Методические указания по фотометрическому измерению концентраций едких щелочей и карбоната натрия в воздухе рабочей зоны
(утв. Минздравом СССР 30.03.1988 № 4574-88)
Утверждаю Заместитель Главного государственного санитарного врача СССР А. И. Заиченко 30 марта 1988 г. № 4574-88
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЕДКИХ ЩЕЛОЧЕЙ И КАРБОНАТА НАТРИЯ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Методические указания по измерению концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны предназначены для санитарно-эпидемиологических станций и санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов Министерства здравоохранения СССР и других заинтересованных министерств и ведомств.
Методические указания разрабатываются и утверждаются с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их предельно допустимым концентрациям (ПДК) — санитарно-гигиеническим нормативам, утверждаемые Министерством здравоохранения СССР, оценки эффективности внедренных санитарно-гигиенических мероприятий, установления необходимости использования средств индивидуальной защиты органов дыхания, оценки влияния вредных веществ на состояние здоровья работающих и др.
Включенные в данный выпуск методические указания подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-76 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» и ГОСТ 12.1.016-79 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ» и одобрены Проблемной комиссией «Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии». Методические указания являются обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.
Редакционная коллегия: Путилина О.Н., Бабина М.Д., Горская Р.В., Овечкин В.Г.
| NaOH | М.м. 40,00 |
|---|
Гидроксид натрия (едкий натр) — белое гигроскопическое твердое вещество, плотность 2,13 г/см3, Т. пл. 320 °C, Т. кип. 1378 °C, растворим в воде, спирте.
| KOH | М.м. 56,11 |
|---|
Гидроксид калия — белое гигроскопическое твердое вещество, плотность 2,04 г/см3, Т. пл. 360 °C, Т. кип. 1324 °C, растворим в воде, спирте.
В воздухе находятся в виде аэрозоля.
Оказывают прижигающее действие, вызывают ожоги, опасно попадание гидроксида натрия и калия в глаза.
ПДК едких щелочей в воздухе в пересчете на гидроксид натрия 0,5 мг/м3.
| Na2CO3 | М.м. 105,99 |
|---|
Карбонат натрия (сода кальцинированная) — бесцветное гигроскопическое кристаллическое вещество, плотность 2,53 г/см3, Т. пл. 852 °C, растворим в воде.
В воздухе находится в виде аэрозоля.
Вызывает раздражение дыхательных путей, дерматиты, конъюнктивиты.
ПДК карбоната натрия в воздухе 2 мг/м3.
Характеристика метода
Метод основан на взаимодействии едких щелочей или карбоната натрия с хлористоводородной кислотой, избыток которой удаляется упариванием, взаимодействии образовавшихся хлоридов с роданидом ртути и трехвалентным железом в растворах уксусной и хлорной кислот с последующим фотометрическим измерением окрашенного продукта реакции при 490 нм.
Отбор проб проводится с концентрированием на фильтр.
Нижний предел измерения гидроксида натрия в анализируемом объеме раствора 2,5 мкг, карбоната натрия — 3 мкг.
Нижний предел измерения гидроксида натрия в воздухе 0,25 мг/м3 (при отборе 100 л воздуха), карбоната натрия — 1 мг/м3 (при отборе 30 л воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций гидроксида натрия от 0,25 до 5,0 мг/м3, карбоната натрия — от 1 до 20 мг/м3.
Измерению не мешает углекислый газ, мешают хлориды, мешающее влияние аммиака устраняется в процессе обработки пробы.
Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 25%.
Время выполнения измерения, включая отбор проб, 60 мин.
Приборы, аппаратура и посуда
Фильтры АФА-ВП-10 или АФА-ВП-20.
Патроны металлические или пластмассовые.
Пробирки с пришлифованной пробкой, ГОСТ 10515-75, вместимостью 10 мл.
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 мл.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 мл.
