Летучие соединения в комнатном воздухе

Учитывая сложный состав этих загрязнителей, необходим детальный анализ воздуха, например сканирование Л ОС 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. [ 1, 78].

В методике ЕРА IP-1 (США) предполагается определение в комнатном воздухе ДОС с т. кип. 80—200 °С [9]. Это те же соединения (алкилбензолы и галогенуглеводороды), что и в методе ЕРА ТО-1 и ТО-2 для атмосферного воздуха [2]. Воздух аспирируют через стеклянную термодесорбционную трубку (11,5 см х 4 мм) с Карботрапом 300 (см. также разд. 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 (Карбо- ксив S111, 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 смеси 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 [2].

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 [10]. 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.

Теперь такие методики уже появились [6, 11], например, для метанола [12], формальдегида, никотина [13] (ПДКдля атмосферы [14]).

Для определения очень низких содержаний алкилбензолов и хлоругле- водородов (бензол, толуол, ксилолы, трихлорметан, трихлорэтан, трихлор- этен и тетрахлорэтен) в воздухе внутри помещений можно использовать коммерческие пассивные пробоотборники с древесным углем [15]. После пробоотбора в течение 4 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 цианопропилфенил- метилполисилоксаном 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 Л ОС. Сн составляет 0,61 — 1,51 мкг/м3 (ароматические углеводороды с ПИД) и 0,004—0,037 (хлоруглеводо- роды с ЭЗД) при Sr = 0,071 — 0,084. Методику применяли для оценки качества воздуха в промышленных городских районах и в районе горных разработок. Определяли ПАУ [83, 84J и ПББ [85, 86] в домашней пыли.

Для специфического детектирования галогенуглеводородов, попадающих в воздух закрытых плавательных бассейнов, заполненных хлорированной водой, достаточно одного лишь ЭЗД [2]. 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 ДОС в комнатном воздухе удобно использовать высокоскоростную газовую хроматографию с криофокусированием и последующим вводом сконденсированного аналита в капиллярную колонку [16]. Для определения 41 ДОС в комнатном воздухе можно использовать методику ЕРА ТО-17 для атмосферного воздуха [2]. Воздух в течение 1 ч аспирируют через концентратор, содержащий слой Карботрапа (улавливает тяжелые соединения) и слой Карбоксена (улавливает легкие соединения, прошедшие через первый слой). Оба сорбента гидрофобны, и вода удерживается слабо. После термодесорбции ДОС анализируют методом ГХ/ПИД. При анализе синтетической смеси из 41 ДОС с концентрацией 10 ppb при нулевой влажности воздуха Сн был минимален. Для 29 ДОС из 41 при относительной влажности 47% Сн составлял 0,5 ppb, а при 85% тот же результат получен для 27 ДОС из 41 соединения. В комнатном воздухе идентифицировали 26 ДОС (см. табл. IV.9) и обнаружили еще 12 неизвестных соединений. Число определяемых ДОС может достигать 50—100 [79—82].

В воздухе зданий, при строительстве которых были использованы конструкционные материалы из пенополиуретана, были обнаружены токсичные летучие ароматические амины (трет-, моно-, ди- и триамины), выделяющиеся из ППУ [16]. Их улавливали в концентраторе с новым полимерным сорбентом на основе дикарбоновой кислоты с последующей идентификацией и количественным определением с помощью ГХ/МС/ИК-фурьс. Предел обнаружения 0,15 ppm при Sr < 0,02.

В связи с проблемой заболеваемости жильцов сырых зданий список веществ, выделяемых микроорганизмами (определялись методом масс- фрагментографии), был расширен до 23 ДОС [2]. Воздух в течение 4 ч прокачивали через стеклянную трубку с 210 мг Анасорба 747 со скоростью 200 мл/мин. Сконцентрированные ДОС экстрагировали 30 мин метилен- хлоридом и анализировали экстракт методом ГХ/МС.

Для определения ДОС в воздухе внутри самолетов также использовали ГХ/МС. 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 их улавливали на фильтре из стекловолокна и в трубке с Амберлитом ХАД-7. Объединенные концентраты (с фильтра и трубки) анализировали методом ГХ/МС на кварцевой капиллярной колонке с ди- фенилдиметилполисилоксаном РТх-35. Полнота извлечения около 90%, Сн 1—5 мкг [2, 16J.

После ТФМЭ определяли алкилбензолы (ГХ/ПИД) в закрытых помещениях [ 17] и различные ЛОС (ГХ/МС) в воздухе, выдыхаемом больными с заболеванием легких [18], а также ЛОС Сз—Сю во влажном комнатном воздухе после криогенного улавливания [19].

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 [20] 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 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. IV. 1. Методику использовали для определе-

IV. 1. Определение формальдегида в воздухе [20]. Пояснения в тексте. 1 — растворитель

Рис. IV. 1. Определение формальдегида в воздухе [20]. Пояснения в тексте. 1 — растворитель;

2 — гексаметилентетрамин (производное формальдегида) ния формальдегида в воздухе книгохранилищ Национальной российской библиотеки Санкт-Петербурга, где его применяли в виде паров для обработки книг [20, 21].

