МУК 4.1.1721-03. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Спектрофотометрическое измерение массовых концентраций N-(1,1-диметилэтил)-2-бензотиазолсульфенамида (сульфенамида Т) в воздухе рабочей зоны. Методические указания

(утв. Минздравом России 29.06.2003)

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ N-(1,1-ДИМЕТИЛЭТИЛ)-2-БЕНЗОТИАЗОЛСУЛЬФЕНАМИДА (СУЛЬФЕНАМИДА Т) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1. Подготовлены творческим коллективом специалистов Научно-исследовательского института медицины труда РАМН (Департамент Госсанэпиднадзора Минздрава России).

2. Рекомендованы к утверждению на совместном заседании группы Главного эксперта Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию по проблеме «Лабораторно-инструментальное дело и метрологическое обеспечение» и методбюро п/секции «Промышленно-санитарная химия» Проблемной комиссии «Научные основы медицины труда».

3. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации 29 июня 2003 г.

Методические указания «Измерение концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (выпуск 45) разработаны с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ их предельно допустимым концентрациям (ПДК) и ориентировочным безопасным уровням воздействия (ОБУВ) и являются обязательными при осуществлении санитарного контроля.

Включенные в данный сборник 23 методики контроля вредных веществ в воздухе рабочей зоны разработаны и подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования», ГОСТ Р 8.563-96 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений», МИ 2335-95 «Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа», МИ 2336-95 «Характеристики погрешности результатов количественного химического анализа. Алгоритмы оценивания».

Методики выполнены с использованием современных методов исследования, метрологически аттестованы и дают возможность контролировать концентрации химических веществ на уровне и ниже их ПДК и ОБУВ в воздухе рабочей зоны, установленных ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны», ГН 2.2.5.1314-03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» и дополнениями к ним.

Методические указания по измерению массовых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны предназначены для центров госсанэпиднадзора, санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов и других заинтересованных министерств и ведомств.

1. Область применения

Настоящие Методические указания устанавливают количественный спектрофотометрический анализ воздуха рабочей зоны на содержание сульфенамида Т в диапазоне массовых концентраций от 1,6 до 23,0 мг/куб. м.

2. Характеристика вещества

2.1 Структурная формула:

                         //\
                        //  \ __N   H CH

| |	| | 3 -S-N-C-CH

                            \\  / \/      |   3
                             \\/  S       CH

                                        3

2.2 Эмпирическая формула: C H № S .

                            11 14 2 2

2.3 Молекулярная масса: 238,34.

2.4 Регистрационный номер: CAS 95-31-8.

2.5 Физико-химические свойства.

Сульфенамид Т — порошок, микрогранулы, гранулы и чешуйки от светло-желтого до серого цвета. Удельный вес 1,27 г/куб. см. Температура плавления 105 — 110 °С. Умеренно растворим в этиловом спирте, плохо растворим в петролейном эфире. В воде не растворяется.

Агрегатное состояние в воздухе — аэрозоль.

2.6 Токсикологическая характеристика.

Сульфенамид Т обладает умеренно выраженным токсическим действием.

Класс опасности — третий.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны — 6 мг/куб. м.

При соблюдении всех регламентируемых условий и проведении измерений в точном соответствии с методикой граница относительной погрешности (и ее случайная составляющая) при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышает значений, приведенных в табл. 1, в зависимости от поддиапазона измерений.

Таблица 1

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ (ПРИ Р = 0,95)

Диапазоны измерений, мг/куб. м	Границы относительной погрешности дельта, % (Р =0,95)	Характеристика относительной случайной составляющей погрешности сигма (дельта), %
1,6 — 5,0	+/- 25	12
5 — 15	+/- 23	10
15 — 23	+/- 16	6

4. Метод измерений

Измерение массовой концентрации сульфенамида Т выполняют спектрофотометрическим методом. Метод основан на способности растворов сульфенамида Т поглощать свет в ультрафиолетовой области спектра.

Нижний предел измерения массовой концентрации сульфенамида Т в анализируемом объеме пробы — 0,5 мкг/куб. см.

Нижний предел измерения массовой концентрации сульфенамида Т в воздухе — 1,6 мг/куб. м (при отборе 3 куб. дм воздуха).

