Microsoft Word - Ghid Met prelev.doc

Transcriere

1 GHID PENTRU STABILIREA METODELOR DE PRELEVARE ŞI DE ANALIZĂ A POLUANŢILOR GAZOŞI DIN ATMOSFERA LOCURILOR DE MUNCĂ Notă: Acest document a fost tradus în rezumat şi adaptat de Raluca Ştepa şi Ruxandra Chiurtu, in baza permisiunii acordate, după originalul publicat de INRS Franţa, disponibil la Sunteţi rugaţi să citaţi şi documentul original când faceţi referire la prezenta traducere. Deşi s-a acordat atenţie adaptării documentului original la situaţia curentă din România, vă rugăm să verificaţi legislaţia naţională relevantă, standardele si alte norme. Autorii publicaţiei originale şi cei ai acestei traduceri nu sunt răspunzători pentru consecinţele negative, plângerile şi alte cereri ce pot decurge din utilizarea informaţiilor conţinute. 1. INTRODUCERE Controlul respectării valorilor limită de expunere profesională (VLEP) la noxele chimice din atmosfera locurilor de muncă necesită utilizarea unor metode de prelevare şi de analiză care trebuie adaptate şi controlate pentru fiecare noxă. Un număr mare de parametrii sunt susceptibili de a interfera atât în faza de prelevare / eşantionare cât şi în cea de analiză. Se pot cita, fără ca enumerarea să fie exhaustivă, influenţa copoluanţilor, temperatura, umiditatea aerului prelevat, concentraţia poluantului în sine. Unii parametrii, în special concentraţia copoluanţilor, sunt imprevizibili, ceea ce face imposibilă anticiparea condiţiilor din teren şi luarea măsurilor corespunzătoare în fazele pregătitore de laborator. Un studiu exhaustiv pentru adaptarea metodelor poate fi deseori foarte complex şi de lungă durată. Prezentul ghid are două obiective: - să asigure posibilitatea ca, în funcţie de gradul de urgenţă al măsurării şi de parametrii de expunere la locul de muncă să poată fi elaborată o strategie de experimentare la nivel de laborator; - să informeze utilizatorul asupra condiţiilor în care a fost pusă la punct metoda de prelevare-analiză, pentru a le compara cu condiţiile reale de prelevare şi pentru a putea estima, în final, credibilitatea rezultatelor obţinute pe baza metodei respective. 2. STABILIREA PROTOCOLULUI CE VA FI UTILIZAT Laboratorul poate efectua încercările în conformitate cu trei protocoale: Protocolul de nivel 1 Se determină condiţiile de analiză instrumentală şi caracteristicile acesteia (reproductibilitate, limită de detecţie, etc.), parametrii de prelevare şi coeficienţii de desorbţie K D şi de adsorbţie-desorbţie K T pentru un anumit suport de prelevare. Stabilitatea suportului de prelevare este verificată pe o perioadă de 8 zile la temperatura ambiantă.

