их на инспектируемую территорию и их концентрацией в атмосферном воздухе, выраженной в виде заданного соотношения. Достигается повышение точности и информативности определения. 2 табл. 2 ил.
Изобретение относится к области экологического мониторинга атмосферного воздуха.
Загрязнение атмосферного воздуха тяжелыми металлами может быть оценено следующими способами:
1. Непосредственным отбором и последующим анализом проб воздуха на содержание тяжелых металлов. Этот способ применяется на сети стационарных и передвижных постов Гидрометеорологической службы России [1] и заключается в протягивании атмосферного воздуха через фильтр в течение определенного времени. Анализу подвергают растворы, полученные при обработке одоленных фильтров кислотами, измерения проводят на атомно-абсорбционных спектрофотометрах. В результате получают усредненное значение концентраций тяжелых металлов.
2. Расчетным методом определения полей концентраций тяжелых металлов на основе сведений о количестве и составе промышленных выбросов, метеорологических факторов, конструкций источников загрязнения и т.п. [2]. Для оценки загрязнения атмосферного воздуха по выбросам предприятий требуется использование большого количества исходных данных.
3. По содержанию тяжелых металлов в почвах. В "Методических рекомендациях" [3, 4] приведены зависимости между содержанием в почве и атмосферном воздухе свинца, меди и ртути и дано их графическое изображение.
4. По содержанию тяжелых металлов в снежном покрове.
В работе [5] в основе оценки взаимосвязи между загрязнением атмосферного воздуха и снежного покрова использованы данные о поступлении загрязняющих веществ на снежный покров н средняя скорость осаждения твердых частиц (500 м/сут). Формула расчета представлена в следующем виде:
где: САЗ - средняя концентрация вещества в атмосферном воздухе за зимний период, мг/м 3 ;
Свс - концентрация вещества в снеге, мг/л;
Vв- объем талой воды, л;
Vс - объем снега, л;
1000 - коэффициент расчета объемной массы (для воды), кг/м 3 ;
h - высота снежного покрова, м;
n - количество дней снегостояния;
v - скорость осаждения твердых частиц, м/сут.
В "Методических рекомендациях по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов тяжелыми металлами по их содержанию в снежном покрове и почве" [3, 4] выявлена зависимость между концентрацией свинца в атмосферном воздухе (X) и его содержанием в пылевых выпадениях из атмосферы, осажденных и уловленных снежным покровом (Y):Y=5317Х+130 (Прототип). Однако концентрация загрязняющего вещества в снежном покрове не может характеризовать истинное его количество в атмосферном воздухе вследствие неоднородности по массе снежного покрова на различных участках территории.
Запас воды в снежном покрове на различных участках обследуемой территории может колебаться в пределах от 10 до 200 кг/м 2 . Например, если 1 мг вещества выпадает на площадь в 1 м 2 при влагозапасе в снеге 10 кг/м 2 , концентрация вещества составит 0,1 мг/кг(л), а при влагозапасе 200 кг/м 2 - 1 мг/200=0,005 мг/кг(л). Поэтому при использовании показателей снежного покрова необходимо учитывать его влагозапас (кг/м 2 или мм). В противном случае результаты анализов будут недостоверными.
Нами разработана система оценки загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра тяжелыми металлами по результатам мониторинга снежного покрова, которая заключается в следующем:
1. В результате многолетних исследования Института экологии природных систем Академии Наук Республики Татарстан была определена масса тяжелых металлов, поступивших на снежный покров на территорию г.Казани - водорастворимые формы [6, 7] и водонерастворимые формы [8, 9].
2. При анализе экспедиционных данных и использовании литературных источников определена масса элементов, поступивших на основную территорию г.Казани (200 км 2 ), пригородную зону (500 км 2 ) и сопредельные районы. Принято, что масса поступлений элементов на снежный покров этих территорий равна массе промышленных выбросов предприятий города [10].
3. Принимая, что все промышленные выбросы первоначально поступают в городскую атмосферу, перемешиваются в ней и лишь затем рассеиваются с установлением динамического равновесия, создавая определенную среднюю концентрацию загрязняющего элемента в воздухе, рассчитана эта средняя концентрация тяжелых металлов в атмосферном воздухе за зимний период при эффективной площади города 200 км 2 , высоте слоя перемешивания 0,7 км, объеме загрязненного атмосферного воздуха 140 км 3 по формуле;
где Ссс - среднесуточная концентрация элемента в воздухе, мкг/м 3 ;
М - масса выбросов элементов в атмосферу г.Казани, равная поступлениям этого элемента на снежный покров г.Казани и прилегающих территорий, кг/сут, 10 9 мкг/сут.
V - объем воздушного пространства, в котором происходит распределение выбросов элемента, км 3 , 10 9 м 3 .
