МУК 4.1.1744-03. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Измерение массовых концентраций 3-метилбензолсульфоновой кислоты (n-толуолсульфокислоты) в воздухе рабочей зоны методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания

(утв. Минздравом России 29.06.2003)

29 июня 2003 года

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ИЗМЕРЕНИЕ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ 3-МЕТИЛБЕНЗОЛСУЛЬФОНОВОЙ КИСЛОТЫ (N-ТОЛУОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

с момента утверждения

1. Подготовлены Научно-исследовательским институтом медицины труда РАМН (Л.Г. Макеева, Г.В. Муравьева, Е.М. Малинина, Е.Н. Грицун, Г.Ф. Громова); Российским государственным медицинским университетом (Е.Б. Гугля, А.В. Лиманцев), при участии Департамента госсанэпиднадзора Минздрава России (А.И. Кучеренко).

2. Разработаны сотрудниками Российского государственного медицинского университета Е.Б. Гуглей, А.В. Лиманцевым.

3. 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».

4. Рекомендованы к утверждению Комиссией по Государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Министерстве здравоохранения Российской Федерации.

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

Введение

Сборник методических указаний «Измерение концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (выпуск 46) разработан 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 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 в гигиенических нормативах 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 дополнениях 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 хроматографический анализ воздуха рабочей зоны на содержание n-толуолсульфокислоты в диапазоне массовых концентраций от 0,5 до 10,0 мг/куб. м.

2. Характеристика вещества

2.1 Структурная формула (не приводится).

2.2 Эмпирическая формула: C H O S.

                            7 8 3

2.3 Молекулярная масса 172,20.

2.4 Регистрационный номер CAS 105-15-4.

2.5 Физико-химические свойства.

    n-Толуолсульфокислота   -   кристаллическое   вещество   белого  цвета,
гигроскопично,  плотность 1,2 г/куб. см, Т    104 °С, Т    , 140 °С (при 20
                                          пл.          кип.
мм  рт.  ст.).  Растворима в воде (67 г/100 куб. см), растворима в этиловом

спирте, диэтиловом эфире, растворима в ацетонитриле и элюенте.

Агрегатное состояние в воздухе — аэрозоль.

2.6 Токсикологическая характеристика.

Ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) в воздухе рабочей зоны — 1,0 мг/куб. м.

3. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений массовых концентраций n-толуолсульфокислоты с погрешностью не более +/- 19% в диапазоне массовых концентраций от 0,5 до 1,0 мг/куб. м и с погрешностью не более 17% в диапазоне массовых концентраций от 1 до 10 мг/куб. м при доверительной вероятности 0,95.

4. Метод измерений

Измерения массовых концентраций n-толуолсульфокислоты основаны на использовании высокоэффективной жидкостной хроматографии с применением спектрофотометрического детектора.

Отбор проб проводится с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения содержания n-толуолсульфокислоты в хроматографируемом объеме раствора 0,020 мкг.

Нижний предел измерения концентрации n-толуолсульфокислоты в воздухе 0,5 мг/куб. м (при отборе 200 куб. дм воздуха).

Определению не мешают ментол, изобутилен, изовалериановая кислота, трифенилфосфин, метилизовалериат.

5. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

5.1 Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы

Хроматограф жидкостный микроколоночный «Милихром» со спектрофотометрическим детектором при длине волны 220 нм

Хроматографическая колонка стальная КАХ-44-3, 50 х 2 мм, заполненная сорбентом Сепарон С18, фракция 5 мкм

Весы аналитические ВЛА-200 ГОСТ 24104-88Е

Пробоотборное устройство ПУ-2Э ГОСТ Р 51945-02

Фильтродержатель ТУ 95.72.05-77

Набор для фильтрации растворов, производство НПФ «Биохром»

Пинцет медицинский ГОСТ 21241-89

Колбы мерные вместимостью 25, 50 и 500 куб. см ГОСТ 1770-74Е

Цилиндр мерный вместимостью 500 куб. см ГОСТ 1770-74Е

Пипетки вместимостью от 1 до 10 куб. см ГОСТ 29227-91

Пробирки с пришлифованными пробками ГОСТ 25336-82Е вместимостью 10 куб. см

Бюксы 50/30 ГОСТ 25336-82Е

Фильтры АФА-ВП-10 ТУ 95-743-80.

