Методические указания по фотометрическому измерению концентраций бензола и нитробензола в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 10.09.1991 № 5817-91)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["Технические условия на метод... (от 20.03.1975 N 1263-75)"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/usloviya-1263-75" "Технические условия на метод определения бензола и нитробензола в воздухе (утв. Минздравом СССР 20.03.1975 N 1263-75)"
  n1["Методические указания по фотометрическому... (от 10.09.1991 N 5817-91)"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/5817-91" "Методические указания по фотометрическому измерению концентраций бензола и нитробензола в воздухе рабочей зоны (утв. Минздравом СССР 10.09.1991 N 5817-91)"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ БЕНЗОЛА И НИТРОБЕНЗОЛА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Аннотация

В сборник вошли переработанные и дополненные Технические условия (выпуск 11), подготовленные 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». Методики изложены в виде «Методических указаний по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны» и обеспечивают избирательное измерение концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны в присутствии сопутствующих компонентов на уровне 0,5 ПДК. Погрешность измерений концентраций вредного вещества, состоящая из суммы неисключенных систематической и случайной погрешностей, не превышает +/- 25%.

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

Методические указания разработаны с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их предельно допустимым концентрациям (ПДК) — санитарно-гигиеническим нормативам, утверждены МЗ СССР 10 сентября 1991 г. и являются обязательными при осуществлении санитарного контроля.

Методические указания являются действующими в соответствии с Постановлением Государственного комитета РСФСР Санэпиднадзора № 1 от 06.02.92 «О порядке действия на территории Российской Федерации нормативных актов бывшего Союза ССР в области санэпидблагополучия населения».

С момента утверждения данных Методических указаний утвержденные ранее ТУ на методы определения вредных веществ в воздухе, выпуск 11, М., 1976 г., утратили свое действие.

 // \

\ / М.м. 78,12.

Бензол — бесцветная жидкость. Т. кип. — 80,1 °С. Смешивается во всех отношениях с неполярными растворителями, углеводородами. Дает с водой азеотропную смесь с Т. кип. 69,25 °С.

В воздухе присутствует в виде паров.

Чрезвычайно опасен, хроническое вдыхание его паров приводит к тяжелому заболеванию. Действие его сказывается на центральной нервной системе, изменяются кровь и кроветворные органы. Сильно раздражает кожу.

ПДК в воздухе 5 мг/куб. м.

      NO

     // \/  2

     \\ /                                             М.м. 123,11.

Нитробензол — бесцветная жидкость с запахом горького миндаля. Т. кип. — 235 °С, плотность 1,2082 г/куб. см. Перегоняется с водяным паром.

В воздухе присутствует в виде паров.

Проявляет при отравлении наркотическое действие. Производственные отравления выражаются обычно в легкой анемии, метгемоглобинемии.

ПДК в воздухе 3 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на нитровании бензола или нитробензола и последующем фотометрическом измерении окрашенного в фиолетовый цвет продукта, образующегося при реакции динитробензола со щелочью в толуольно-ацетоновом растворе.

Отбор проб проводят с концентрированием в поглотительный раствор.

Нижний предел измерения в анализируемом растворе для бензола — 0,3 мкг, нитробензола — 0,5 мкг.

Нижний предел измерения в воздухе для бензола — 2,5 мг/куб. м (при отборе 0,25 л воздуха), для нитробензола — 1,5 мг/куб. м (при отборе 0,7 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций от 2,5 до 15 мг/куб. м для бензола и от 1,5 до 10 мг/куб. м для нитробензола.

Измерению мешают хлорбензол, дифенил и дифенилоксид. Бензол и нитробензол мешают определению друг друга. Гомологи бензола, эфиры, спирты и карбонильные соединения устраняются окислением и не мешают измерению.

Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 25%.

Время выполнения измерения — 2 ч 30 мин., включая отбор проб.

Приборы, аппаратура, посуда

Фотоэлектроколориметр.

Аспирационное устройство.

Поглотительные сосуды с пористой пластинкой № 1 или № 2.

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

Пипетки, ГОСТ 20292-74, емкостью 1, 2, 5 и 10 мл.