4. Определена интенсивность поступления тяжелых металлов на снежный покров основной территории г. Казани, г/км 2 ·сут. Результаты представлены в табл.1 и 2.
| Таблиц 1 | ||||||||
| Поступление тяжелых металлов (водорастворимые формы) на снежный покров (X) г.Казани и их концентрация в атмосферном воздухе (Y) | ||||||||
| Год | Cd | Mn | Cu | Ni | ||||
| X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | |
| 1988 | 9 | 0,037 | - | - | 13,25 | 0,05 | 4,55 | 0,017 |
| 1989 | 0,9 | 0,0037 | 13,0 | 0,10 | 3,50 | 0,01 | 5,35 | 0,017 |
| 1991 | 0,2 | 0,0016 | - | - | 5,15 | 0,03 | 6,80 | 0,023 |
| 1999 | 1,0 | 0,004 | 11,65 | 0,086 | 9,0 | 0,05 | 0,9 | 0,003 |
| 2000 | 1,5 | 0,007 | 7,85 | 0,05 | 14,25 | 0,075 | 13,95 | 0,041 |
| 2001 | 6,8 | 0,044 | 10,2 | 0,07 | 8,25 | 0,04 | 12,95 | 0,039 |
| 2003 | - | - | - | - | 5,90 | 0,04 | - | - |
| Виртуальный фон | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Год | Pb | Cr | Zn | |||
| X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | |
| 1988 | 4,55 | 0,017 | 2,3 | 0,016 | 122,6 | 0,72 |
| 1989 | 5,35 | 0,017 | 1,75 | 0,017 | 166,6 | 0,92 |
| 1991 | 6,80 | 0,023 | 6,75 | 0,05 | 36,35 | 0,22 |
| 1999 | 0,9 | 0,003 | - | - | 22,45 | 0,20 |
| 2000 | 13,95 | 0,041 | 6,15 | 0,05 | 41,95 | 0,19 |
| 2001 | 12,95 | 0,039 | 3,7 | 0,06 | 32,85 | 0,17 |
| 2003 | - | - | - | - | 44,65 | 0,3 |
| Виртуальный фон | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Таблица 2 | ||||||||||
| Поступление тяжелых металлов (водонерастворимые формы) на снежный покров (X) г.Казани и их концентрация в атмосферном воздухе (У) | ||||||||||
| год | пыль | Fe | Cd | Со | Mn 1 | |||||
| X, кг/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | |
| 1999 | 85,77 | 415 | 818 | 3,46 | 2,0 | 0,0062 | 8,4 | 0,037 | 32,5 | 0,118 |
| 2000 | 40,77 | 231 | 470 | 168 | 1,04 | 0,0063 | 8,13 | 0,036 | 20,7 | 0,104 |
| год | пыль | Fe | Cd | Со | Mn | |||||
| 2001 | 52,04 | 226 | 597 | 2,91 | 3,16 | 0,0254 | - | - | 18,2 | 0,094 |
| 2003 | 121,6 | 408 | 899 | 5,91 | 0,16 | 0,0036 | 5,16 | 0,019 | 36 | 0,336 |
| Виртуальный фон | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| год | Cu | Ni | Pb | Cr | Zn | |||||
| X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | X, г/км 2 ·сут | Y, мкг/м 3 | |
| 1999 | 12,5 | 0,050 | 7,37 | 0,059 | 1,5 | 0,026 | 7,3 | 0,063 | 47,4 | 0,182 |
| 2000 | 15,7 | 0,077 | 9,40 | 0,102 | 11,6 | 0,077 | 7,7 | 0,055 | 33,2 | 0,142 |
| 2001 | 13,4 | 0,082 | 5,30 | 0,048 | 5,9 | 0,042 | 8,0 | 0,070 | 34,3 | 0,234 |
| 2003 | 10,9 | 0,075 | 3,60 | 0,021 | 4,1 | 0,034 | 2,4 | 0,029 | 33,5 | 0,293 |
| Виртуальный фон | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
По данным табл.1 и 2 выявлены уравнения регрессии между интенсивностью поступления тяжелых металлов на снежный покров и концентрацией их в атмосферном воздухе для всей совокупности водорастворимых и водонерастворимых форм тяжелых металлов (n=77).
В уравнении регрессии коэффициент корреляции между значениями Х и Y r=0,98. Фактор Х определяет 96% дисперсии Y.
Зависимость между интенсивностью поступления тяжелых металлов на снежный покров и концентрацией их в атмосферном воздухе для всей совокупности водорастворимых и водонерастворимых форм тяжелых металлов приведена на фиг.1.
При определении объема атмосферного воздуха, в котором происходит рассеивание выбросов загрязняющих веществ над территорией города, средняя годовая высота слоя перемешивания (ВСП) принята равной 700 м [11]. Однако ВСП имеет четко выраженный годовой ход с максимумом в мае-июне и минимумом в декабре-январе [12] (фиг.2).
Поэтому изменчивость ВСП необходимо учитывать при оценке рассеивания выбросов загрязняющих веществ. В связи с этим в уравнение регрессии, описывающее поступление тяжелых металлов на снежный покров и их содержание в атмосферном воздухе, вводится поправочный коэффициент, отражающий различия между среднегодовым (ВСПср.год=700 м) и фактическим среднезимним в данном году (ВСПср.зим) высотами столба перемешивания.
