Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций 2-метил-1,3-диоксолана (ацеталя) в воздухе рабочей зоны
(утв. Минздравом СССР 10.10.1991 № 5985-91)
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 октября 1991 г. № 5985-91
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ 2-МЕТИЛ-1,3-ДИОКСОЛАНА (АЦЕТАЛЯ) 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.
2-метил-1,3-диоксолан (ацеталь) — прозрачная жидкость, бесцветная или слабо-желтого цвета, хорошо растворимая в воде. Т кип. 81 — 82 °C, плотность 0,9795 г/куб. см. Летучесть при 20 °C — 293000 мг/куб. м.
В воздухе находится в виде паров.
По характеру токсикологического действия 2-метил-1,3-диоксолан является наркотиком. Влияет преимущественно на центральную нервную систему, печень и почки. В больших концентрациях оказывает местное раздражающее действие. Не обладает выраженными кумулятивными свойствами. Класс опасности IV.
Характеристика метода
Метод основан на использовании газожидкостной хроматографии с применением пламенно-ионизационного детектора.
Отбор проб — без концентрирования.
Нижний предел измерения концентрации вещества в хроматографируемом объеме — 0,002 мкг.
Нижний предел измерения содержания вещества в воздухе — 1 мг/куб. м (при отборе 2 мл воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций в воздухе 1 — 100 мг/куб. м.
Измерению не мешает присутствие в воздухе других виниловых эфиров.
Суммарная погрешность измерения не превышает 25%.
Приборы, аппаратура, посуда
Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.
Колонка хроматографическая стеклянная, длиной 1 м и диаметром 3 — 4 мм.
Линейка измерительная, металлическая, ГОСТ 427-25.
Лупа измерительная ЛИ-1-10, ГОСТ 25706-83.
Микрошприц МШ-10, МРТУ 2.833-106.
Весы лабораторные аналитические, ВЛА-200, ГОСТ 24104-80.
Шприцы, ТУ 64-1-378-78, вместимостью 2 и 5 куб. см.
Газовые пипетки вместимостью 250 куб. см.
Шкаф сушильный, ГОСТ 16531. 409-72.
Термометр лабораторный, стеклянный, ГОСТ 1659-71.
Стеклоткань или стекловолокно.
Бутыль стеклянная вместимостью 18,22 куб. дм.
Цилиндр 1-50, ГОСТ 1770-74.
Реактивы, растворы, материалы
2-метил-1,3-диоксолан, ТУ 6-01-13-10-84.
Твердый носитель динохром II, фракция 0,25 — 0,31 мм.
Жидкая фаза: полиэтиленгликоль (ПЭГ-20000).
Этиловый спирт, ректификат, ГОСТ 5963-67.
Газ-носитель — аргон, ГОСТ 10157-73.
Отбор пробы воздуха
Отбор пробы воздуха проводят в газовые пипетки емкостью 250 куб. см. Протягивают десятикратный объем воздуха. Пипетки закрывают заглушками.
Подготовка к измерению
Подготовка носителя динохрома II сводится к просушиванию в сушильном шкафу при 150 — 160 °C в течение 5 — 6 часов. Массу носителя, необходимую для заполнения колонки, рассчитывают по формуле:
2
Пи · d j · 1
j — насыпная плотность носителя, г/куб. см.
Необходимое количество неподвижной фазы (5% от массы навески носителя) взвешивают в химическом стакане вместимостью 100 куб. см, затем растворяют в соответствующем растворителе. Колбу оставляют на 2 — 3 часа под тягой, осторожно перемешивая. По истечении указанного времени носитель переносят в фарфоровую чашку и испаряют растворитель на песочной бане. Затем носитель необходимо досушить в сушильном шкафу при температуре на 10 — 20 °C выше температуры кипения растворителя до полного удаления запаха.
Предварительно промытые органическими растворителями и высушенные колонки заполняют сорбентом с помощью вакуумного насоса. Слой насадки в колонках закрепляют тампонами из стекловолокна или стекловаты.
Заполненную колонку закрепляют в термостате хроматографа и, не подсоединяя к детекторам, кондиционируют газом-носителем в течение 8 — 12 часов при температуре 180 °C. Затем подсоединяют к детекторам, выводя хроматограф на режим работы.
Условия выполнения измерений на хроматографе:
Длина колонки 1 м Диаметр колонки 3 - 4 м Температура колонки 40 °C Температура испарителя 100 °C Газ-носитель аргон Скорость газа-носителя 1,1 куб. дм/час Скорость водорода 2 куб. дм/час Скорость воздуха 20 куб. дм/час Скорость диаграммной ленты 240 мм/час Объем анализируемой пробы 2 куб. см Абсолютное время удерживания 3 мин. Продолжительность анализа 10 - 15 мин.
Калибровка хроматографа осуществляется методом абсолютной калибровки, то есть в построении графической зависимости площади пика от массовой концентрации вещества в хроматографируемой пробе. Выполнение измерения по этому методу включает хроматографирование приготовленных искусственных газообразных смесей 2-метил-1,3-диоксолана и построение калибровочного графика в координатах S — C.
В чистую отвакуумированную бутыль вводят микрошприцем МШ-10 около 2 куб. см жидкого 2-метил-1,3-диоксолана, массовая доля которого должна быть не ниже 85%. По истечении суток, когда введенный в бутыль 2-метил-1,3-диоксолан полностью испарится, емкость необходимо подсоединить к линии чистого воздуха и, разбавляя им испарившееся вещество, создать в бутыли давление, равное атмосферному. Затем бутыль отсоединить от установки, приготовленную смесь хорошо перемешать и сразу же в количестве 2 см вводить в дозатор хроматографа.
Массовую концентрацию 2-метил-1,3-диоксолана в приготовленной искусственной смеси рассчитывать по формуле:
6
V · d · 10 · C
t 1
C = ----------------- мг/куб. м, V · 100 об
где:
V — объем 2-метил-1,3-диоксолана, вводимого в бутыль, куб. см; t
d — плотность 2-метил-1,3-диоксолана; 6
10 - коэффициент пересчета; C - массовая доля 2-метил-1,3-диоксолана, % масс;
1
V — объем воздуха в бутыли, приведенный к стандартным условиям, куб. об дм.
Чтобы построить калибровочный график зависимости площади пика 2-метил-1,3-диоксолана от величины его массовой концентрации, нужно приготовить и прохроматографировать по пять раз, изменяя при этом объем смеси, вводимой в дозатор, от 0,25 до 2 куб. см. Дозу 2 см принять за рабочую.
За результат измерения площади пика 2-метил-1,3-диоксолана принимать среднее арифметическое пяти параллельных определений.
Уравнение линейного калибровочного графика рассчитывать по формуле:
С
где:
мг/куб. м
К — калибровочный коэффициент, ---------; кв. см
С — массовая концентрация 2-метил-1,3-диоксолана в искусственной смеси, мг/куб. м;
S — площадь пика 2-метил-1,3-диоксолана, кв. см.
Строят график зависимости площади пика 2-метил-1,3-диоксолана от величины концентрации.
Расчет концентрации
Концентрацию 2-метил-1,3-диоксолана «С» в воздухе (в мг/куб. м) вычисляют по формуле:
K · S · V
ср 2О
где:
мг/куб. м
К — калибровочный коэффициент, ---------; кв. см
S — среднее значение площади пика, кв. см; ср
V — объем пробы анализируемого газа, приведенный к стандартным 2О условиям, куб. см;
V — объем пробы анализируемого вещества, вводимый в дозатор t хроматографа, куб. см.