2 Protocolul de nivel 2 Constituie o extindere a nivelului 1 şi are în vedere precizarea performanţelor suportului de prelevare, în raport cu capacitatea sa de captare şi conservare a noxelor prelevate. Protocolul de nivel 3 Este un studiu global, bazat în general pe un plan de experimentare, care include condiţiile analitice, cunoaşterea influenţei parametrilor de mediu asupra capacităţii de captare a suportului de prelevare şi încercări privind conservarea probei. 3. PROTOCOLUL DE NIVEL Alegerea tehnicii analitice (pentru gaze şi vapori organici) Alegerea tehnicii analitice se face în funcţie de: - tipul de poluant : o hidrocarburi alifatice / aromatice / halogenate, esteri, eteri, alcooli, cetone; o cu GC; aldehide, anhidride, acizi, izocianaţi, HAP- cu LCHP; pesticide, amine, fenoli; o cu CG sau LCHP; - VLEP, mai ales când acestea au valori foarte mici Stabilirea condiţiilor analitice Pentru concentraţii ce corespund VLEP precum şi unui volum de prelevare de 30 l, se realizează studiul următoarelor aspecte: - alagerea coloanei ; - alegerea eluentului sau a temperaturii de lucru ; - alegerea solventului (cu controlul purităţii acestuia) ; - alegerea etalonului intern, dacă dozarea se face cu etalon intern Liniaritatea răspunsului detectorului Liniaritatea răspunsului detectorului se realizează pentru un volum de prelevare de 30 l şi pentru următoarele concentraţii: 0,1 VLEP - 0,5 VLEP, 1 VLEP 2 VLEP Alegerea suportului de prelevare Cele mai utilizate suporturi sunt : - cărbunele activ pentru esteri, cetone, cloruri, hidrocarburi, alifatice / aromatice ; - silicagel pentru alcooli, aldehide, fenoli ; - utilizarea altor suporturi (Amberlită XAD, Tenax, site moleculare, etc), poate fi indicată, în anumite cazuri, dar există mai puţine studii referitoare la comportarea lor. Pentru a verifica puritatea suportului se vor desorbi 10 ml de solvent şi apoi se va controla existenţa interferenţelor (caz în care se poate face spălarea adsorbantului cu solventul de desorbţie, urmată de uscarea la etuvă).

3 3.5. Determinarea experimentală a randamentului de prelevare Determinarea randamentului de recuperare a analitului ce a fost prelevat din aer, în faza de desorbţie de pe suportul de prelevare, este indispensabilă în caracterizarea metodei. Acest randament de recuperare este exprimat în mai multe feluri, cel utilizat în prezentul referat fiind: coeficientul global de adsorbţie-desorbţie- K T. Coeficientul K T poate fi determinat captând pe suport o cantitate cunoscută de analit care este apoi comparată cu cantitatea regăsită la analiză Coeficientul de adsorbţie-desorbţie K T Determinarea K T se poate face prin introducerea unei cantităţi q de poluant pe la capătul superior al unei pipete termostatate la 20 0 C şi aspirarea vaporilor, pe la capătul opus al pipetei, cu ajutorul unei pompe de prelevare. Tubul cu suportul de prelevare se intercalează între pipetă şi pompă. Cantitatea q va corespunde valorilor 2 VLEP, 1 VLEP, 0,1 VLEP, pentru un volum de prelevare de 30 l. Se desoarbe poluantul cu cca 10 ml solvent şi se supune analizei. Cantitatea dozată q T se introduce în formula de calcul a coeficientului K T = q T /q x 100 (%) Se poate utiliza şi coeficientul de desorbţie, K D, care însă nu evidenţiază influenţa fazei de prelevare Criterii de acceptare pentru K T Valoarea determinată pentru K T trebuie să fie cât mai aproape de 100%. Dacă valoarea este semnificativ mai mică de 100%, se recomandă modificarea condiţiilor experimentale (solvent de desorbţie, suport,etc) până la apropierea de 100%, mult mai puţin recomandabilă fiind utilizarea unui factor de corecţie a erorii sistematice. O valoare mai mică de75% pentru K T nu este acceptabilă. Incertitudinea aferentă va permite estimarea exactităţii metodei. Pe baza unui set de experimentări se va determina o valoare medie K T, precum şi o abatere standard σ. Incertitudinea pentru K T este dată de relaţia : ± tσ N unde : N=numărul de încercări, σ=abaterea standard, t=coeficientul Fisher Student cu N-1 grade de libertate, pentru un nivel de încredere de 95% Încercări privind conservarea Aceste încercări sunt importante mai ales atunci când există un interval mare de timp între momentul prelevării şi cel al analizei. Conservarea este

