Методические указания по газохроматографическому измерению концентрации суммы органических соединений (в пересчете на углерод) в воздухе рабочей зоны
(утв. Минздравом СССР 10.09.1991 № 5910-91)
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. № 5910-91
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИИ СУММЫ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ (В ПЕРЕСЧЕТЕ НА УГЛЕРОД)
В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Физико-химические свойства
| Наименование вещества | Формула | Плотность, г/куб. см | Т , °С кип | Растворимость, % | |
| в воде | в органических растворителях | ||||
| Скипидар | Терпентинное масло | 0,85 — 0,88 | 153 — 180 | н | сп., эф., ац., C и др. 2 |
| Сольвентнафта | Смесь бензольных углеводородов | 0,87 — 0,89 | 120 — 180 | н | сп., эф., ац. и др. |
| Лигроин | C — C 8 20 | 0,74 — 0,80 | 120 — 200 | н | сп., эф., ац. и др. |
| Бензины (растворители и экстракционные) | C — C 6 10 | 0,69 — 0,73 | 70 — 120 | н | сп., эф., ац. аром. угл. |
| Уайт-спирит | C — C 9 15 | 0,77 — 0,795 | 140 — 200 | н | -«-» |
| Керосин | C — C 8 20 | 0,81 — 0,84 | 110 — 325 | н | -«-» |
Токсикологическая характеристика определяемого вещества
| Вещество | Токсикологическая характеристика | Класс опасности | ПДК, мг/куб. м |
|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Скипидар | Сначала возбуждает, а потом парализует центральную нервную систему. Пары раздражают глаза и дыхательные пути | 4 | 300 |
| Сольвентнафта | Наркотик. При хроническом воздействии вызывает легкое раздражение кроветворных органов | 4 | 100 |
| Лигроин | Наркотик. При хроническом отравлении вызывает нервные расстройства | 4 | 300 |
| Бензины и уайт-спирит | Наркотики. При высоких концентрациях паров возможны молниеносные отравления. При хроническом отравлении вызывает функциональные расстройства | 4 | 100 — 300 |
| Керосин | Действует аналогично бензинам. Сильнее раздражает слизистые оболочки и кожу | 4 | 300 |
Определение основано на использовании газоадсорбционной хроматографии с применением детектора по теплопроводности. Отбор проб проводят с концентрированием на адсорбент — оксид алюминия, содержащий оксиды меди, хрома, ванадия, в пробоотборных трубках.
При нагревании адсорбента свыше 450 °С происходит окисление адсорбированных органических веществ до диоксида углерода, который потоком газа-носителя вводится в хроматограф и определяется количественно в пересчете на углерод.
Нижний предел измерения в хроматографируемом объеме (5 мл) — 0,1 мкг (в пересчете на углерод).
Нижний предел измерения в воздухе — 0,5 мг/куб. м при отборе 1 л воздуха.
Диапазон измеряемых концентраций суммы органических веществ в воздухе 4
от 0,5 до 10 мг/куб. м. Измерению не мешают углеводороды до C включительно, оксиды углерода,
4
аммиак, вода и др. неорганические соединения.
Граница суммарной погрешности измерения не превышает +/- 20%.
Время выполнения измерения (включая отбор проб) около 10 минут.
Приборы, аппаратура, посуда
Хроматограф с детектором по теплопроводности.
Колонка хроматографическая стальная длиной 0,5 м и внутренним диаметром 3 мм.
Аспирационное устройство — меховой аспиратор АМ-5 или УГ-2 (можно использовать медицинский шприц емкостью 100 мл).
Пробоотборная стеклянная трубка длиной 100 мм, внутренним диаметром 5 мм и наружным диаметром 6,5 мм (можно использовать отработанные индикаторные трубки на CO, H , O и др.). 2 2
Медицинские шприцы вместимостью 2 и 5 мл, ТУ 6421789-78 и вместимостью 100 мл, ТУ 64-2-55-70.
Посуда лабораторная фарфоровая, ГОСТ 427-75.
Реактивы, материалы
Углекислота в баллоне с редуктором, ГОСТ 8050-85.
Гелий газообразный в баллоне с редуктором, ТУ 51-940-80, осч.
Алюминия окись (гамма форма), ТУ 6-09-3428-78 или ТУ 06-09-32-32-80.
Хром сернокислый 6-водный, ч, ГОСТ 4472-78.
Медь сернокислая 5-водная, ч, ГОСТ 4165-78.
Ванадил сернокислый, ч, ТУ 6-09-4062-75.
Уголь активированный АГ-3, ГОСТ 2064-75.
Нихромовая проволока (0,35 мм), ГОСТ 101.55-75.
Приготовление адсорбента
В фарфоровой чашке с 200 мл дистиллированной воды при нагревании до 70 - 90 °С растворяют: сульфата ванадила (VOSO ) 21,5 г; сульфата меди
4
(CuSO х 5H O) 31,4; сульфата хрома (Cr (SO ) 6H O) 3,3 г. В полученный
4 2 2 4 3 2
раствор, охлажденный до комнатной температуры, при перемешивании вносят 100 г гамма-оксида алюминия (фракция 0,4 — 0,8 мм). Полученную массу выдерживают 4 часа при периодическом перемешивании твердой фазы.
