Методические указания по измерению концентраций кобальта, оксида кобальта и композиции постоянных магнитов на основе кобальта и самария в воздухе рабочей зоны методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии

(утв. Минздравом СССР 10.10.1991 № 5977-91)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОБАЛЬТА, ОКСИДА КОБАЛЬТА И КОМПОЗИЦИИ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА И САМАРИЯ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ МЕТОДОМ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОФОТОМЕТРИИ

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.

Физико-химические свойства

Наименование вещества	Формула	М.м.	Т пл., °C	Т кип., °C	Растворимость
Кобальт Оксид кобальта Композиция постоянных магнитов КС-37, ГОСТ 21559-76	Co CoO SmCo 5	58,93 74,93 445,00	1492 1800 разл. 1330	2255 — -	Растворяется в азотной и соляной кислотах, водке, не растворяется в воде

Кобальт и его соединения вызывают заболевания верхних дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы.

Все соединения кобальта в воздухе находятся в виде аэрозоля.

ПДК кобальта и оксида кобальта 0,5 мг/куб. м, композиции постоянных магнитов на основе кобальта — самария (КС-37) — 0,05 мг/куб. м.

Характеристика метода

Определение основано на измерении абсорбции резонансного излучения атомами кобальта при длине волны 240,7 нм. Атомизация осуществляется в пламени ацетилен-воздух.

Отбор проб воздуха проводят с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения концентрации кобальта в анализируемом растворе — 0,5 мкг/мл.

Нижний предел измерения содержания кобальта и оксида кобальта в воздухе — 0,25 мг/куб. м (при отборе 50 л воздуха), композиции постоянных магнитов 0,025 мг/куб. м (при отборе 200 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций кобальта и оксида кобальта от 0,25 до 50 мг/куб. м (при отборе 50 л), композиции постоянных магнитов от 0,025 до 5 мг/куб. м (при отборе 200 л).

Измерению не мешает присутствие 10-кратных количеств самария, хрома, молибдена, ванадия, никеля, марганца. Железо в соотношени 1:1 занижает результаты определения кобальта. При наличии в пробах железа необходимо предварительно учитывать его концентрацию при построении градуировочного графика.

Суммарная погрешность измерения не превышает 20%.

Время выполнения измерения, включая отбор пробы, 30 мин.

Приборы, аппаратура, посуда

Атомно-абсорбционный спектрофотометр «Сатурн» с атомизацией в пламени.

Спектральная лампа ЛСП-1Со с полым катодом.

Аспирационное устройство.

Фильтродержатели, ТУ 95.72.05-77.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25, 50, 100 мл.

Стаканы химические, ГОСТ 25336-82, вместимостью 50 мл.

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

Пробирки химические, ГОСТ 10515-75.

Баня водяная.

Бутыли полиэтиленовые, ТУ 6019-45-74, вместимостью 500 и 1000 мл.

Реактивы, растворы, материалы

Кобальт (II) азотнокислый, 6-водный, ТУ 6-09-20-85-75, ос.ч.

Кислота азотная, х.ч., ГОСТ 4461-77, 15% раствор.

Основной стандартный раствор с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением 4,9386 г азотнокислого кобальта в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 л. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде, устойчив 6 месяцев.

Стандартные растворы № 1 и № 2 с концентрацией кобальта 500 мкг/мл (устойчив в течение месяца) и 10 мкг/мл (устойчив в течение недели) готовят соответствующим разбавлением основного стандартного раствора в дистиллированной воде.

Спирт этиловый, ГОСТ 5962-67, ректификат.

Ацетилен, ГОСТ 5457-75, в баллоне с редуктором.

Фильтры АФА-ХП-20, ТУ 95.743-80.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 10 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ХП-20, помещенный в фильтродержатель. Для измерения 1/2 ПДК кобальта и оксида кобальта достаточно отобрать 50 л воздуха, 1/2 ПДК композиции постоянных магнитов — 200 л.

Отобранные пробы хранятся в течение месяца.

Подготовка к измерению

Градуировочные растворы (устойчивы в течение 3-х суток) готовят в мерных колбах вместимостью 25 мл согласно таблице 31.

№ стандарта	Стандартный раствор кобальта с конц. 10 мкг/мл, мл	Станд. р-р кобальта с конц. 500 мкг/мл, мл	Концентрация кобальта в градуировочном растворе, мкг/мл
1	0	0	0
2	1,25	-	0,5
3	2,5	-	1,0
4	-	0,25	5,0
5	-	0,5	10,0
6	-	3,0	60,0
7	-	4,0	80,0
8	-	5,0	100,0

К растворам шкалы приливают по 10 мл 15% раствора азотной кислоты и доводят объем до 25 мл водой.

Градуировочные растворы подают в распылительную камеру прибора, где происходит разложение растворов до атомных паров, и измеряют величину атомного поглощения при длине волны 240,7 нм.

Аналогично измеряют аналитический сигнал холостого раствора.