Селективный мониторинг монотерпенов в воздухе помещений включает улавливание их в трубке с Тенаксом GR, термодесорбцию и анализ методом ГХ/МС [22]. Предел определения составляет 1 мг/м3.

В последнее время технология анализа загрязненного комнатного воздуха все чаще включает твердофазную микроэкстракцию (см. разд. 8.1). Обзор применения ТФМЭ при определении ЛОС внутри закрытых помещений приведен в работе [23].

Типичная хроматограмма вредных веществ, загрязняющих комнатный воздух, изображена на рис. IV.2. Хроматограмма получена методом ТФМЭ/ГХ/МС на капиллярной колонке из плавленого кварца (30 м х 0,25 мм) со 100%-ным диметилполисилоксаном Equity-1 (пленка 1 мкм) при программированном повышении температуры колонки 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. Ввод пробы шприцем для ТФМЭ в испаритель хроматографа (250 °С) с делителем потока (10:1). Газ-носитель — гелий (30 см/с при 35 °С). Детектор — масс-спектрометр (диапазон сканирования 35—350). Трансферные линии прогреваются при температуре 325 °С. Из хроматограммы на рис. IV.2 видно, что анализируемый воздух загрязнен органическими соединениями С2—С|б (спирты, кетоны, эфиры, гало- генуглеводороды, алкилбензолы и н-парафины) [23].

При оределении ЛОС в комнатном воздухе его пропускают в течение 1 часа через комбинированную ловушку с Карботрапом (улавливание малолетучих соединений) и Карбоксеном для улавливания легколетучих соединений, не сорбированных Карботрапом. После термодесорбции ЛОС определяли методом ГХ/МС. Всего было идентифицировано 41 ЛОС в концентрации на уровне 10 ppb; Сн 0,5 ppb. Обнаружены углеводороды, галоге- нуглеводороды и нитраты [74]. Этим же методом определяли ЛОС, обусловливающие неприятный запах в жилом помещении. Одоранты улавливали в трубке с несколькими сорбентами. Предел обнаружения 14—97 нг для аминов и 0,001—0,1 нг для ароматических соединений при S, < 0,20 (/7 = 5) [75].

Метод ТФМЭ/ГХ/ПИД применяли для определения следовых количеств паров органических растворителей в воздухе закрытых помещений [23]. Полярные ЛОС разделяли на капиллярной колонке (30 м х 0,53 мм) с фенилдиметилполисилоксаном Equity-5 (пленка 5 мкм) при программировании температуры колонки от 40 °С (6 мин) до 100 °С со скоростью подъема температуры 2 °С/мин. Ввод пробы в испаритель хроматографа (225 °С) с делителем потока (10:1). Газ-носитель — гелий (20 см/с при 40 °С). Детектор — ПИД (250 "С). Полученная в этих условиях хроматограмма приведена на рис. IV.3.

Методики на основе ТФМЭ (см. также разд. 4.2 и 8.1) просты, удобны и экспрессны, и с их помощью можно достаточно быстро оценить качество комнатного воздуха [24—26]. Для идентификации загрязнений

IV.2. Хроматограмма загрязненного воздуха в закрытом помещении (Япония) [23]. Пояснения в тексте

Рис. IV.2. Хроматограмма загрязненного воздуха в закрытом помещении (Япония) [23]. Пояснения в тексте

IV.3. Хроматограмма следов органических растворителей в комнатном воздухе [252]. Условия в тексте

Рис. IV.3. Хроматограмма следов органических растворителей в комнатном воздухе [252]. Условия в тексте

  • 1. Метанол 13. Этилацетат
  • 2. Этанол 14. Хлороформ
  • 3. Ацетонитрил 15. Тетрагидрофураи
  • 4. Ацетон 16. 1,1,1-Трихлорэтан
  • 5. 2-Пропанол 17. 1,2-Дихлорэтан
  • 6. Этиловый эфир 18. Тетрахлорид углерода
  • 7. 1,1-Дихлорэтилен 19. Бензол
  • 8. Фреон 20. Трихлорэтилен
  • 9. Метиленхлорид 21. 1,4-Диоксан
  • 10. Метил-/и/>е/и-бутиловый 22. 4-Метил-2-пентанон
  • 11.2-Бутанон 23. Толуол
  • 12. Гексан 24. Диметилформамид

чаще всего применяют ГХ/МС, а для количественного определения приоритетных загрязнителей — ПИД. Обзор этих методов приведен в [26].

Помимо газовой хроматографии для исследования качества воздуха в книгохранилищах библиотек Санкт-Петербурга применяли ВЭЖХ и ГХ/МС. Идентифицировано множество токсичных органических соединений, в том числе запрещенный ДДТ, оставшийся после ранее проводимых дезинсекций. Ниже приводится современная официальная российская методика определения формальдегида в атмосферном и комнатном воздухе [27].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >