Методические указания по фотометрическому измерению концентраций окиси углерода (П) в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4862-88)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКИСИ УГЛЕРОДА (П) 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.

C=O М.м. 672,06.

Окись углерода (оксид углерода (II)) — угарный газ, без запаха и цвета, плотность по отношению к воздуху при 0 °С и 760 мм рт. ст. 0,967 г/куб. см, Т. кип. 190 °С, Т. пл. 205 °С, малорастворим в воде.

Оксид углерода является токсичным веществом. Вытесняя кислород в крови, оксид углерода образует карбоксигемоглобин, вследствие чего нарушается обмен кислорода в организме.

ПДК оксида углерода в воздухе — 20 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на способности оксида углерода восстанавливать серебро из его соединения с сульфаниловой кислотой с последующим фотометрическим измерением оптической плотности окрашенных растворов при 490 — 540 нм.

Нижний предел измерения содержания оксида углерода в анализируемом растворе — 1 мкг.

Нижний предел измерения содержания вещества в воздухе — 4 мг/куб. м (при отборе 250 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций оксида углерода от 4 мг/куб. м до 80 мг/куб. м.

Измерению не мешают оксид азота (II), оксид углерода (IV), метан, пропилен, этилен, этан, формальдегид, аммиак, метиловый спирт, фенилизоцианат; мешающее влияние сероводорода устраняется в процессе отбора проб.

Суммарная погрешность измерения не превышает 25%.

Время выполнения измерения, включая отбор пробы, 1,5 ч.

Приборы, аппаратура, посуда

Фотоэлектроколориметр.

Дозатор (рис. 5, см. ниже — здесь и далее рисунки не приводятся) вместимостью 20 — 25 мл.

Ротационный абсорбер — модель аппарата с вращающимися пипетками со скоростью вращения 50 — 60 об./мин. (рис. 6) (разработан в Донецком НИИ гигиены труда и профзаболеваний).

Газовые пипетки, ГОСТ 13954-73, вместимостью 250 мл.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25, 50 и 100 мл.

Цилиндры, ГОСТ 1770-74, вместимостью 50 и 200 мл.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1 и 2 мл.

Воронки стеклянные, ГОСТ 8613-75.

Колбы плоскодонные, ГОСТ 10394-72, вместимостью 50, 200 и 500 мл.

Трубки резиновые, зажимы, стеклянные заглушки, стеклянные трубки (длиной 5 — 7 см). Трубки резиновые, предназначенные для газовых пипеток, подвергают обработке, для чего их заполняют реактивным раствором и закрывают с двух сторон заглушками. Через двое суток реактивный раствор выливают, трубки промывают дистиллированной водой и нарезают отростки для газовых пипеток.

Баня водяная, ТУ 64-1-2850-76.

Реактивы, растворы, материалы

Кислота серная, ГОСТ 4304-66, концентрированная, х.ч.

Аммиак водный, ГОСТ 3760-64, 25-процентный раствор.

Мочевина кристаллическая, ГОСТ 6691-77, ч.

Гидроксид натрия, ГОСТ 4328-77, ч.д.а., 1,5-процентный раствор.

Хлорид бария, ГОСТ 4108-72, х.ч.

Спирт этиловый, ГОСТ 8314-77.

Фенолфталеин, ГОСТ 5850-72, ч.д.а.

Вода дистиллированная, не содержащая ионы хлора.

Кислота сульфаниловая, ГОСТ 5821-69, ч.д.а.; 3,5 г сульфаниловой кислоты растворяют в 300 мл 1,5-процентного раствора гидроксида натрия.

Свинец уксуснокислый, ГОСТ 11840-76, х.ч.

Серебро азотнокислое, ГОСТ 1277-75, х.ч., 0,17 г растворяют в небольшом количестве воды, а затем объем доводят до 200 мл.

Реактивный раствор. Готовят перед заполнением газовых пипеток. К 300 мл раствора сульфаниловой кислоты прибавляют 50 г мочевины, затем 200 мл раствора азотнокислого серебра и по каплям водный аммиак — до исчезновения взвеси (избыток аммиака мешает определению). Раствор должен быть бесцветным и прозрачным (попадание прямых солнечных лучей на раствор не допускается).

Кислота муравьиная, ГОСТ 5848-73, ч.д.а., 99,7%. Для проверки концентраций готовят приблизительно 0,1 н раствор муравьиной кислоты и устанавливают точную концентрацию титрованием 0,1 н раствором щелочи в присутствии индикатора фенолфталеина.

Основной стандартный раствор муравьиной кислоты готовят следующим образом: в мерную колбу на 100 мл наливают 0,34 мл муравьиной кислоты, объем доводят до метки дистиллированной водой. 0,34 мл концентрированной муравьиной кислоты соответствует 250 мг оксида углерода. Устойчивость сутки.