5.2 Реактивы

n-Толуолсульфокислота, содержание основного ТУ 9121-034-26486178-98 вещества не менее 98,5%

Ацетонитрил для жидкостной хроматографии ТУ-6-09-14-2167-84

Калий дигидрофосфат, хч ГОСТ 4198-75

Кислота ортофосфорная, хч ГОСТ 6552-58

Вода дистиллированная ГОСТ 6709-72.

Допускается применение иных средств измерения, вспомогательных устройств, реактивов и материалов, обеспечивающих показатели точности, установленные для данных Методических указаний.

6. Требования безопасности

6.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88.

6.2. При проведении анализов горючих и вредных веществ соблюдают меры противопожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-76.

6.3. При выполнении измерений с использованием хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.

7. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений и обработке результатов допускаются лица с высшим или средним специальным образованием, имеющие навыки работы на жидкостном хроматографе.

8. Условия измерений

8.1. Приготовление растворов и подготовку проб к анализу проводят в нормальных условиях при температуре воздуха (20 +/- 5) °С, атмосферном давлении 84 — 106 кПа и относительной влажности воздуха не более 80%.

8.2. Измерения на жидкостном хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

9. Подготовка к выполнению измерения

9.1 Приготовление растворов

9.1.1. Стандартный раствор № 1 n-толуолсульфокислоты в растворе элюента концентрацией 1 мг/куб. см готовится растворением 25 мг вещества в мерной колбе вместимостью 25 куб. см.

9.1.2. Стандартный раствор № 2 n-толуолсульфокислоты в растворе элюента концентрацией 200 мг/куб. см готовится разбавлением 10 куб. см стандартного раствора № 1 элюентом в колбе вместимостью 50 куб. см. Растворы устойчивы в течение месяца при хранении в холодильнике.

9.1.3. Раствор дигидрофосфата калия концентрацией 0,02 М готовят растворением 1,36 г указанной соли в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 500 куб. см. Раствор можно хранить в течение месяца в холодильнике.

9.1.4. Раствор элюента готовят смешением с помощью мерного цилиндра 125 куб. см 0,02 М раствора дигидрофосфата калия и 375 куб. см ацетонитрила в колбе вместимостью 500 куб. см. Раствор доводят до рН 4 ортофосфорной кислотой. Раствор можно хранить в течение месяца в холодильнике. Непосредственно перед измерением раствор элюента фильтруют с помощью набора для фильтрации растворов.

9.2 Подготовка прибора

Общую подготовку прибора осуществляют согласно инструкции по эксплуатации.

9.3 Установление градуированной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость величины хроматографического сигнала от массы анализируемого вещества в хроматографируемом объеме раствора, устанавливают по методу абсолютной градуировки с использованием серии градуировочных растворов, которые готовят путем разбавления стандартного раствора № 2 в колбах на 20 куб. см согласно табл. 1. Растворы можно хранить в течение месяца в холодильнике.

№ стандарта	Стандартный раствор n-толуолсульфокислоты, куб. см	Раствор элюента, куб. см	Концентрация вещества, мкг/куб. см	Содержание вещества в хроматографируемом объеме пробы, мкг
1	0	20,0	0	0
2	1,0	19,0	10	0,02
3	2,0	18,0	20	0,04
4	5,0	15,0	50	0,10
5	10,0	10,0	100	0,20
6	15,0	5,0	150	0,30
7	20,0	0	200	0,40

Растворы помещают в пробоотборное устройство хроматографа. Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб:

состав элюента: ацетонитрил — 0,02 М дигидрофосфат калия, 1:3, рН 4;

скорость потока элюента 100 куб. мм/мин.;

объем вводимой пробы 2 куб. мм;

длина волны спектрофотометрического детектора 220 нм;

время удерживания n-толуолсульфокислоты 3 мин. 20 с.

На полученной хроматограмме измеряют площади пиков с помощью интегратора хроматографа (в условных единицах) при анализе 6 растворов разных концентраций и холостой пробы, проводя не менее 5 параллельных определений для каждого раствора, и строят градуировочную кривую зависимости площади пика (в условных единицах) от количества компонента в пробе (мкг).

Проверку градуировочной характеристики проводят при изменении условий анализа, но не реже 1 раза в неделю.

9.4 Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 20 куб. дм/мин. аспирируют через фильтр АФА-ВП. Для измерения 1/2 ОБУВ n-толуолсульфокислоты достаточно отобрать 200 куб. дм воздуха. Пробы можно хранить в течение месяца.