С использованием уравнений регрессии по результатам мониторинга снежного покрова исследуемой территории определяется среднее за зимний период содержание элемента в атмосферном воздухе и оценивается экологическое состояние атмосферы по сравнению с ПДКсс.
В связи с вышеизложенным сущность изобретения заключается в следующем:
1. По результатам мониторинга снежного покрова определяется поступление химического элемента на инспектируемую территорию (кг/км 2 ×сут).
2. Полученное значение поступления химического элемента на инспектируемую территорию с применением уравнения регрессии
используется для определения содержания химического элемента в атмосферном воздухе (мкг/м 3 ).
Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются:
1. Исключение погрешности, возникающей при оценке загрязненности снежного покрова по концентрации химического элемента в снеге.
2. Универсальность метода, позволяющего оценивать содержание в воздухе разнообразных химических элементов: водорастворимых и водонерастворимых форм тяжелых металлов (Fe, Cd, Co, Mn, Cu, Ni, Pb, Cr, Zn).
Интенсивность поступления: 4,4 кг/2км 2 ·5 мес=14,7 г/км 2 ·сут.
Средняя концентрация меди в зимний период составила:
При ПДКCu 1 мкг/м 3 превышение ПДК составит 0,17:1=0,17.
Интенсивность поступления: 83,7 м/3км 2 ·5 мес=186 г/км 2 ·сут.
Средняя концентрация марганца в воздухе в зимний период составила:
При ПДКMn=1 мкг/м 3 превышение ПДК составит 2,02:1=2,02.
Интенсивность поступления: 350 кг/200км 2 ·5 мес=11,7 г/км 2 ·сут.
При ПДКMn=1 мкг/м 3 превышение ПДК составит 0,15:1=0,15.
1. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД-62.04. 186-89. Гос. комитет СССР по гидрометеорологии. Мин-во здравоохранения СССР. - М., 1991. - 693 с.
2. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. Под ред. M.E.Берлянда, Е.Л.Гениховича и др. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 94 с.
3. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов по их содержанию в снежном покрове и почвах. - М.: ИМГРЭ, 1990. - 14 с.
4. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов по их содержанию в снежном покрове и почвах. // Экологический Вестник россии, 1991. №9.
5. Боев В.М, Верещагин Н.Н., Дунаев В.Н. Определение атмосферных загрязнений по результатам исследования снегового покрова. // Гигиена и санитария, 2003. №5. - С.69.
6. Петрова P.O., Иванов Д.В., Валетдинов Р.К., Фасхутдинов М.Г. Динамика загрязнения снежного покрова г.Казани тяжелыми металлами. Гос. доклад "О состоянии природных ресурсов и охраны окружающей среды РТ в 2001 г." - Казань, 2002. - С.228.
7. Валетдинов Р.К., Горшкова А.Т., Валетдинов А.Р.. Фасхутдинов М.Г. Динамика поступления тяжелых металлов (водорастворимые формы) на снежный покров г. Казань // Вестник Татарстанского отделения РЭА, 2004. №3 - С.52-59.
8. Петрова P.O., Валетдинов Р.К., Валетдинов А.Р., Фасхутдинов М.Г. О загрязненности снежного покрова г.Казани водонерастворимыми формами тяжелых металлов. Гос. доклад "О состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды РТ в 2003 г." - Казань, 2004. - С.213.
9. Степанова Н.В., Валетдинов А.Р., Хамитова Р.Я. Динамика поступления различных фракций тяжелых металлов в снежном покрове города // Вестник татарстанского отделения РЭА, 2004. №2. - С.31-34.
10. Валетдинов А.Р., Горшкова А.Т., Валетдинов Р.К., Фридланд С.В., Шлычков А.П. Определение массы тяжелых металлов в выбросах предприятий и автотранспорта г.Казани по результатам мониторинга снежного покрова. Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан // Материалы VI респ. научной конф. - Казань, Отечество, 2004, с.39.
11. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 189 с.
12. Шлычков A.П., Хабутдинов Ю.Г. Максимальная высота слоя перемешивания // Тезисы докладов научной конференции. Динамика и взаимодействие природных и социальных сфер земли. - Казань, 1998. - С.64-65.
Способ определения содержания тяжелых металлов в атмосферном воздухе по результатам мониторинга снежного покрова, отличающийся тем, что, с целью получения достоверных результатов путем исключения влияния неоднородности снежного покрова, определяют поступление тяжелых металлов на единицу поверхности снежного покрова за определенный период времени и вычисляют содержание тяжелых металлов в атмосферном воздухе с использованием корреляционной зависимости между поступлением тяжелых металлов на инспектируемую территорию и концентрацией их в атмосферном воздухе, выраженной в виде уравнения:
где Х - поступление тяжелых металлов на инспектируемую территорию, г/км 2 ·сут;
Y - концентрация тяжелого металла в атмосферном воздухе, мкг/м 3 ;
ВСПср.год = 700 м - среднегодовая высота слоя перемешивания атмосферного воздуха, м;
ВСПср.зим. - средняя за зимний период высота слоя перемешивания атмосферного воздуха, м.
Анализ металлов в воздухе
ГОСТ Р ИСО 15202-3-2008
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Воздух рабочей зоны
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОИДОВ В ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦАХ АЭРОЗОЛЯ МЕТОДОМ АТОМНОЙ ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ
Workplace air. Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Part 3. Analysis
Дата введения 2009-12-01
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"
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 15202-3:2004 "Воздух рабочей зоны. Определение металлов и металлоидов в твердых частицах аэрозоля методом атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Часть 3. Анализ" (ISO 15202-3:2004 "Workplace air - Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry - Part 3: Analysis".
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении E
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Здоровье работников многих отраслей промышленности подвергается риску при вдыхании воздуха, содержащего токсичные металлы и металлоиды. Специалистам в области промышленной гигиены и охраны труда необходимо определять эффективность мероприятий, предпринимаемых для контроля вредных воздействий на работников, что обычно достигается измерениями содержания металлов и металлоидов в воздухе рабочей зоны.
Комплекс международных стандартов ИСО 15202 устанавливает общие положения по определению массовой концентрации металлов и металлоидов в воздухе рабочей зоны с использованием атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС ИСП).
В первой части ИСО 15202 приведены требования соответствующих международных, европейских и национальных стандартов к характеристикам и методам испытаний оборудования для отбора проб. Первая часть ИСО 15202 дополняет общие положения, относящиеся к стратегии оценки и измерений, а также устанавливает метод отбора проб твердых частиц аэрозоля для их последующего химического анализа.
Во второй части ИСО 15202 описано несколько методик подготовки растворов проб металлов и металлоидов для последующего анализа с использованием АЭС ИСП.
Настоящий стандарт идентичен третьей части ИСО 15202, разработанной с целью обеспечить использование метода достоверного определения содержания разнообразных металлов и металлоидов в воздухе рабочей зоны. Методика, приведенная в стандарте, предназначена для применения специалистами в области промышленной гигиены и охраны труда, аналитическими лабораториями, промышленными предприятиями - потребителями металлов и металлоидов, их работниками и т.д.
Выполнение требований настоящего стандарта и интерпретацию полученных результатов, как предполагается, должен осуществлять квалифицированный и опытный персонал.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод анализа растворов, приготовленных в соответствии с ИСО 15202-2 на основе проб твердых частиц аэрозоля, уловленных в соответствии с ИСО 15202-1, с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС ИСП). Стандартом установлены требования к разработке методики анализа, контролю характеристик и проведению текущего анализа.
Метод, установленный стандартом, применим для оценки уровней вредного воздействия на работников металлов и металлоидов, содержащихся в рабочей зоне, с целью сопоставления с предельно допустимыми значениями (например, см. [1], [2]).
Ниже приведен перечень металлов и металлоидов, для которых установлены предельно допустимые значения (см. [3]), а также применимы одна или несколько методик растворения проб, установленных ИСО 15202-2, и метод анализа, установленный настоящим стандартом. Перечень не является исчерпывающим. Информация относительно эффективности применения конкретных методик растворения проб по ИСО 15202-2, содержащих элементы, наименования которых выделены курсивом, отсутствует.
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Методика измерений методом атомно-абсорбционной спектрометрии с беспламенной атомизацией
Дата введения 2016-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Институт глобального климата и экологии Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Российской академии наук" (ФГБУ "ИГКЭ Росгидромета и РАН")
2 РАЗРАБОТЧИК Л.В.Бурцева, канд. физ-мат. наук (руководитель разработки)
с Управлением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 18.12.2015;
с Федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-производственным объединением "Тайфун" (ФГБУ "НПО "Тайфун") 03.12.2015
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 21.12.2015
5 АТТЕСТОВАН ФГБУ "НПО "Тайфун", Свидетельство об аттестации методики (метода) измерений N 18.12.593/01.00305-2011/2015 от 25.11.2015, регистрационный код по Федеральному реестру
7 ВЗАМЕН РД 52.44.593-97 "Методические указания. Определение массовой концентрации тяжелых металлов в атмосферных аэрозолях. Методика выполнения измерений методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с беспламенной атомизацией"
8 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ 2020 год
ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ 5 лет
Введение
Тяжёлые металлы существуют в воздухе в составе атмосферных аэрозолей. Тяжёлые металлы токсичны, входят в перечень приоритетных загрязняющих веществ и подлежат мониторингу в приземном слое атмосферного воздуха на региональном и фоновом уровнях. Фоновым считается уровень, характерный для особо охраняемых природных территорий (ООПТ).
В рамках выполнения положения [1], утвержденного постановлением Правительства РФ от 06.06.2013 N 477 "Об осуществлении государственного мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды", на территории Российской Федерации продолжает работать ранее созданная Росгидрометом система станций комплексного фонового мониторинга, расположенных на ООПТ, к которым относятся биосферные заповедники.
В программу наблюдений, осуществляемую на этих станциях, входит измерение концентрации ряда тяжёлых металлов в атмосферном воздухе, уровень концентраций которых на ООПТ чрезвычайно низок (на два-три порядка ниже предельно допустимых концентраций). В связи с этим в 1997 году была разработана, аттестована и введена в действие методика измерения, изложенная в РД 52.44.593-97 "Методические указания. Определение массовой концентрации тяжёлых металлов в аэрозолях воздуха. Методика выполнения измерений методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с беспламенной атомизацией".
Необходимость пересмотра РД 52.44.593-97 связана с появлением измерительных приборов нового поколения и новых требований к качеству измерений.
В качестве средства измерения массовой концентрации тяжёлых металлов в пробе атмосферного воздуха введен в методику измерений современный отечественный атомно-абсорбционный спектрометр с электротермической атомизацией и автоматической коррекцией фона "КBAHT-Z.ЭTA". Управление работой спектрометра, отображение, обработку и хранение информации осуществляет персональный компьютер.
При пересмотре РД учтены требования нормативно-правовых документов в области обеспечения единства измерений.
Методика измерений предполагает применение и других атомно-абсорбционных спектрометров с беспламенной атомизацией.
Получение в фоновых районах достоверных данных обеспечивается точным выполнением требований настоящего руководящего документа, регламентирующего отбор проб атмосферного воздуха и измерение тяжёлых металлов в них.
1.1 Настоящий руководящий документ (РД) устанавливает методику измерений массовой концентрации тяжелых металлов свинца (Рb), кадмия (Cd), меди (Сu), никеля (Ni) и цинка (Zn) (далее - компоненты) в пробах атмосферного воздуха, отобранных на фильтр из фильтроткани ФПА - 15-2,0, методом атомно-абсорбционным спектрометрии с беспламенной атомизацией и автоматической коррекцией неселективного поглощения.
1.2 Диапазоны измеряемых массовых концентраций ограничены значениями, представленными в таблице 1.
1.3 Настоящий РД распространяется на особо охраняемые природные территории (ООПТ), на которых расположены станции комплексного фонового мониторинга сети Росгидромета, распространяется на другие территории Российской Федерации, где концентрации тяжелых металлов в атмосферном воздухе изменяются во времени в диапазонах, представленных в таблице 1.
1.4 Настоящий РД предназначен для применения на государственной наблюдательной сети станций комплексного фонового мониторинга по РД 52.04.186 (часть III, разделы 1, 2.1, 2.2, 3.1), работающей в рамках положения [1].
Примечание - В настоящем РД применены термины и определения по ГОСТ Р 52361-2005.
2 Нормативные ссылки
В настоящем РД использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
ГОСТ Р 52361-2005 Контроль объекта аналитический. Термины и определения
ГОСТ Р ИСО 12884-2007 Воздух атмосферный. Определение общего содержания полициклических ароматических углеводородов (в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц). Отбор проб на фильтр и сорбент с последующим анализом методом хромато-масс-спектрометрии
ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
ГОСТ 17.2.4.02-81 Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ
МИ 1317-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров
МИ 2881-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа
РД 52.18.5.-2012* Перечень нормативных документов (по состоянию на 01.08.2012)
* Документ в информационных продуктах не содержится. За информацией о документе Вы можете обратиться в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
ПМГ 96-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Результаты и характеристики качества измерений. Формы представления
ПНД Ф 12.13.1-03 Техника безопасности при работе в аналитических лабораториях (общие положения)
РМГ 60-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Смеси аттестованные. Общие требования к разработке
РМГ 61-2010 Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки
РМГ 76-2014 Государственная система обеспечения единства измерений. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа
РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы.
1 Ссылки на остальные документы приведены в разделах 4 и А.3 (приложения А).
2 При пользовании настоящим руководящим документом целесообразно проверять действие ссылочных нормативных документов:
- национальных стандартов - в официальной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты";
- информативных документов Росгидромета - по РД 52.12.5* и дополнений к нему - ежегодно издаваемых информационных указателей документов (ИУНД).
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: РД 52.18.5-2012. - Примечание изготовителя базы данных.
3 Требования к показателям точности измерений
Относительная суммарная погрешность измерений массовой концентрации определяемых веществ в атмосферном воздухе, согласно ГОСТ 17.2.4.02 для диапазона от 0,8 до 10 предельно допустимых концентраций (ПДК) не должна превышать ±25%, для диапазона ниже 0,8 ПДК погрешность не нормирована.
Погрешность измерений концентрации свинца, кадмия, меди, никеля и цинка во всем диапазоне определяемых значений соответствует приписанным характеристикам, приведенным в таблицах* 1. Пределы повторяемости и воспроизводимости приведены в таблице 2.
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
Диапазон измеряемых массовых концентраций тяжелых металлов на один, два и более порядков ниже ПДК, представленных в таблице 3.
