ГОСТ Р ИСО 11338-2-2008

Группа Т58

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЫБРОСЫ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Определение содержания полициклических ароматических углеводородов в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц

Часть 2

Подготовка, очистка и анализ проб

Stationary source emissions. Determination of gas and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons.
Part 2. Sample preparation, clean-up and determination

ОКС 13.040.40

Дата введения 2009-09-01

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "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 13 ноября 2008 г. N 306-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11338-2:2003 "Выбросы стационарных источников. Определение содержания полициклических ароматических углеводородов в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц. Часть 2. Подготовка, очистка и анализ проб" (ISO 11338-2:2003 "Stationary source emissions - Determination of gas and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons - Part 2: Sample preparation, clean-up and determination").

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении F

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Настоящий стандарт устанавливает процедуры подготовки и очистки проб для определения содержания полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) (в дымовых и отходящих газах) методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) (см. приложения А и Е) или методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС) (см. приложения В, С и D).

ПАУ попадают в атмосферу, прежде всего, в результате сгорания органического ископаемого топлива и древесины. ПАУ относят к классу природных канцерогенов. Качественное и количественное определение ПАУ в выбросах стационарных источников являются важной составляющей оценки качества воздуха.

Дымовые и отходящие газы от стационарных источников часто содержат твердые частицы. ПАУ распределены между газовой и твердой фазами в зависимости от давления их насыщенного пара. В атмосфере ПАУ, состоящие из четырех или более колец, часто адсорбируются твердыми частицами, тогда как ПАУ, состоящие из двух-четырех колец, находятся в газообразном состоянии. Однако распределение ПАУ, присутствующих в дымовых и отходящих газах, между газовой и твердой фазами зависит от температуры, массы и размера твердых частиц, влажности, типа и содержания ПАУ.

Во время отбора, хранения и подготовки проб могут произойти потери ПАУ, что повлияет на результаты количественного анализа. Эти потери могут быть обусловлены летучестью ПАУ, состоящих из двух или трех колец, физико-химической нестабильностью ПАУ на свету, а также в присутствии О, NO, SO, HCI и некоторых тяжелых металлов.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает процедуры подготовки, очистки и анализа проб для определения содержания полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц в дымовых и отходящих газах. Приведенные методы анализа позволяют обнаруживать ПАУ при их содержании на уровне долей микрограммов на кубический метр пробы в зависимости от типа ПАУ и объема пробы отходящего газа.

В настоящем стандарте приведены два метода анализа: метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и газохроматографический масс-спектрометрический (ГХ-МС) метод.

Примечание - В ИСО 11338-1 [1] приведены три метода отбора проб ПАУ в дымовых и отходящих газах и установлены минимальные требования, которые следует соблюдать.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий международный стандарт:

ИСО 4225:1994 Качество воздуха. Общие положения. Словарь

     3 Термины и определения

3.1 полициклический ароматический углеводород (ПАУ) [polycyclic aromatic hydrocarbon (РАН)]: Соединение, состоящее из двух или более конденсированных ароматических колец, содержащее только атомы углерода и водорода.

3.2 выбросы стационарных источников (stationary source emissions): Газы, выделяющиеся от стационарной установки или в ходе технологического процесса и транспортируемые к трубе для рассеивания в атмосферу.

3.3 экстрактор (экстрактор для ускоренной экстракции растворителем) [accelerated solvent extractor (ASE)]: Устройство, позволяющее ускорять экстракцию, проводимую традиционными способами, путем использования растворителя при высокой температуре.

Примечание - При экстракции в ячейке с образцом создается повышенное давление для поддержания нагретого растворителя в жидком состоянии.

     4 Сущность метода

     4.1 Отбор проб

Представительную пробу газа, проходящего через газоход, отбирают при соблюдении изокинетических условий с помощью подходящего устройства отбора проб. Твердые взвешенные частицы улавливаются соответствующим фильтром, а ПАУ в газообразном состоянии задерживаются на сорбенте [например стиролдивинилбензоловая полимерная смола (XAD-2), пенополиуретан или другой подходящий сорбент, имеющий аналогичную эффективность].

     4.2 Анализ

По окончании отбора пробу извлекают из пробоотборного устройства. Части пробоотборного устройства, которые находились в контакте с пробой, промывают растворителем. Затем проводят экстракцию смывов, фильтра(ов) и сорбента в соответствующем органическом растворителе в экстракторе Сокслета (или другим аттестованным методом, например, в экстракторе для ускоренной экстракции растворителем). Экстракт концентрируют в роторном испарителе, при необходимости проводят дополнительное концентрирование в потоке азота. Перед проведением количественного анализа компонентов пробы может потребоваться ее очистка.

Аликвоту концентрированной пробы анализируют методом ВЭЖХ с обращенной фазой, или методом ГХ-МС. Массовую концентрацию каждого ПАУ вычисляют исходя из массы ПАУ (в виде твердых частиц и в газообразном состоянии), измеренной в ходе анализа, и объема отобранного отходящего газа, приведенного к стандартным условиям.

     5 Меры безопасности

С ПАУ необходимо обращаться, как с потенциальными канцерогенами. Пользователь должен хорошо знать физические и химические свойства ПАУ. Необходимо принимать меры для предотвращения попадания на кожу ПАУ в твердом виде, в виде экстракта или раствора. ПАУ могут извлекаться вместе с растворителями и оставаться на наружных стенках стеклянной посуды с притертыми стеклянными пробками.

В связи с особым риском, возникающим при работе с ПАУ в твердом виде, не рекомендуется самостоятельно приготавливать градуировочные растворы. Использование серийно выпускаемых стандартных образцов растворов* снижает вероятность риска.