4 studiată la temperatura mediului ambiant timp de cel puţin 8 zile, pe trei tuburi încărcate cu 2VLEP şi 3 tuburi încărcate cu 0,1VLEP. La stabilirea eventualelor pierderi de poluant în timpul conservării trebuie avută în vedere şi precizia analizei. Este dificil de stabilit a priori o abatere admisibilă. În mod convenţional se poate considera că o valoare mai mare de trei ori decât abaterea standard a măsurării este semnificativă. 4. PROTOCOLUL DE NIVEL Parametrii experimentali pentru generarea poluantului Dacă au fost îndeplinite satisfăcător criteriile protocolului 1, se poate trece la verificarea calităţii suportului de a permite măsurarea VLEP (medii de scurtă durată) printr-un studiu al capacităţii de captare efectuat pe un banc de generare a poluantului. Capacitatea de captare a unui suport de prelevare este determinată prin măsurarea volumului de saturaţie a elementului de captare a dispozitivului de prelevare. Volumul de saturaţie corespunde volumului de prelevare pentru care concentraţia poluantului măsurată după trecerea aerului poluat prin suport este egală cu 5% din concentraţia poluantului în aerul prelevat (Co). În aceste condiţii, pierderea de masă a poluantului la captare este, în general, mai mică de 0,25% din cantitatea totală prelevată. Se deduce astfel un volum de prelevare de siguranţă, care corespunde la 2/3 din volumul de saturaţie. Dacă nu există condiţii speciale de prelevare se pot folosi următoarele valori pentru parametrii experimentali : - concentraţia poluantului: 0,1 VLEP şi 2 VLEP ; - temperatura: 20± 2 0 C ; - umiditate relativă: 80±5% ; - concentraţia copoluantului major : de două ori concentraţia corespunzătoare VLEP. Ansamblul experimental este compus din celule de generare a poluantului, respectiv a interferenţelor şi a umidităţii ale căror emisii sunt colectate în 2 camere de omogenizare şi apoi în camera de prelevare a probelor, de unde amestecul de analizat este trecut printr-un tub cu suport de prelevare pentru determinarea volumului de saturaţie, conectat la un gazcromatograf. În momentul t B în care concentraţia determinată de cromatograf este egală cu 5% din concentraţia în amestecul generat, se consideră că a fost atins volumul de saturaţie V B. Cunoscând acest volum, se poate determina debitul corespunzător Q. Capacitatea de captare pentru o masă m de suport se calculează cu formula : K Co VB = 1000m unde, Co (mg/mc), V B (l) şi m (mg).

5 4.2. Încercări privind conservarea Mai multe tuburi cu două straturi de suport de prelevare sunt utilizate în conformitate cu experimentul descris anterior, asigurând respectarea intervalului de nesaturaţie a suportului. Tuburile sunt apoi repartizate în două clase: unele tuburi vor fi stocate la temperatura ambiantă (cca. 25 o C), timp de 8-16 zile, celelalte tuburi sunt stocate la rece (cca. 5 o C) timp de de zile. Se desoarbe apoi poluantul din fiecare strat de suport şi se analizează separat. Prezenţa poluantului în cel de-al doilea strat de adsorbant este datorată unei migrări a poluanţilor din cauza instabilităţi la conservare. 5. PROTOCOLUL DE NIVEL 3 Protocolul de nivel 3 realizează un studiu mult mai complex al influenţei variabilelor experimentale. Numărul factorilor care pot influenţa rezultatele măsurării este în general destul de mare. Este, în acest caz, dificil de studiat variaţia fiecărui factor. separat. Este necesară o planificare a experimentelor cu metoda factorialelor fracţionate care permite studiul influenţei unui număr mare de variabile precum şi interacţiunea dintre acestea. De exemplu, în tabelul de mai jos se pot considera 5 variabile cărora li se dau valori minime, notate cu (-1) şi valori maxime, notate cu (+1). Nr. Variabilă experimentală Nivel (-1) Nivel (+1). Crt. 1. Temperatura A 10 0 C 30 0 C 2. Concentraţia copoluantului B Absent Prezent 3. Concentraţia poluantului C 20 ppm 200 ppm 4. Umiditatea relativă 20% 80% 5. Tipul de suport tub SKC tub ORBO Prin efectuarea a 16 experimente corespunzătoare cu 16 combinaţii diferite ale valorilor (-1) şi (+1) pentru cele 5 variabile se poate studia influenţa variabilelor asupra măsurării, putându-se stabili şi o ierarhizare a factorilor celor mai influenţi.