Измерению не мешают 2-меркаптобензотиазол и трет-бутиламин.

материалы, реактивы

При выполнении измерений применяются следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

5.1 Средства измерений,

вспомогательные устройства, материалы

Спектрофотометр марки СФ-26

Аспирационное устройство, модель 822 ГОСТ 2.6.01-86

Колбы мерные вместимостью 100 куб. см ГОСТ 1770-74Е

Пипетки вместимостью 1, 2, 10 куб. см ГОСТ 29227-91

Весы аналитические лабораторные общего назначения ГОСТ 24104-88Е 2-го класса точности типа ВЛР-200

Пробирки колориметрические вместимостью 10 куб. см ГОСТ 1770-74Е

Фильтродержатель ТУ 95-743-80

Кюветы кварцевые с толщиной оптического слоя 10 мм

Бюксы вместимостью 10 куб. см ГОСТ 25336-82Е

5.2 Реактивы

Сульфенамид Т с массовой долей основного ТУ 2491-277-0204168-96 вещества не менее 98%

Спирт этиловый, ректификат ГОСТ 18300-74

Допускается применение иных средств измерений, вспомогательных устройств, реактивов и материалов, обеспечивающих показатели точности, установленные для данной МВИ.

6.1. При работе с реактивами необходимо соблюдать требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легко воспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88.

6.2. При проведении анализа горючих и вредных веществ должны соблюдаться меры противопожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91.

6.3. При выполнении измерений с использованием спектрофотометра необходимо соблюдать правила электробезопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.019-79, а также правила, изложенные в инструкции по эксплуатации прибора.

К выполнению измерений и обработке результатов допускаются лица, имеющие образование не ниже среднего специального и навыки работы на спектрофотометре.

8.1. Приготовление растворов и подготовку проб к анализу проводят в нормальных условиях при температуре воздуха (20 +/- 5) °С, атмосферном давлении от 84,0 до 106,0 кПа (от 630 до 795 мм рт. ст.) и влажности воздуха не более 80%.

8.2. Выполнение измерений на спектрофотометре проводят в условиях, рекомендованных инструкцией по эксплуатации прибора.

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовку спектрофотометра к работе, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

9.1 Приготовление растворов

9.1.1. Стандартный раствор № 1 сульфенамида Т с массовой концентрацией 5 мг/куб. см готовят следующим образом. Взвешивают навеску сульфенамида Т массой 500 мг, количественно переносят ее в мерную колбу вместимостью 100 куб. см, растворяют в этиловом спирте, доводят уровень жидкости в колбе до метки этиловым спиртом. Раствор хранят не более двух недель при температуре не выше 15 °С (в холодильнике).

9.1.2. Стандартный раствор № 2 сульфенамида Т с концентрацией 500 мкг/куб. см готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 1 этиловым спиртом. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 куб. см помещают 10 куб. см стандартного раствора № 1, доводят уровень жидкости в колбе до метки этиловым спиртом, перемешивают. Раствор хранят не более двух недель при температуре не выше 15 °С (в холодильнике).

9.1.3 Стандартный раствор № 3 сульфенамида Т с массовой концентрацией 50 мкг/куб. см готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 2 этиловым спиртом. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 куб. см помещают 10 куб. см стандартного раствора № 2, доводят уровень жидкости в колбе до метки этиловым спиртом, перемешивают. Раствор хранят не более трех дней при температуре не выше 15 °С (в холодильнике).

9.2 Подготовка прибора

Подготовку спектрофотометра проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

9.3 Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость оптической плотности растворов от массовой концентрации сульфенамида Т в растворе, устанавливают по 6 сериям растворов из 5 параллельных определений для каждой серии согласно данным табл. 2.

Номер раствора	Объем стандартного раствора № 3 сульфенамида Т, куб. см	Объем этилового спирта, куб. см	Массовая концентрация сульфенамида Т, мкг/куб. см
1	0	10	0
2	0,1	9,9	0,5
3	0,4	9,6	2,0
4	0,6	9,4	3,0
5	0,8	9,2	4,0
6	1,0	9,0	5,0
7	1,4	8,6	7,0

Градуировочные растворы устойчивы в течение 6 ч.

