Методические указания по фотометрическому измерению концентраций фенилизоцианата и анилина в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4882-88)

12 декабря 1988 г. № 4882-88

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ФЕНИЛИЗОЦИАНАТА И АНИЛИНА 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.

    //    \\-NH                                       М.м. 93,13.
    \ ____ /   2

Анилин (аминобензол) — бесцветная маслянистая жидкость, плотность 1,022 г/куб. см (20 °С), Т кип. 184,4 °С, давление паров — 1 мм рт. ст. (31 °С), растворим в воде, спирте, жирах.

В воздухе может находиться в виде паров.

Обладает общетоксическим действием, оказывает повреждающее действие на органы кроветворения, нервную систему, вызывает дерматиты, экземы, развитие общей и местной аллергии.

ПДК анилина в воздухе — 0,1 мг/куб. м.

// \-NCO М.м. 119,13. \ ____ /

Фенилизоцианат (фениловый эфир изоциановой кислоты) — жидкость с резким раздражающим запахом, плотность 1,095 г/куб. см, Т кип. 165,6 °С, давление паров 1 мм рт. ст. (10,6 °С), растворим в хлорорганических растворителях и ацетоне.

В воздухе может находиться в виде паров.

Токсическое действие выражается в сильном раздражении дыхательных путей (вызывает астмоподобные заболевания с дальнейшим хроническим поражением легких) и кожи (возможны аллергические дерматиты).

Характеристика метода

Метод основан на гидролизе фенилизоцианата до анилина в растворе уксусной кислоты, конденсации анилина (образовавшегося из фенилизоцианата и поглощенного из воздуха) с пара-диметиламинобензальдегидом и последующем фотометрическом измерении оптической плотности окрашенного продукта реакции при 430 — 440 нм. Свободный анилин определяют в отдельной пробе в растворе аммиака по той же реакции. Концентрацию фенилизоцианата определяют по разности двух измерений. Отбор проб фенилизоцианата и анилина проводят с концентрированием в 40-процентный раствор уксусной кислоты, анилина — в 1-процентный раствор аммиака.

В случае раздельного присутствия анилина или фенилизоцианата в воздухе метод основан на реакции с пара-диметиламинобензальдегидом в растворе уксусной кислоты и последующем фотометрическом измерении оптической плотности окрашенного продукта реакции при 430 — 440 нм. Отбор проб проводят с концентрированием в поглотительные сосуды с раствором уксусной кислоты, аммиака и хромогенного реагента.

Нижний предел измерения содержания фенилизоцианата и анилина 0,3 мкг в анализируемом объеме раствора.

Нижний предел измерения фенилизоцианата и анилина в воздухе — 0,05 мг/куб. м (при отборе 6 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций от 0,05 до 1,7 мг/куб. м.

Измерению не мешают аммиак, формальдегид, дифенил, дифенилоксид, фосген, фенол, третичные жирные амины и аминоспирты, алифатические и ароматические углеводороды, их хлорпроизводные, фенилгидразин, окись пропилена, спирты и органические кислоты; мешают ароматические амины и изоцианаты.

Суммарная погрешность измерения не превышает 25%.

Приборы, аппаратура, посуда

Фотоэлектроколориметр.

Аспирационное устройство.

Поглотительные сосуды с пористой пластинкой Рихтера или Зайцева.

Пробирки, ГОСТ 10515-75, вместимостью 10 мл.

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

Реактивы, растворы, материалы

Анилин, ГОСТ 5819-78, х.ч., свежеприготовленный.

Фенилизоцианат, х.ч., свежеприготовленный.

Анилин сернокислый, ТУ 5818-78.

Пара-диметиламинобензальдегид, ТУ 6-09-3272-77, ч.д.а., 2-процентный раствор в 40-процентном растворе уксусной кислоты и 5-процентный раствор в ледяной уксусной кислоте свежеприготовленные.

Уксусная кислота, ГОСТ 61-75, х.ч., ледяная и 40-процентный раствор.

Аммиак, ГОСТ 3760-79, х.ч., 1-процентный раствор.

Ацетон, ГОСТ 2603-79, х.ч.

Хромогенный реагент: смешивают в соотношении 2,5:2 40-процентный раствор уксусной кислоты с 2-процентным раствором п-диметиламинобензальдегида.

Стандартный раствор фенилизоцианата № 1: в мерную колбу вместимостью 25 мл вносят 5 — 10 мл ацетона и взвешивают, добавляют 1 — 2 капли фенилизоцианата и взвешивают вторично. Раствор доводят до метки ацетоном. По результатам двух взвешиваний рассчитывают концентрацию вещества (мкг/мл). Раствор устойчив в течение 3 суток. Для приготовления стандартного раствора фенилизоцианата можно использовать соль анилина. Стандартный раствор № 1 с концентрацией 1000 мкг/мл фенилизоцианата готовят растворением 0,1185 г сернокислого анилина в 100 мл 40-процентного раствора уксусной кислоты.

Стандартные растворы № 2 и № 3 с концентрациями фенилизоцианата 10 мкг/мл и 1 мкг/мл (устойчивы 2 суток) готовят путем соответствующего разбавления стандартного раствора № 1 40-процентным раствором уксусной кислоты.

