Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций углеводородов C1 — C4 (раздельно) в воздухе рабочей зоны
(утв. Минздравом СССР 10.09.1991 № 5923-91)
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. № 5923-91
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ C1 — C4 (РАЗДЕЛЬНО) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Физико-химические свойства определяемых веществ
| Название и структурная формула вещества | М.м. | T кип, °C | Растворимость | Упругость газа при | ||
| в 100 г воды, см | в орг. раств. | 20 °C, мм рт. ст. | ||||
| Метан CH 4 | 16,04 | -161,58 | 9 | сп., эф. | 138229 | |
| Этан CH -CH 3 3 | 30,07 | -88,63 | 4,7 | -«-» | 26786 | |
| Этен (этилен) CH =CH 2 2 | 28,05 | -103,7 | 25,6 | -«-» | 46290 | |
| Пропан CH -CH -CH 3 2 3 | 44,09 | -42,06 | 18 6,5 | -«-» | 6239 | |
| Пропен (пропилен) | 42,08 | -47,75 | 44,6 | -«-» | 7568 | |
| CH =CH-CH | ||||||
| 2 3 | 17 | |||||
| 2-Метилпропан (изобутан) | 58,12 | -11,7 | 13,1 | -«-» | ||
| CH -CH-CH | ||||||
| 3 | 3 | |||||
| CH 3 | ||||||
| н-Бутан CH -CH -CH -CH 3 2 2 3 | 58,12 | -0,5 | н.р. | -«-» | 559 | |
| Бутен-2 (бета-бутилен) | 56,10 | н.р. | -«-» | |||
| CH -CH=CH-CH | ||||||
| 3 3 | ||||||
| Бутен-1 (альфа-бутилен) | 56,10 | -6,25 | н.р. | -«-» | ||
| CH =CH-CH -CH | ||||||
| 2 2 3 | ||||||
| Бутадиен-1,3 (дивинил) | 54,09 | -4,5 | тр.р. | сп., эф., | 1798 | |
| CH =CH-CH=CH | бз., ац., | |||||
| 2 2 | хл. | |||||
Вещества, перечисленные в таблице, в воздухе находятся в виде паров. Предельно допустимая концентрация в воздухе: углеводороды предельные C - C (в пересчете на углерод) - 300 мг/куб. м; этилен, пропилен - 1 10
100 мг/куб. м; дивинил, альфа- и бета-бутилен — не установлена.
Определение основано на использовании газоадсорбционной хроматографии на приборе с пламенно-ионизационным детектором.
Отбор проб проводится без концентрирования.
Нижние пределы измерения в анализируемом объеме пробы метана, этана, пропана, пропилена — 0,005 мкг; изобутана, н-бутана, бутиленов и дивинила — 0,008 мкг.
Нижние пределы измерения в воздухе: углеводородов C - C - 1 3 2,5 мг/куб. м; углеводородов C - 4 мг/куб. м.
4
Диапазон измеряемых концентраций углеводородов C - C от 2,5 до 1 3 800 мг/куб. м, углеводородов C от 4 до 800 мг/куб. м.
4
Определению не мешают другие алифатические и ароматические углеводороды.
Граница суммарной погрешности измерения не превышает +/- 25%.
Предельно допустимые концентрации измеряемых веществ приведены в таблице.
ИЗМЕРЯЕМЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
| Название вещества | ПДК, мг/куб. м |
|---|---|
| Предельные углеводороды C — C 1 4 Этилен Пропилен Дивинил, альфа-бутилен, бета-бутилен | 300 100 100 не установлена |
Приборы, аппаратура, посуда
Газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.
Колонка из нержавеющей стали длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм.
Шприцы типа «Жанэ», цельностеклянные, вместимостью 100 — 150 мл, ТУ 64-1-1279-80.
Шприцы типа «Рекорд» вместимостью 2 — 5 мл, ТУ 64-1-378-83.
Колбы круглодонные, ГОСТ 10394-72, вместимостью 500 мл.
Лупа измерительная, ГОСТ 8309-75.
Линейка измерительная, ГОСТ 427-75.
Реактивы, растворы, материалы
Окись алюминия для хроматографии (фракция 0,16 — 0,25 мм).
Натрий углекислый кислый, ГОСТ 4201-79, х.ч.
Соляная кислота, ГОСТ 3118-77, х.ч.