После пропитки раствор выпаривают при постоянном перемешивании. Адсорбент сушат в сушильном шкафу при 110 °С в течение 3 часов. Высушенный адсорбент прокаливают в атмосфере воздуха 4 часа при 500 °С. Полученный адсорбент содержит, % вес: V O - 12; CuO - 10; CrO - 1. 2 5 3
Готовый адсорбент помещают в центр пробоотборной трубки (длина слоя адсорбента в трубке 2 — 3 см). Для фиксации адсорбента в трубке используют стекловолокно, предварительно прогретое в муфельной печи при 500 °С. Заполненную адсорбентом пробоотборную трубку предварительно кондиционируют путем продувки через нее воздуха при 500 °С в течение 10 — 15 минут.
Заполненную пробоотборную трубку закрывают резиновыми или пластиковыми заглушками и хранят до 5 дней при комнатной температуре. Продолжительность работы адсорбента в трубке — до 100 анализов.
Отбор пробы воздуха
Анализируемый воздух в количестве 0,1 — 1,0 л аспирируют через пробоотборную трубку с помощью мехового аспиратора или медицинского шприца вместимостью 100 мл. После отбора пробы трубку закрывают заглушками и хранят при комнатной температуре. Гарантированный срок хранения до 5 дней.
Подготовка к измерению
Хроматографическую колонку диаметром 3 мм и длиной 0,5 м заполняют активированным углем АГ-3 (фракции 0,25 — 0,5 мм). Колонку кондиционируют в токе гелия при температуре 200 °С в течение 4 часов.
Для калибровки хроматографа готовят градуировочные воздушные смеси, содержащие диоксид углерода (углекислоту) от 0,1 до 5 об.%, путем разбавления чистого диоксида воздухом. Градуировочные смеси готовят согласно таблице. Градуировочные смеси устойчивы в стеклянных сосудах до 1 месяца.
| № п/п | Содержание диоксида углерода, об.% | Содержание диоксида углерода, мкг/мл |
|---|---|---|
| 1 | 0,1 | 1,98 |
| 2 | 0,2 | 3,96 |
| 3 | 0,5 | 9,90 |
| 4 | 1,0 | 19,80 |
| 5 | 2,0 | 39,60 |
| 6 | 5,0 | 99,00 |
Градуировочные смеси вводят в колонку с помощью крана-дозатора. Вместо калибровочной дозы используют пробоотборную трубку без адсорбента, соединяя ее с краном-дозатором с помощью гибких капилляров. Предварительно с точностью до 3-го знака <*> определяют объем (мл) пробоотборной трубки с учетом объема капилляров. По результатам хроматограмм строят градуировочную кривую, выражающую зависимость высоты пика от количества компонента (мкг). По градуировочной кривой находят градуировочный коэффициент в пересчете на углерод:
С х V х М
CO с
2
К = -------------, с h х М
CO
2
где:
К — градуировочный коэффициент; с
С - концентрация CO в градуировочной смеси (мкг/мл); CO 2
2
V — объем пробоотборной трубки (мл);
М — молекулярная масса углерода (12); с
М - молекулярная масса CO (44). CO 2
2
<*> Объем трубки и капилляров определяют путем взвешивания их пустыми и заполненными дистиллированной водой, определяя объем по массе воды.
Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб
Температура термостата колонок 85 °С Температура испарителя 100 °С Температура термостата детектора 85 °С Скорость газа-носителя (гелия) 30 мл/мин. Скорость движения диаграммной ленты 200 мм/час Ток моста катарометра 150 мА Время удерживания диоксида углерода 37 сек.
Проведение измерения
Для проведения измерения необходим нагревательный элемент, его рекомендуется сделать из нихромовой проволоки длиной 1,5 м и диаметром 0,35 мм, которую свивают в спираль, длиной около 3 см и диаметром 7 мм. Спираль подсоединяют к держателю, в качестве которого можно использовать электрическую вилку, которую через тумблер (выключатель) подсоединяют к трансформатору с выходом 36V <*>.
<*> Можно использовать свободный выход 36 силового трансформатора, используемого в схеме хроматографа.
Готовую к анализу пробоотборную трубку продевают в спираль нагревателя,
подсоединяют к крану-дозатору таким образом, чтобы направление потока газа-носителя было таким же, что и потока воздуха, отбираемого в трубку. В положении крана-дозатора "отбор пробы" включают трансформатор, нагревая спиралью адсорбент до 450 - 500 °С (время нагрева 35 - 40 сек.). Выключают трансформатор и ставят кран-дозатор в положение "анализ", при этом диоксид углерода, образовавшийся в результате окисления органических веществ, потоком газа-носителя подается в колонку, где разделяется от воздуха и определяется, давая соответствующий пик CO на хроматограмме.
2
По высоте пика и калибровочному коэффициенту определяют количество органических веществ в пересчете на углерод по формуле:
h х К х 1000
с
где:
h — высота пика диоксида углерода (мм);
К — градуировочный коэффициент; с
V — объем воздуха, взятый для анализа (мл). 20
После каждого измерения пробоотборную трубку продувают воздухом с нагревом адсорбента до 450 — 500 °С (время нагрева 5 — 10 минут).