Методические указания по измерению концентраций соединений бария в воздухе рабочей зоны методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4732-88)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ СОЕДИНЕНИЙ БАРИЯ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ МЕТОДОМ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОФОТОМЕТРИИ

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 Министерства здравоохранения СССР и других заинтересованных министерств и ведомств.

Методические указания разрабатываются и утверждаются с целью обеспечения контроля соответствия физических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их предельно допустимым концентрациям (ПДК) — санитарно-гигиеническим нормативам, утверждаемым 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 одобрены Проблемной комиссией «Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии». Методические указания являются обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.

Наименование соединения	Химическая формула	М.м.	Растворимость (безводного вещества) в 100 г воды при 20 °C, г	Агрегатное состояние в воздухе
Хлористый барий Гидроокись бария Азотнокислый барий	BaCl x 2 x H O 2 2 Ba(OH) x 8 x H O 2 2 Ba(NO ) 3 2	244,37 315,48 261,34	35,7 3,9 9,2	аэрозоль аэрозоль аэрозоль

Хлористый барий относится к веществам 2 класса опасности. Обладает слабо выраженным действием на кожные покровы и слизистые оболочки, через неповрежденную кожу не проникает.

Гидроокись бария относится к веществам 2 класса опасности, обладает выраженным кумулятивным эффектом и сильным раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки.

Азотнокислый барий относится к веществам 2 класса опасности. Местным и кожно-резорбтивным действием не обладает.

ПДК в воздухе для хлористого бария — 0,3 мг/куб. м, гидроокиси бария — 0,1 мг/куб. м, азотнокислого бария — 0,5 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на измерении абсорбции атомами бария резонансного излучения с длиной волны 455,4 нм. Атомизация осуществляется в пламени.

Нижний предел измерения бария в объеме анализируемого раствора 50 мкг.

Нижний предел измерения бария в воздухе 0,03 мг/куб. м (при отборе 1500 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций бария от 0,03 до 0,4 мг/куб. м.

Измерению не мешают соединения кальция, стронция, соляная кислота.

Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 15%.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, около 1 часа 30 минут.

Приборы, аппаратура, посуда

Атомно-абсорбционный спектрофотометр.

Аспирационное устройство, обеспечивающее протягивание воздуха с объемным расходом не менее 50 л/мин.

Компрессор воздушный.

Бюретка, ГОСТ 20292-74.

Реактивы, растворы и материалы

Барий хлористый, ГОСТ 4103-72, хч.

Соляная кислота, ГОСТ 3118-77, 25-процентный раствор. 2+

Стандартный раствор бария № 1 с концентрацией Ba 1 мг/мл готовят по ГОСТ 4212-76. Раствор может храниться в полиэтиленовой посуде в течение года. 2+

Стандартный раствор бария № 2 с концентрацией Ba 100 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением водой стандартного раствора N

1. Раствор может храниться в течение 3 месяцев в полиэтиленовой посуде.

Фильтр АФА-ВП-20.

Ацетилен, ГОСТ 5457-76, в баллоне с редуктором.

Закись азота, фармакопейная, в баллоне с редуктором.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 50 л/мин. аспирируют через фильтр с таким расчетом, чтобы навеска пыли на фильтр была не менее 2 мг (при условии, что навеска пыли состоит только из соединений бария, в противном случае время отбора следует увеличить).

Для измерения 1/2 ПДК хлористого бария необходимо отобрать 600 л, гидроокиси бария — 2300 л, азотнокислого бария — 400 л воздуха.

Срок хранения отобранных проб 2 недели.

Подготовка к измерению

Для количественного измерения содержания вещества в анализируемом объеме строят шкалу градуировочных растворов согласно таблице.

№ стандарта	Стандартный раствор № 2 с концентрацией 100 мкг/мл, мл	Вода дистиллированная, мл	Содержание бария, мкг/мл
1	0,0	100,0	0,0
2	1,0	99,0	1,0
3	2,0	98,0	2,0
4	4,0	96,0	4,0
5	6,0	94,0	6,0
6	8,0	92,0	8,0
7	10,0	90,0	10,0

Градуировочные растворы устойчивы в течение недели.

Градуировочные растворы подают в распылительную камеру или атомизатор прибора, где происходит разложение раствора в атомные пары, и измеряют поглощение излучения при длине волны 455,4 нм.

Аналогично измеряют аналитический сигнал холостого раствора.

Условия спектрофотометрирования устанавливаются согласно инструкции к используемому прибору.

После установки нуля прибора по дистиллированной воде градуировочные растворы в порядке возрастания концентрации бария последовательно распыляют в пламя ацетилен — закись азота и измеряют интенсивность излучения по аналитической линии бария 455,4 нм со спектральной шириной цели 0,2 нм. Расход ацетилена 300 л/час +/- 30%, расход окислителя 600 л/час +/- 30%. После каждого замера в пламя горелки распыляют дистиллированную воду до полного возврата стрелки прибора в нулевое положение. Затем проводят фотометрирование градуировочных растворов в обратной последовательности, начиная с максимального содержания бария. Вычисляют среднее арифметическое значение показателей регистрирующего устройства. По полученным данным строят градуировочный график: на оси ординат наносят значения светопоглощения растворов при одном диапазоне тока, на оси абсцисс — соответствующие им величины концентраций вещества в мкг/мл.

Проверка градуировочного графика производится 1 раз в месяц или в случае использования новой партии реактивов.

Проведение измерения

Фильтр промывают 1 — 2 мл соляной кислоты и несколькими порциями горячей дистиллированной воды, фильтрат смывают в мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят водой до метки и тщательно перемешивают. Если раствор мутный, его фильтруют. Анализируемые растворы распыляют в пламени ацетилен — закись азота и продолжают измерения аналогично градуировочным растворам. Одновременно следует обработать чистый фильтр аналогично пробе и полученные данные учесть при расчете.

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

Расчет концентрации

Концентрацию бария в воздухе в мг/куб. м (C) вычисляют по формуле:

                            а x в

C = -----, V

где:

а — концентрация бария, найденная в анализируемом объеме раствора по градуировочному графику, мкг/мл;

в — объем раствора, в котором растворяется содержимое фильтра, мл;

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

Концентрацию соединений бария в воздухе в мг/куб. м вычисляют по формуле:

где:

K — коэффициент пересчета бария на его соединения:

    K  - 1,7786 для BaCl  x 2 x H O;
     1                  2        2
    K  - 2,2971 для Ba(OH)  x 8 x H O;
     2                    2        2
    K  - 1,9029 для Ba(NO ) .
     3                   3 2

Приложение 1

Приведение объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. проводят по следующей формуле:

                     V  x (273 + 20) x P
                      t

20 = -------------------, (273 + t°) x 101,33

где:

V — объем воздуха, отобранный для анализа, л; t

P — барометрическое давление, кПа (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

t° — температура воздуха в месте отбора пробы, °C.

Для удобства расчета 20 следует пользоваться таблицей коэффициентов (Приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. надо умножить на соответствующий коэффициент.

°C	Давление P, 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	1,1768	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	1,1400	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	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	0,9799	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	0,9891	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	0,9198	0,9248	0,9297	0,9347	0,9397	0,9421	0,9471

---