Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций фурфурола, фурфурилового спирта и фенола в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4885-88)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ФУРФУРОЛА, ФУРФУРИЛОВОГО СПИРТА И ФЕНОЛА 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.

    Фурфурол (фуран-2-альдегид, фурфураль)                     М.м. 96,09
    Фурфуриловый спирт (2-фуранкарбинол)                       М.м. 98,11
    Фенол (оксибензол, карболовая кислота)                     М.м. 94,12.

Таблица 52

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ

В воздухе могут находиться в виде паров.

Пары фурфурола слабо раздражают слизистые оболочки. Нервный яд, вызывающий судороги и паралич. Большие дозы фурфурилового спирта угнетают дыхание, вызывают головокружение, слюнотечение. Разбавленный раствор обладает местным анестезирующим действием. Фенол — сильный нервный яд. Обладает общетоксическим и местным действием. Способен всасываться через кожу.

ПДК фурфурола в воздухе — 30 мг/куб. м, фурфурилового спирта — 0,5 мг/куб. м, фенола — 0,3 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на использовании газожидкостной хроматографии с применением пламенно-ионизационного детектора. Отбор проб проводят с концентрированием на силикагель.

Нижний предел измерения содержания каждого вещества — 0,0005 мкг в хроматографируемом объеме пробы.

Нижний предел измерения в воздухе фенола — 0,15 мг/куб. м (при отборе 7 л).

Диапазон измеряемых концентраций фенола от 0,15 до 200 мг/куб. м.

Измерению не мешают ацетон, этиловый, пропиловый, изоамиловый и бутиловый спирты, формальдегид, бензол, толуол, бутилацетат, этилацетат, метилацетат, ксилол; мешают гексиловый, окталовый и другие высшие спирты.

Суммарная погрешность измерения не превышает 15%.

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

Приборы, аппаратура, посуда

Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.

Колонка хроматографическая стальная длиной 0,5 м, внутренним диаметром 3 мм.

Аспирационное устройство.

Пробоотборная стеклянная трубка длиной 15 см и внутренним диаметром 3 мм.

Секундомер, ГОСТ 5072-79.

Микрошприц МШ-10М, ГОСТ 8043-75.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 1 л.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1 — 10 мл.

Пробирки с притертыми пробками, ГОСТ 10515-75, вместимостью 5 мл.

Посуда лабораторная фарфоровая, ГОСТ 427-75.

Бюксы, ГОСТ 7148-70, вместимостью 10 мл.

Реактивы, растворы, материалы

Фурфурол, ГОСТ 10930-74, ч.д.а.

Фурфуриловый спирт, МРТУ 6-09-6508-70, ч.

Фенол, ГОСТ 6417-72, ч.д.а.

Бензиловый спирт, ГОСТ 8751-72 (внутренний стандарт).

Стандартный раствор бензилового спирта, содержащий 0,1 г/л, готовят следующим образом. В бюксе, заполненном на 1/3 объема силикагелем, взвешивают точную навеску 0,1 г бензилового спирта. В мерную колбу вместимостью 1 л вносят 2 — 3 г ОП-10, предварительно прогретого в выпарительной чашке в сушильном шкафу при 150 — 160 °С в течение 1 — 2 часов, и содержимое бюкса, который промывают дистиллированной водой. Заливают колбу до половины объема дистиллированной водой, растворяют компоненты путем встряхивания колбы и после отстаивания пены доливают водой до метки. Раствор устойчив в течение 2-х недель.

Стандартные растворы фурфурола, фурфурилового спирта и фенола с содержанием веществ 0,1 г/л готовят аналогично приготовлению стандартного раствора бензилового спирта.

Смесь стандартных растворов с содержанием каждого компонента 0,1 г/л готовят смешиванием равных объемов стандартных растворов фурфурола, фурфурилового спирта, фенола и бензилового спирта.

Насадка: Хроматон N-AW-ДMCS (фракция 0,16 — 0,20 мм), пропитанный 15% карбовакса 20М + инертон (фракция 0,16 — 0,20 мм) с 5% OV-101.

Силикагель марки КСС-4 или КСМ-5, ГОСТ 3956-54 (фракция 0,25 — 0,5 мм).

