Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций 2,2,3,3-тетрафторпропил-2-фторакрилата в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 10.10.1991 № 6007-91)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ 2,2,3,3-ТЕТРАФТОРПРОПИЛ-2-ФТОРАКРИЛАТА 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.

2,2,3,3-тетрафторпропил-2-фторакрилат (ФН-1) — бесцветная, слабо пахнущая жидкость с температурой кипения 64 °C при 40 мм рт. ст. В воде нерастворим. Растворим в ацетоне, бензоле, метиленхлориде, хлороформе. Горит при внесении в пламя.

В воздухе находится в виде паров.

Обладает выраженным кожно-резорбтивным действием.

Характеристика метода

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

Отбор проб воздуха проводят с концентрированием на модифицированной Силохром С-80.

Нижний предел измерения концентрации вещества в хроматографируемом объеме — 0,5 мкг.

Нижний предел измерения в воздухе — 0,1 мг/куб. м (при отборе 5 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций от 0,1 до 10 мг/куб. м.

Измерению не мешают 2,2,3,3-тетрафторпропан-1-ол и 2,2,3,3-тетрафторпропил-альфа-хлоракрилат.

Суммарная погрешность измерения не превышает 25%.

Приборы, аппаратура, посуда

Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.

Колонка хроматографическая из нержавеющей стали, длиной 1 м и внутренним диаметром 4 мм.

Накидная гайка испарителя хроматографа с отверстием, рассверленным до диаметра 7 мм.

Колонки накопительные, изготавливаются из химико-лабораторного стекла группы ХС-2 или ХС-3, ГОСТ 21400-75, (рис. 5а — рисунки не приводятся).

Колонка осушительная, изготавливается из стекла типа ТУ, ГОСТ 9111-59Ю (рис. 5б).

Аспирационное устройство.

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

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

Чашка выпарительная фарфоровая ЧВП-100, ГОСТ 25336-82.

Склянка СН-2-25, ГОСТ 25336-82.

Микрошприц МШ-10М, ТУ 2.833.106.

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

Секундомер, ГОСТ 5072-79Е.

Линейка измерительная металлическая, ГОСТ 427-75.

Реактивы, растворы, материалы

Твердый носитель — силохром С-80, ТУ 6-09-17-48-74.

Полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА), ТУ 6-09-4544-77.

Полиэтиленгликоль-15000 (ПЭГ-15000).

Ацетон, ГОСТ 2603-79.

Хлористый кальций, ГОСТ 4460-77, (фракция 1 — 2 мм), прокаленный при 400 °C не менее 3 часов.

Газообразные азот, ГОСТ 9293-74, водород, ГОСТ 3022-80, воздух, ГОСТ 11882-73, в баллонах с редукторами.

Стекловолокно, ГОСТ 10146-74.

Стандартный раствор № 1 ФН-1. Во взвешенную мерную колбу вместимостью 25 мл с 10 мл гексана вносят 1 — 2 капли ФН-1 и взвешивают вторично, доводят объем до метки гексаном. Вычисляют содержание ФН-1 в 1 мл раствора.

Стандартный раствор № 2 с содержанием 1 мг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 1 гексаном.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 0,5 л/мин. аспирируют через концентрационную трубку, содержащую 0,3 г сорбента, соединенную последовательно с осушительной колонкой (рис. 6). Для измерения 1/2 ПДК следует отобрать 5 л воздуха. Пробы хранят не более 5 часов.

Подготовка к измерению

Для приготовления насадки разделительной колонки 15 г силохрома, взвешенного с погрешностью 0,02 г, помещают в фарфоровую чашку и заливают раствором ПЭГ-15000 в ацетоне. ПЭГ-15000 берут в количестве 1,0% от массы твердого носителя. Слой раствора над носителем должен быть не менее 0,5 см. При постоянном перемешивании растворитель упаривают до получения сыпучего порошка.

Сухой насадкой под вакуумом заполняют хроматографическую колонку. Заполненную колонку кондиционируют в токе газа-носителя при повышении температуры от 50 до 150 °C без подключения к детектору в течение 24 часов.

