ГОСТ Р ИСО 11338-1-2008

     
Группа Т58

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЫБРОСЫ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

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

Часть 1

Отбор проб

Stationary source emissions. Determination of gas and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons.
Part 1. Sampling

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 11338-1:2003 "Выбросы стационарных источников. Определение содержания полициклических ароматических углеводородов в газообразном состоянии и в виде твердых взвешенных частиц. Часть 1. Отбор проб" (ISO 11338-1:2003 "Stationary source emissions - Determination of gas and particle-phase polycyclic aromatic hydrocarbons - Part 1: Sampling").

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

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

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) составляют группу ароматических углеводородов, некоторые представители которой являются возможными канцерогенами. Человек может подвергаться воздействию ПАУ во время приема пищи, при контакте с почвой, водой, воздухом и материалами, содержащими ПАУ. ПАУ образуются в ходе естественных процессов (например при горении лесов), а также содержатся в выбросах в атмосферу, являющихся результатом сжигания угля, газа, дерева и масла, разнообразных промышленных процессов, таких как производство кокса, плавка алюминия, а также работы транспортных средств.

Определение количества ПАУ в выбросах из стационарных источников является важной частью оценки влияния на окружающую среду конкретных промышленных процессов.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы определения массовой концентрации полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в отходящих газах стационарных источников, таких как печи для плавки алюминия, коксовые и мусоросжигательные печи, электростанции, промышленные и бытовые устройства сжигания.

В настоящем стандарте приведены три метода отбора проб, которые рассматриваются как эквивалентные, с указанием минимальных требований для эффективного отбора ПАУ: метод разбавления (метод А), метод с использованием подогреваемого фильтра/холодильника/адсорбера (метод В) и метод с использованием охлаждаемого зонда/адсорбера (метод С). Данные методы основаны на представительных изокинетических условиях отбора проб, т.к. ПАУ в отходящем газе обычно ассоциированы с другими частицами отходящего газа.

Настоящий стандарт содержит рекомендации по выбору метода отбора проб, соответствующего конкретной цели измерений.

Настоящий стандарт не применяют для отбора проб, содержащих летучие ПАУ.

Примечание - Методы подготовки, очистки и анализа проб, установленные в ИСО 11338-2, применяют в комбинации с одним из методов отбора проб, установленных в настоящем стандарте, что представляет собой полную методику выполнения измерений.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:

ИСО 4225:1994 Качество воздуха. Общие положения. Словарь

ИСО 9096:2003 Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц ручным гравиметрическим методом

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

ИСО 12141:2002 Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц (пыли) при низких концентрациях. Ручной гравиметрический метод

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 4225, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 труба (chimney): Дымовая труба или конечный выход газохода стационарного (технологического) процесса, предназначенная(ый) для удаления отходящих газов.

3.2 массовая концентрация (mass concentration): Концентрация вещества в отходящем газе, выраженная в единицах массы на кубический метр.

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

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

     4 Основные положения и минимальные требования для методов отбора проб

     4.1 Основные положения

При отборе проб выбросов, содержащих ПАУ, могут применяться различные устройства, схемы которых представлены в приложении В, рисунки В.1 (метод А), В.2 и В.3 (метод В) и В.7 (метод С). Считается, что данные устройства способствуют получению эквивалентных результатов, хотя публикации по проведению сравнительных испытаний данных устройств отсутствуют.

Так как обычно ПАУ присутствуют в газовой фазе и на твердых частицах, они улавливаются последовательно несколькими секциями пробоотборного устройства: фильтром для улавливания твердых частиц, колбой для сбора конденсата и твердым или жидким сорбентом. Выбор метода отбора проб зависит от цели измерений (см. таблицы А.1 и А.2 (приложение А)).

Подробное описание методов отбора проб А, В и С приведено в разделах 5, 6 и 7 соответственно.

Дополнительная информация о применимости методов отбора проб приведена в приложении А.

После экстракции и очистки количественно определяют ПАУ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием флуоресцентного детектора, диодной матрицы или УФ-детектора или газохроматографическим методом с использованием пламенно-ионизационного детектора/масс-спектрометра (ГХ-ПИД/МС) (МС низкого или высокого разрешения). Соответствующие методы подготовки, очистки и определения ПАУ приведены в ИСО 11338-2.

     4.2 Общие минимальные требования к методам отбора проб

Независимо от выбранного метода отбора проб выполняют следующее:

a) Проводят изокинетический отбор проб в представительных точках поперечного сечения газохода в соответствии с ИСО 9096.

b) Перед началом отбора проб промывают внутреннюю поверхность пробоотборного устройства ацетоном, дихлорметаном или метанолом, а затем толуолом. В качестве альтернативы части пробоотборного устройства погружают в метанол и подвергают воздействию ультразвуковой вибрации в течение 2 ч, а затем сушат при температуре 150 °С. Смывы сохраняют и анализируют в случае, если результаты измерений свидетельствуют о том, что пробоотборное устройство могло быть загрязнено перед началом отбора проб, например, если результаты измерений непредвиденно превышают соответствующие предельные значения.

c) Проверяют герметичность системы перед началом каждого отбора проб.