Стандартный раствор N, содержащий 250 мкг/мл оксида углерода, готовят разведением основного раствора в 10 раз дистиллированной водой. Устойчивость сутки.

Из стандартного раствора № 1 соответствующим разведением дистиллированной водой готовят стандартные растворы № 2, № 3, № 4, № 5, № 6, содержащие соответственно: 1 мкг/0,2 мл (2 мл стандартного раствора № 1 довести водой до 100 мл); 2,5 мкг/0,2 мл (5 мл до 100 мл); 5 мкг/0,2 мл (5 мл до 50 мл); 10 мкг/0,2 мл (5 мл до 25 мл); 20 мкг/0,2 мл (10 мл до 25 мл). Устойчивость сутки.

Вата обезжиренная.

Фильтры АФА-ХА-20.

Асбест.

Отбор проб воздуха

Воздух отбирают в газовые пипетки вакуумным методом или выливанием жидкости (дистиллированной воды). Для улавливания пыли или сероводорода к пипетке присоединяют аллонж с ватой, смоченной раствором, состоящим из равных частей 15-процентного раствора уксуснокислого свинца и 2-процентного раствора хлорида бария.

После отбора пробы воздуха пипетку закрывают с помощью зажима и хорошо подогнанных заглушек. Срок хранения проб не более суток.

Подготовка к измерению

Градуировочные растворы оксида углерода готовят согласно таблице 30 <*>.

---

<*> При приготовлении стандартных растворов можно использовать газ в баллонах. Окраска растворов шкалы устойчива в течение 30 минут.

№ стандарта	Стандартный раствор муравьиной кислоты	Кислота серная, мл	Содержание оксида углерода, мкг
2	0,2	2,0	1,0
3	0,2	2,0	2,5
4	0,2	2,0	5,0
5	0,2	2,0	10,0
6	0,2	2,0	20,0

Для получения оксида углерода в дозатор (рис. 5) наливают 2 мл концентрированной серной кислоты, добавляют 0,2 мл соответствующего стандартного раствора, закрывают дозатор пробкой (отростки дозатора закрывают зажимами) и погружают его в кипящую водяную баню. Чтобы не испарилась вода из бани, дозатор обкладывают асбестом. Пробу выдерживают при 100 °С в течение 30 минут. К одному отростку присоединяют газовую пипетку (250 мл), заполненную дистиллированной водой; между пипеткой и дозатором ставят небольшую стеклянную трубку, заполненную кусочками фильтра АФА-ХА-20, для поглощения серной кислоты (рис. 7), открывают зажимы № 1, 2, 3 и 4 (скорость выливания воды — 1 - 1,5 минуты), строго соблюдая последовательность; когда из пипетки вода выльется, закрывают зажимы № 1 и 2 и отсоединяют пипетку. К оставшейся в дозаторе серной кислоте прибавляют новую порцию (0,2 мл) того же стандартного раствора муравьиной кислоты и повторяют всю процедуру, как описано выше. Исходного количества серной кислоты — 2 мл достаточно для проведения 5-ти параллельных проб. Когда оксид углерода переведен, во все пипетки вносят по 40 мл реактивного раствора в той же последовательности, в которой переводился оксид углерода. При этом воронку, с помощью которой наливают реактивный раствор, вставляют в отросток газовой пипетки, через который выливалась вода при переведении углерода из дозатора. Так как реактивный раствор оставляет пятна, капли из отростков газовой пипетки следует удалить с помощью ваты, смоченной дистиллированной водой. Затем отростки газовой пипетки с обеих сторон закрывают зажимами, после чего производят встряхивание их в течение 60 минут (или 30 минут, если для приготовления реактивного раствора взято серебра азотнокислого в 10 раз больше, то есть 1,7 г). Содержимое пипеток переводят в колбы и измеряют оптическую плотность растворов при 490 — 540 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 5 см по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого вещества. После проведения анализа газовые пипетки и колбы промывают водой и прополаскивают дистиллированной водой, резиновые отростки при этом не снимают.

По результатам строят градуировочный график: на ось ординат наносят значение оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им концентрации оксида углерода (в мкг) в градуировочном растворе.

Проверка градуировочного графика проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии реактивов.

Проведение измерения

В газовую пипетку с помощью воронки вносят 40 мл реактивного раствора (при этом пипетка находится в горизонтальном положении), отростки складывают вдвое, перехватывают зажимами, а далее поступают, как при построении градуировочной шкалы.

Количественное определение оксида углерода проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

Расчет концентрации

Концентрацию оксида углерода «С» в воздухе (в мг/куб. м) вычисляют по формуле:

где:

а — содержание оксида углерода в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;

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

Приложение 1

Приведение объема воздуха к условиям по ГОСТ 12.1.016-79 (температура 20 °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 (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

---