Посуда лабораторная согласно ГОСТ 1770-74.

Цилиндры мерные, ГОСТ 1770-74, емкостью 10 и 25 мл.

Воронки делительные, емкостью 60 и 120 мл.

Колбы конические емкостью 50 — 100 мл.

Реактивы, растворы и материалы

Бензол, х.ч., ГОСТ 5955-75.

Нитробензол, ч., ТУ 6-09-09-120-78.

Нитрационная смесь: 10 г калия азотнокислого растворяют в 100 мл серной кислоты.

Стандартный раствор бензола: в мерную колбу емкостью 25 мл вносят 10 — 15 мл нитрационной смеси, взвешивают. Добавляют 0,05 мл бензола, взвешивают и доводят объем до метки нитрационной смесью. По результатам двух взвешиваний рассчитывают концентрацию вещества в мкг/мл.

Стандартный раствор нитробензола в нитрационной смеси готовят аналогично бензолу.

Толуольный экстракт бензола № 1 с концентрацией бензола 50 мкг/мл готовят следующим образом: в пробирку вносят пипеткой 2 мл стандартного раствора бензола и 1 мл 7,5-процентного раствора бихромата калия. Растворы перемешивают и выдерживают на кипящей водяной бане 30 мин. Затем содержимое пробирки сливают в колбу, содержащую 10 мл воды, пробирку ополаскивают 2 раза по 3 — 5 мл воды. После охлаждения раствор из колбы переносят в делительную воронку. В воронку вносят толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мкг бензола, содержащегося в воронке в виде динитросоединения, и энергично встряхивают 2 мин.

После расслоения удаляют водный слой. В воронку вводят 5 — 10 мл раствора соды и промывают экстракт. Если слой соды обесцветился, его удаляют, отделив слой раствора соды, переносят экстракт в сухую посуду с пробкой. Для длительного хранения экстракт в этой посуде оставляют на 2 — 3 ч для осаждения следов мути, после чего сливают в сухую склянку и закрывают плотной корковой пробкой.

Толуольный экстракт бензола № 2 с концентрацией 5 мкг/мл бензола готовят соответствующим разбавлением экстракта № 1 толуолом в 10 раз.

Толуольные экстракты динитробензола № 1 и № 2, содержащие 50 и 5 мкг/мл нитробензола, готовят таким же образом, исходя из стандартного раствора нитробензола в нитрационной смеси.

Экстракты № 1 и № 2 при хорошей укупорке хранятся в течение года.

Серная кислота, х.ч., ГОСТ 4204-77, плотностью 1,82 — 1,84.

Калий азотнокислый, х.ч., ГОСТ 4217-77.

Калий двухромовокислый, ГОСТ 4220-75, х.ч., 7,5-процентный раствор.

Толуол, ч.д.а., ГОСТ 5789-78, бесцветный.

Ацетон, ч.д.а., ГОСТ 2603-79, бесцветный, содержащий не более 1% воды и не содержащий кислых примесей. Для устранения избытка воды и кислых примесей 0,5 л ацетона интенсивно встряхивают 4 — 5 мин. в склянке или делительной воронке с 50 мл 40 — 50-процентного раствора едкого натра. После расслоения сливают ацетон и фильтруют его от мути через ватный тампон.

Натр едкий, х.ч., ГОСТ 4328-77, 0,1 н раствор.

Натрий углекислый безводный, х.ч., ГОСТ 83-79, 2-процентный раствор, подкрашенный фенолфталеином до розового цвета.

Уксусная кислота, х.ч., ГОСТ 61-75, 10-процентный раствор.

Отбор проб воздуха

Воздух аспирируют со скоростью 0,1 л/мин. через два последовательно соединенных поглотительных прибора с пористой пластинкой с 4 мл нитрационной смеси в каждом.

Для определения 1/2 ПДК достаточно отобрать для бензола 0,25 л воздуха, для нитробензола — 0,7 л воздуха.

Подготовка к измерению

Градуировочные растворы готовят согласно таблице 10.