Приготовленные градуировочные растворы перемешивают и через 5 мин. измеряют оптическую плотность при длине волны 230 нм в кварцевых кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого вещества (раствор № 1 в табл. 2).

Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им значения массовой концентрации вещества в градуировочном растворе (мкг/куб. см).

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже одного раза в три месяца, а также после ремонта прибора и смены реактивов.

9.4 Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 1,0 куб. дм/мин. аспирируют через фильтр АФА-ВП-10, помещенный в фильтродержатель. Для измерения 1/2 ПДК необходимо отобрать 2,0 куб. дм воздуха.

Срок хранения отобранных проб — один месяц.

Фильтр с отобранной пробой помещают в бюксу и заливают 10,0 куб. см этилового спирта, оставляют на 10 — 15 мин., периодически встряхивая для лучшего растворения вещества. Степень десорбции сульфенамида Т с фильтра 98%.

Оптическую плотность полученного анализируемого раствора пробы измеряют аналогично градуировочным растворам по отношению к раствору сравнения, который готовят одновременно с раствором пробы, обрабатывая чистый фильтр 10,0 куб. см этилового спирта.

Количественное определение массовой концентрации сульфенамида Т (мкг/куб. см) в анализируемой пробе проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

Массовую концентрацию сульфенамида Т в воздухе (С, мг/куб. м) вычисляют по формуле:

                                   а х в

С = -----, V

где:

а — концентрация сульфенамида Т в анализируемом растворе пробы, найденная по градуировочному графику, мкг/куб. см;

в — общий объем раствора пробы, куб. см;

V — объем воздуха (куб. дм), отобранного для анализа и приведенного к стандартным условиям (Прилож. 1).

Результат количественного анализа представляют в виде:

где:

С — концентрация сульфенамида Т, мг/куб. м;

дельта — границы относительной погрешности, табл. 1, %.

Значение границ относительной погрешности, нормативов оперативного контроля воспроизводимости и погрешности приведены в табл. 3.

Диапазон массовых концентраций сульфенамида Т в воздухе рабочей зоны, мг/куб. м	Границы относительной погрешности, % (Р = 0,95), дельта	Нормативы оперативного контроля
		Воспроизводимости (m = 2), (Р = 0,95), D, %	Погрешности (Р = 0,90), К, %
1,6 — 5,0	+/- 25	34	_ /2 2 К = 0,84 х 0,23 х \/С + С D
5,0 — 15,0	+/- 23	30	_ /2 2 К = 0,84 х 0,21 х \/С + С D
15 — 23	+/- 16	16	_ /2 2 К = 0,84 х 0,13 х \/С + С D

13.1 Оперативный контроль воспроизводимости

Образцами для контроля являются реальные пробы воздуха рабочей зоны.

Для проведения процедуры контроля воспроизводимости отбирают удвоенный объем воздуха рабочей зоны. Для этого отбор проб производится одновременно двумя операторами (оператор А и оператор Б) с использованием двух разных аспирирующих устройств.

Далее анализ отобранных проб проводят в полном соответствии с методикой, получают результаты анализа С , С . 1 2 Результат контроля считают удовлетворительным, если выполняется условие:

                             |С  - С  | <= D,
                               1    2

где:
С   - результат   анализа   рабочей  пробы,  полученный  оператором  А,
 1

мг/куб. м; С — результат анализа этой же пробы, полученный оператором Б, 2 мг/куб. м; D — норматив оперативного контроля воспроизводимости (табл. 3).

Если условие не выполняется, эксперимент повторяют.

Если при повторном проведении процедуры внутреннего оперативного контроля воспроизводимости условие вновь не выполняется, выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

13.2 Оперативный контроль погрешности

13.2.1. Оперативный контроль погрешности выполняют в одной серии с анализом рабочих проб.

Образцами для контроля являются реальные пробы воздуха рабочей зоны.

13.2.2. Для проведения процедуры контроля погрешности отбирают удвоенный объем воздуха рабочей зоны. Для этого отбор проб производится одновременно на два фильтра, подключенных параллельно друг другу к одному аспирирующему устройству.

