1.1.3. Воздух жилых помещений и административных зданий

Определение вредных веществ в комнатном воздухе давно уже стало самостоятельной проблемой, так как помимо внешних загрязнений (выхлопные газы автомобилей, выбросы ТЭС и промышленные выбросы заводов) воздух жилых помещений загрязняется и из внутренних источников (кухонные запахи, табачный дым, газовыделения из предметов интерьера и др.).

Существует и аналогичная проблема качества воздуха административных зданий [170]. В последнее десятилетие всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечала рост болезней служащих, связанных с загрязнением воздуха административных помещений, в которых отсутствует вентиляция, плохая циркуляция воздуха и применяются синтетические и пластиковые покрытия [171]. «Синдром больных зданий» — термин, применяемый для зданий, в которых более 20 % служащих жалуется на плохое самочувствие (усталость, раздражение глаз, носа и горла), связанное с нахождением в помещении с загрязненным воздухом.

Источником таких загрязнений могут быть, например, проникающие с улицы в помещение выхлопные газы автомобилей (оксиды азота, серы и углерода, альдегиды, углеводороды и другие ЛОС), а также процессы фотокопирования и работа лазерного принтера, которые служат причиной загрязнения воздуха помещений озоном, радоном и метаном [172]. Источником многих вредных веществ могут служить многочисленные полимерные материалы (ковры, линолеумы, синтетические панели и потолки и пр.), а также газовыделения из косметики и выдыхаемый воздух (н-пентан, этанол, ацетон и изопрен), особенно в административных зданиях с большим количеством служащих.

Не менее остро обстоит дело и с загрязнением воздуха жилых помещений. Насчитывается до 500 летучих органических соединений, которые могут быть потенциальными загрязнителями воздуха жилых домов и офисов [172]. Это в основном токсичные органические соединения, выделяющиеся в воздух из синтетических покрытий, облицовок, обоев, ковров, клеев, мастик, лаков для мебели и полов и других продуктов бытовой химии [ 173 J. При этом наиболее типичными загрязняющими веществами являются парафины, циклопарафины и ароматические углеводороды. Последние выделяются из различных клеев, а синтетические ковры являются источником 4-фенилцик- логексана (который обусловливает появление специфического «коврового» запаха), а также 2-этилгексанола и стирола [174].

Учитывая сложный состав этих загрязнителей, необходим детальный анализ воздуха, например, сканирование ЛОС методом ГХ/МС с последующим выборочным определением целевых компонентов с помощью таких методов, как ГХ/ПИД, ГХ/ТИД, ГХ/ЭЗД, ГХ/ПФД/ХЛД, ГХ/АЭД и др. [170].

В методике ЕРА 1Р-1 (США) предполагается определение в комнатном воздухе ЛОС с т. кип. 80—200°С. Это те же соединения (алкилбензолы и га- логенуглеводороды), что и в методе ЕРА ТО-1 и ТО-2 для атмосферного воздуха. Воздух аспирируют через стеклянную термодесорбционную трубку (11,5 см х 4 мм) с Карботрапом 300, представляющую собой (см. также раздел 5.1) смесь трех различных сорбентов: 300 мг Карботрапа С зернением 20/40 меш, 200 мг Карботрапа В (20/40 меш) и 125 мг углеродных молекулярных сит — Карбосива SI1I (60/80 меш). Эту ловушку обычно применяют для улавливания из комнатного или атмосферного воздуха ЛОС от С2 и выше. После пропускания загрязненного воздуха сконцентрированные в ловушке с Карботрапом 300 примеси ЛОС извлекают с помощью термодесорбции и анализируют методом ГХ/ПИД на капиллярной колонке (60 м х 0,75 мм) с ПЭГ Супелковакс 10 (пленка 1 мкм) при программировании температуры колонки [188].

Типичная хроматограмма «комнатного» воздуха (воздух внутри помещения) приведена на рис. Х.З-А [188]. Она получена на кварцевой капиллярной колонке (30 м х 0,25 мм, пленка 1,0 мкм) с Equity-1 (иммобилизованный полидиме- тилсилоксан) при программировании температуры от 35°С (3 мин) до 100°С со скоростью 8°С/мин и далее — до 250°С (10 мин) со скоростью 20°С/мин. Детектор МСД (диапазон сканирования 3-350). Газ носитель Не (30 см/с при 35°С). Ввод пробы с делителем потка (10:1). Температура испарителя 250°С. трансферные линии прогреваются до температуры 325°С. Из хроматограммы следует, что комнатный воздух загрязняется алкилбензолами, альдегидами, спиртами, кетонами, эфирами и хлоруглеводородами.