Неионогенное ПАВ ОП-10, ГОСТ 8433-57.

Аргон, ГОСТ 10157-73, водород, ГОСТ 3022-80, воздух, ГОСТ 11882-73, в баллонах с редуктором.

Отбор пробы воздуха

7 л воздуха с объемной скоростью 0,3 л/мин. аспирируют через сорбционную трубку, заполненную силикагелем.

Для измерений 1/2 ПДК фенола по расчету следует отобрать 7 л воздуха, фурфурилового спирта 4 л и фурфурола 0,2 л.

Трубки герметизируют с помощью резиновых или пластиковых заглушек.

Срок хранения проб 2 недели.

Подготовка к измерению

Силикагель измельчают в фарфоровой ступке, отсеивают фракцию 0,25 — 0,5 мм и промывают дистиллированной водой до исчезновения мути в воде. Адсорбент сушат при температуре 120 — 130 °С в сушильном шкафу в течение 6 часов и хранят в плотно закрытой посуде.

Газохроматографическую колонку по ходу газа-носителя заполняют хроматоном N-AW-ДMCS, пропитанным 15% карбовакса (0,5 г) и инертоном + 5% OV-101 (0,35 г). После заполнения колонку кондиционируют при 250 °С в течение 8 часов в токе аргона (скорость 1 мл/мин.).

Для построения градуировочного графика готовят смеси градуировочных растворов согласно таблице 53.

Таблица 53

ШКАЛА СМЕСЕЙ ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ

Срок хранения градуировочных растворов 2 недели. 2 мкл градуировочного раствора не менее 5 раз каждый вводят в хроматограф через самоуплотняющуюся

мембрану.  Отмечают  время  удерживаний компонентов, измеряют высоты пиков.
Строят  градуировочный   график  зависимости  Р  / Р      (ось ординат)  от
                                               i    б.с.
Н  / Н     (ось  абсцисс), где Р  -  количество  определяемого  вещества  в
 i    б.с.                      i
хроматографируемом  объеме,  мкг,  Р      - количество бензолового спирта в

                                б.с.

хроматографируемом объеме, мкг, Н — высота пика определяемого вещества, i мм; Н — высота пика бензолового спирта, мм. б.с.

Определяют поправочный коэффициент каждого определяемого вещества К , i как тангенс угла наклона градуировочной прямой:

                     К  = (Р  / Р    ) / (Н  / Н    ).
                      i     i    б.с.      i    б.с.

Условия хроматографирования градуировочных растворов и анализируемых проб

    Температура термостата колонки                              150 °С
    Температура испарителя                                      200 °С
    Скорость потока аргона                                      45 мл/мин.
    Скорость потока водорода                                    30 мл/мин.
    Скорость потока воздуха                                     350 мл/мин.
    Скорость движения диаграммной ленты                         60 мм/час

Время удерживания:

      фурфурола                                                 0,33 мин.
      фурфурилового спирта                                      0,75 мин.
      бензилового спирта (внутренний стандарт)                  1,83 мин.
      фенола                                                    3,0 мин.

Количественный анализ проводят по методу внутреннего стандарта.

Проведение измерения

Силикагель из пробоотборной трубки переносят в пробирку на 5 мл с притертой пробкой. В пробирку приливают 4 мл воды, содержащей 0,1 г/л бензилового спирта с ОП-10. Пробу перемешивают и выдерживают в течение 10 — 15 минут. 2 мкл пробы вводят в хроматограф и проводят анализ при вышеуказанных условиях. Степень десорбции определяемых веществ в водный раствор составляет не менее 96%.

Расчет концентрации

Концентрацию определяемых компонентов в воздухе в мг/куб. м «С» вычисляют по формуле:

                     С = (Н  х К  х Р  ) / (Н   х V),
                           i    i    ст      ст

где:

Н — высота пика определяемого вещества, мм; i

Н — высота пика внутреннего стандарта (бензилового спирта), мм; ст

Р — количество бензилового спирта, внесенного в пробу с водой, мкг; ст

К — поправочный коэффициент; i

V — объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным

Приложение 1

(справочное)

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 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

Приложение 3