10. Выполнение измерения

Фильтр с отобранной пробой помещают с помощью пинцета в бюкс и приливают пипеткой 10 куб. см раствора элюента. Бюкс помещают в ультразвуковую ванну на 5 мин. Степень экстракции с фильтра 95%. Хроматографирование раствора пробы проводят в тех же условиях, что и хроматографирование градуировочных растворов. Количественное определение содержания анализируемого вещества в растворе проводят по предварительно построенной градуировочной характеристике.

11. Расчет концентрации

Массовую концентрацию n-толуолсульфокислоты (С, мг/куб. м) в воздухе вычисляют по формуле:

                                а х в

С = -----, б х V

где:

а — содержание вещества в анализируемом объеме пробы, найденное по градуировочной характеристике, мкг;

б — объем пробы, взятой для хроматографирования, куб. см;

в — общий объем раствора пробы, куб. см;

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

12. Оформление результата анализа

Результат количественного анализа представляют в виде (С +/- ДЕЛЬТА) мг/куб. м, Р = 0,95, где ДЕЛЬТА — характеристика погрешности, ДЕЛЬТА = 0,15С + 0,02.

13. Контроль погрешности методики

13.1 Метрологическая аттестация методики

Значения характеристики погрешности, норматива оперативного контроля погрешности и норматива оперативного контроля воспроизводимости приведены в табл. 2 в виде зависимости от значения массовой концентрации анализируемого компонента в пробе С.

Диапазон определяемых массовых	Наименование метрологической характеристики
концентраций n-толуолсульфокислоты, мг/куб. м	характеристика погрешности (ДЕЛЬТА), мг/куб. м; Р = 0,95	норматив оперативного контроля точности (К), мг/куб. м; Р = 0,90, m = 2	норматив оперативного контроля воспроизводимости (D), мг/куб. м; Р = 0,95, m = 2
От 0,5 до 10,0	0,15С + 0,02	0,16С + 0,03	0,05С + 0,07

13.2 Оперативный контроль воспроизводимости

    Оперативный  контроль  воспроизводимости  выполняют  в  одной  серии  с
анализом  рабочих проб. Проводят отбор двух воздушных проб с использованием
двух  пробоотборников  одновременно.  Анализируют в соответствии с прописью
методики  разными  аналитиками,  максимально  варьируя  условия  проведения
анализа:  партии  реактивов,  набора  мерной  посуды и т.д., и получают два
результата    С     и    С    анализов.   Решение   об   удовлетворительной
               1          2

воспроизводимости принимают при выполнении условия:

                            |С  - С | <= D,
                              1    2

где:

D — норматив оперативного контроля воспроизводимости.

При превышении расхождения между двумя результатами анализа норматива оперативного контроля воспроизводимости эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

Внутренний оперативный контроль воспроизводимости проводят не реже чем 1 раз в месяц.

13.3 Оперативный контроль точности

    Оперативный  контроль  точности  выполняют  в  одной  серии  с анализом
рабочих  проб.  Проводят  отбор  двух  воздушных проб с использованием двух
пробоотборников  одновременно,  затем к одной пробе добавляют анализируемый
компонент   дельта С,  нанося   на   фильтр   дозу   раствора,  содержащего
анализируемый  компонент. Величина добавки должна соответствовать 50 - 150%
от содержания компонента в пробе. Величина С  не должна выходить за верхнюю

                                        2

границу  диапазона  измерения.  Результаты  анализа  С  без  добавки и С  с
                                                      1                 2

добавкой получают по возможности в одинаковых условиях: одним аналитиком, с одной партией реактивов, одним набором посуды и т.д. Величина С не должна 2 выходить за верхнюю границу диапазона измерения.

Погрешность процедуры отбора проб контролируют путем поверки используемых пробоотборников. Расчет норматива оперативного контроля погрешности К проводят по характеристике погрешности методики за вычетом характеристики погрешности пробоотборника. Решение об удовлетворительной погрешности принимают при выполнении условия:

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

где:

К — норматив оперативного контроля точности.

Внутренний оперативный контроль точности проводят не реже чем один раз в месяц.

14. Нормы затрат времени на анализ

Для проведения серии анализов из 6 проб при последовательном отборе проб воздуха требуется 3 ч.

Методические указания разработаны Российским государственным медицинским университетом (Гугля Е.Б.).

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

---