Стаканы термостойкие, ГОСТ 10394-72, вместимостью 50 мл (при мытье используется хромовая смесь, с последующей обработкой 0,1 н раствором хлористоводородной кислоты и полосканием дистиллированной водой).
Реактивы и растворы
Карбонат натрия, ГОСТ 83-79, хч.
Гидроксид натрия, ГОСТ 4328-77, хч, 0,1 н раствор. Имеющийся в продаже гидроксид натрия содержит примесь карбоната и гигроскопическую влагу, поэтому 0,1 н раствор рекомендуется готовить из концентрированного раствора, в котором карбонаты натрия практически не растворимы. Концентрированный раствор гидроксида натрия готовят в фарфоровом стакане растворением навески гидроксида натрия в равном по массе количестве воды. После охлаждения до комнатной температуры раствор переливают в полиэтиленовую посуду, закрывают ее пробкой и оставляют стоять в течение нескольких дней. За это время примесь карбоната натрия оседает на дно сосуда и раствор осветляется. Прозрачный раствор осторожно декантируют.
Готовят 0,1 н раствор, используя воду, не содержащую углекислый газ. Титр полученного раствора устанавливают по 0,1 н раствору хлористоводородной кислоты.
Титрованный раствор гидроксида натрия защищают с помощью хлоркальциевой трубки, заполненной натронной известью или аскаритом.
Этиловый спирт, ГОСТ 5963-67, 95%-ный раствор.
Уксусная кислота, ГОСТ 61-75, хч.
Роданид ртути, ТУ У305-51, ч.; 0,1 г роданида ртути растворяют в 50 мл этилового спирта (роданид ртути можно приготовить, смешивая растворы эквивалентных количеств роданида калия и нитрата ртути (II); выпавший белый осадок отфильтровывают и промывают).
Хлорная кислота, ТУ 6-09-2878-73, ч, применяют раствор, разбавленный в отношении 3:2 (к 60 мл хлорной кислоты добавляют 40 мл воды).
Железоаммонийные квасцы, ТУ 4205-77, хч, 2,5% раствор (2,5 г железоаммонийных квасцов растворяют в 100 мл раствора хлорной кислоты 3:2).
Реактивный раствор: к 350 мл уксусной кислоты добавляют 50 мл спиртового раствора роданида ртути и 100 мл 2,5% раствора железоаммонийных квасцов. Раствор устойчив в течение недели.
Хлористоводородная кислота, ГОСТ 3118-77, хч, 0,1 н и 0,04 н растворы.
Стандартный раствор гидроксида натрия № 1 с концентрацией 1 мг/мл готовят соответствующим разбавлением 0,1 н раствора гидроксида натрия водой. Стандартные растворы при хранении в полиэтиленовой посуде и защите от действия углекислого газа устойчивы до двух недель.
Стандартный раствор гидроксида натрия № 2 с концентрацией 250 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 1 водой.
В качестве стандартного вещества для определения гидроксида натрия можно использовать карбонат натрия. В этом случае стандартный раствор с концентрацией 1 мг/мл гидроксида натрия готовят растворением навески 0,1325 г карбоната натрия в 100 мл воды.
Стандартный раствор карбоната натрия № 1 с концентрацией 1,5 мг/мл готовят растворением навески 0,15 г в 100 мл воды.
Стандартный раствор карбоната натрия № 2 с концентрацией 300 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 1 водой.
Отбор пробы воздуха
Воздух с объемным расходом 10 л/мин аспирируют через фильтр АФА-ВП. Для измерения 1/2 ПДК гидроксида натрия следует отобрать 100 л воздуха, карбоната натрия — 30 л воздуха. Пробы сохраняются в течение 2 недель.
Подготовка к измерению
Градуировочные растворы гидроксида или карбоната натрия готовят согласно таблиц 8 и 9.