Таблица 1 - Диапазон измерений, значения показателей качества (количественная оценка) методики измерений повторяемости, воспроизводимости, точности
Наименование определяемого компонента
Диапазон измерений, мг/м
Показатель повторяемости (среднее квадратическое отклонение результатов единичного определения, полученных по методике в условиях повторяемости) , мг/м
Показатель воспроиз-
водимости* (среднее квадратическое отклонение всех результатов измерений, полученных по методике в условиях воспроиз-
водимости) , мг/м
Показатель точности (границы, в которых находится погрешность результатов измерений, полученных по методике) , мг/м
ГОСТ Р ИСО 30011-2017
Определение содержания металлов и металлоидов в твердых частицах аэрозоля методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой
Workplace air. Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma mass spectrometry
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 30011:2010* "Воздух рабочей зоны. Определение содержания металлов и металлоидов в твердых частицах аэрозоля методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой" (ISO 30011:2010 "Workplace air - Determination of metals and metalloids in airborne particulate matter by inductively coupled plasma mass spectrometry", IDT).
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
Международный стандарт разработан Техническим комитетом ТС 146/SC 2.
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.
Здоровье работников многих отраслей промышленности подвергается риску при вдыхании воздуха, содержащего токсичные металлы и металлоиды. Специалистам в области промышленной гигиены и охраны труда необходимо определять эффективность мероприятий по контролю над вредными воздействиями на работников, что обычно достигается измерениями содержания металлов и металлоидов в воздухе рабочей зоны. В настоящем стандарте приведен доступный метод измерения воздействия микроколичеств металлов и металлоидов в широком диапазоне концентраций, используемых в отраслях промышленности. Метод предназначен для применения организациями, заинтересованными в сохранении здоровья и безопасности работников; специалистами, работающими в области промышленной гигиены и охраны труда; аналитическими лабораториями и промышленными предприятиями, являющимися потребителями металлов и металлоидов, их работниками и т.д.
Настоящий стандарт устанавливает метод определения массовой концентрации металлов и металлоидов в воздухе рабочей зоны с использованием квадрупольной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). Для многих металлов и металлоидов определение с использованием квадрупольного ИСП-МС предпочтительней, по сравнению с использованием атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивной связанной плазмой, вследствие ее чувствительности и меньшего проявления спектральных мешающих влияний.
В настоящем стандарте приведены требования и методы анализа проб растворов методом квадрупольного ИСП-МС. При отборе проб твердых частиц аэрозоля пользователям настоящего стандарта следует обратиться к ИСО 15202-1, для определения процедур приготовления растворов проб для последующего анализа методом ИСП-МС - к ИСО 15202-2.
При разработке настоящего стандарта предполагалось, что выполнение его требований и интерпретацию полученных результатов будет осуществлять квалифицированный и опытный персонал.
Настоящий стандарт устанавливает методику определения растворов, содержащих твердые частицы, уловленные при отборе проб в соответствии с ИСО 15202-1 с использованием квадрупольной масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС). В стандарте приведена разработка методики, проверка рабочих характеристик и адаптация метода для серийного анализа.
Растворы для анализа в соответствии с приведенной методикой готовят согласно ИСО 15202-2.
Настоящий стандарт применяют при оценке воздействия металлов и металлоидов в воздухе рабочей зоны для сравнения с предельными значениями (см. например [8], [10]).
Ниже приведен перечень металлов и металлоидов, для которых были установлены предельно допустимые значения [15] и для которых применяют одну или несколько методик подготовки проб, установленных ИСО 15202-2, и методику анализа, приведенную в настоящем стандарте. Перечень не является исчерпывающим. Информация относительно эффективности применения конкретных методик растворения проб, содержащих элементы, наименования которых выделены курсивом, отсутствует.
Анализ и исследование и воздуха
Человек проводит в помещении в среднем 18 часов в день. Поэтому хорошее качество воздуха в доме имеет большое значение для благополучия и здоровья. Использование новых строительных материалов, средств для ремонта и уборки, приводит к загрязнению воздуха.
В зависимости от концентрации они могут быть вредны для человека. Исследование воздуха помогает определить, какие вещества, в какой концентрации присутствуют в квартире, и как они влияют на здоровье.
Загрязняющие вещества и их влияние
Загрязняющие вещества в воздухе помещения, можно разделить на три категории: газообразные химические, взвешенные (мелкая пыль) и биологические загрязнения.
В большинстве случаев люди не думают, что это загрязнения ухудшают здоровье. Только в редких случаях загрязняющие вещества вызывают острый эффект. В основном они действуют незаметно в течение длительного времени, от этого последствия становятся более серьезными.
Загрязненный воздух в квартире может стать причиной:
- инфекций, вызванных вирусами, бактериями;
- аллергии от плесени, пыли;
- отравления.
В загрязненном помещении человек начинает чувствовать постоянную усталость, головную боль, раздражение. Анализ воздуха помогает вовремя обнаружить невидимые загрязнения и принять правильное решение о том, как действовать дальше.
Микробиологический мониторинг
Микробиологический, санитарный анализ проводится для оценки микробной концентрации в воздухе и на поверхностях. Мониторинг находящихся в воздухе биологических агентов может быть активным и пассивным, и направлен на количественную или качественную оценку. Количественное исследование оценивает общее количество микроорганизмов, присутствующих в объеме воздуха. В качественном проводят поиск специфических биологических агентов с помощью целевого культивирования и аналитических методов.
