ASTM D5955-02(2017)e1
Стандартные методы испытаний для оценки вклада табачного дыма в окружающую среду в количество вдыхаемых взвешенных частиц на основе UVPM и FPM
- Стандартный №
- ASTM D5955-02(2017)e1
- Дата публикации
- 2017
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM D5955-02(2017)e1
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
ASTM D5955-02 (2017) — ключевой стандарт, разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM) специально для оценки вклада окружающего табачного дыма (ETS) в вдыхаемые взвешенные частицы (RSP). Впервые опубликованный в 1996 году и переутвержденный в 2017 году, этот стандарт отражает технологическое накопление и постоянное совершенствование в области мониторинга качества воздуха в помещениях.
Основное новшество этого стандарта заключается во введении двух конкретных методов обнаружения: ультрафиолетовых твердых частиц (UVPM) и флуоресцентных твердых частиц (FPM). Эти два метода, основанные на уникальных оптических свойствах частиц окружающего табачного дыма, используют методы экстракции метанола и спектрального анализа для научной оценки вклада ETS.
Принцип метода и технические характеристики
Стандартный метод использует мембранный фильтр PTFE для сбора вдыхаемых твердых частиц из воздуха с последующей экстракцией растворителем метанолом. Наконец, ультрафиолетовое и флуоресцентное детектирование выполняется с использованием системы высокоэффективной жидкостной хроматографии (безколоночный режим).
Принцип детектирования UVPM
Интенсивность поглощения ультрафиолета измеряется на длине волны 325 нм с использованием 2,2',4,4'-тетрагидроксибензофенона (THBP) в качестве суррогатного стандарта. Частицы THBP и ETS демонстрируют стабильную корреляцию в поглощении УФ-излучения с коэффициентом пересчета 7,5 (т. е. 7,5 мкг частиц ETS эквивалентно поглощению 1,0 мкг THBP).
Принцип обнаружения FPM
Скополетин используется в качестве суррогатного стандарта флуоресценции, а интенсивность флуоресценции измеряется при длине волны возбуждения 300 нм и длине волны испускания 420 нм. Коэффициент преобразования составляет 39,0, что определено экспериментальными исследованиями нескольких ведущих мировых марок сигарет.
Параметры Метод UVPM Метод FPM Метод Solanesol (D6271) Принцип обнаружения УФ-спектроскопия поглощения Флуоресцентная спектроскопия Хроматографическое разделение Специфичность Средняя (мешают другие источники сгорания) Высокая (меньше помех) Высокая (специфична для табака) Предел обнаружения (1 час образец) 2,5 мкг/м³ 1,4 мкг/м³ 0,5 мкг/м³ Предел количественного определения (1 час образца) 8,3 мкг/м³ 4,7 мкг/м³ 1,7 мкг/м³ Коэффициент преобразования 7,5 39,0 1,0 (прямое измерение)
Система отбора проб и эксплуатация Технические характеристики
Стандарт определяет полную конфигурацию системы отбора проб, включая мембранный фильтр из ПТФЭ с размером пор 1,0 мкм, устройство для разделения частиц по размеру (импактор или циклон) и персональный насос для отбора проб. Расход пробы обычно устанавливается на уровне 2 л/мин и может регулироваться в зависимости от характеристик используемого сепаратора частиц.
Основные параметры отбора проб
- Время отбора проб: минимум 1 час, максимум 24 часа (ограничено емкостью фильтра, приблизительно 2000 мкг)
- Диапазон расхода: до 5 л/мин, в зависимости от требований к сепаратору размера частиц
- Регистрация условий окружающей среды: давление и температура воздуха должны регистрироваться во время отбора проб
- Контроль качества: полевые и лабораторные холостые пробы должны быть включены в каждую партию образцов
Хранение и обращение с образцами
Образцы следует немедленно запечатать и хранить замороженными при температуре не выше -10 °C в течение максимум 6 недель. Исследования показали хорошую стабильность образцов в этих условиях.
Аналитическая система и процедура детектирования
Использовалась стандартная бесколоночная система ВЭЖХ, оснащенная последовательно соединенными УФ- и флуоресцентным детекторами. Оптимизированные параметры системы включали метанол в качестве подвижной фазы, скорость потока 0,4 мл/мин, объем вводимой пробы 50 мкл и время анализа 2 минуты.
Методы экстракции и анализа
- Экстракция растворителем: используйте 3,00 мл метанола для экстракции на осцилляторе в течение 60 минут
- Инструментальный анализ: UVPM-детектирование при 325 нм, время удерживания приблизительно 0,5 минуты; Детектирование FPM при 300 нм/420 нм, время удерживания приблизительно 0,7 минуты
- Калибровочная кривая: Модель линейной регрессии была создана с использованием стандартных растворов в 5 точках концентрации
- Коррекция холостого опыта: Среднее значение полевого холостого опыта вычиталось из всех результатов образцов
Контроль качества и показатели эффективности
Для стандарта была создана строгая система обеспечения качества, включая калибровку насоса для отбора проб, контроль холостого опыта в лаборатории, а также проверку чувствительности и точности метода.