Шкала градуировочных растворов для определения гидроксида натрия
Шкала градуировочных растворов для определения карбоната натрия
Стандартные растворы гидроксида натрия или карбоната натрия наносят на фильтры АФА-ВП, помещенные в стаканы, смачивают их 0,1 мл спирта и смывают дважды по 10 мл водой, хорошо перемешивая растворы и отжимая фильтры стеклянной палочкой, смывы собирают вместе, отбирают по 2 мл и помещают в стакан из термостойкого стекла вместимостью 50 мл. Добавляют по 0,5 мл 0,04 н раствора хлористоводородной кислоты и выпаривают раствор досуха на песочной бане, хорошо прокаливая стаканы. В остывшие стаканы добавляют 5 мл реактивного раствора. Подготовленные градуировочные растворы перемешивают и измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре при 490 нм. Измерение проводят в кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого вещества (раствор № 1 по табл. 9). Окраска шкалы устойчива в течение часа. Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им величины содержания веществ в градуировочном растворе (в мкг).
Проверка градуировочного графика проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии реактивов.
Проведение измерения
Фильтры с отобранной пробой помещают в стакан, смачивают 0,1 мл спирта и обрабатывают дважды водой по 10 мл, смывы сливают вместе, отбирают по 2 мл пробы, вносят их в стакан из термостойкого стекла вместимостью 50 мл, добавляют 0,5 мл 0,04 н раствора хлористоводородной кислоты, выпаривают досуха на песочной бане, хорошо прокаливая стаканы. К остывшим пробам добавляют 5 мл реактивного раствора. Оптическую плотность раствора пробы измеряют аналогично градуировочным растворам по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.
Количественное определение гидроксида и карбоната натрия проводят по предварительно построенному градуировочному графику.
Расчет концентрации
Концентрацию едких щелочей или карбоната натрия «C» в воздухе (в мг/м3) вычисляют по формуле:
C = \frac{\text{а} \cdot \text{в}}{\text{б} \cdot V} , где
а — содержание едких щелочей или карбоната натрия в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;
в — общий объем раствора пробы, мл;
б — объем раствора пробы, взятый для анализа, мл;
V — объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям, л (см. приложение 1).
Приложение 1
Приведение объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. проводят по следующей формуле:
V_{20} = \frac{V_{t}(273 + 20) \cdot P}{(273 + t^{\circ}) \cdot 101,33} ,
где Vt — объем воздуха, отобранный для анализа, л;
P — барометрическое давление, кПА (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);
t° — температура воздуха в месте отбора пробы, °C.
Для удобства расчета V20 следует пользоваться таблицей коэффициентов (приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. надо умножить Vt на соответствующий коэффициент.
КОЭФФИЦИЕНТ K ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ
ПЕРЕЧЕНЬ УЧРЕЖДЕНИЙ, ПРЕДСТАВИВШИХ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
| NN п/п | Методические указания | Учреждение, представившее методические указания |
|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 |
| 1. | Газохроматографическое измерение концентрации бутилового эфира 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты | Белорусский НИ санитарно-гигиенический институт |
| 2. | Газохроматографическое измерение концентраций винилацетата, этилацетата, пропилацетата, бутилацетата и амилацетата | ЦНИЛ газобезопасности, г. Куйбышев |
| 3. | Газохроматографическое измерение концентраций гексилового и октилового спиртов | Новосибирский НИИ гигиены МЗ РСФСР |
| 4. | Фотометрическое измерение концентрации гидроперекиси изопропилбензола | Московский НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана |
| 5. | Фотометрическое измерение концентрации глицидола | ЦНИЛ газобезопасности, г. Куйбышев |
| 6. | Измерение концентрации дибензилкетона методом тонкослойной хроматографии | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Тбилиси |
| 7. | Газохроматографическое измерение концентраций 4,4-диметилдиоксана-1,3, изопрена, метанола, толуола | ЦНИЛ газобезопасности, г. Куйбышев |
