Методические указания по фотометрическому определению аморфного диоксида кремния в производственной пыли
(утв. Минздравом СССР 10.09.1991 № 5887-91)
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).
10 сентября 1991 г. № 5887-91
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ОПРЕДЕЛЕНИЮ АМОРФНОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПЫЛИ
Аморфный диоксид кремния — порошкообразное белое вещество, хорошо растворимое в щелочах, плавиковой, борофтористоводородной, кремнефтористоводородной кислотах. При температуре 1100 °C переходит в кристаллическую модификацию (кристобалит). В воздухе рабочей зоны находится в виде высокодисперсного аэрозоля конденсации.
Предельно допустимая концентрация пыли, содержащей свыше 70% аморфного диоксида кремния в виде аэрозоля конденсации (возгоны электротермического производства кремния и кремнистых ферросплавов, аэросил-175; аэросил-300 и др.) — 1 мг/куб. м.
Раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. При отложении пылевых частиц в органах дыхания развиваются местные изменения по типу пневмокониоза и хронического пылевого бронхита, отмечаются проявления резорбтивного общетоксического действия, в частности, действия на печень.
Характеристика метода
Метод основан на растворении аморфного диоксида кремния в едкой щелочи при кипячении и определении кремния по синему кремнемолибденовому комплексу. Отбор проб производят с концентрированием на фильтры АФА-ВП.
Нижний предел в анализируемом объеме пробы — 2 мкг.
Нижний предел измерения в воздухе — 0,5 мг/куб. м (при отборе 100 л воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций 0,5 — 15 мг/куб. м.
Граница суммарной погрешности измерения не превышает +/- 20%.
Измерению не мешает кристаллический диоксид кремния, мешают легкорастворимые силикаты и элементный кремний.
Время выполнения измерений 1 час, включая отбор проб 15 минут.
Приборы, аппаратура, посуда
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 50 и 100 мл.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 0,1; 0,2; 1; 2; 5 мл.
Тигли стеклоуглеродные конусные № 5, вместимостью 40 мл, ТУ 48-20-117-82.
Цилиндры мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 10 мл.
Воронки из полиэтилена или парафинированные диаметром 37 мм, ГОСТ 1770-74.
Колбы конические или цилиндры мерные с пришлифованными пробками, ГОСТ 1770-74, вместимостью 50 мл.
Палочка алюминиевая (проволока толщиной 3 мм).
Реактивы, растворы, материалы
Натрия гидроксид, ГОСТ 4328-77, х.ч., 4-процентный раствор.
Серная кислота, ГОСТ 4204-77, х.ч., 1 н раствор.
Винная кислота, ГОСТ 5817-77, х.ч., 5-процентный раствор.
Аскорбиновая кислота, ГОСТ 4815-57, 1-процентный раствор, свежеприготовленный.
Аммоний молибденовокислый, ГОСТ 3785-72, перекристаллизованный, 7-процентный раствор.
Бумажные фильтры «синяя лента».
Стандартный раствор № 1 с содержанием 200 мкг/мл диоксида кремния. 0,02 аэросила помещают в стеклоуглеродный тигель, добавляют 10 мл 4-процентного раствора едкого натра и кипятят 10 минут, добавляют 20 мл воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, несколько раз обмывают тигель водой, сливая ее в ту же колбу, затем объем раствора доводят до метки дистиллированной водой. Стандартный раствор № 1 хранят в полиэтиленовой емкости в течение месяца.
Стандартный раствор № 2, содержащий 20 мкг/мл диоксида кремния, готовят перед использованием. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 мл наливают 10 мл стандартного раствора № 1, прибавляют 1 мл 1 н раствора серной кислоты и доводят объем до метки водой.
Отбор проб воздуха
Воздух со скоростью 10 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ВП-20, помещенный в фильтродержателе. Количество протянутого через фильтр воздуха зависит от концентрации в нем пыли. Навеска пыли на фильтре должна быть не менее 2 мг. В случае малой запыленности и невозможности в течение 30 минут отобрать необходимую навеску, следует объединить несколько параллельных проб.
Подготовка к измерению
Для построения градуировочного графика готовят шкалу стандартов согласно таблице.
| № п/п | Стандартный раствор № 2, мл | Дистиллированная вода, мл | Содержание аморфного диоксида кремния, мкг |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 20,0 | 0 |
| 2 | 0,1 | 19,9 | 2 |
| 3 | 0,2 | 19,8 | 4 |
| 4 | 0,4 | 19,6 | 8 |
| 5 | 0,6 | 19,4 | 12 |
| 6 | 1,0 | 19,0 | 20 |
| 7 | 1,5 | 18,5 | 30 |
В конические колбы вместимостью 50 мл (либо мерные цилиндры с пришлифованными пробками) помещают указанные в таблице объемы стандартного раствора № 2, доводят объем раствора до 20 мл дистиллированной водой, добавляют по 1,5 мл 1 н раствора серной кислоты и по 1 мл 7-процентного раствора молибдата аммония, каждый раз перемешивая, через 5 минут добавляют по 5 мл 5-процентного раствора винной кислоты и по 0,5 мл 1-процентного раствора аскорбиновой кислоты, перемешивают и через 20 минут измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 815 нм относительно раствора холостой пробы.
Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей, на ось абсцисс — соответствующие им содержания диоксида кремния (мкг) в градуировочных растворах.
Проведение измерения
Фильтр с отобранной пробой помещают в стеклоуглеродный тигель, смачивают по 0,5 мл этанола, приливают 5 мл 4-процентного раствора гидроксида натрия и помещают на кипящую водяную баню на 5 — 7 минут. Затем добавляют 10 — 15 мл воды и содержимое тигля фильтруют в мерную колбу вместимостью 50 мл, отжимая поливинилхлоридный фильтр алюминиевой палочкой, фильтр промывают тремя порциями воды по 5 — 6 мл, сливая ее в ту же колбу. Раствор нейтрализуют 5 мл 1 н серной кислоты и по охлаждении доводят объем до метки дистиллированной водой.
В зависимости от содержания диоксида кремния в колбу на 50 мл отбирают соответствующую аликвотную часть пробы (0,5 — 20 мл), доливают до 20 мл дистиллированной водой и дальнейший анализ ведут аналогично разделу «Подготовка к измерению». Оптическую плотность полученных растворов измеряют по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.
Количественное определение содержания диоксида кремния (мкг) проводят по предварительно построенному градуировочному графику.
Расчет концентрации
Процентное содержание аморфного диоксида кремния в пыли (X) вычисляют по формуле:
V x a x 100
общ
X = ----------------, V x p x 1000 алик
где:
V — общий объем пробы, мл; общ
V — объем пробы, взятый для анализа, мл; алик
a — содержание аморфного диоксида кремния в аликвотной части раствора, мкг;
Концентрацию пыли в воздухе (C) в мг/куб. м рассчитывают по формуле:
p x 1000
где V — объем отобранного воздуха, приведенный к стандартным 20 условиям, л.