Мониторинг состоит из нескольких последовательных этапов.
- Отбор проб.
- Инкубация образцов путем размножения на подходящих средах.
- Чтение образцов (подсчет колоний).
- Описания результата.
Правильно проведенный анализ является основой для верного результата, и поэтому его лучше оставить экспертам.
Отбор проб
Самым ответственным этапом является отбор проб. От того насколько правильно они взяты будет зависеть точность анализа. В помещение отбор осуществляется в 5 точках, в каждом углу на расстояние 50 см от стены и по центру. На каждые 20 м.кв делается одна проба. Она берется на уровне дыхания человека (приблизительно 160-180 см от уровня пола). Для отбора используется штатив. Материал для анализа забирается в светлое время суток.
Перед отбором рекомендуется провести влажную уборку и хорошо проветрить помещение. В исследуемой комнате окна и двери должны быть закрыты за 6 — 8 часов до измерения, чтобы наружный воздух не оказывал слишком сильного влияния на микробиологическое состояние. Домашние животные могут быть источником загрязнения. Они также должны быть перемещены в другие комнаты до последнего проветривания. Во время отбора проб желательно, чтобы в помещение находилось как можно меньше человек.
Методы отбора
На практике применяются два способа отбора воздушных проб: аспирационный и седиментационный.
При аспирационном (активном) методе с помощью аспиратора заданного объема воздуха микроорганизмы переносятся на жидкую или твердую культуральную среду. Чаще всего применяют аспиратор ПУ-1Б. Устройство внесено в Государственный реестр средств измерений. Им легко и удобно пользоваться. За короткий промежуток времени можно отобрать большой объем проб.
Для отбора седиментационным (пассивным) методом используются чашки Петри. Их устанавливают открытыми в контрольных точках. Через 10 минут чашка закрывается и передается в лабораторию для дальнейшей оценки. В некоторых случаях она должна была открыта около часа. Этот метод несовершенен, так как на питательной среде оседает и вырастает только часть микрофлоры. Его не рекомендуется использовать для определения бактериальных загрязнений.
Видео
Оценка переносимых по воздуху микроорганизмов
После отбора, микроорганизмы собирают на специальных культуральных средах и инкубируют при соответствующих условиях (температура, время). Колонии становятся, видимы невооруженным глазом. Число колоний (колониеобразующие единицы, UFC), связано с количеством жизнеспособных микроорганизмов, присутствующих в пробе воздуха. Затем данные относят к объему 1 м3 воздуха.
По результатам оценивается:
- общая психрофильная бактериальная нагрузка: показатель бактериального загрязнения окружающей среды;
- общая мезофильная бактериальная нагрузка: показатель контаминации человеческого и животного происхождения;
- общая грибковая нагрузка (плесень и дрожжи): экологический показатель.
В дополнение к основным параметрам, могут быть обнаружены определенные категории микробов. Например, Staphylococcus spp., индекс антропогенного загрязнения или колиформы и энтерококки, показатели фекального загрязнения.
Исследование воздуха на загрязняющие вещества
Кроме бактерий и микроорганизмов ухудшить качество воздуха в помещении, а следовательно и жизни могут различные загрязняющие вещества. Если их концентрация находится в допустимых нормах, то вреда для здоровья не будет. При превышении концентрации они становятся опасными и могут привести к различным заболеваниям. Особенно это может быть опасным при длительном воздействии.
Загрязнение воздуха в доме может быть как извне, так и от предметов внутри. Пыльца растений, автомобильные и промышленные выбросы попадают, через окна. Формальдегиды, ПАК, фталаты, консерванты выделяются из мебели, отделочных материалов. Эти вещества не имеют цвета, поэтому их вред может остаться долго не замеченным. Химический анализ воздуха в квартире помогает вовремя определить эти вещества, и в какой степени они влияют на здоровье.
Формальдегид в воздухе
Формальдегид является распространенным загрязнителем в помещении. Загрязнение воздуха происходит главным образом из-за испарения из древесных, (например, клееной древесины, древесно-стружечной плиты или клеев), пластиковых материалов. Потребление табачных изделий также приводит к концентрации формальдегида в помещение.
Проблемы со здоровьем могут возникнуть из-за высокого уровня этого канцерогена. Повышенная склонность к аллергии, частые заболевания дыхательных путей. При длительном воздействии формальдегида развивается астма, повышается риск возникновения рака носоглотки. Заказать анализ стоит при резком неприятном запахе от мебели, постоянном кашле не выявленной этиологической причины, раздражение глаз. На основе результатов проводится сравнение с допустимыми значениями, проводится оценка риска для здоровья.
ЛОС и растворители
Иногда после переезда в недавно отремонтированную квартиру или после покупки новой мебели, человек начинает жаловаться на головные боли, раздражения слизистой, постоянную усталость. Это могут признаки отравление ЛОС. Отравление летучими соединениями и растворителями происходит в основном от красок, клея, чистящих средств, грунтовок, а также других строительных материалов и новой мебели.
