4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение концентраций химических
веществ в воздухе рабочей зоны и смывах
с кожных покровов операторов

Сборник методических указаний
МУК 4.1.2282-07, МУК 4.1.2208-07
МУК 4.1.2289-07, МУК 4.1.2338-08
МУК 4.1.2348-08

Москва • 2008

Содержание

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение концентраций пинолена
(терпенового полимера) в воздухе рабочей зоны
и смывах с кожных покровов операторов
хроматографическими методами

Настоящие методические указания устанавливают методы газожидкостной (ГЖХ) и тонкослойной хроматографии (ТСХ) для измерения массовой концентрации пинолена (терпенового полимера С₂₀Н₃₄) в воздухе рабочей зоны и смывах с кожных покровов операторов в диапазонах 10 - 100 мг/м³; 2 - 10 мкг/смыв, соответственно.

Пинолен - терпеновый полимер С₂₀Н₃₄

Вязкая жидкость желтого цвета со слабым запахом терпеновых соединений. Пинолен - многокомпонентная смесь димеров терпеновых соединений, которые имеют широкий интервал температур кипения (свыше 200 °С). Хорошо растворим в большинстве органических растворителей. Давление паров при 20 °С - 0,0212 Па.

Агрегатное состояние в воздухе рабочей зоны - аэрозоль и пары.

Пинолен используют в качестве предуборочного препарата, который минимизирует растрескивание стручков и потери рапса, подсолнуха, сои, гороха, горчицы, льна и прочих культур, а также как добавка к пестицидам, продлевая срок эффективности пестицида и защищая его от смыва дождями и орошением. Пинолен не смывает и не повреждает восковой покров растения, тем самым устраняет риск заболевания растений.

ОБУВ в воздухе рабочей зоны - 20 мг/м³.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±25 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерения концентраций пинолена в воздухе рабочей зоны выполняют методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) с пламенно-ионизационным детектором (ПИД).

Концентрирование пинолена из воздуха рабочей зоны осуществляют на поглотительный прибор Рыхтера, заполненный этиловым спиртом.

Предел обнаружения в анализируемом объеме - 100 нг.

Измерение концентраций пинолена в пробе смывов с кожных покровов проводят методом тонкослойной хроматографии (ТСХ), основанным на разделении вещества в тонком слое силикагеля и обнаружении зон локализации пинолена при обработке парами йода.

Смыв с кожных покровов проводят этиловым спиртом.

Предел обнаружения в пробе - 2 мкг.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. Средства измерений

Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.

3.2. Реактивы

Допускается использование реактивов иных производителей с аналогичной или более высокой квалификацией.

3.3. Вспомогательные устройства, материалы

Допускается применение другого оборудования с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

4. Требования безопасности

4.1. При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, требования по электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019, а также требования, изложенные в технической документации на газовый хроматограф.

4.2. Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать норм, установленных ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны». Организация обучения работников безопасности труда - по ГОСТ 12.0.004.

5. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений допускают специалистов, имеющих квалификацию не ниже лаборанта-исследователя, с опытом работы на газовом хроматографе.

К проведению пробоподготовки допускают специалиста с квалификацией «лаборант», имеющего опыт работы в химической лаборатории.

6. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

• процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят при температуре воздуха (20 ± 5) °С и относительной влажности не более 80 %.

• выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Выполнению измерений предшествуют следующие операции: очистка гексана (при необходимости), приготовление градуировочных растворов, установление градуировочной характеристики, подготовка поглотительных приборов и салфеток для отбора проб, отбор проб.

7.1. Очистка гексана

Растворитель последовательно промывают порциями концентрированной серной кислоты, до тех пор, пока она не перестанет окрашиваться в желтый цвет, затем водой до нейтральной реакции промывных вод, перегоняют над поташом.

7.2. Приготовление исходного раствора пинолена для градуировки

Исходный раствор пинолена для градуировки (концентрация 2000 мкг/см³). В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают 0,2 г пинолена, растворяют в 50 - 60 см³ гексана, доводят гексаном до метки, тщательно перемешивают.