Натрий едкий, ГОСТ 4328-77, х.ч., 5-процентный раствор.
Азот газообразный в баллоне с редуктором, ГОСТ 9293-74.
Водород технический в баллоне с редуктором, ГОСТ 3022-80.
Воздух для питания пневматических приборов и средств автоматизации в баллоне с редуктором, ГСП, ГОСТ 11822-73.
Аттестованные градуировочные смеси пропана с воздухом с содержанием пропана от 0,001 до 0,1%, ТУ 6-21-24-79.
Проведение измерения. Отбор пробы воздуха
Пробу воздуха отбирают в стеклянные шприцы вместимостью 100 или 150 мл путем пропускания 10-кратного объема воздуха. После отбора пробы на шприц надевают резиновую трубку с заглушкой. Пробы хранятся не более 4 — 5 часов.
Подготовка к измерению
Для приготовления насадки хроматографической колонки окись алюминия выдерживают в течение 3-х часов в концентрированной соляной кислоте, отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции, после чего выдерживают 2 часа в 5-процентном растворе едкого натра и снова отмывают до нейтральной реакции. Обработанный таким образом носитель сушат до сыпучего состояния при температуре 120 °C и прокаливают при 300 °C в течение 4-х часов.
Модифицируют носитель двууглекислым натрием (8% от массы носителя), сушат при 120 °C 7 часов, затем при 200 °C в течение 15 часов.
Хроматографическую колонку заполняют приготовленной насадкой в распрямленном виде при осторожном постукивании по всей длине колонки или с помощью вакуумного насоса и механической вибрации.
Кондиционируют колонку в токе азота при 200 °C в течение 3 — 5 часов, не подсоединяя колонку к детектору.
Количественное определение проводят методом абсолютной калибровки.
Для определения градуировочного коэффициента в хроматограф вводят последовательно по 2 мл аттестованной смеси с различной концентрацией пропана, равномерно распределенной по диапазону измерений.
Градуировочный коэффициент (A) определяют по формуле:
У x C
к
A = ------, мг/кв. мм, S x К п
где:
У — объем калибровочной смеси, введенный в хроматограф, куб. см; к
C — концентрация пропана в калибровочной смеси с воздухом, мг/куб. см;
S — площадь пика пропана, кв. мм;
К — коэффициент чувствительности пропана для пламенно-ионизационного п детектора (по таблице).
ДЛЯ ПЛАМЕННО-ИОНИЗАЦИОННОГО ДЕТЕКТОРА
| Вещество | Коэффициент чувствительности |
|---|---|
| Метан Этан Этилен Пропан Пропилен изо-Бутан Бутилены Дивинил | 1,108 1,036 1,170 1,018 1,170 1,000 1,170 1,130 |
Отобранную пробу воздуха с помощью шприца «Рекорд» вводят через самоуплотняющуюся мембрану в испаритель хроматографа.
Условия хроматографирования
Температура колонки 80 °C Температура испарителя 125 °C Температурный режим изотермический Скорость потока азота (газ-носитель) 60 мл/мин. Скорость потока водорода 45 мл/мин. Скорость потока воздуха 450 мл/мин. Скорость диаграммной ленты 240 мм/час
-12
Чувствительность по шкале электрометра 100 x 10 А Объем вводимой пробы 2 мл
Время удерживания анализируемых углеводородов
| Вещество | Время удерживания | |
| абсолютное, мин. | относительное (по бутану) | |
| Метан | 0,7 | 0,22 |
| Этан | 1,0 | 0,32 |
| Этилен | 1,2 | 0,38 |
| Пропан | 1,6 | 0,51 |
| Пропилен | 2,6 | 0,83 |
| изо-Бутан | 2,9 | 0,92 |
| н-Бутан | 3,15 | 1,00 |
| бета-Бутилен | 5,4 | 1,71 |
| альфа-Бутилен | 6,2 | 1,97 |
| Дивинил | 8,8 | 2,79 |
Расчет концентраций
Концентрацию определяемых углеводородов в воздухе (X) вычисляют по формуле:
6
S x K x A x 10
i j
X = -----------------, мг/куб. м, V 20
где:
S — площадь пика i-того компонента, кв. мм; i
K — коэффициент чувствительности детектора к i-тому компоненту (по i таблице);
V — объем воздуха, введенный в хроматограф, мл. 20