______________

* Стандартные образцовые вещества (SRM) 1647: приоритетные загрязняющие многоядерные ароматические углеводороды, аттестованный раствор 16 ПАУ в ацетонитриле. Данный раствор является примером подходящей серийно выпускаемой продукции (Национальный Институт Стандартов и Технологий (NIST), Министерство торговли США, Гайтерсбург, Мэриленд, США). Данная информация приведена для удобства пользователей настоящего стандарта и не является рекламой ИСО данной продукции.

Со всей стеклянной посудой, в которой находились растворы ПАУ, необходимо работать в перчатках, изготовленных из материала, устойчивого к растворителям. Загрязнения могут быть обнаружены по флуоресценции под действием УФ излучения. ПАУ особенно опасны в виде твердых частиц, т.к. они становятся электростатически заряженными. Поэтому ПАУ необходимо взвешивать в перчаточном боксе. С неиспользованными пробами, загрязненным оборудованием, стеклянной посудой и одеждой, распоряжаются надлежащим образом в соответствии с существующими правилами.

     6 Методика

     6.1 Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии

6.1.1 Основные положения

В данном подразделе описаны процедуры подготовки, очистки и анализа проб дымовых и отходящих газов для определения содержания ПАУ методом ВЭЖХ.

6.1.2 Реактивы и материалы

6.1.2.1 Ацетонитрил, чистый для хроматографии.

6.1.2.2 н-Гексан, чистый для хроматографии.

6.1.2.3 Метанол, чистый для хроматографии.

6.1.2.4 Пентан, чистый для хроматографии.

6.1.2.5 Диэтиловый эфир, ч.д.а., стабилизированный 2%-ным раствором этанола, чистый для хроматографии.

6.1.2.6 Силикагель, высокой степени чистоты, типа 60, от 70 до 23 меш.

6.1.2.7 Сульфат натрия, безводный, ч.д.а., обезвоженный прокаливанием при температуре 300 °С в течение не менее 4 ч.

6.1.2.8 Стандартные образцы для определения эффективности извлечения методом ВЭЖХ: 2-метилхризен или 6-метилхризен, с массовой долей основного компонента не менее 98%.

6.1.2.9 Газы в баллонах под давлением: гелий высокой степени чистоты для дегазации подвижной фазы, азот высокой степени чистоты для концентрирования пробы.

6.1.2.10 Алюминиевая фольга.

6.1.2.11 Стекловата.

6.1.3 Аппаратура

6.1.3.1 Экстрактор Сокслета, вместимостью от 100 до 200 мл, и соответствующий холодильник.

6.1.3.2 Стекловолоконный фильтр, предварительно очищенный прокаливанием при температуре 200 °С в течение 3 ч до приемлемого уровня холостых показаний.

6.1.3.3 Колбы круглодонные, вместимостью 100 мл и 250 или 500 мл в зависимости от вместимости экстрактора Сокслета.

6.1.3.4 Роторный испаритель, обеспечивающий максимальный вакуум не выше 0,1 МПа (1,0 бар), с водяной баней, подогреваемой до температуры 50 °С.

6.1.3.5 Концентраторы Кудерна-Даниша, вместимостью 500 мл, с градуированными пробирками вместимостью 10 мл с притертыми стеклянными пробками и трехшариковой макроколонкой Снайдера.

6.1.3.6 Оборудование для концентрирования: устройство для продувки азотом, с контролируемым расходом на водяной бане с контролируемой температурой, и пробирками для концентрирования вместимостью от 1 до 10 мл.

6.1.3.7 Разделительные воронки вместимостью 100 и 250 мл.

6.1.3.8 Стеклянная хроматографическая колонка.

6.1.3.9 Пробирки вместимостью 10 мл.

6.1.3.10 Экстракционные гильзы, предварительно проэкстрагированные метанолом.

6.1.3.11 Лабораторный холодильник, обеспечивающий охлаждение до температуры ниже 4 °С, или морозильная камера, обеспечивающая заморозку до температуры ниже минус 15 °С.

6.1.3.12 Кипелки, используемые при экстракции растворителем.

6.1.3.13 Термостат, обеспечивающий поддержание температуры 500 °С.

6.1.3.14 Система ВЭЖХ, состоящая из: насоса с постоянной скоростью потока, снабженного регулятором градиента, инжектора, вмещающего пробу объемом не менее 20 мкл, устройства контроля температуры колонки в диапазоне от 29 °С до 40 °С с погрешностью ±1 °С, флуоресцентного детектора с программируемой длиной волны возбуждения и испускания, УФ детектора, работающего на длине волны 229 нм, других устройств, таких как устройства для подсоединения колонок, регистрирующие устройства и газы.

6.1.3.15 Разделительная колонка ВЭЖХ, из стекла или нержавеющей стали (длиной от 20 до 250 мм и внутренним диаметром от 3 до 4,6 мм), заполненная силикагелем, модифицированным алкильными группами С18, с частицами размером от 3 до 5 мкм.

6.1.3.16 Предколонка ВЭЖХ, колонка из нержавеющей стали для использования при хроматографии с обращенной фазой (длиной 10 мм и внутренним диаметром 2 мм, размер ячейки сита не более 1 мкм, фритта 0,5 мкм) или другие подходящие колонки.

Предохранительные колонки должны использоваться всегда, т.к. загрязнения пробы и элюента могут создать избыточное давление в колонке, приводящее к изменению селективности.

6.1.3.17 Система дегазации для ВЭЖХ, гелий

Во избежание гашения флуоресцентного сигнала элюенты должны быть дегазированы.

6.1.3.18 Система фильтрации, включающая фильтр с размером пор 45 мкм, для фильтрации подвижной фазы.