Первым признаком увеличения концентрации ЛОС в помещении может служить неприятный острый запах. Поскольку запах может выветриться, а источник остается в помещении, то высока вероятность повышения концентрации. Экспертиза воздуха в квартире проводится с помощью активного сбора. Образец исследуют в лаборатории с использованием современного оборудования, которое позволяет получить оценку уровня ЛОС и растворителей.
Пластификаторы в воздухе
Обычный пылесос не помогает полностью избавиться от мелкой пыли. Скорее он действует как распределитель, часть мелких пылевых частиц проходят через фильтр, оседают на поверхности. Кроме того, в собранной в мешок пыли растут колонии плесени и бактерий. Поэтому лучше пользоваться пылесосами, которые собирают пыль в воду.
Пластификаторы используются во многих материалах, чтобы сделать их более мягкими и эластичными. В ходе эксплуатации эти вредные вещества могут медленно испаряться, в результате чего частицы накапливаются в воздухе, а также оседают на поверхностях. Многие напольные покрытия (например, ПВХ), лакокрасочные материалы, обои, мебель, фольга, кабели и содержат пластификаторы. Это приводит к тому, что человек не по своей воле вынужден постоянно сталкиваться с ними. Наиболее распространенные пластификаторы (DEHP, DBP, BBP) классифицированы как токсичные для репродукции из-за их гормонального эффекта.
Заказать анализ следует, если подозреваете повышенную концентрацию пластификаторов в воздухе, или просто желаете убедиться, что все в порядке. При исследовании образцы проверяются на наличие наиболее распространенных фталатов.
Плесень в квартире
Плесень играет важную роль в круговороте природы. Многие виды ее безвредны, но есть и такие, которые могут оказывать негативное влияние на здоровье в более высоких концентрациях. Проблема возникает, если эти виды размножаются неуправляемо в помещении.
Плесень распространяется с помощью спор. Эти споры переносятся по воздуху и способны оседать в квартирах, где размножаются на влажных поверхностях. В квартирах с плесенью, жильцы подвержены повышенному риску респираторных заболеваний и инфекций.
Отбор проб проводится активным или пассивным способом. Споры плесени, присутствующие в комнате, попадают на питательную среду. В лабораторных условиях их выращивают, определяется количество и тип грибов. Затем проводится оценка риска для здоровья.
Образцы можно брать не только из атмосферного воздуха, но и непосредственно с предполагаемого места заражения. Взятые материалы затем исследуются в лаборатории на наличие плесени.
Анализ содержания пыли
Определенное количество пыли естественно возникает в любой квартире. Сама по себе пыль безвредна, но иногда она становится средством переноса загрязняющих веществ. Например, пыльцы растений, которая попадает в дом извне и вместе с пылью оседает на поверхностях. Частицы шерсти домашних животных, также с пылью разносятся по помещению и могут вызывать аллергию. Опасность представляют и пылевые клещи.
При исследовании пыли в воздухе проводится полная идентификация, выявления канцерогенных частиц. Сделать анализ рекомендуется для определения причин постоянного кашля, насморка, аллергии.
Анализ на наличие тяжелых металлов
Тяжелые металлы и их соединения могут попадать в воздух в помещениях вместе с пылью или при испарении из материалов, находящихся непосредственно в квартире. Ковры красят краской содержащей свинец. Соединения ртути, мышьяка, свинца и олова используются при производстве краски, консервантов для древесины, лаков. Они частично адсорбируются на частицах пыли и приводят к скрытой опасности для здоровья.
Тяжелые металлы вызывают широкий спектр заболеваний. При отравлении мышьяком наблюдаются нервные расстройства, слабость, воспаление кожи. Для свинца характерна потеря аппетита, усталость, нервозность, головная боль. Кадмия плохо влияет на печень и почки. Ртуть повреждает иммунную систему, вызывает головные боли и раздражение кожи. Никель, кобальт и хром являются, например, триггерами аллергии. Поэтому если значительно ухудшилось здоровье, то стоит заказать проведение лабораторного анализа на тяжелые металлы.
Анализ воздуха в квартире, цена на который зависит от его вида лучше доверить проводить аккредитованной лаборатории. В этом случае можно быть уверенным, что все пробы взяты в соответствии с общепризнанными в настоящее время методами, исследование проведены на исправном, поверенном оборудование. В такой лаборатории можно заказать как комплексный анализ, так и исследование по определенному веществу.
Отзыв
Пока сын гостит у бабушки все хорошо, приезжает домой начинаются сопли, кашель. Врач посоветовал сделать анализ воздуха в доме. Позвонили в СЭС-ЛАБ, обрисовали ситуацию, девушка порекомендовала проверить на плесень. Приехали в указанное время. Все быстро отобрали, а через несколько дней подтвердилось, что в комнате у сына споры плесени. После тщательного осмотра нашли мы ее за шкафом в углу. С трудом, но вывели, теперь сын уже второй месяц не болеет.
Читайте также: