Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций изобутенилкарбинола (ИБК) в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4846-88)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ИЗОБУТЕНИЛКАРБИНОЛА (ИБК) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Аннотация

Методические указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны предназначены для работников санитарно-эпидемиологических станций и санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов системы здравоохранения России и других заинтересованных министерств и ведомств.

Методические указания разработаны и утверждены с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны к их предельно допустимым концентрациям (ПДК) — санитарно-гигиеническим нормативам, утверждаемым 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.

Включенные в данный выпуск методические указания подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ГОСТ 12.1.016-79 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ», одобрены Проблемной комиссией «Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии», являются обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.

 CH -CH -C=CH

       2   2     2                                      М.м. 86,1.

     OH  CH

       3

Изобутенилкарбинол (ИБК) 3-метил-3-бутен-1-ол — бесцветная жидкость, плотность при 20 °С — 0,858 г/куб. см, Т кип. 129,9 °С, давление насыщенных паров при 20 °С — 7,93 гПа (5,96 мм рт. ст.), растворимость в воде при 25 °С — 7,7% мас., в этиловом спирте, эфире — неограниченная. В воздухе может находиться в виде паров. При ингаляционном поступлении в организм оказывает рефлекторное и резорбтивное действие. Влияет на нервную и кроветворную системы.

ОБУВ ИБК в воздухе — 10 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на использовании газожидкостной хроматографии с применением пламенно-ионизационного детектора.

Отбор проб проводят с концентрированием в поглотительные сосуды с водой.

Нижний предел измерения содержаний ИБК — 0,03 мкг в хроматографируемом объеме.

Нижний предел измерения в воздухе — 5 мг/куб. м (при отборе 10 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций ИБК в воздухе от 5 до 100 мг/куб. м.

Определению не мешают изопрен, метанол, триметилкарбинол, 4,4-диметил-1,3-диоксан, 3-метил-1-бутен-3-ол (диметилвинилкарбинол), 4-метил-5,6-дигидро-(альфа)-пиран, 4-метилентетрагидропиран.

Суммарная погрешность измерения не превышает 15%.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, около 30 минут.

Приборы, аппаратура, посуда

Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.

Колонка хроматографическая из нержавеющей стали длиной 3 м, внутренним диаметром 3 мм.

Аспирационное устройство.

Микрошприц МШ-10, ГОСТ 8043-75.

Секундомер, ГОСТ 5072-79.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 — 50 мл.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 5 и 10 мл.

Поглотительные сосуды с пористой пластинкой.

Насос водоструйный, ГОСТ 10696-75.

Колба круглодонная.

Реактивы, растворы и материалы

Изобутенилкарбинол свежеперегнанный, с содержанием основного вещества не менее 98%.

Хлороформ, ТУ 6-09-4263-76, х.ч., для хроматографии.

Полиэтиленгликоль, м. м. 20000 (ПЭГ-20М) — жидкая фаза.

Хроматон N-AW-ДMCS (фракция 0,16 — 0,25 мм) — твердый носитель.

Гелий, ТУ 51-940-80, очищенный марки Б, водород, ГОСТ 3022-80, воздух, ГОСТ 11882-80.

Основной стандартный раствор ИБК готовят растворением точной навески вещества в воде в мерной колбе на 25 мл. Раствор устойчив 20 дней.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 0,5 л/мин. аспирируют через поглотительный сосуд с 3 мл воды, погруженный в стакан со льдом. Для измерения 1/2 ОБУВ достаточно отобрать 10 л воздуха. Срок хранения проб в закрытых поглотительных сосудах до 3 дней.

Подготовка к измерению

Насадку хроматографической колонки готовят из расчета 10% ПЭГ-20М от массы хроматона. Навеску ПЭГ-20М растворяют в хлороформе и приготовленным раствором заливают навеску хроматона, помещенную в круглодонную колбу, смесь осторожно перемешивают, выдерживают 20 минут при комнатной температуре, затем растворитель отгоняют на водяной бане. Подготовленной насадкой заполняют чистую хроматографическую колонку. Заполненную колонку помещают в термостат хроматографа и, не присоединяя к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя в течение 14 часов: по 2 часа при температурах 60, 80, 100, 120 °С и 6 часов при температуре 150 °С.

Градуировочные растворы ИБК с концентрацией от 15 до 240 мкг/мл готовят в мерных колбах на 50 мл разбавлением водой соответственно 0,2; 0,4; 0,8; 2,0; 3,0 мл основного раствора.

Градуировочные растворы устойчивы 15 дней.

Количественное определение ИБК проводят методом абсолютной градуировки. В хроматограф вводят микрошприцем по 2 мкл градуировочных растворов, что соответствует содержанию ИБК от 30 до 480 нг.

Строят градуировочный график зависимости высоты пика изобутенилкарбинола (мм) от его содержания в градуировочном растворе (нг) или вычисляют градуировочный коэффициент в нг/мм по формуле:

                        а = [сумма (m  / h )] / n,
                                     i    i

где:

m — количество изобутенилкарбинола в хроматографируемой пробе i градуировочного раствора, мг;

h — высота пика на хроматограмме, мм; i

n — число определений.

Проверка градуировочных графиков или градуировочного коэффициента проводится при изменении условий анализа, но не реже 1 раза в квартал.