Для приготовления накопительных колонок силохром заливают раствором ПЭГА в ацетоне. ПЭГА берут в количестве 1% от массы силохрома. Ацетон выпаривают, полученный сорбент высушивают при 120 °C не менее 3 часов, после чего заполняют накопительные колонки согласно рис. 5а. Перед отбором проб проводят активацию накопительных колонок. Для этого вводят накопительную колонку в нагретый до 120 °C испаритель. Через колонку из линии газа-носителя пропускают азот со скоростью 50 мл/мин. до стабилизации нулевой линии регистратора (но не менее 10 мин.). Активированными считаются также колонки после десорбции ФН-1 при проведении очередного анализа. Активированные колонки хранятся с заглушенными концами.

Осушительную колонку заполняют хлористым кальцием согласно рис. 5б. После заполнения колонку помещают в эксикатор. При увлажнении хлористого кальция в колонке более чем на 1/3 длины содержимое колонки заменяют.

Градуировочные растворы с содержанием ФН-1 от 0,0005 мг до 0,01 мг в 10 мкл раствора готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора ФН-1 гексаном. Градуировочные растворы используют свежеприготовленными.

Для осуществления анализа с помощью накопительной колонки проводятся изменения в газовой схеме хроматографа (рис 7). Соединение накопительной колонки с краном-дозатором осуществляется силиконовой трубкой, надетой на отрезок стальной трубки, закрепленной в гнезде для установления дозы; второе гнездо в кране-дозаторе заглушается.

Гайка, закрывающая испаритель, рассверливается по диаметру накопительной колонки.

Анализ проводят следующим образом. Верхнюю часть испарителя закрывают пробкой из самозатягивающейся резины (из комплекта прибора), затягивают ее с помощью накидной гайки в включают прибор согласно инструкции. После стабилизации нулевой линии регистратора для проведения анализа устанавливают ручку крана-дозатора в промежуточное положение и после падения давления в хроматографической колонке отвинчивают накидную гайку испарителя. На накопительную колонку последовательно надевают снизу накидную гайку испарителя и две прокладки накидной гайкой сальника с таким расчетом, чтобы колонка проходила через сальник без усилий при сохранении ее герметичности, и устанавливают ручку крана-дозатора в положение I «отбор пробы» (рис. 7). После стабилизации нулевой линии регистратора (обычно 3 — 5 мин.) накопительную колонку вдвигают внутрь испарителя до упора (рис. 8), включают секундомер, через 30 сек. переводят ручку крана-дозатора в положение II «анализ» (рис. 7) и записывают хроматограмму, фиксируя время выхода ФН-1. После выхода пика анализируемого вещества продувают накопительную колонку 5 мин., затем перекрывают поток газа-носителя, устанавливая ручку крана-дозатора в промежуточное положение, и после падения давления в хроматографической колонке отвинчивают накидную гайку испарителя и извлекают колонку.

Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб:

    Температура термостата колонок                 120 °C
    Температура испарителя                         120 °C
    Скорость газа-носителя                         50 мл/мин.
    Скорость водорода                              33 мл/мин.
    Скорость воздуха                               330 мл/мин.
    Скорость движения диаграммной ленты            200 мм/час
    Объем анализируемой пробы                      10 мл
    Абсолютное время удерживания ФН-1              4 мин. 52 сек.

Для построения градуировочного графика снимают насадку с испарителя (склянка СН-2-25) и вводят микрошприц с 10 мкл градуировочного раствора в испаритель. Накопительную колонку соединяют с испарителем (рис. 9) и аспирируют через него воздух с объемным расходом 0,5 л/мин. в течение 5 мин. Сорбцию ФН-1 из каждого градуировочного раствора проводят не менее пяти раз.

Полученные для градуировочных смесей значения площадей пиков ФН-1 приводят к единому пределу измерений и вычисляют градуировочную характеристику К (мг/кв. мм).

где:

Q — количество ФН-1 в 10 мкл градуировочной смеси, мг;

S — площадь пика ФН-1, соответствующая десорбированному ФН-1, кв. мм.

За градуировочную характеристику принимают среднее арифметическое результатов определения ее в пяти градуировочных смесях при пяти параллельных измерениях для каждой смеси. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в месяц.

Проведение измерения

Накопительную колонку с отобранной пробой вводят в испаритель хроматографа, как описано выше, записывают хроматограмму и вычисляют площадь пика ФН-1.

Расчет концентрации

Концентрацию ФН-1 «С» в воздухе (в мг/куб. м) вычисляют по формуле:

где:

S — площадь пика ФН-1, приведенная к пределу измерений, на котором определена градуировочная характеристика;

К — градуировочная характеристика, мг/кв. мм;

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

---