Методические указания по газохроматографическому измерению концентрации анилина в воздухе рабочей зоны
(утв. Минздравом СССР 28.12.1990 № 5302-90)
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).
Утверждаю Заместитель Главного государственного санитарного врача СССР В. И. Чибураев 28 декабря 1990 г. № 5302-90
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИИ АНИЛИНА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
| C6H5NH2 | М.м. 93,12 |
|---|
Анилин — бесцветная маслянистая жидкость, Т кип. 184,4 °C, упругость пара 0,36 мм рт.ст. при 20 °C, плотность 1,02268 (15 °C). Анилин хорошо растворим в этилацетате, этаноле, толуоле, бензоле. В воде анилин ограниченно растворяется (при 20 °C всего 3,3%). Анилин высокотоксичное вещество, является ядом крови.
В воздухе находится в виде паров.
Характеристика метода
Определение основано на использовании метода газожидкостной хроматографии на приборе с пламенно-ионизационным детектором.
Отбор проб проводится с концентрированием на широкопористый силикагель — Силипор 300.
Нижний предел измерения анилина в анализируемом объеме пробы 0,08 мкг.
Нижний предел измерения в воздухе 0,04 мг/м3 (при отборе 2 л воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций в воздухе от 0,04 до 12 мг/м3.
Измерению не мешает нитробензол.
Суммарная погрешность не превышает +/- 25%.
Время выполнения анализа 25 минут.
Приборы, аппаратура, посуда
Хроматограф ЛХМ-80 с пламенно-ионизационным детектором.
Универсальный газоанализатор УГ-2.
Колонка хроматографическая из нержавеющей стали, длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм.
Бутыль стеклянная вместимостью 10 — 20 л.
Пипетка газовая вместимостью 1 л.
Концентрационные колонки из нержавеющей стали, длиной 120 мм и внутренним диаметром 3 мм (рис. 2).
Рис. 2 Концентрационная колонка:
1 — пробоотборная трубка из нержавеющей стали; 2 — сорбент Силипор 300; 3 — стеклоткань; 4 — медная проволока
Шприцы медицинские стеклянные вместимостью 2 мл, ТУ 64-1-378-78.
Микрошприцы МШ-10, ГОСТ 8043-74.
Линейка измерительная, ГОСТ 427-75.
Пробирки с притертыми пробками, вместимостью 10 мл.
Реактивы, растворы, материалы
Твердый носитель — хроматон N-AW-ДMCS, фракции 0,20 — 0,25 мм.
Жидкая фаза — силоксановый каучук SE-30, 10% от массы носителя.
Анилин, ГОСТ 5819-78, ч.д.а., перегнанный, светло-желтого цвета.
Кислота серная, ГОСТ 4204-66, 0,01 Н раствор.
Хлористый кальций, ГОСТ 4460-77, прокаленный при температуре 400 °C не менее 3 часов.
Газообразный азот, ГОСТ 9293-80.
Водород, ГОСТ 3022-80 или электролитический.
Силипор 300 (СС), фракции 0,16 — 0,20 мм.
Стекловолокно, ГОСТ 10146-74.
Отбор проб воздуха
Отбор проб проводится в концентрационные колонки, заполненные широкопористым силикагелем Силипор 300. Высота слоя сорбента 50 мм.
Перед отбором проб проводят активацию колонки. Для этого концентрационную колонку вводят в нагретый до 200 °C испаритель и пропускают через нее азот со скоростью 40 мл/мин в течение 10 мин. Активированные колонки закрывают с обоих концов заглушками. Активированными считаются также колонки после десорбции анилина при проведении анализа.
Для исключения влаги при отборе проб воздуха перед концентрационной колонкой устанавливается стеклянная трубка, заполненная хлористым кальцием. Исследуемый воздух в количестве 2 л аспирируют с помощью прибора УГ-2.
Срок хранения отобранных проб не более 2-х суток.
Подготовка к измерению
Взвешивают 50 г твердого сорбента и помещают в фарфоровую чашку. Затем в количестве 10% от массы твердого носителя взвешивают силоксановый каучук SE-30 и растворяют его в хлороформе. Полученным раствором заливают твердый носитель и осторожно перемешивают.
После полного выпаривания хлороформа на водяной бане насадку высушивают и заполняют ею хроматографическую колонку с применением вакуума. Колонки помещают в термостат и кондиционируют при температуре 200 °C в потоке газа-носителя (азота) в течение 8 — 10 часов при отключенном детекторе.