| 8. | Фотометрическое измерение концентрации 4,4-диметилдиоксана-1,3 | Московский НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана |
| 9. | Фотометрическое измерение концентрации диоксида хлора | Институт Проектпромвентиляции, г. Москва |
| 10. | Фотометрическое измерение концентраций едких щелочей и карбоната натрия | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Донецк |
| 11. | Газохроматографическое измерение концентрации изооктилового спирта | ВНИИ нефтехимических процессов, г. Ленинград |
| 12. | Газохроматографическое измерение концентраций изопропилового спирта, пропана, гексана | ЦНИЛ газобезопасности, г. Куйбышев |
| 13. | Полярографическое измерение концентраций меди, никеля и кобальта | Ленинградский Всесоюзный НИИ охраны труда |
| 14. | Газохроматографическое измерение концентрации мезитилена | Ангарский НИИ гигиены труда и профзаболеваний |
| 15. | Фотометрическое измерение концентрации мезитилена | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Донецк |
| 16. | Измерение концентрации метилбензилкетона методом тонкослойной хроматографии | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Тбилиси |
| 17. | Измерение концентрации нитрита дициклогексиламина (ингибитора НДА) методом тонкослойной хроматографии | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Киев |
| 18. | Фотометрическое измерение концентраций органических перекисей (трет-бутилперацетата, трет-бутилпербензоата, трет-бутилгидроперекиси, гидроперекиси изопропилбензола, гидроперекиси м-диизопропилбензола) | НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, г. Москва |
| 19. | Фотометрическое измерение концентраций перекиси водорода и органических перекисей | ПО Оргсинтез, г. Казань |
| 20. | Газохроматографическое измерение концентраций пропионовой, \alpha -монохлорпропионовой (\alpha - \text{МХП }) и \alpha , \alpha -дихлорпропионовой (\alpha,\alpha - \text{ДХП }) кислот | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Горький |
| 21. | Фотометрическое измерение концентраций серной кислоты и диоксида серы | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Донецк Институт Проектпромвентиляции, г. Москва |
| 22. | Фотометрическое измерение концентрации стеарата цинка | Филиал ВНИИ ХИМПРОЕКТ, г. Щекино Тульской обл. |
| 23. | Газохроматографическое измерение концентраций трикрезола (смесь о-, м-, п-крезолов) и фенола | ВНИИ кабельной промышленности, г. Юрмала |
| 24. | Газохроматографическое измерение концентраций уксусной кислоты и метанола | ЦНИЛ газобезопасности, г. Куйбышев |
| 25. | Фотометрическое измерение концентрации уксусной кислоты | ВНИИОТ ВЦСПС, г. Ленинград |
| 26. | Газохроматографическое измерение концентраций углеводородов | ПО Оргсинтез, г. Казань |
| 27. | Газохроматографическое измерение концентрации фенантрена | Белорусский НИ санитарно-гигиенический институт |
| 28. | Газохроматографическое измерение концентрации формальдегида | ВНИИОТ, г. Свердловск |
| 29. | Фотометрическое измерение концентрации фурфурилового спирта | НИК гигиены труда и профзаболеваний, г. Донецк |
| 30. | Газохроматографическое измерение концентрации фурфурилового спирта | - « -» |
| 31. | Газохроматографическое измерение концентраций фурфурола, метилфурфурола, фурфурилового, метилфурфурилового и тетрагидрофурфурилового спиртов | НПО ГИДРОЛИЗПРОМ, г. Ленинград |
| 32. | Фотометрическое измерение концентрации циклогексана | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Донецк |
| 33. | Фотометрическое измерение концентрации циклогексиламина | - « -» |
| 34. | Фотометрическое измерение концентраций хлорангидридов акриловой и метакриловой кислот и метакрилового ангидрида | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Горький |
| 35. | Измерение концентрации хлорбензилкетона методом тонкослойной хроматографии | НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Тбилиси |
| 36. | Фотометрическое измерение концентрации этилцеллозольва | ЦНИЛ газобезопасности, г. Куйбышев |
| 37. | Фотометрическое измерение концентраций бромида и иодида таллия | ВНИИОТ, г. Свердловск |