Методические указания по полярографическому измерению концентраций нитрата и основного карбоната цинка в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4782-88)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ НИТРАТА И ОСНОВНОГО КАРБОНАТА ЦИНКА 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.

    Zn(NO )  x 6H O                                   М.м. 297,49.
         3 2     2

Нитрат цинка — твердое вещество без цвета и запаха. При 105 °C происходит отщепление воды и образуется безводный нитрат. Растворим в воде и этиловом спирте.

    2ZnCO  x 3Zn(OH)  x H O                           М.м. 567,0.
         3          2    2

    Основной  карбонат  цинка  -  твердое  вещество  без  цвета  и  запаха.
Нерастворим в воде.  При 140 °C диссоциирует с образованием ZnO, CO  и H O.
                                                                   2    2

Растворим в кислотах.

В воздухе оба вещества находятся в виде аэрозоля.

Оба вещества обладают политропным действием.

ОБУВ в воздухе для нитрата цинка — 0,5 мг/куб. м, основного карбоната цинка — 2,0 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на восстановлении иона цинка на ртутном капающем катоде на фоне 0,05 М серной кислоты. Потенциал восстановления пика цинка равен 1,09 В относительно хлорсеребряного электрода сравнения.

Отбор проб проводится с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения цинка в полярографируемом растворе составляет 0,035 мкг/мл.

Нижний предел измерения в воздухе для нитрата цинка — 0,25 мг/куб. м, для основного карбоната цинка — 0,5 мг/куб. м (при отборе 20 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций веществ в воздухе — от 0,25 до 25 мг/куб. м.

Измерению не мешают медь, свинец, кадмий, железо, сульфат, хлорид. Измерению мешает никель.

Погрешность измерения не превышает +/- 25%.

Время выполнения измерений, включая отбор проб, — около 30 минут.

Приборы, аппаратура, посуда

Полярограф ППТ-1 или ПУ-1 с ртутно-капельным электродом.

Аспирационное устройство.

Фильтродержатели, ТУ 95.72.05-77.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25, 100 и 500 мл.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл.

Стаканы химические, ГОСТ 25336-82, вместимостью 25 и 50 мл.

Реактивы, растворы и материалы

Цинк металлический, гранулированный, ГОСТ 3640-79, хч.

Серная кислота, ГОСТ 4204-77, хч, концентрированная, 0,5 М и 0,05 М растворы.

Соляная кислота, ГОСТ 3118-77, хч, концентрированная и 1 М раствор.

Аммоний ванадиевокислый мета, ГОСТ 9336-75, ч.

Азот газообразный, ГОСТ 9293-77 (или аргон газообразный, ГОСТ 10157-79), в баллоне с редуктором. Для очистки его от кислорода поступают следующим образом. Азот пропускают через склянку, содержащую раствор двухвалентного ванадия, находящегося над гранулами амальгамированного цинка. Порошок ванадиевокислого аммония растворяют в 15-процентном растворе серной кислоты до получения насыщенного раствора. В качестве восстановителя используют амальгаму цинка. Для ее получения гранулированный цинк встряхивают в растворе азотнокислой закиси ртути, содержащем азотную кислоту, до образования блестящей амальгамы цинка. Амальгамированный цинк тщательно отмывают дистиллированной водой от азотной кислоты. Насыщенный раствор ванадата аммония в серной кислоте встряхивают с амальгамой цинка до получения фиолетовой окраски, свидетельствующей об образовании сульфата двухвалентного ванадия. Раствор устойчив 1,5 — 2 месяца.

Ртуть отфильтрованная, ГОСТ 4658-73.

Стандартный раствор № 1 с концентрацией цинка 50 мкг/мл готовят растворением навески 0,025 г цинка металлического в 5 мл 1 М соляной кислоты при нагревании, раствор охлаждают до 20 °C, переносят в мерную колбу на 500 мл и доводят до метки 0,05 М серной кислотой. Раствор устойчив более года.

Стандартный раствор № 2 с концентрацией цинка 5 мкг/мл готовят разбавлением стандартного раствора № 1 0,05 М раствором серной кислоты. Раствор устойчив 7 дней.

Фильтры АФА-ХП.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 10 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ХП. Отобранные пробы воздуха могут храниться в течение месяца.

Для измерения 1/2 ПДК нитрата цинка следует отобрать 20 л воздуха, 1/2 ПДК основного карбоната цинка — 10 л воздуха.

Проведение измерения

Фильтр с отобранной пробой переносят в стакан и трижды промывают по 5 мл 0,05 М раствором серной кислоты, затем фильтр отжимают и удаляют. Промывные жидкости собирают вместе в мерную колбу на 25 мл или 100 мл (в зависимости от содержания вещества в пробе) и 0,05 М серной кислотой доводят до метки. 2 мл полученного раствора полярографируют, удалив кислород продуванием в течение 5 мин. очищенным азотом.

Количественное измерение концентрации вещества (в мкг/мл) в анализируемом растворе проводят по методу добавок.

Расчет концентрации

При использовании метода добавок полярографируют часть исследуемого раствора пробы после удаления кислорода. В оставшуюся часть пробы добавляют стандартный раствор цинка. Содержание добавляемого стандарта рассчитывают на 1 мл пробы, при этом пик должен увеличиваться примерно в 1,5 — 2 раза при записи полярограммы при этом же диапазоне тока прибора.

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

                               K x H  - g x V
                                    1        1

C = ---------------,

                                (H  - H ) x V
                                  2    1

где:

g — концентрация добавленного раствора цинка, мкг/мл;

H — высота пика анализируемого раствора, мм; 1

H — суммарная высота волны, полученная после добавления раствора с 2 известной концентрацией цинка, мм;

V — общий объем раствора, мл; 1

V — объем воздуха, отобранный для анализа, приведенный к стандартным условиям, л;

K — коэффициент пересчета: для нитрата цинка — 4,55;

для основного карбоната цинка — 1,73.

Приложение 1

Приведение объема воздуха к стандартным условиям (температура 20 °C и давление 760 мм рт. ст.) проводят по следующей формуле:

                          V  x (273 + 20) x p
                           t

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

где:

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

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

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

Для удобства расчета V следует пользоваться таблицей коэффициентов ст (см. Приложение 2). Для этого надо умножить V на соответствующий t коэффициент.

Приложение 2

T, °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	0,9565	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

---