Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций бутилцианацетата в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 10.10.1991 № 5949-91)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ БУТИЛЦИАНАЦЕТАТА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Предисловие

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 системы здравоохранения России и других заинтересованных министерств и ведомств.

Методические указания разрабатываются и утверждаются с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их предельно допустимым концентрациям (ПДК) — санитарно-гигиеническим нормативам, утвержденным Министерством здравоохранения СССР, оценки эффективности внедренных санитарно-гигиенических мероприятий, установления необходимости использования средств индивидуальной защиты органов дыхания, оценки влияния вредных веществ на состояние здоровья работающих и др.

Включенные в данный выпуск Методические указания подготовлены 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» 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 одобрены Проблемной комиссии «Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии» и являются обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.

Ответственные за выпуск: С.И. Муравьева, Г.А. Дьякова, К.М. Грачева.

Бутилцианацетат (БЦА) — прозрачная бесцветная жидкость с температурой 20 кипения 88 °C при 2 мм рт. ст., показатель преломления n = 1,4263. д Хорошо растворим в ацетоне, бензоле, диэтиловом эфире, нерастворим в петролейном эфире и воде.

В воздухе находится в виде паров.

БЦА — умеренно токсичное вещество с выраженным кумулятивным эффектом.

Характеристика метода

Метод основан на использовании газожидкостной хроматографии с применением пламенно-ионизационного детектора.

Отбор проб производится с концентрированием на силикагель.

Нижний предел измерения в хроматографируемом объеме 0,06 мкг.

Нижний предел измерения в воздухе 0,5 мг/куб. м (при отборе 30 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций от 0,1 до 200 мг/куб. м.

Измерению не мешают н-бутиловый спирт, бутилхлорацетат, дибутилмалонат, дибутилсукцинат.

Суммарная погрешность не превышает 15%.

Приборы, аппаратура, посуда

Хроматоргаф с пламенно-ионизационным детектором.

Колонка хроматографическая металлическая, длиной 100 см и внутренним диаметром 4 мм.

Аспирационное устройство.

Колонки стеклянные накопительные (рис. 1а — рисунки не приводятся).

Микропробирка со шлифом, вместимостью 3 мл, или мерник (рис. 1б).

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 мл с делениями.

Мерные колбы, ГОСТ 1770-74, вместимостью 50 мл.

Секундомер механический, ГОСТ 5072-79.

Чашка выпарительная фарфоровая ЧВП-1-100, ГОСТ 25336-82, вместимостью 100 мл.

Микрошприц МШ-10М, ТУ 2.833.106.

Весы лабораторные аналитические ВЛР-200г, ГОСТ 24104-80.

Линейка измерительная металлическая, ГОСТ 427-75.

Реактивы, растворы и материалы

Силикагель технический, марка КСКГ, ГОСТ 3956-76.

Неподвижная фаза — полифениловый эфир ПФЗ-5Ф4Э, ТУ 6-09-5423-77.

Твердый носитель Хроматон N-AW (фракция 0,16 — 0,20 мм), фирма «Хемапол», ЧССР.

БЦА, содержание основного вещества не менее 99%.

Диметиловый эфир адипиновой кислоты (ДМА), ТУ 6-09-06-564-75.

Фосфорная кислота, ГОСТ 6552-80.

Ацетон, ГОСТ 2603-79.

Метанол, ГОСТ 5395-70.

Хлороформ, ГОСТ 20015-74.

Водород газообразный, ГОСТ 3022-80, тип «А».

Азот газообразный, ГОСТ 9293-74.

Сжатый воздух, ГОСТ 11882-73.

Стекловолокно, ГОСТ 10146-74.

Стандартный раствор БЦА № 1. В мерную колбу вместимостью 50 мл наливают немного ацетона, взвешивают ее, вводят пипеткой БЦА и снова взвешивают. Раствор доливают ацетоном до метки, тщательно перемешивают и вычисляют концентрацию БЦА.

Стандартный раствор БЦА № 2 с концентрацией 0,12 мг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора БЦА № 1 ацетоном в мерной колбе вместимостью 50 мл.

Стандартные растворы БЦА используют свежеприготовленными.

Стандартный раствор ДМА № 1. В мерную колбу вместимостью 50 мл наливают немного ацетона, взвешивают ее, вводят пипеткой ДМА и снова взвешивают. Раствор доливают ацетоном до метки, тщательно перемешивают и вычисляют концентрацию ДМА.

Стандартный раствор ДМА № 2 с концентрацией 0,05 мг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора ДМА № 1 ацетоном в мерной колбе вместимостью 50 мл.

Отбор проб воздуха

Воздух с объемным расходом 1 л/мин. аспирируют через накопительную колонку, содержащую 0,3 г силикагеля.

Для измерения 1/2 ПДК достаточно отобрать 30 л воздуха.

Отобранные пробы анализируются в день отбора.

Подготовка к измерению

Для приготовления насадки разделительной колонки 15 куб. см хроматона N-AW взвешивают и заливают раствором фосфорной кислоты в метаноле. Фосфорную кислоту берут в количестве 3,5% от массы твердого носителя. Слой раствора над носителем должен быть не менее 0,5 см. Метанол упаривают на водяной бане.

Полученный носитель заливают раствором полифенилового эфира ПФЗ-5Ф4Э в хлороформе. ПФЭ-5Ф4Э берут в количестве 10% от массы носителя. Хлороформ упаривают до получения сыпучего порошка.

Заполнение колонки механическое, вакуумное. Колонку присоединяют к испарителю и выдерживают 2 часа при 50 °C при скорости потока газа-носителя 50 мл/мин., затем нагревают ее со скоростью 1°/мин. до 180 °C и выдерживают при этой температуре 4 — 6 часов. После кондиционирования колонку соединяют с детектором.

Для приготовления накопительных колонок силикагель дробят, отбирают фракцию 0,5 — 1 мм, отмывают водой от пыли и сушат при 210 °C не менее 3-х часов, после чего заполняют накопительные колонки высушенным силикагелем, поместив его между тампонами стекловолокна.

Градуировочные растворы с концентрацией БЦА 30-60-150-300-600 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартных растворов БЦА ацетоном согласно таблице 10.

Во все пробирки шкалы стандартов вводят по 1 мл стандартного раствора ДМА № 2 и добавляют по 1,2 г силикагеля.

Для определения градуировочной характеристики 2 мкл градуировочного раствора вводят в испаритель хроматографа через самоуплотняющуюся мембрану и записывают хроматограмму. Полученные при определении градуировочной характеристики значения высот пиков приводят к единому пределу измерений и вычисляют отношение высот пиков БЦА и ДМА — Q:

                                 Q = h    / h
                                      БЦА    ДМА

                           K = C  / (Q   x C  ),
                                х     ср    ст

где:

К — градуировочная характеристика;

    С   и  С   -  концентрации градуировочного  раствора БЦА и стандартного
     х      ст

раствора ДМА соответственно, мг/мкл;

Q — среднее арифметическое значение Q для данной градуировочной ср смеси.

За градуировочную характеристику принимают среднеарифметическое значение результатов определения ее не менее чем в пяти градуировочных смесях при пяти параллельных измерениях в каждой.

Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб:

    Температура термостата колонок        125 °C
    Температура испарителя                200 °C
    Скорость потока газа-носителя         50 мл/мин.
    Скорость потока водорода              33 мл/мин.
    Скорость потока воздуха               330 мл/мин.
    Скорость движения диаграммной ленты   200 мм/час
    Время удерживания: БЦА                6 мин. 48 сек.
                       ДМА                10 мин. 48 сек.

Пределы измерения на измерителе -12 -8

Проведение измерения

    Содержимое  накопительной колонки количественно переносят в мерник. Для
этого  удаляют  тампон  стекловолокна  из  колонки и помещают его в мерник.
Затем  ссыпают  туда  весь  сорбент, слегка постукивая по колонке. В мерник
вводят  0,5  мл  стандартного раствора ДМА N 2 и после  выдерживания  смеси
в течение  10  мин.  2  мкл  ее  вводят  в  испаритель  хроматографа  через
самоуплотняющуюся  мембрану.  Записывают  три  хроматограммы  анализируемой
смеси  и  вычисляют отношение приведенных к единому пределу измерений высот
пиков БЦА и ДМА (Q ) и среднее арифметическое значение Q    .

              х                                     ср х

Расчет концентрации

Содержание БЦА «C» в воздухе рабочей зоны (в мг/куб. м) рассчитывают по формуле:

                         C = (K x Q     x C   x V  ) / V,
                                   ср х    ст    ст

где:

K — градуировочная характеристика БЦА;

    Q     - среднее арифметическое значение Q  для данной пробы;
     ср х                                    х
    C   - концентрация стандартного раствора ДМА, мг/л;

 ст

V — объем стандартного раствора ДМА, мл; ст

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

Приложение 1

Справочное

Приведение объема воздуха к условиям по ГОСТ 12.1.016-79 (температура 20 °С, давление 760 мм рт. ст.) проводят по следующей формуле:

                         V  х (273 + 20) х Р
                          t

С = -------------------, (273 + t°) х 101,33

где:

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

Р — барометрическое давление, кПа; (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

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

Для удобства расчета V следует пользоваться таблицей коэффициентов (Приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20 °С и к давлению 760 мм рт. ст. надо умножить V на соответствующий коэффициент. t

Справочное

Приложение 3