Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций растворителей, красок, эмалей (ацетона, бензола, бутанола, бутилацетата, ксилола, толуола, циклогексанона, этилацетата) в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 10.09.1991 № 5912-91)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ РАСТВОРИТЕЛЕЙ, КРАСОК, ЭМАЛЕЙ (АЦЕТОНА, БЕНЗОЛА, БУТАНОЛА, БУТИЛАЦЕТАТА, КСИЛОЛА, ТОЛУОЛА, ЦИКЛОГЕКСАНОНА, ЭТИЛАЦЕТАТА) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Физико-химические свойства веществ

Наименование вещества	Формула	М.м.	Плотность, г/куб. см	T кип, °C	Растворимость
					в воде	в орг. раств.
Ацетон Бензол	(CH ) CO 3 2 C H 6 6	58,08 78,11	0,792 0,879	81,6 80,1	0,08	сп, э сп, э, ац, C 2
Бутанол	CH (CH ) CH OH 3 2 2 2	74,12	0,810	117,7	8	сп, э
Бутилацетат Ксилол	CH COO(CH ) CH 3 2 3 3 C H (CH ) 6 4 3 2	116,16 106,17	0,881 0,864	126 139	0,7 н	сп, э
Толуол	C H CH 6 5 3	92,14	0,867	110,6	0,047	сп, э, бз, хл
Циклогексанон	CO(CH ) CH 2 4 2	98,15	0,948	156	2,4	сп, э, бз
Этилацетат	CH COOC H 3 2 5	88,11	0,091	77,15	8,6	в разн.

Токсикологическая характеристика определяемых веществ

Вещество	Токсикологическая характеристика	Класс опасности	ПДК, мг/куб. м
1	2	3	4
Ацетон	Действует как наркотик, поражая все отделы центральной нервной системы и прежде всего нарушая условнорефлекторную деятельность	4	200
Бензол	Высокая концентрация паров бензола оказывает действие на нервную систему	2	5
Бутанол	Вызывает воспаление роговой оболочки глаз	3	10
Бутилацетат	Вызывает раздражение глаз и верхних дыхательных путей	4	200
Ксилол	Наркотик. Оказывает раздражающее действие на центральную нервную систему. При длительном воздействии раздражает кроветворные органы	3	50
Толуол	В высоких концентрациях пары толуола действуют наркотически. Оказывает раздражающее действие на нервную систему и кроветворные органы	3	50
Циклогексанон	Наркотик, действие которого нарастает пропорционально длительности вдыхания паров	3	10
Этилацетат	Наркотик. Пары умеренно раздражают слизистые оболочки	4	200

Характеристика метода

Определение основано на использовании предварительного концентрирования определяемых компонентов силикагелем с последующим растворением в воде, содержащей неионогенное ПАВ (ОП-7 или ОП-10) для увеличения растворяющей способности воды. Полученный водный раствор анализируется газохроматографически с применением пламенно-ионизационного детектора.

Компонент	Диапазон измерения
	в анализируемом объеме, мкг	концентрация в воздухе, мг/м
Ацетон	-4 -2 1 x 10 — 1 x 10 -5 -3	0,1 — 1000
Бензол	2 x 10 — 2 x 10 -4 -2	0,02 — 2000
Бутанол	1 x 10 — 1 x 10 -4 -2	0,1 — 1000
Бутилацетат	1 x 10 — 1 x 10 -5 -3	0,1 — 1000
Ксилол	5 x 10 — 2 x 10 -5 -3	0,05 — 500
Толуол	2 x 10 — 2 x 10 -5 -3	0,02 — 300
Циклогексанон	5 x 10 — 2 x 10 -5 -3	0,05 — 500
Этилацетат	5 x 10 — 2 x 10	0,05 — 500

Граница суммарной погрешности измерения не превышает +/- 25%.

Метод специфичен для определяемых веществ.

Реактивы, растворы, материалы

Силикагель марки КСМ-5, ГОСТ 3956-54, фр. 0,315 — 0,6 мм.

Неионогенное ПАВ ОП-10, ГОСТ 8433-57.

Воздух газообразный, ГОСТ 17433-72; водород, ГОСТ 3022-70; гелий, ТУ 980-80, ОС-4, в баллонах с редуктором.

Ацетон, ГОСТ 2603-79.

Бутанол, ГОСТ 6006-78, ч.д.а.

Бутилацетат, ГОСТ 8981-78.

Бензол, ГОСТ 5955-75, х.ч.

Толуол, ГОСТ 5789-78, х.ч.

Ксилол, ГОСТ 9949-76, ч.

Циклогексанон, ТУ 24615-81.

Этилацетат, ТУ 6265-74.

Фурфуриловый спирт, МРТУ 6-09-6908-70, ч.

Хроматон N-AW-DMCS, фр. 0,16 — 0,20 мм (пр-во ЧССР).

Лукопрен Г-1000 (пр-во ЧССР).

Стандартные растворы № 1 — 5 готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 1 л вносят 2 — 3 г неионогенного ПАВ ОП-10, заливают колбу наполовину дистиллированной водой, взвешивают стандартные вещества (см. табл.) в бюксе с 5 г силикагеля, растворяют компоненты введением силикагеля в колбу и после отстаивания пены доливают колбу водой до метки.