Общую подготовку прибора проводят согласно инструкции.
Градуировка прибора
Градуировочные смеси готовят в стеклянных бутылях вместимостью 10 — 20 л или в газовых пипетках вместимостью 1 л.
В первом случае в бутыль вводят 20 мкл анилина, а в газовую пипетку — 3 мкл анилина. Емкости оставляют на 12 часов, периодически перемешивая.
Далее из бутыли или газовой пипетки шприцем отбирают 1 мл смеси и вводят в 5 мл раствора 0,01 Н серной кислоты, помещенной в пробирку с притертой пробкой.
Концентрацию анилина в растворе определяют по методике, описанной в сб. МУ № 1-5, 1981, с. 86. Определив концентрацию анилина в растворе, рассчитывают его концентрацию в бутыли или газовой пипетке, мг/м3.
Далее из бутыли или газовой пипетки последовательно отбирают шприцем разные объемы паровоздушной смеси, в которых содержится: 0,08; 0,12; 0,16; 0,20; 0,24 мкг анилина, и хроматографируют. Измеряют высоты пиков и строят градуировочный график зависимости высот пиков от содержания анилина, мкг.
Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб
Температура термостатирования колонок, °C 140
Температура испарителя, °C 190
Скорость потока газа-носителя (азота), мл/мин 40
Скорость потока водорода, мл/мин 40
Скорость потока воздуха, мл/мин 300
Скорость движения диаграммной ленты регистратора, мм/час 240
Чувствительность измерения, А 5·10-10
Время удерживания анилина, мин 2 30».
Проведение измерения
При анализе концентрационную колонку с отобранной пробой подключают непосредственно к газовому хроматографу путем ее ввода в испаритель встык с началом хроматографической колонки, что позволяет осуществлять полную термодесорбционную регенерацию пробоотборных трубок.
Для осуществления анализа проводятся небольшие изменения в газовой схеме хроматографа (рис. 3).
Рис. 3 Схема использования крана-дозатора для переключения потока газа-носителя при анализе концентрационных колонок:
I — По схеме подключения крана-дозатора согласно инструкции; II — После изменения схемы; 1 — петля-доза; 2 — кран-дозатор; 3 — крышка детектора; 4 — испаритель; 5 — поливинилхлоридная трубка; 6 — заглушки; 7 — концентрационная колонка
Хроматографическую колонку опускают для освобождения места в испарителе для концентрационной колонки. Снимается петля с крана-дозатора, одно гнездо заглушается, в другое вставляется отрезок стальной трубки с надетой поливинилхлоридной трубкой, с помощью которой осуществляется соединение колонки с краном-дозатором.
В верхней части испарителя устанавливают две уплотнительные прокладки из силиконовой резины и поджимают их гайкой. Завертывают гайку с таким расчетом, чтобы концентрационная колонка проходила в испаритель без усилий при полной его герметичности.
Для проведения анализа кран-дозатор устанавливают в положение I (отбор пробы), надевают поливинилхлоридную трубку от крана-дозатора на концентрационную колонку и вставляют в испаритель. При вводе концентрационной колонки в испаритель смещается нулевая линия, которая стабилизируется при установлении нормальной скорости газа-носителя через 10 — 20 секунд, после чего переводят кран в положение II (анализ). Записывают хроматограмму и измеряют высоту пика. По градуировочному графику или градуировочным коэффициентам находят количество анилина.
После выхода анилина продувают концентрационную колонку в испарителе не менее 5 мин, затем перекрывают поток газа-носителя, устанавливая ручку крана-дозатора в положение I, и вынимают концентрационную колонку из испарителя. Колонка вновь готова для отбора проб.
Расчет концентрации
Концентрацию анилина «С» в воздухе (в мг/м3) вычисляют по формуле:
C = \frac{a \cdot 1000}{0,91 \cdot V} , где
a — количество анилина во всей пробе, мкг;
V — объем пробы воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям, л (см. Приложение 1).
0,91 — коэффициент десорбции анилина из отобранной пробы.
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 = \frac{Vt(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 V следует пользоваться таблицей коэффициентов (Приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20°С и к давлению 760 мм рт.ст. надо умножить Vt на соответствующий коэффициент.
Коэффициент K для приведения объема воздуха к условиям по ГОСТ 12.1.016-79