Раствор хранят в холодильнике при температуре 4 - 6 °С в течение месяца.

7.3 Кондиционирование хроматографической колонки

Готовую насадку (Хроматон N-AW-DMCS с 5 % SE-30) засыпают в хроматографическую колонку, предварительно промытую последовательно этиловым спиртом, ацетоном и гексаном, уплотняют под вакуумом, колонку устанавливают в термостате хроматографа, не подсоединяя к детектору, и стабилизируют в токе азота при температуре 250 °С в течение 8 ч.

7.4. Метод ГЖХ

7.4.1. Приготовление градуировочных растворов

Рабочие растворы № 1 - 4 для градуировки (концентрация 100 - 1000 мкг/см³). В 4 мерных колбах вместимостью 100 см³ помещают по 5,0; 12,5; 25,0 и 50,0 см³ исходного раствора с концентрацией 2000 мкг/см³ (п. 7.2), доводят до метки гексаном, тщательно перемешивают, получают рабочие растворы № 1 - 4 с концентрацией пинолена 100, 250, 500 и 1000 мкг/см³, соответственно.

Растворы готовят перед проведением градуировки.

7.4.2. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую линейную (с угловым коэффициентом) зависимость высоты пика (мм) от концентрации пинолена в растворе (мкг/см³), устанавливают методом абсолютной калибровки по 4 растворам для градуировки.

Поскольку пинолен является многокомпонентной смесью димеров терпеновых соединений, с широким интервалом температур кипения, хроматограмма вещества в выбранных условиях представляет группу неразделенных пиков с четко оформленным максимумом.

Количественные расчеты проводят по высоте максимального сигнала.

В испаритель хроматографа вводят по 1 мм³ каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях хроматографирования по п. 7.4.3. Осуществляют не менее 3-х параллельных измерений. Устанавливают высоты максимального пика действующего вещества. Градуировочный график проверяют перед выполнением измерений, анализируя один из градуировочных растворов. Если значения площадей отличаются более чем на 8 % от данных, заложенных в градуировочную характеристику, ее строят заново, используя свежеприготовленные рабочие растворы для градуировки.

7.4.3. Условия хроматографирования

Измерение выполняют при следующих режимных параметрах:

Газовый хроматограф «ЦВЕТ-560-02», снабженный пламенно-ионизационным детектором

Колонка стеклянная, диной 2 м, внутренним диаметром 3 мм, заполненная Хроматоном N-AW-DMCS (0,16 - 0,20 мм) с 5 % SE-30

Скорость газа-носителя (азот) - 35 см³/мин

Скорость водорода - 30 см³/мин

Скорость воздуха - 285 см³/мин

Хроматографируемый объем 1 мм³

Ориентировочное время выхода максимального пика пинолена - 3 мин 23 ± 2 с

Скорость диаграммной ленты - 240 мм/ч

Шкала усилителя - 256×10¹⁰ Ом

Линейный диапазон детектирования - 50 - 1000 нг

7.5. Метод ТСХ

7.5.1.Приготовление проявляющего реактива

Проявляющим реактивом служат пары йода. На дно эксикатора помещают бюкс, содержащий 5 г технического йода, закрывают крышкой. Через 30 мин камера готова.

7.5.2. Приготовление подвижной фазы для ТСХ

Для определения пинолена в смывах с кожных покровов подвижной фазой служит октан. Растворитель наливают в хроматографическую камеру слоем не более 1 см за 30 мин до начала хроматографирования.

7.5.3. Приготовление градуировочных растворов и растворов внесения

Раствор № 5 пинолена для градуировки (концентрация 100 мкг/см³). В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают 5 см³ исходного раствора пинолена с концентрацией 2000 мкг/см³, растворяют в 50 - 60 см³ гексана, доводят гексаном до метки, тщательно перемешивают.

Раствор № 5 хранят в холодильнике при температуре 4 - 6 °С в течение месяца.

Рабочие растворы № 6 - 10 пинолена для градуировки (концентрация 4 - 20 мкг/см³). В 5 мерных колб вместимостью 100 см³ помещают по 4; 8; 12; 16 и 20 см³ градуировочного раствора пинолена № 5 с концентрацией 100 мкг/см³, растворяют в 50 - 60 см³ гексана, доводят гексаном до метки, тщательно перемешивают, получают рабочие растворы № 6 - 10 с концентрациями 4,0, 8,0, 12,0, 16,0 и 20,0 мкг/см³.

Растворы готовят перед проведением градуировки.

Эти растворы также используют для приготовления проб с внесением при оценке полноты извлечения действующего вещества методом «внесено-найдено».

7.6. Подготовка поглотительных приборов для отбора проб воздуха

В поглотительные приборы Рыхтера помещают по 10 см³ этилового спирта, герметизируют заглушками.

7.7. Подготовка салфеток для проведения смыва

Вырезают салфетки (лоскуты) из белой бязи размером 10×10 см, затем их последовательно обрабатывают 5 %-ным раствором углекислого натрия (при кипячении), водой до нейтральной реакции промывных вод, 2-х кратно промывают этиловым спиртом, сушат на воздухе при комнатной температуре. До использования салфетки хранят в герметично закрытой стеклянной таре.

8. Отбор и хранение проб воздуха

Отбор проб проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Воздух аспирируют с объемным расходом 2 дм³/мин через поглотительный прибор Рыхтера, заполненный 10 см³ этилового спирта.

Для измерения концентрации пинолена на уровне 0,5 ОБУВ для воздуха рабочей зоны необходимо отобрать 10 дм³ воздуха. Срок хранения отобранных проб, в холодильнике при температуре 4 - 6 °С в течение месяца.

9. Условия проведения смыва

Смывы проводят в конце работы или после выполнения отдельных операций с открытых и закрытых спецодеждой или другими СИЗ участков тела (лоб, лицо, шея, спина, грудь, предплечье, голень, кисти рук, включая межпальцевые промежутки).

До работы выбирают участок кожи, обрабатывают его с целью удаления загрязнений, фиксируют площадь (не менее 200 см²). При необходимости отбирают фоновые смывы.

Смыв проводят способом обмыва фиксированного участка кожи этиловым спиртом, налитого в количестве 20 см³ в стеклянную емкостью с металлической крышкой. Тканевой салфеткой, смоченной растворителем, с помощью пинцета (индивидуально) обмывают кожный покров сверху вниз. Операцию повторяют дважды.

Возможный срок хранения отобранных проб смывов, помещенных в герметично закрытые емкости, в холодильнике при температуре 4 - 6 °С в течение месяца.

10. Выполнение измерений

10.1. Воздуха рабочей зоны (метод ГЖХ)

Содержимое поглотительных приборов переносят в круглодонную колбу на 50 см³, поглотитель дополнительно обмывают еще 2 - 3 см³ этилового спирта, который также переносят в колбу, растворитель упаривают на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани не выше 40 °С почти досуха, оставшийся растворитель отдувают потоком теплого воздуха. Остаток растворяют в 1 см³ гексана и анализируют при условиях хроматографирования, указанных в п. 7.4.3.

Пробу вводят в испаритель хроматографа не менее двух раз. Устанавливают высоту пика вещества, с помощью градуировочного графика определяют концентрацию пинолена в хроматографируемом растворе.

Образцы, дающие пики, большие, чем градуировочный раствор с концентрацией 1000 мкг/см³, разбавляют гексаном (не более чем в 50 раз).

Перед анализом опытных образцов проводят хроматографирование холостых (контрольных) проб воздуха рабочей зоны.

10.2. Смывы с кожных покровов (метод ТСХ)

Пробу смыва сливают (через воронку) в колбу для упаривания на 100 см³, с помощью пинцета извлекают салфетку, помещают в конусную химическую воронку, установленную в муфту колбы для упаривания, тщательно отжимают и промывают этиловым спиртом дважды порциями по 10 см³, предварительно ополаскивая растворителем емкость, в которой находилась проба.