Таблица

Компонент	Концентрация компонента в стандартном водном растворе, мг/мл
	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
Ацетон	0,5	0,3	0,2	0,1	0,05
Бутанол	0,5	0,3	0,2	0,1	0,05
Бутилацетат	0,5	0,3	0,2	0,1	0,05
Бензол	0,02	0,05	0,1	0,2	0,5
Толуол	0,5	0,3	0,1	0,05	0,02
Ксилол	0,02	0,05	0,1	0,2	0,3
Циклогексанон	0,02	0,05	0,1	0,2	0,3
Этилацетат	0,02	0,05	0,1	0,2	0,3
Фурфуриловый спирт	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
(внутренний стандарт)

Приборы и посуда

Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.

Колонка стальная хроматографическая длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм.

Пробоотборная стеклянная трубка длиной 10 см и внутренним диаметром 3 мм.

Набор сит «Физприбор».

Микрошприц МШ-10 вместимостью 10 мкл.

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

Пробирки с притертой пробкой вместимостью 5 мл.

Линейка измерительная, ГОСТ 427-75.

Посуда лабораторная фарфоровая, ГОСТ 427-75.

Меховой аспиратор АМ-5 или УГ-2.

Отбор проб воздуха

Воздух с объемным расходом 0,3 л/мин. аспирируют через пробоотборную трубку, заполненную силикагелем.

Для определения 1/2 ПДК бензола достаточно отобрать 1 л воздуха.

Отобранная проба в герметизированной пробоотборной трубке может храниться в течение 10 дней при комнатной температуре. Трубки герметизируют с помощью резиновых или пластиковых заглушек.

Подготовка к измерению

Приготовление адсорбента для пробоотборной трубки:

Силикагель марки КСМ-5 смачивают, измельчают в фарфоровой ступке, сушат, отсеивают фракцию 0,315 — 0,6 мм и промывают 5-кратно горячей дистиллированной водой (до исчезновения пыли в воде). Адсорбент сушат в сушильном шкафу при температуре 130 — 140 °C в течение 8 часов и горячий пересыпают в герметичную емкость.

Для приготовления насадки для хроматографической колонки 4 г лукопрена Г-1000 растворяют в 100 мл хлороформа при кипячении в колбе на водяной бане с обратным холодильником или оставляют до следующего дня.

20 г хроматона N-AW-DMCS помещают в фарфоровую чашку, заливают полученным раствором и нагревают на водяной бане до полного испарения растворителя, постоянно осторожно перемешивая носитель, желательно тефлоновой палочкой. Готовый носитель сушат в сушильном шкафу при 150 °C 2 — 3 часа, охлаждают и под вакуумом заполняют колонку.

Колонку кондиционируют в хроматографе путем нагрева при 250 °C в течение 8 часов в токе гелия 5 — 10 мл/мин. После этого температуру колонки снижают до 200 °C и вводят микрошприцем 5 мкл дистиллированной воды 10 раз через 5 — 10 минут. Температуру колонки снижают до 120 °C и выдерживают колонку в рабочих условиях в течение 7 — 8 часов.

Условия хроматографирования градуировочных растворов и анализируемых проб

Насадка для колонки — хроматон N-AW-DMCS (0,16 — 0,2 мм) с 20% лукопрена Г-1000

Температура, °C

     колонки                                        120
     испарителя                                     150

Скорость потока, мл/мин.

     гелия                                          40
     водорода                                       30
     воздуха                                        300
    Объем вводимой дозы, мкл                        1 - 2

Время удерживания, сек.

     ацетон                                         36
     этилацетат                                     65
     бензол                                         82
     бутанол                                        85
     толуол                                         127
     бутилацетат                                    140
     фурфуриловый спирт (стандарт)                  160
     циклогексанон                                  208
     ксилол                                         245

Проведение измерения

Количественный анализ проводят по методу внутреннего стандарта. Для определения концентрации веществ в отобранных пробах необходимо построить градуировочный график. Для этого свежеприготовленные стандартные растворы (5 растворов) с помощью микрошприца анализируют на хроматографе. Объем вводимого в хроматограф раствора 1 — 2 мкл.

    Для каждого компонента строят градуировочный график зависимости  P /P
                                                                      i  ст
от H /H  ,
    i  ст

где:

P — количество определяемого вещества в г в 1 л стандартного раствора; i

P — количество стандартного вещества в г в 1 л раствора; ст

H — высота пика определяемого вещества, мм; i

H — высота пика стандарта — фурфурилового спирта, мм. ст

Определяют поправочный коэффициент каждого определяемого вещества K как тангенс угла наклона градуировочной прямой:

                                   P  / P
                                    i    ст

K = --------.

                                   H  / H
                                    i    ст

Силикагель из пробоотборной трубки переносят в пробирку на 5 мл с притертой пробкой. В пробирку приливают 1 мл воды, содержащей 0,1 г/л фурфурилового спирта (внутренний стандарт) и 2 — 3 г/л неионогенного ПАВ ОП-10. Пробу перемешивают и выдерживают 10 — 15 минут. Усредненную пробу отбирают микрошприцем и вводят в хроматограф в количестве 1 — 2 мкл.

Расчет концентрации

Концентрации веществ в воздухе (C) в мг/куб. м вычисляют по формуле:

                              H x K x P

C = ---------,

                                  H   x V
                                   ст    20

где:

H, H — высоты пиков определяемого вещества и внутреннего стандарта, ст мм;

P — количество стандарта, внесенного в пробу с водой, мг; ст

K — поправочный коэффициент;

V — объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным 20 условиям, куб. м.

---