градуировочных растворов и анализируемых проб:

    Температура термостата колонок                            100 °С
    Температура испарителя                                    200 °С
    Температура термостата детектора                          150 °С
    Скорость газа-носителя (гелия)                            40 мл/мин.
    Скорость потока водорода                                  40 мл/мин.
    Скорость потока воздуха                                   400 мл/мин.
    Скорость диаграммной ленты                                240 мм/час
    Объем вводимой пробы                                      2 мкл

                                                                  -12

    Масштаб чувствительности                                  100 х 10    А
    Время удерживания ИБК                                     3,92 мин.

Проведение измерения

Пробу объемом 2 мкл вводят в испаритель хроматографа через самоуплотняющуюся мембрану и проводят анализ аналогично градуировочным растворам. Измеряют высоту пика ИБК на хроматограмме и по градуировочному графику или с помощью градуировочного коэффициента находят количество определяемого компонента.

Расчет концентрации

Концентрацию изобутенилкарбинола в воздухе в мг/куб. м (С) вычисляют по формуле:

где:

а — градуировочный коэффициент, мг/мм;

h — высота пика, мм;

в — общий объем раствора пробы, мл;

б — объем раствора пробы, введенной в хроматограф, мкл;

V — объем воздуха, отобранный для анализа, приведенный к стандартным условиям, л (см. Приложение 1).

Приложение 1

Приведение объема воздуха к условиям по ГОСТ 12.1.016-79 (температура 0 °С, давление 760 мм рт. ст.) проводят по следующей формуле:

                          V  х (273 + 20) х Р
                           t

С = -------------------, (273 + t°) х 101,33

где:

V — объем воздуха, отобранный для анализа; t

Р — барометрическое давление, кПа; (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

t° — температура воздуха в месте отбора пробы, °С.

Для удобства расчета V следует пользоваться таблицей коэффициентов t

(Приложение  2).  Для  приведения  объема  воздуха  к температуре 20 °С и к
давлению 760 мм рт. ст. надо умножить V  на соответствующий коэффициент.

                                   t

°С	Давление Р, кПа (мм рт. ст.)
	97,33 (730)	97,86 (734)	98,4 738)	98,93 (742)	99,46 (746)	100,00 (750)	100,53 (754)	101,06 (758)	101,33 (760)	101,86 (764)
-30	1,1582	1,1646	1,1709	1,1772	1,1836	1,1899	1,1963	1,2026	1,2058	1,2122
-26	1,1393	1,1456	1,1519	1,1581	1,1644	1,1705	1,1763	1,1831	1,1862	1,1925
-22	1,1212	1,1274	1,1336	1,1396	1,1458	1,1519	1,1581	1,1643	1,1673	1,1735
-18	1,1036	1,1097	1,1159	1,1218	1,1278	1,1338	1,1399	1,1460	1,1490	1,1551
-14	1,0866	1,0926	1,0986	1,1045	1,1105	1,1164	1,1224	1,1284	1,1313	1,1373
-10	1,0701	1,0760	1,0819	1,0877	1,0986	1,0994	1,1053	1,1112	1,1141	1,1200
-06	1,0640	1,0599	1,0657	1,0714	1,0772	1,0829	1,0887	1,0945	1,0974	1,1032
-02	1,0385	1,0442	1,0499	1,0556	1,0613	1,0669	1,0726	1,0784	1,0812	1,0869
0	1,0309	1,0366	1,0423	1,0477	1,0535	1,0591	1,0648	1,0705	1,0733	1,0789
+02	1,0234	1,0291	1,0347	1,0402	1,0459	1,0514	1,0571	1,0627	1,0655	1,0712
+06	1,0087	1,0143	1,0198	1,0253	1,0309	1,0363	1,0419	1,0475	1,0502	1,0557
+10	0,9944	0,9990	1,0054	1,0108	1,0162	1,0216	1,0272	1,0326	1,0353	1,0407
+14	0,9806	0,9860	0,9914	0,9967	1,0027	1,0074	1,0128	1,0183	1,0209	1,0263
+18	0,9671	0,9725	0,9778	0,9880	0,9884	0,9936	0,9989	1,0043	1,0069	1,0122
+20	0,9605	0,9658	0,9711	0,9783	0,9816	0,9868	0,9921	0,9974	1,0000	1,0053
+22	0,9539	0,9592	0,9645	0,9696	0,9749	0,9800	0,9853	0,9906	0,9932	0,9985
+24	0,9475	0,9527	0,9579	0,9631	0,9683	0,9735	0,9787	0,9839	0,9865	0,9917
+26	0,9412	0,9464	0,9516	0,9566	0,9618	0,9669	0,9721	0,9773	0,9755	0,9851
+28	0,9349	0,9401	0,9453	0,9503	0,9955	0,9605	0,9657	0,9708	0,9734	0,9785
+30	0,9288	0,9339	0,9391	0,9440	0,9432	0,9542	0,9594	0,9646	0,9670	0,9723
+34	0,9167	0,9218	0,9268	0,9318	0,9368	0,9418	0,9468	0,9519	0,9544	0,9595
+38	0,9049	0,9099	0,9149	0,9198	0,9248	0,9297	0,9347	0,9397	0,9421	0,9471

Приложение 3

---