Объединенный раствор упаривают в грушевидной колбе на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани не выше 40 °С почти досуха, оставшийся растворитель отдувают потоком теплого воздуха. Остаток растворяют в 0,5 см³ этанола.

Полученную пробу наносят на хроматографическую пластину «Силуфол». Рядом наносят по 0,5 см³ градуировочных растворов пинолена 4,0; 8,0; 12,0; 16,0; 20,0 мкл/см³. Пластинку помещают в камеру для хроматографирования, содержащую октан.

После развития хроматограммы (подъем фронта на 10 - 12 см) пластинку вынимают из камеры, оставляют под тягой до испарения растворителей, помещают в камеру с парами йода, выдерживают 5 мин, вынимают из камеры и обрабатывают из пульверизатора дистиллированной водой. Пинолен проявляется в виде двух основных темно-фиолетовых пятен на лиловом фоне. Rf₁ = 0,58 (нижнее пятно); Rf₂ = 0,67 (верхнее пятно).

Содержание пинолена определяют визуально (по основным пятнам) сравнением площади и интенсивности пятен анализируемого раствора и стандартов или рассчитывая площадь пятен с использованием миллиметровой бумаги.

Допустимо построение градуировочной характеристики зависимости площади пятна (в мм²) от концентрации пинолена в анализируемом растворе (в мкг/см³).

11. Обработка результатов анализа

11.1. Воздух рабочей зоны

Массовую концентрацию пинолена в пробе воздуха (X), мг/м³, рассчитывают по формуле:

X = C × W / V_t, где

С - концентрация пинолена в хроматографируемом растворе, найденная по градуировочному графику в соответствии с высотой хроматографического пика, мкг/см³;

W - объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, см³;

V_t - объем пробы воздуха, отобранный для анализа, приведенный к стандартным условиям (давление 760 мм рт. ст., температура 20 °С), дм³.

V_t = 0,386 × P × ut / (273 + T), где

Т - температура воздуха при отборе проб (на входе в аспиратор), °С;

Р - атмосферное давление при отборе пробы, мм рт. ст.;

u - расход воздуха при отборе пробы, дм³/мин;

t - длительность отбора пробы, мин.

За результат анализа  принимается среднее арифметическое результатов двух параллельных определений , расхождение между которыми не превышает значений норматива оперативного контроля сходимости (d):

d - норматив оперативного контроля сходимости, мг/м³;

d_отн - норматив оперативного контроля сходимости, % (равен 10 %).

11.2. Смывы с кожных покровов

Массовую концентрацию пинолена в пробе смыва X, мкг/смыв, рассчитывают по формуле:

X = C × W / K, где

С - концентрация пинолена в градуировочном растворе, площадь и интенсивность пятна которого соответствует анализируемому, мкг/см³;

W - объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, см³;

K = 2 - коэффициент, учитывающий объем раствора наносимый на пластинку.

12. Оформление результатов измерений

Результат количественного анализа представляют в виде:

• результат анализа  в мг/м³ или мкг/смыв (с указанием площади смыва в см²), характеристика погрешности δ, % (±25 %), Р = 0,95 или

(мкг/смыв, площадь смыва, см²), Р = 0,95, где

∆ - абсолютная погрешность.

Результат измерений должен иметь тот же десятичный разряд, что и погрешность.

Если содержание вещества менее нижней границы диапазона определяемых концентраций, результат анализа представляют в виде:

«содержание пинолена в пробе воздуха рабочей зоны - менее 10 мг/м³; смыва - менее 2 мкг/смыв»*

* - 10 мг/м³; 2 мкг/смыв - пределы обнаружения при отборе 10 дм³ воздуха рабочей зоны; в пробе смыва (фиксированная площадь смыва, 200 см²), соответственно.

13. Контроль погрешности измерений

Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ ИСО 5725-1 - 6.2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».

14. Разработчики

Т.В. Юдина, С.И. Волчек, Л.В. Горячева (ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора»), Г.Е. Иванов (Роспотребнадзор).