Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций фенола в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4767-88)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ФЕНОЛА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

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.

   OH

 // \

М.м. 94,14.

 \\ /

Фенол (оксибензол) — бесцветные, розовеющие при хранении кристаллы со специфическим запахом, Т. пл. — 40,9 °C, Т. кип. — 188,7 °C. Хорошо растворим в хлороформе, эфире, маслах и других органических растворителях. Растворимость в воде — 8,2 г в 100 г воды при 15 °C.

В воздухе находится в виде паров.

Фенол относится к веществам 2 класса опасности, сильный нервный яд, оказывающий местное прижигающее действие.

ПДК фенола в воздухе — 0,3 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на превращении фенола в 2,4,6-трибромфенол с последующим использованием газожидкостной хроматографии с применением детектора по электронному захвату.

Отбор проб с концентрированием на этиловый спирт.

Нижний предел измерения в хроматографируемом объеме — 0,5 нг.

Нижний предел измерения в воздухе — 0,1 мг/куб. м (при отборе 3 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций фенола в воздухе — от 0,1 до 10 мг/куб. м.

Измерению не мешают ароматические углеводороды, альдегиды, кислоты.

Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 15%.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, — около 60 минут.

Приборы, аппаратура, посуда

Хроматограф с детектором по электронному захвату.

Колонка хроматографическая стеклянная длиной 1,5 м и внутренним диаметром 3 мм.

Аспирационное устройство.

Микрошприц МШ-10, ГОСТ 8043-75, вместимостью 10 мкл.

Ротационный вакуумный испаритель с набором колб, ТУ 25-11-917-76.

Секундомер, ГОСТ 5072-79.

Поглотительные сосуды с пористой пластинкой № 2.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 и 50 мл.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 10 мл с делением 0,1 мл.

Пробирки градуированные со шлифом 14,5 мм и высотой 250 мм, вместимостью 10 мл, со стандартными полиэтиленовыми пробками.

Линейка измерительная, ГОСТ 427-75.

Баня водяная, ТУ 64-1-2850-80.

Реактивы, растворы и материалы

Фенол, ГОСТ 6417-72, чда, свежеперегнанный.

Этиловый спирт, ГОСТ 5963-67, 95-процентный.

Бром, ГОСТ 4109-79, чда, 10-процентный раствор в этиловом спирте.

Натрий хлористый, ГОСТ 4233-77, чда.

Стандартный раствор № 1 с концентрацией 10 мкг/мл готовят растворением 250 мг фенола в этиловом спирте в мерной колбе на 25 мл. Раствор устойчив в течение месяца при хранении в холодильнике при -5 — 10 °C.

Неопентилгликольянтарат (НПГЯ) (ЧССР).

Хроматон N-AW-DMCS (фракция 0,20 — 0,25 мм) (ЧССР).

Газообразный азот, ГОСТ 9293-74, осч, в баллоне с редуктором.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 0,5 л/мин. аспирируют через поглотительный сосуд с пористой пластинкой, содержащий 10 мл этилового спирта, при охлаждении смесью льда, хлористого натрия и воды, взятых в соотношении 3:2:1. Для определения 1/2 ПДК следует отобрать 2 литра воздуха.

Отобранные пробы могут храниться при 0 °C в течение недели.

Подготовка к измерению

Приготовление насадки для хроматографической колонки.

Неподвижную жидкую фазу (неопентилгликольянтарат) в количестве 5% от массы твердого носителя растворяют в хлороформе и в полученный раствор вносят хроматон N-AW-DMCS (фракция 0,20 — 0,25 мм), перемешивают и удаляют растворитель на ротационном испарителе при температуре 45 — 55 °C.

Сухой насадкой под вакуумом набивают колонку. Заполненную колонку устанавливают в термостат хроматографа и кондиционируют 10 часов при отключенном детекторе, постепенно повышая температуру с 50 до 200 °C. После этого колонку присоединяют к детектору, снижают температуру до рабочей и продолжают кондиционировать до тех пор, пока дрейф нулевой линии не будет превышать 5% от всей длины шкалы.

Градуировочные растворы с содержанием фенола от 0,1 до 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 1 этиловым спиртом. Градуировочные растворы устойчивы в течение месяца при хранении в холодильнике при -5 — 10 °C.

В градуированную пробирку со шлифом помещают 2 мл каждого градуировочного раствора и для превращения фенола в 2,4,6-трибромфенол сюда же добавляют 0,1 мл 10-процентного раствора брома в этиловом спирте. Пробирку тщательно закрывают стандартной полиэтиленовой пробкой (14,5 мм), поверхность которой смочена дистиллятом, до появления на ее шлифе зеркальной поверхности, а затем встряхивают при нагревании на водяной бане при 50 +/- 2 °C в течение 5 минут. Спустя 30 минут содержимое пробирки количественно переносят в круглодонную колбочку на 10 — 15 мл и досуха упаривают на ротационном испарителе, чем достигают наряду с удалением растворителя избавления от избытка брома, наличие которого может отрицательно повлиять на количественное превращение фенола в 2,4,6-трибромфенол. Сухой остаток количественно растворяют в 3 мл спирта и 5 мкл полученного раствора вводят в испаритель хроматографа через самоуплотняющуюся мембрану. Полученные таким образом растворы 2,4,6-трибромфенола устойчивы в течение месяца при хранении в холодильнике. Строят градуировочный график, выражающий зависимость высоты пика (мм) от концентрации компонента (мкг/мл). Построение градуировочного графика необходимо проводить не менее чем по 6 точкам, проводя 5 параллельных измерений для каждой концентрации.

Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб:

    Температура термостата колонки                              165 °C
    Температура испарителя                                      250 °C
    Температура термостата детектора                            230 °C

Скорость потока газа-носителя:

    для колонки                                                 210 мл/мин.
    для детектора                                               70 мл/мин.
    Скорость движения диаграммной ленты                         200 мм/час
    Время удерживания 2,4,6-трибромфенола                       9 мин. 20 с

Проведение измерения

Содержимое поглотительного прибора количественно переносят в градуированную пробирку и для превращения фенола в 2,4,6-трибромфенол добавляют 0,1 мл 10-процентного раствора брома в этиловом спирте, а затем обрабатывают аналогично градуировочным растворам. Затем 5 мкл жидкой пробы с помощью микрошприца вводят через самоуплотняющуюся мембрану в хроматограф.

Записывают хроматограмму, измеряют высоту пика и по градуировочному графику находят концентрацию определяемого компонента.

Расчет концентрации

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

                                а x в

C = -----, V

где:

а — концентрация вещества в анализируемом объеме поглотительного раствора, найденная по градуировочному графику (мкг/мл);

в — общий объем поглотительного раствора, мл;

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

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

---