Условия фотометрирования:

    Длина волны                                                   240,7 нм
    Ширина щели                                                   0,1 мм
    ФЭУ                                                           39
    Постоянная времени                                            1
    Поддиапазон измерений                                         1
    Сигнал                                                        2
    Расход ацетилена                                              130 л/час
    Расход воздуха                                                680 л/час

Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения атомного поглощения растворов, на ось абсцисс — соответствующие им значения концентрации кобальта в растворе в мкг/мл. Проверку градуировочного графика проводят в день анализа проб по нескольким точкам.

Проведение измерения

Фильтр с пробой помещают в термостойкий стаканчик, смачивают 2 — 3 каплями этанола, вносят 10 мл 15% раствора азотной кислоты и нагревают на водяной бане в течение 5 минут при перемешивании. Фильтр отжимают на стенке стакана, сливая раствор в мерную колбу вместимостью 25 мл. Стакан с фильтром промывают дистиллированной водой, фильтр отжимают и отбрасывают. После охлаждения раствора содержимое колбы доводят до метки водой и перемешивают.

Обработку пробы композиции КС-37 проводят аналогично с 5 мл 15% раствора азотной кислоты и доводят конечный раствор пробы до 10 мл.

Раствор распыляют в пламени горелки и измеряют величину атомного поглощения.

Количественное определение концентрации вещества в мкг/мл в анализируемой пробе проводят по построенному градуировочному графику.

Расчет концентрации

Концентрацию кобальта «С» в воздухе (в мг/куб. м) вычисляют по формуле:

где:

а — содержание кобальта в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику, мкг/мл;

в — общий объем раствора пробы, подготовленной к фотометрированию, мл;

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

Приложение 1

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

°С	Давление Р, кПа (мм рт. ст.)
	97,33 (730)	97,86 (734)	98,4 (738)	98,93 (742)	99,46 (746)	100 (750)	100,53 (754)	101,06 (758)	101,33 (760)	101,86 (764)
-30	1,1582	1,1646	1,1709	1,1772	1,1836	1,1899	1,1963	1,2026	1,2058	1,2122
-26	1,1393	1,1456	1,1519	1,1581	1,1644	1,1705	1,1763	1,1831	1,1862	1,1925
-22	1,1212	1,1274	1,1336	1,1396	1,1458	1,1519	1,1581	1,1643	1,1673	1,1735
-18	1,1036	1,1097	1,1159	1,1218	1,1278	1,1338	1,1399	1,1460	1,1490	1,1551
-14	1,0866	1,0926	1,0986	1,1045	1,1105	1,1164	1,1224	1,1284	1,1313	1,1373
-10	1,0701	1,0760	1,0819	1,0877	1,0986	1,0994	1,1053	1,1112	1,1141	1,1200
-06	1,0640	1,0599	1,0657	1,0714	1,0772	1,0829	1,0887	1,0945	1,0974	1,1032
-02	1,0385	1,0442	1,0499	1,0556	1,0613	1,0669	1,0726	1,0784	1,0812	1,0869
0	1,0309	1,0366	1,0423	1,0477	1,0535	1,0591	1,0648	1,0705	1,0733	1,0789
+02	1,0234	1,0291	1,0347	1,0402	1,0459	1,0514	1,0571	1,0627	1,0655	1,0712
+06	1,0087	1,0143	1,0198	1,0253	1,0309	1,0363	1,0419	1,0475	1,0502	1,0557
+10	0,9944	0,9990	1,0054	1,0108	1,0162	1,0216	1,0272	1,0326	1,0353	1,0407
+14	0,9806	0,9860	0,9914	0,9967	1,0027	1,0074	1,0128	1,0183	1,0209	1,0263
+18	0,9671	0,9725	0,9778	0,9880	0,9884	0,9936	0,9989	1,0043	1,0069	1,0122
+20	0,9605	0,9658	0,9711	0,9783	0,9816	0,9868	0,9921	0,9974	1,0000	1,0053
+22	0,9539	0,9592	0,9645	0,9696	0,9749	0,9800	0,9853	0,9906	0,9932	0,9985
+24	0,9475	0,9527	0,9579	0,9631	0,9683	0,9735	0,9787	0,9839	0,9865	0,9917
+26	0,9412	0,9464	0,9516	0,9566	0,9618	0,9669	0,9721	0,9773	0,9755	0,9851
+28	0,9349	0,9401	0,9453	0,9503	0,9955	0,9605	0,9657	0,9708	0,9734	0,9785
+30	0,9288	0,9339	0,9391	0,9440	0,9432	0,9542	0,9594	0,9646	0,9670	0,9723
+34	0,9167	0,9218	0,9268	0,9318	0,9368	0,9418	0,9468	0,9519	0,9544	0,9595
+38	0,9049	0,9099	0,9149	0,9198	0,9248	0,9297	0,9347	0,9397	0,9421	0,9471

Приложение 3

---