Стандартный раствор анилина № 1: в мерную колбу вместимостью 25 мл вносят 5 — 10 мл 40-процентного раствора уксусной кислоты и взвешивают, добавляют 1 — 2 капли анилина и взвешивают вторично. Раствор доводят до метки 40-процентным раствором уксусной кислоты. По результатам двух взвешиваний рассчитывают концентрацию вещества (мкг/мл). Раствор устойчив в течение 3 суток. Для приготовления стандартного раствора анилина можно использовать соль анилина. Стандартный раствор № 1 с концентрацией 1000 мкг/мл анилина готовят растворением 0,1527 г сернокислого анилина в 100 мл 40-процентного раствора уксусной кислоты.

Стандартные растворы № 2 и № 3 с концентрациями анилина 10 мкг/мл и 1 мкг/мл (устойчивы 2 суток) готовят путем соответствующего разбавления стандартного раствора анилина № 1 40-процентным раствором уксусной кислоты.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 0,5 л/мин. аспирируют через общий смеситель и строго синхронно через 2 системы поглотительных сосудов, включающих два последовательно соединенных поглотительных сосуда с пористой пластинкой или Рихтера, содержащих по 2,5 мл 40-процентного раствора уксусной кислоты, и два последовательно соединенных поглотительных сосуда с пористой пластинкой или Рихтера, содержащих по 5 мл 1-процентного раствора аммиака. Для измерения 1/2 ПДК следует отобрать 6 л воздуха. Срок хранения проб сутки.

Для измерения фенилизоцианата или анилина при раздельном присутствии воздух с объемным расходом 0,5 л/мин. аспирируют через два последовательно соединенных поглотительных сосуда с пористой пластинкой, содержащих по 2,5 мл 40-процентного раствора уксусной кислоты, или Зайцева с 4,5 мл хромогенного реагента. Для измерения 1/2 ПДК следует отобрать 1,5 и 6 л воздуха соответственно. Срок хранения отобранных проб сутки.

Подготовка к измерению

Градуировочные растворы фенилизоцианата (устойчивы в течение 5 часов) готовят согласно таблице 48.

Таблица 48

№ стандарта	Стандартный раствор № 3, мл	Стандартный раствор № 2, мл	Уксусная кислота, 40-процентный раст., мл	Содержание фенилизоцианата, мкг
1	0	-	2,5	0
2	0,3	-	2,2	0,3
3	0,6	-	1,9	0,6
4	1,0	-	1,5	1,0
5	-	0,2	2,3	2,0
6	-	0,5	2,0	5,0
7	-	1,0	1,5	10,0

Во все пробирки шкалы приливают по 2 мл 2-процентного раствора п-диметиламинобензольдегида, тщательно перемешивают. Через 5 минут измеряют оптическую плотность растворов при длине волны 430 — 440 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 1,0 см по отношению к раствору сравнения, не содержащему фенилизоцианат.

Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значение оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им величины содержания фенилизоцианата в градуировочном растворе (в мкг). Проверка градуировочного графика проводится 1 раз в квартал или в случае использования новой партии реактивов.

№ стандарта	Стандартный раствор № 3, мл	Стандартный раствор № 2, мл	Аммиак 1-процентный раствор, мл	Содержание анилина, мкг
1	0	-	5,0	0
2	0,3	-	4,7	0,3
3	0,6	-	4,4	0,6
4	1,0	-	4,0	1,0
5	-	0,2	4,8	2,0
6	-	0,5	4,5	5,0
7	-	1,0	4,0	10,0

Во все пробирки шкалы приливают 3 мл 40-процентного раствора уксусной кислоты, перемешивают, добавляют 1 мл 5-процентного раствора п-диметиламинобензальдегида и вновь перемешивают. Через 5 минут измеряют оптическую плотность растворов при длине волны 430 — 440 нм, в кювете с толщиной поглощающего слоя 2,0 по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого анилина.

Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значение оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им величины содержания анилина в градуировочном растворе (в мкг). Проверка градуировочного графика проводится 1 раз в квартал или в случае использования новой партии реактивов.

Проведение измерения

Для определения общего содержания фенилизоцианата и анилина пробу из каждого поглотительного сосуда с 40-процентным раствором уксусной кислоты количественно переносят в пробирку и обрабатывают аналогично градуировочным растворам на фенилизоцианат. Оптическую плотность полученного раствора анализируют аналогично градуировочным растворам по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.

Для определения анилина из каждого поглотительного сосуда с 1-процентным раствором аммиака пробу количественно переносят в одну пробирку и обрабатывают аналогично градуировочным растворам на анилин. Оптическую плотность полученного раствора анализируют аналогично градуировочным растворам по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.

При совместном присутствии фенилизоцианата и анилина для определения фенилизоцианата вычисляют разность оптических плотностей, полученных в результате определения общего содержания фенилизоцианата и анилина и одного анилина, что будет соответствовать оптической плотности, полученной в результате определения фенилизоцианата. Количественное определение содержания фенилизоцианата и аммиака в мкг производят по предварительно построенным градуировочным графикам.

При раздельном присутствии фенилизоцианата и анилина пробу из каждого поглотительного сосуда с 40-процентным раствором уксусной кислоты количественно переносят в пробирку и обрабатывают аналогично градуировочным растворам на фенилизоцианат. Оптическую плотность полученного раствора анализируют аналогично градуировочным растворам по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам. Количественное определение содержания фенилизоцианата или анилина проводят по предварительно построенному градуировочному графику (при отборе проб в хромогенный реагент пробу фотометрируют не позднее чем через 5 — 6 часов после отбора).

Расчет концентрации

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

где:

а — количество фенилизоцианата или анилина в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;

б — объем раствора пробы, взятый для анализа, мл;

в — общий объем раствора пробы, мл;

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

---