13.2.3. После завершения отбора с одним из двух фильтров проводят операции по п. 10, получают результат измерений С (мг/куб. м). 1

13.2.4. На второй фильтр при помощи микрошприца наносят добавку стандартного раствора № 1 сульфенамида Т.

Рекомендуемые объемы добавок в зависимости от результата измерений С 1 приведены в табл. 4.

Диапазон измерений, мг/куб. м	Рекомендуемый объем добавки V , куб. мм д	Величина добавки анализируемого компонента С , мг/куб. м, д при V = 3,0 куб. дм
1,6 — 5,0	2	3,33
5,0 — 15,0	5	8,3

13.2.5 Фильтр с добавкой подсушивают на воздухе до удаления этилового

спирта, затем с ними выполняют операции по п. 10, получают результат измерений С (мг/куб. м). 2

    Результаты  С   и  С   получают в одинаковых условиях, т.е. их получает
                 1      2
один  аналитик  с  использованием одного набора мерной посуды, одной партии

реактивов и т.д.

Решение об удовлетворительном результате контроля принимают при выполнении условия:

                           |С  - С  - С | <= К,
                             2    1    D

где:
С  - результат анализа рабочей пробы, мг/куб. м;
 1
С  - результат анализа пробы с добавкой, мг/куб. м;
 2
С   - величина добавки анализируемого компонента (мг/куб. м), приведена
 D

в табл. 4 (для случая, когда объем пробы, приведенный к нормальным условиям, равен 3,0 куб. дм).

В общем случае величину добавки рассчитывают по формуле:

                            С  = V  х 1000 / V,
                             d    D

где:
V  - объем добавленного исходного раствора N 1 сульфенамида Т, куб. мм;
 D

V — приведенный к нормальным условиям (Прилож. 1) объем пробы воздуха (куб. дм); К — норматив оперативного контроля погрешности, рассчитывают по формуле:

                        ______________________

                           /     2            2
              К = 0,84 х \/ДЕЛЬТА  С  + ДЕЛЬТА  С , при Р = 0,90,
                                    1            2

где:
ДЕЛЬТА  С   -  характеристика погрешности, соответствующая поддиапазону
         2

измерений, в который попадает результат измерений содержания сульфенамида Т в пробе с добавкой, мг/куб. м; ДЕЛЬТА С — характеристика погрешности, соответствующая поддиапазону 1 измерений, в который попадает результат измерений содержания сульфенамида Т в исходной пробе, мг/куб. м;

             ДЕЛЬТА С  (ДЕЛЬТА С ) = 0,01 х дельта х С (С ),
                     1          2                     1  2

    где дельта  -  граница  относительной погрешности результатов измерений
для того из  поддиапазонов, в который попадает результат измерений  С (С ),
                                                                     1  2

приведена в табл. 1, %.

Если условие не выполняется, эксперимент повторяют.

При повторном нарушении выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Для проведения серии анализов из 6 проб требуется 1 ч 30 мин.

Методические указания разработаны ГУ НИИ медицины труда РАМН.

Приведение объема воздуха к стандартным условиям (температура 20 °С и давление 101,33 кПа) проводят по формуле:

                          V  х (273 + 20) х Р
                           1

                        V   = -------------------,
                         20   (273 + t) х 101,33

где:
V  - объем воздуха, отобранного для анализа, куб. дм;
 1
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 20 (Прилож. 2). Для приведения воздуха к стандартным условиям надо умножить V 1 на соответствующий коэффициент.

Давление Р, кПа/мм рт. ст.
t °С	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	1,1768	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	1,1158	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
-6	1,0540	1,0599	1,0657	1,0714	1,0772	1,0829	1,0887	1,0945	1,0974	1,1032
-2	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
+2	1,0234	1,0291	1,0347	1,0402	1,0459	1,0514	1,0571	1,0627	1,0655	1,0712
+6	1,0087	1,0143	1,0198	1,0253	1,0309	1,0363	1,0419	1,0475	1,0502	1,0557
+10	0,9944	0,9999	0,0054	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	0,9830	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	0,9799	0,9851
+28	0,9349	0,9401	0,9453	0,9503	0,9555	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	0,9645	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	0,9199	0,9248	0,9297	0,9347	0,9397	0,9421	0,9471

---