Данные о точности
На основе совместного исследования 10 лабораторий были определены следующие стандартные коэффициенты вариации для повторяемости и воспроизводимости:
- RSP: повторяемость 0,072, воспроизводимость 0,089
- UVPM: повторяемость 0,018, воспроизводимость 0,086
- FPM: повторяемость 0,048, воспроизводимость 0,114
Исследование восстановления
Среднее восстановление THBP из мембранных фильтров PTFE составило 94,4%, а среднее восстановление скополетина — 97,6%. Эти данные подтверждают точность и надежность метода.
Технические преимущества и ограничения
Преимущества метода
- В режиме реального времени: результаты доступны уже через 1 час после взятия проб
- Совместимость: совместим с анализом Solanesol и может анализироваться одновременно
- Стабильность: образцы могут храниться в течение 6 недель при соответствующих условиях
- Гибкость: подходит как для индивидуального, так и для регионального отбора проб
Ограничения
- Ограничения специфичности: UVPM и FPM не являются специфическими для табака и на них могут влиять другие источники горения
- Консервативные оценки: из-за возможных неколичественных помех этот метод дает представление о вкладе ETS, а не абсолютных значениях
- Диапазон концентраций: Для образцов с высокой концентрацией может потребоваться разбавление или использование больших объемов экстракции
Рекомендации по внедрению и руководство по применению
Требования к лабораторному учреждению
Внедрение настоящего стандарта требует установления стандартных рабочих процедур (СОП), включая подробные спецификации для калибровки системы отбора проб, обработки образцов, работы аналитической системы и обработки данных.
Практические аспекты применения
- Стратегия отбора проб: выберите индивидуальную или региональную выборку на основе целей мониторинга.
- Время: рассмотрите суточную изменчивость и пространственное распределение концентраций табачного дыма.
- Контроль качества: строго анализируйте пустые и повторные образцы.
- Интерпретация данных: сочетайте с другими маркерами табачного дыма (например, никотином, соланезолом) для комплексной оценки.
Тенденции развития
С ростом требований к качеству воздуха в помещениях и развитием технологий обнаружения комбинированное использование методов UVPM и FPM с другими маркерами табачного дыма станет тенденцией. В частности, их сочетание с методом соланезола, специфичным для табака, может обеспечить более точные результаты оценки табачного дыма.
Развитие стандарта и ссылки
С момента первой публикации в 1996 году стандарт ASTM D5955 претерпел многочисленные изменения и переутверждения, отражая развитие технологий и накопленный практический опыт в этой области. Издание 2017 года включает в себя, главным образом, редакционные правки и обновлённые предупреждения.
В стандарте приведены ссылки на многочисленные научные исследования, включая эксперименты в климатических камерах, исследования полевого мониторинга и международные сравнительные исследования, что убедительно подтверждает научную и практическую природу метода. Эти ссылки охватывают все аспекты разработки и валидации метода, а также его практическое применение.
ASTM D5955-02(2017)e1 Ссылочный документ
- ASTM D1356 Стандартная терминология, касающаяся отбора проб и анализа атмосферы*， 2025-10-17 Обновление
- ASTM D1357 Стандартная практика планирования отбора проб окружающей атмосферы
- ASTM D3631 Стандартные методы испытаний для измерения приземного атмосферного давления
- ASTM D5337 Стандартная практика определения расхода при калибровке индивидуальных насосов для отбора проб
- ASTM D6271 Стандартный метод испытаний для оценки вклада табачного дыма в окружающую среду в образование вдыхаемых взвешенных частиц на основе соланезола
ASTM D5955-02(2017)e1 История
- 2017 ASTM D5955-02(2017)e1 Стандартные методы испытаний для оценки вклада табачного дыма в окружающую среду в количество вдыхаемых взвешенных частиц на основе UVPM и FPM
- 2002 ASTM D5955-02(2012)e1 Стандартные методы испытаний для оценки вклада табачного дыма в окружающую среду в количество вдыхаемых взвешенных частиц на основе UVPM и FPM
- 2002 ASTM D5955-02(2007) Стандартные методы испытаний для оценки вклада табачного дыма в окружающую среду в количество вдыхаемых взвешенных частиц на основе UVPM и FPM
- 2002 ASTM D5955-02 Стандартные методы испытаний для оценки вклада табачного дыма в окружающую среду в количество вдыхаемых взвешенных частиц на основе UVPM и FPM
- 1996 ASTM D5955-96 Стандартные методы испытаний для оценки вклада табачного дыма в окружающую среду в количество вдыхаемых взвешенных частиц на основе UVPM и FPM
