Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций этилкарбитола в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4779-88)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЭТИЛКАРБИТОЛА 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.

    C H -O-CH -CH -O-CH -CH -OH                       М.м. 134,03.
     2 5     2   2     2   2

Этилкарбитол (ЭК) — моноэтиловый эфир диэтиленгликоля — бесцветная жидкость с характерным запахом гликолей. Плотность при 20 °C — 0,985 — 0,988 г/куб. см. Т. кип. при 760 мм рт. ст. — 201,9 °C. Температура замерзания -45 °C. Хорошо растворим в воде, этаноле, ацетоне, эфире, гликолях, хлороформе. Практически не растворим в гексане. Упругость паров при 20 °C составляет 0,22 мм рт. ст., что соответствует содержанию его в воздухе 1000 мг/ куб. м. В воздухе находится в виде паров, а при высокотемпературных процессах — в виде паров и аэрозоля конденсации.

По характеру токсичного действия — наркотик, обладающий нефро- и гепатотоксичностью.

ОБУВ этилкарбитола в воздухе — 10 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на использовании газожидкостной хроматографии с применением пламенно-ионизационного детектора. Отбор проб проводится с концентрированием в этиловый спирт.

Нижний предел измерения в хроматографируемом объеме — 0,1 мкг.

Нижний предел измерения в воздухе — 5 мг/куб. м (при отборе 10 л воздуха).

Суммарная погрешность не превышает +/- 20%.

Диапазон измеряемых концентраций вещества в воздухе — от 5 до 50 мг/куб. м.

Измерению не мешают этилцеллозольв, морфолин, пропиленгликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, моноэтиловый эфир триэтиленгликоля, трипропиленгликоль, триэтиленгликоль, эфир ЛЗ-ЭК и бензотриазол при концентрации в воздухе до 50 мг/куб. м.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, — около 150 мин.

Приборы, аппаратура, посуда

Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.

Колонки стеклянные длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм.

Аспирационное устройство.

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

Шкаф сушильный, ГОСТ 13474-79.

Насос вакуумный типа ВН-494 или ВН-0,5-2.

Баня водяная, ТУ 64-1-2850-80.

Фильтродержатель, ТУ 9572-05-77.

Поглотительные сосуды Рыхтера или Зайцева.

Колбы конические КН-250-34 ТС, ГОСТ 10394-72.

Дефлегматор елочный с длиной накола 100 мм, ГОСТ 20789-75.

Пробирки конические с делениями, ГОСТ 10515-75.

Чашка выпарительная № 6, ГОСТ 9147-80.

Реактивы, растворы и материалы

Этилкарбитол с содержанием основного вещества не менее 96%.

Хлороформ, ГОСТ 20015-74, технический.

Этиловый спирт технический, ГОСТ 18300-72, ректификат.

Стандартный раствор № 1 с концентрацией 2 мг/мл готовят растворением точной навески (0,2 г) ЭК в этиловом спирте в мерной колбе вместимостью 100 мл.

Стандартный раствор № 2 с концентрацией 0,2 мг/мл готовят десятикратным разбавлением исходного раствора этиловым спиртом. Стандартные растворы устойчивы в течение 10 суток.

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

Хроматон N-AW или N-super, фракция 0,250 — 0,315 мм (ЧССР).

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

Фильтры АФА-ХА.

Отбор пробы воздуха

При отборе паров этилкарбитола воздух с объемным расходом 2 л/мин. аспирируют через два последовательно соединенных поглотительных сосуда Рыхтера или Зайцева, содержащих по 8 мл этилового спирта (один комплект).

При необходимости одновременно с парами улавливания аэрозоля воздух аспирируют с объемным расходом 4 л/мин. через фильтр АФА, закрепленный в фильтродержателе, который соединен через тройник с двумя комплектами поглотительных сосудов, соединенных параллельно для снижения расхода воздуха через каждый поглотительный сосуд до 2 л/мин. Каждый поглотитель в этом случае заполняется 4 мл этилового спирта. Для определения 1/2 ОБУВ следует отобрать 10 л воздуха. Пробы могут храниться сутки.

Подготовка к измерению

Навеску ПЭГА, составляющую 8% от массы хроматона, растворяют в 100 мл хлороформа в конической колбе вместимостью 250 мл. В эту же колбу помещают навеску хроматона N-AW или N-super в количестве, достаточном для заполнения двух колонок длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм (около 40 куб. см). Смесь взбалтывают и дают постоять 2 часа. Затем содержимое колбы переносят в фарфоровую чашку и испаряют хлороформ на водяной бане при температуре воды 90 — 95 °C при непрерывном помешивании смеси стеклянным шпателем до получения сыпучей массы. Сорбент окончательно высушивают в сушильном шкафу при температуре 110 °C в течение 3 часов.

Приготовленным сорбентом заполняют две хроматографические колонки, которые устанавливают в термостат хроматографа без присоединения к ПИД и продувают (кондиционируют) азотом (при расходе азота на одну колонку 30 мл/мин.) в течение 16 часов. Первоначально устанавливают температуру в термостате 130 °C, через 2 часа — 150 °C, затем через 4 часа — 170 °C, еще через 4 часа — 190 °C и при этой температуре продувают в течение 6 часов.

0,5 мл стандартного раствора № 2 переносят в колбу вместимостью 50 мл для упаривания. Туда же приливают 25 мл этилового спирта и помещают кусочек фарфоровой крошки. Проводят упаривание с елочным дефлегматором примерно до 0,5 мл на кипящей водяной бане. После упаривания стенки дефлегматора промывают 1 мл спирта, сливая его в эту же колбу. Пробу охлаждают в холодной воде, переносят в мерную конусную пробирку, доводят спиртом до 2 мл. Вводят 2 мкл раствора в хроматограф через самоуплотняющуюся мембрану. Вычисляют площадь пика. Проводят 5 параллельных измерений.

Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб:

    Температура термостата колонок                              135 °C
    Температура испарителя                                      250 °C
    Скорость потока газа-носителя                               33 мл/мин.
    Скорость потока водорода                                    30 мл/мин.
    Скорость потока воздуха                                     300 мл/мин.
    Скорость движения диаграммной ленты                         240 мм/час
    Время удерживания ЭК                                        5 мин. 20 с

Проведение измерения

При анализе паров содержимое поглотительных сосудов переносят в колбу вместимостью 50 мл для упаривания. Поглотительные сосуды промывают 5 мл этилового спирта, который сливают в ту же колбу.

При отборе проб на аэрозоль смывы спирта из поглотительных сосудов используют для первичной обработки фильтра. Затем фильтр обрабатывают 10 мл свежей порции этилового спирта и растворы объединяют.

Упаривание ведут в тех же условиях, что и для стандартного раствора. Раствор пробы (2 мкл) с помощью микрошприца вводят через самоуплотняющуюся мембрану в хроматограф. Затем записывают хроматограмму и вычисляют площадь пика.

Расчет концентрации

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

                                S  x V  x C
                                 X    X    st

C = -------------, S x V st

где:

S — площадь пика ЭК при хроматографировании пробы, кв. мм; X

V — объем конечной пробы перед хроматографированием, мл; X

C — концентрация стандартного раствора ЭК, мг/мл; st

S — площадь пика ЭК при хроматографировании стандартного раствора, st кв. мм;

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

---