Официальных российских методик для определения ЛОС именно в воздухе жилых помещений или административных зданий долгое время не существовало и для этой цели использовали аналогичные методики для атмосферного воздуха [189]. Более того, у специалистов по коммунальной и индустриальной гигиене труда не было единого мнения о том, какое ПДК для вредных примесей в воздухе считать обязательным для жилых помещений и административных зданий — для атмосферного воздуха населенных мест или для воздуха рабочей зоны.

Х.З-А. Хроматограмма комнатного воздуха, полученная методом ГХ/МС [188]. Пояснения в тексте

Рис. Х.З-А. Хроматограмма комнатного воздуха, полученная методом ГХ/МС [188]. Пояснения в тексте.

Теперь такие методики уже появились [187] , например, дня метанола [18], формальдегида, никотина и др. [18].

Для определения очень низких содержаний алкилбензолов и хлоругле- водородов (бензол, толуол, ксилолы, трихлорметан, трихлорэтан, трихлорэтен и тетрахлорэтен) в воздухе внутри помещений можно использовать коммерческие пассивные пробоотборники [190] с древесным углем [177]. После пробоотбора в течение 4-х недель сконцентрированные на угле ЛОС десорбируют сероуглеродом с добавкой 1 % метанола (для лучшего извлечения полярных соединений), полученный экстракт анализируют на капиллярной колонке (105 м х 0,53 мм) с суперполярным цианопропил- фснилметилполисилоксаном DB-624, применяя два последовательно расположенных детектора — ЭЗД (детектирование хлоруглеводородов) и ПИД (детектирование углеводородов). Использование такого тандема детекторов позволяет надежно идентифицировать целевые соединения, поскольку эти детекторы по-разному реагируют на эти ЛОС. Сн составляет 0,61 — 1,51 мкг/м3 (ароматические углеводороды с ПИД) и 0,004—0,037 (хлоруглеводороды с ЭЗД) при Sr = 0,071 — 0,084. Подобные методики применяли для оценки качества воздуха в промышленных городских районах [175, 176].

Для специфического детектирования галогенуглеводородов, попадающих в воздух закрытых плавательных бассейнов, заполненных хлорированной водой, достаточно одного лишь ЭЗД [178]. Для этого 0,2-1,0 л воздуха пропускали через патрон с Тенаксом ТА и после термодесорбции сконцентрированных примесей их анализировали на капиллярной колонке (50 м х 0,32 мм) с фенилметилполисилоксаном. Предел обнаружения составил

3—5 нг. Градуировочный график линеен в пределах трех порядков величины концентрации. При анализе 400 проб, отобранных в летний и зимний периоды, в здании бассейна обнаружено 8 галогенуглеводородов: СНС1з, ССЦ, C2HCI3, СНСЬВг, СНС1ВГ2, C2CI4, СВг4 и 1,1,1-трихлорэтан.

Для мониторинга сложной смеси ЛОС в комнатном воздухе удобно использовать высокоскоростную газовую хроматографию с криофокусированием и последующим вводом сконденсированного аналита в капиллярную колонку [179]. Для определения 41 ЛОС в комнатном воздухе можно использовать методику ЕРА ТО-17 для атмосферного воздуха (см. монографию [189] и [180]). Воздух в течение 1 ч аспирируют через концентратор, содержали слой Карботрапа (улавливает тяжелые соединения) и слой Карбоксена (улавливает легкие соединения, прошедшие через первый слой). Оба сорбента гидрофобны, и вода удерживается слабо. После термодесорбции ЛОС анализируют методом ГХ/ПИД. При анализе синтетической смеси из 41 ЛОС с концентрацией 10 ppb при нулевой влажности воздуха Сн был минимален. Для 29 ЛОС из 41 при относительной влажности 47 % Сн составлял 0,5 ppb, а при 85 % — тот же результат получали для 27 ЛОС из 41 соединения. В комнатном воздухе идентифицировали 26 ЛОС и обнаружили еще 12 неизвестных соединений.

Для выполнения аналогичных анализов можно использовать все российские официальные методики для атмосферного воздуха, приведенные в разделе 5.1 и основанные на ГХ/МС или ГХ/ПИД/ЭЗД/ТИД/ПФД [189, 190].

В воздухе зданий, при строительстве которых были использованы конструкционные материалы из пенополиуретана, были обнаружены токсичные летучие ароматические амины (трет-моно- и ди- и триамины), выделяющиеся из ППУ [181]. Их улавливали в концентраторе с новым полимерным сорбентом на основе дикарбоновой кислоты с последующей идентификацией и количественным определением с помощью ГХ/МС/ИК-Фурье. Предел обнаружения 0,15 ррш при Sr < 0,02.

В связи с проблемой заболеваемости жильцов сырых зданий список веществ, выделяемых микроорганизмами (определялись методом масс-фраг- ментографии) был расширен до 23 ДОС [182]. Воздух в течение 4 ч прокачивали через стеклянную трубку с 210 мг Анасорба 747 со скоростью 200 мл/мин. Сконцентрированные ДОС экстрагировали 30 мин метиленхлори- дом и анализировали экстракт методой ГХ/МС.

Для определения ДОС в воздухе внутри самолетов также использовали ГХ/МС [183]. Воздух (5 л) отбирали в концентратор с адсорбентом, из которого сконцентрированные примеси вытеснялись при нагревании. Иногда в воздухе закрытых помещений приходится анализировать твердые частицы и аэрозоли. Так, для определения гликолей (этилен-, пропилен-, диэтилен-, триэтиленгликоли и 1,3-бутиленгликоль) в воздухе при имитации дымов в театре [184] их улавливали на фильтре из стекловолокна и в трубке с амбер- литом ХАД-7 [189, 190]. Объединенные концентраты (с фильтра и трубки) анализировали методом ГХ/МС на кварцевой капиллярной колонке с дифе- нилдиметилполисилоксаном РТх-35. Полнота извлечения около 90 %, а Сн равен 1-5 мкг.

Методом ПФА/ГХ/МС определяли триметиламин, выделяющийся из отделки салона автомобиля, изготовленной из оргстекла, и обусловливающий специфический «рыбный» запах [191]. После ТФМЭ определяли алкилбен- золы (ГХ/ПИД) в закрытых помещениях [192J и различные ДОС (ГХ/МС) в воздухе, выдыхаемом больными с заболеванием легких [193], а также ДОС Сз—Сю во влажном комнатном воздухе после криогенного улавливания [194]. Никотин и ДОС были найдены в воздухе офисов и ресторанов с помощью ГХ/ТИД/МС [195].

Одним из важных анализов комнатного воздуха является определение формальдегида, который может выделяться из мебели на основе ДСП.

Оригинальная отечественная методика определения формальдегида в воздухе закрытых помещений на основе РГХ [185] заключается в аспириро- вании воздуха в течение 20-60 мин со скоростью 0,3-1,0 л/мин через патрон с силикагелем, пропитанным ПЭГ 400. Затем формальдегид экстрагируют из патрона 2 мл 25 %-ного раствора аммиака, в результате чего происходит реакция, приводящая к количественному образованию уротропина (гексаметилентетрамина). Полученное производное анализируют методом ГХ/ТИД на колонке (2 м х 2 мм) с 5 % КОН и 10 % ПЭГ 20М на хроматоне N при

Рис. Х.З-Б. Определение формальдегида в воздухе книгохранилища [185]. Пояснения в тексте. 1 — растворитель; 2 — гексаметилентетрамин (производное формальдегида).

190°С. Результаты хорошо согласуются с данными, полученными методом ВЭЖХ/УФД. Методику можно применить и с пассивным пробоотборником (тот же сорбент для пробоотбора в течение 2-3 недель), но результаты примерно на 25 % ниже, чем при активном пробоотборе. Определение формальдегида в воздухе закрытых помещений с дериватизацией в уротропин иллюстрирует хроматограмма на рис. Х.З-Б. Методику использовали для определения формальдегида в воздухе книгохранилищ Национальной российской библиотеки Санкт-Петербурга, где его применяли в виде паров для обработки книг [185, 186].

Помимо газовой хроматографии для исследования качества воздуха в книгохранилищах библиотек Санкт-Петербурга применяли ВЭЖХ и ГХ/МС [196, 197]. Идентифицировано множество токсичных органических соединений, в том числе — запрещенный ДДТ, оставшийся после ранее проводимых дезинсекций [197].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >