Методические указания по спектрофотометрическому измерению концентраций пиперазина в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 28.09.1989 № 5077-89)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПИПЕРАЗИНА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Методические указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны (выпуск 26) предназначены для санитарно-эпидемиологических станций и санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также НИИ Министерства здравоохранения Российской Федерации и других заинтересованных министерств и ведомств. Методические указания подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования» и ГОСТ 12.1.016-79 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ», одобрены Проблемной комиссией «Научные основы гигиены труда и профпатологии», утверждены МЗ СССР 28.09.1989.

Методические указания разработаны и утверждены с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ их предельно допустимым концентрациям (ПДК) — санитарно-гигиеническим нормативам и являются обязательными при осуществлении санитарного контроля.

Методические указания являются действующими в соответствии с Постановлением Госкомитета РСФСР санэпиднадзора от 06.02.92 № 1 «О порядке действия на территории Российской Федерации нормативных актов бывшего Союза ССР в области санэпидблагополучия населения».

     H C     CH
      2 ─────  2
      /       \
    HN\       /NH

     H C     CH
      2        2

    Гексагидро-1,4-диазин (диэтилендиамин, пиперазин)  М.м. 86,14.

Пиперазин — бесцветное гигроскопическое кристаллическое вещество с характерным аминным запахом, растворяется в воде (15 г на 100 г воды), спирте, не растворяется в эфире. Т пл. 104 °C, Т кип. 145 — 146 °C. Летучесть при 20 °C — 850 мг/куб. м.

В воздухе находится в виде аэрозоля и паров.

Обладает раздражающим действием на слизистую оболочку глаз. При пероральном поступлении в организм малоядовит.

ОБУВ — 4 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на измерении оптической плотности при 390 нм окрашенного в желтый цвет продукта реакции пиперазина с 2,4-динитрохлорбензолом.

Отбор проб проводится на фильтр АФА-ВП-10 и твердый сорбент.

Нижний предел измерения содержания пиперазина 2 мкг в фотометрируемом объеме раствора.

Нижний предел измерения вещества в воздухе 0,25 мг/куб. м (при отборе 8 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций пиперазина от 0,25 до 20 мг/куб. м.

Измерению не мешают триэтилендиамин, окись этилена, этиленгликоль. Аммиак мешает при содержании более 5 мг в пробе.

Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 15%.

Время выполнения измерения, включая отбор пробы, 1 ч.

Приборы, аппаратура, посуда

Спектрофотометр.

Аспирационное устройство.

Электропечь СНОЛ, ГОСТ 13474-79.

Колбы мерные вместимостью 250 мл, ГОСТ 1770-74.

Пипетки вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл.

Трубки концентрационные стеклянные длиной 110 мм, внутренним диаметром 6 — 8 мм.

Насос водоструйный.

Воронка со стеклянной пористой пластинкой.

Пробирки с пришлифованными пробками, ГОСТ 19908-74.

Цилиндры вместимостью 10 мл, ГОСТ 1770-74.

Стаканы химические вместимостью 50 мл, ГОСТ 25336-82.

Реактивы, растворы и материалы

Пиперазин, ч, ТУ 6-09-10-473-75.

Кислота соляная, хч, концентрированная, 10-процентный и 0,01 н растворы, ГОСТ 3118-77.

Натрий углекислый безводный (ГОСТ 83-63), 8-процентный раствор.

2,4-Динитрохлорбензол (МРТУ 6-09-5609-68), 5-процентный спиртовой раствор, применяют свежеприготовленным.

Хлороформ, хч, ТУ 6-09-4263.

Спирт этиловый ректификованный технический, ГОСТ 18300-72.

Силикагель гранулированный крупнопористый, ГОСТ 3956-76 (фракция 0,25 — 0,50 мм).

Фильтры АФА-ВП-10.

Стандартный раствор пиперазина № 1 с концентрацией 200 мкг/мл готовят растворением 50 мг вещества в мерной колбе вместимостью 250 мл в 0,01 н растворе соляной кислоты. Раствор устойчив в течение 10 дней.

Стандартный раствор пиперазина № 2 с концентрацией 20 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 1 0,01 н раствором соляной кислоты. Раствор готовят в день анализа.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 2 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ВП-10, помещенный в фильтродержателе, и концентрационную трубку, заполненную 2 — 2,5 мл силикагеля.

Для определения 0,5 ОБУВ достаточно отобрать 1 л воздуха.

После отбора концентрационную трубку закрывают заглушками. Фильтр помещают в бюкс. Срок хранения проб — не более 12 ч.

Подготовка к измерению

Подготовка сорбента для концентрационной трубки: силикагель обрабатывают концентрированной соляной кислотой, нагретой до 55 — 60 °C, далее — 10-процентным раствором соляной кислоты до получения бесцветного раствора. Затем силикагель отмывают от кислоты водой до нейтральной реакции, подсушивают до воздушно-сухого состояния и прокаливают в электропечи при 500° в течение 4 ч. Хранят силикагель в банке с притертой пробкой в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием. Срок хранения не ограничен. Градуировочные растворы готовят согласно таблице.

Номер стандарта	Стандартный раствор № 2, мл	Соляная кислота, 0,01 н раствор, мл	Содержание пиперазина, мкг
1	0	4,00	0
2	0,10	3,90	2
3	0,20	3,80	4
4	0,30	3,70	6
5	0,40	3,60	8
6	0,50	3,50	10
7	0,75	3,25	15

Для этого ряд фильтров АФА-ВП-10 помещают в химические стаканы и поверхность каждого смачивают 0,7 мл этанола. Затем на фильтры помещают стандартный раствор пиперазина с содержанием 20 мкг/мл в объеме, указанном в графе 2 таблицы, добавляют соответствующий объем 0,01 н раствора соляной кислоты (графа 3) и оставляют на 15 минут. Затем переносят фильтр с раствором в воронку со стеклянной пористой пластинкой и отсасывают жидкость под вакуумом. Отбирают в пробирку с пришлифованной пробкой точно 4 мл раствора, добавляют по 0,5 мл 5-процентного спиртового раствора 2,4-динитрохлорбензола и 0,4 мл 8-процентного раствора углекислого натрия, перемешивают и ставят в кипящую водяную баню на 5 мин. После охлаждения к каждому раствору приливают по 1 мл 10-процентного раствора соляной кислоты, 4 мл хлороформа и тщательно встряхивают. Оптическую плотность хлороформного раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 390 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм относительно контрольного раствора (стандартный раствор № 1 по таблице). По найденным значениям оптических плотностей строят градуировочный график.

При определении паров пиперазина градуировочные растворы готовят, нанося указанные в графе 2 таблицы объемы стандартного раствора пиперазина на поверхность силикагеля в концентрационных трубках. Далее силикагель смачивают, добавляя порциями 1 мл этанола, а затем пропускают порциями по 0,2 — 0,3 мл указанный в графе 3 таблицы объем 0,01 н раствора соляной кислоты. Отбирают точно 4 мл элюата и обрабатывают аналогично описанному выше.

Проведение измерения

Фильтр с отобранной пробой помещают в химический стакан и всю поверхность фильтра смачивают 0,7 мл этанола. Затем приливают 4 мл 0,01 н раствора соляной кислоты и оставляют на 15 минут. Фильтр с раствором переносят в воронку со стеклянной пористой пластинкой и отсасывают жидкость под вакуумом. Отбирают в пробирку с пришлифованной пробкой точно 4 мл раствора и далее обрабатывают его, как описано для градуировочных растворов. Оптическую плотность хлороформного раствора измеряют при 390 нм относительно контрольного раствора, который готовят обработкой чистого фильтра АФА аналогично фильтру с пробой. Содержание пиперазина в анализируемой пробе находят по градуировочному графику для аэрозоля.

С концентрационной трубки снимают заглушки и смачивают силикагель, добавляя порциями 1 мл этанола. Затем пропускают порциями по 0,2 — 0,3 мл 4 мл 0,01 н раствора соляной кислоты. Отбирают точно 4 мл элюата и обрабатывают аналогично вышеописанному. Содержание пиперазина в анализируемой пробе находят по градуировочному графику для паров.

Расчет концентрации

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

                           а x в   а' x в'

C = ----- + -------, б x V б' x V

где:

а — содержание пиперазина в анализируемом объеме пробы, найденное по градуировочному графику для аэрозоля, мкг;

а' — содержание пиперазина в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику для паров, мкг;

в — общий объем раствора пробы аэрозоля, мл;

в' — общий объем раствора пробы паров, мл;

б — объем раствора пробы аэрозоля, взятый для анализа, мл;

б' — объем раствора пробы паров, взятый для анализа, мл;

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

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.

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

---