Если в пробоотборном устройстве используются пришлифованные соединения, то любую утечку можно устранить смачиванием соединений небольшим количеством чистой воды. Для данных целей нельзя использовать жировые смазки.

d) Устанавливают следующую минимальную скорость в слое сорбента:

- менее 34 см/с - для XAD-2 (толщиной 50 мм, объемом 35 см);

- менее 30 см/с - для пенополиуретана (толщиной 50 мм, объемом 98 см).

e) Проверяют каждую партию фильтров, растворителей и реактивов на фоновое содержание ПАУ.

f) Стеклянные части пробоотборного устройства защищают от света во время и по окончании отбора проб, охлаждают по окончании отбора проб и очищают после процедуры экстракции.

g) Тщательно очищают зонд после отбора каждой пробы. Смыв от промывания зонда добавляют к другим смывам, относящимся к пробе.

h) Если зонд загрязнен частицами, которые не могут быть с легкостью удалены, то частицы удаляют при помощи тампона из кварцевой ваты, смоченного в ацетоне. Экстрагируют тампон из кварцевой ваты вместе с фильтром.

i) Если пробоотборное устройство очищают на месте отбора проб для повторного использования, то зонд, насадку, держатель фильтра и все другие части пробоотборного устройства, которые вступали в контакт с отбираемым газом и все еще могут быть загрязнены после очистки, проводимой при извлечении пробы, промывают ацетоном, дихлорметаном или метанолом, а затем толуолом. Как указано ранее, эти смывы сохраняют и анализируют в случае возможного внесения загрязнения от ранее взятых проб.

j) Пробы должны быть проэкстрагированы в течение одной недели, а предпочтительно в течение 24 ч. Пробы хранят в темноте при температуре минус 7 °С.

     4.3 Общие положения по подготовке и отбору проб

Независимо от выбранного метода отбора проб выполняют следующее:

a) Выбирают место отбора проб, обеспечивающее безопасность персонала, пригодное для проведения измерений в поперечном сечении газохода (в соответствии с ИСО 9096), удобное для обслуживания с доступом к электросети.

b) Перед началом отбора проб определяют плотность, давление, температуру и, по возможности, состав отходящего газа. Также для обеспечения изокинетических условий определяют скорость и профиль температур в поперечном сечении газохода. Для обеспечения изокинетических условий во всех точках отбора проб в поперечном сечении газохода выбирают насадку пробоотборного зонда подходящего размера, рассчитанного по скорости отходящего газа и приблизительного максимального расхода газа, достижимого через пробоотборное устройство.

c) Тщательно очищенные в лаборатории части пробоотборного устройства, которые вступают в контакт с пробой, должны:

- транспортироваться в чистых контейнерах, все компоненты должны быть герметично упакованы;

- быть собраны на месте отбора проб, при этом избегают контакта рук оператора с частями пробоотборного устройства, которые впоследствии вступят в контакт с пробой.

d) По окончании отбора проб все материалы, содержащие отобранные ПАУ, хранят в охлажденном состоянии в защищенном от света месте.

Во время отбора проб должны быть записаны следующие данные:

- объем пробы (приведенный к нормальным условиям);

- температура пробы (по газовому счетчику);

- средняя скорость отходящего газа;

- диаметр газохода;

- содержание влаги в отходящем газе;

- среднее содержание кислорода в отходящем газе во время отбора проб;

- статическое давление и температура в газоходе;

- расход при отборе проб.

Для оценки загрязнения, присутствующего до начала отбора проб в пробоотборном устройстве и матрицах проб, а также внесенного при сборке и транспортировании пробоотборного устройства, в месте отбора проб размещают дополнительное пробоотборное устройство, которое затем промывают и анализируют. Использование этих устройств будет обеспечивать оценку только холостых проб, так как в действительности случайное загрязнение происходит редко. Поэтому полученное значение не вычитают из результата измерений. Однако результаты измерений, вклад холостой пробы в которые значителен, должны быть рассмотрены с особой тщательностью.

Примечание - Для получения данных по эффективности пробоотборного устройства в него (например на фильтр или на сорбент) можно ввести внутренние стандарты и измерить эффективность их извлечения. Однако внутренние стандарты удерживаются фильтром не так, как ПАУ на частицах зольной пыли, поэтому они могут вести себя по-разному во время отбора и экстракции проб.

     5 Метод А: метод разбавления

     5.1 Основные положения

Порцию отходящего газа отбирают изокинетическим способом посредством пробоотборного зонда, подогреваемого до температуры отходящего газа. Отходящий газ очень быстро охлаждают до температуры ниже 40 °С в смесительной камере, используя осушенный, отфильтрованный и, при необходимости, охлажденный воздух. Такое разбавление газа позволяет избежать конденсации воды, присутствующей в пробе газа. Кроме того, при разбавлении снижается вероятность химических реакций выделенных ПАУ с другими компонентами отходящего газа, например с NO, NO, SO, SO и HCI. Условия отбора проб аналогичны процессам естественного разбавления и охлаждения отходящего газа, удаляемого в атмосферу.