Таблица 10

ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ

В колориметрические пробирки отбирают, согласно таблице, аликвоты толуольного экстракта, приливают толуол, вносят по 8 мл ацетона и по 0,5 мл (не более) 0,1 н раствора едкого натра (удобно использовать титровальную установку), перемешивают и оставляют при комнатной температуре на 20 мин., по истечении которых подкисляют все растворы 2 к. 10-процентной уксусной кислоты. Полученные фиолетовые растворы фотометрируют при длине волны лямбда = 570 нм. Измерение проводят в кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемое вещество.

Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им величины содержания вещества в градуировочном растворе (в мкг).

Проверка графика производится 1 раз в месяц.

Проведение измерения

После отбора пробы поглотительные приборы выдерживают не менее 5 — 10 мин. при температуре выше 10 °С для окончания нитрования бензола или нитробензола. После тщательного перемешивания отбирают по 2 мл проб в пробирки, вводят по 1 мл 7,5-процентного раствора бихромата, смешивают и выдерживают 30 мин. на кипящей водяной бане.

Если в течение нагрева на бане жидкость в пробирке примет чисто зеленый цвет (полное окисление бихромата), вносят еще 100 — 200 мг порошка бихромата и нагревают на бане еще 25 — 30 мин.

Цвет жидкости в конце нагрева должен быть характерным для бихромата или промежуточным между ним и зеленым (цвет хаки).

После извлечения из бани окисленные пробы переносят в колбы емкостью 50 — 100 мл. Для переноса пробы используют 10 мл воды. Растворы из колб после охлаждения до температуры ниже 30 °С сливают в делительные воронки, ополаскивая колбы 2 — 3 мл воды.

В делительную воронку вносят 2 мл толуола, встряхивают 2 мин. После расслоения удаляют водный слой, а экстракт промывают 3 — 5 мл раствора соды. Если раствор соды обесцветился, то в воронку вносят еще 3 — 5 мл раствора соды. Дав отстояться, удаляют слой соды, а экстракт сливают в отдельную посуду. Небольшая муть экстракта не влияет на результаты анализа.

В сухую колориметрическую пробирку вносят 1 мл экстракта пробы, а в другую пробирку — 0,1 мл этого экстракта и 0,9 мл толуола. Далее анализ проводят так же, как при построении градуировочного графика. Оптическую плотность полученного анализируемого раствора измеряют аналогично градуировочным растворам по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробе. Количественное содержание бензола и нитробензола в анализируемой пробе проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

Расчет концентрации

Концентрацию бензола или нитробензола «С» в воздухе (в мг/куб. м) вычисляют по формуле:

                              а х в х е

С = ----------, V х б х V 1

где:

а — содержание бензола или нитробензола в анализируемом объеме, найденное по градуировочному графику, мкг;

в — объем толуола, взятый для экстрагирования, мл;

б — объем нитрационной смеси, обработанный бихроматом калия (экстрагированный толуолом), мл;

е — объем нитрационной смеси, внесенный в поглотительный прибор для отбора пробы, мл;

V — объем экстракта, взятый для анализа, мл; 1

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

Примечания:

1. Если известно, что в исследуемом воздухе отсутствуют гомологи бензола, то операцию окисления бихроматом можно исключить.

2. При использовании в работе комплектных колориметрических пробирок с меткой 10 мл можно в пробирки с экстрактом проб и в пробирки шкалы стандартов прибавлять по 9 мл ацетона (до метки).

3. При колориметрировании пробы, окрашенной сильнее последнего стандарта, из нулевой пробирки следует отобрать 2,1 мл жидкости (20% объема) и вводить 2,1 мл конечного раствора этой пробы.

Приложение 1

Приведение объема воздуха к стандартным условиям (20 °С, 760 мм рт. ст.) производят по следующей формуле:

                        V  х (273° + 20°) х Р
                         t

                      V   = ---------------------,
                       20     (273° + t) х 760

где:

V — объем воздуха, отобранный для анализа, л; t

Р — барометрическое давление, мм рт. ст.;

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

Можно также пользоваться таблицей коэффициентов (см. Приложение 2). Для приведения объема воздуха к стандартным условиям надо умножить V на t соответствующий коэффициент.