Методические указания по фотометрическому измерению концентраций серной кислоты и диоксида серы в присутствии сульфатов в воздухе рабочей зоны
(утв. Минздравом СССР 30.03.1988 № 4588-88)
Примечание
Документ включен в Перечень основных действующих нормативно-методических документов по методам лабораторного и инструментального контроля в системе государственного санитарно-эпидемиологического нормирования (Письмо Роспотребнадзора от 02.12.2008 № 01/14262-8-32).
30 марта 1988 г. № 4588-88
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ И ДИОКСИДА СЕРЫ В ПРИСУТСТВИИ СУЛЬФАТОВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Серная кислота — маслянистая бесцветная жидкость, плотность 1,834 г/см3, Т. пл. 10,35 °C, Т. кип. 340 °C (разл.), с водой смешивается во всех отношениях.
В воздухе находится в виде аэрозоля.
Раздражает и прижигает слизистые верхних дыхательных путей, поражает легкие. При попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги.
ПДК серной кислоты в воздухе 1 мг/м3.
Диоксид серы (сернистый ангидрид) — бесцветный газ с резким запахом, плотность 2,926 г/л, Т. кип. -10,1 °C, растворим в воде.
Раздражает дыхательные пути, вызывая спазм бронхов, обладает общетоксическим действием.
ПДК диоксида серы в воздухе 10 мг/м3.
ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА
Метод основан на взаимодействии серной кислоты и диоксида серы с йодид-йодатной смесью и последующем фотометрическом измерении окрашенного продукта реакции при 400 нм. Различные агрегатные состояния этих веществ позволяют проводить раздельное измерение их в воздухе.
Отбор проб аэрозоля серной кислоты производится концентрированием на фильтр, паров диоксида серы — в раствор йодида калия.
Нижний предел измерения серной кислоты в анализируемом объеме раствора 25 мкг, диоксида серы — 5 мкг.
Нижний предел измерения серной кислоты в воздухе 0,5 мг/м3 (при отборе 100 л воздуха), диоксида серы — 5 мг/м3 (при отборе 2 л воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций серной кислоты от 0,5 до 5 мг/м3, диоксида серы — от 5 до 50 мг/м3.
Измерению не мешают сульфаты натрия, калия, магния, кальция, цинка, никеля в количестве до 1 мг, сульфат меди до 0,5 мг. Мешают измерению сульфат железа, сильные кислоты.
Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 25%.
Время выполнения измерения, включая отбор проб, 25 мин.
ПРИБОРЫ, АППАРАТУРА И ПОСУДА
Поглотительные сосуды с пористой пластинкой № 1.
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 мл.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2 и 5 мл.
Стаканы химические, ГОСТ 19908-80, вместимостью 50 мл.
Стеклянная трубка, длиной 5 — 6 см, заполненная кусочками фильтра АФА-ХА для поглощения аэрозоля серной кислоты.
РЕАКТИВЫ, РАСТВОРЫ И МАТЕРИАЛЫ
Серная кислота, 0,1 н раствор (фиксанал).
Йодид калия, ГОСТ 4232-74, х.ч., 3%. раствор, свежеприготовленный.
Йодат калия, ГОСТ 4202-75, х.ч., 1% раствор (устойчив в течение недели).
Поглотительный раствор <*>: 1% раствор йодата калия смешивают с водой в соотношении 1:3,5. Раствор устойчив в течение недели.
<*> Если пробы будут анализироваться в тот же день, можно воспользоваться поглотительным раствором, состоящим из йодата, йодида калия и воды в соотношении 1:0,5:3,5. Раствор устойчив в течение суток. Окраска раствора после отбора проб устойчива в течение 6 часов.
Стандартный раствор серной кислоты № 1 с концентрацией 1 мг/мл готовят разбавлением 20,4 мл 0,1 н раствора серной кислоты до 100 мл водой.
Стандартный раствор серной кислоты № 2 с концентрацией 100 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 1 водой. Стандартные растворы устойчивы в течение месяца.
Стандартный раствор диоксида серы № 1 с концентрацией 100 мкг/мл готовят разбавлением 3,12 мл 0,1 н раствора серной кислоты до 100 мл поглотительным раствором. Устойчив в течение недели.
ОТБОР ПРОБЫ ВОЗДУХА
Воздух с объемным расходом 10 л/мин аспирируют через фильтр АФА-ХА-20, закрепленный в фильтродержатель. Для измерения 1/2 ПДК необходимо отобрать 100 л воздуха.
Для измерения диоксида серы воздух с объемным расходом 0,5 л/мин аспирируют через два последовательно соединенных поглотительных сосуда, содержащих по 5 мл поглотительного раствора. Перед поглотительными сосудами помещают стеклянную трубку, заполненную кусочками фильтра АФА-ХА. Для измерения 1/2 ПДК необходимо отобрать 2 л воздуха.
ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ
Градуировочные растворы готовят согласно таблицам 20 и 21.
Шкала градуировочных растворов для определения
серной кислоты
В целях получения идентичности окрасок шкалы и проб стандартный раствор серной кислоты (от 0,25 до 2,5 мл) наносят на фильтры АФА-ХА, помещенные в стаканы, и обрабатывают дважды горячей водой общим объемом 10 мл. Фильтраты сливают в пробирку, охлаждают, объем доводят до 10 мл водой и перемешивают.
Для анализа отбирают по 5 мл градуировочных растворов, во все пробирки шкалы добавляют 1 мл 1% раствора йодата калия и 0,5 мл 3% раствора йодида калия.
Подготовленные градуировочные растворы перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре при длине волны 400 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого вещества (раствор № 1 по табл. 20).
Окраска шкалы устойчива в течение суток.
Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им величины содержания вещества в градуировочном растворе (в мкг).
Проверка градуировочного графика проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии реактивов.
Градуировочные растворы диоксида серы готовят согласно таблице 21.
Во все пробирки шкалы добавляют по 2 мл поглотительного раствора и по 0,5 мл 3% раствора йодида калия.
Подготовленные градуировочные растворы перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре при длине волны 400 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого вещества (раствор № 1 по табл. 21). Окраска шкалы устойчива в течение 6 ч.
Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им величины содержания вещества в градуировочном растворе (в мкг).
Проверка градуировочного графика проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии реактивов.
ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
При определении серной кислоты фильтры с отобранной пробой обрабатывают дважды горячей водой по 5 мл, смывы сливают в пробирку, охлаждают, доводят объем до 10 мл и перемешивают. Отбирают по 5 мл пробы и обрабатывают аналогично градуировочным растворам. Оптическую плотность полученного раствора измеряют по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.
Количественное определение содержания серной кислоты в мкг проводят по предварительно построенному градуировочному графику.
При определении диоксида серы по 2,5 мл пробы переносят в колориметрические пробирки и обрабатывают аналогично градуировочным растворам. Оптическую плотность измеряют по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.
Количественное определение содержания диоксида серы в мкг проводят по предварительно построенному градуировочному графику.
РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ
Концентрацию серной кислоты и диоксида серы «C» в воздухе (в мг/м3) вычисляют по формуле:
C = \frac{a \cdot \text{в}}{\text{б} \cdot V} , где
а — содержание серной кислоты и диоксида серы в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;
в — общий объем раствора пробы, мл;
б — объем пробы, взятый для анализа, мл;
V — объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям, л (см. Приложение 1) (не приводится).
Приложение 1
Приведение объема воздуха к температуре 20°С и давлению 760 мм рт.ст. проводят по следующей формуле:
V_{20} = \frac{V_{t}(273 + 20) \cdot P}{(273 + t^{\circ})·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, °С.
Для удобства расчета V20 следует пользоваться таблицей коэффициентов (Приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20°С и давлению 760 мм рт.ст. надо умножить Vt на соответствующий коэффициент.
Коэффициент K для приведения объема воздуха