На главную
На главную

Газохроматографическое измерение массовых концентраций бензола, изопропилбензола, пропан-2-она (ацетона) и этилбензола в воздухе рабочей зоны

Методические указания устанавливают количественный анализ воздуха рабочей зоны на содержание пропан-2-она (ацетона), бензола, этилбензола и изопропилбензола газохроматографическим методом

Обозначение: МУК 4.1.1298-03
Название рус.: Газохроматографическое измерение массовых концентраций бензола, изопропилбензола, пропан-2-она (ацетона) и этилбензола в воздухе рабочей зоны
Статус: введен впервые
Дата актуализации текста: 05.05.2017
Дата добавления в базу: 01.02.2017
Дата введения в действие: 30.03.2003
Утвержден: 30.03.2003 Главный государственный санитарный врач РФ (Russian Federation Chief Public Health Officer )
Опубликован: Роспотребнадзор (2005 г. )
Ссылки для скачивания:

4.1. Методы контроля. Химические факторы

Методические указания МУК 4.1.1298-03
«Газохроматографическое измерение массовых концентраций
бензола, изопропилбензола, пропан-2-она (ацетона) и
этилбензола в воздухе рабочей зоны»

(утв. Главным государственным санитарным врачом РФ, Министерством
здравоохранения РФ 30 марта 2003 г.)

Дата введения: с момента утверждения

СОДЕРЖАНИЕ

1. Область применения. 1

2. Характеристика веществ. 2

2.1. Ацетон (пропан-2-он) 2

2.2. Бензол. 2

2.3. Изопропилбензол. 3

2.4. Этилбензол. 3

3. Погрешность измерений. 3

4. Метод измерений. 4

5. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.. 4

5.1. Средства измерений и вспомогательные устройства. 4

5.2. Материалы и реактивы.. 4

6. Требования безопасности. 5

7. Требования к квалификации операторов. 5

8. Условия выполнения измерений. 5

9. Подготовка к выполнению измерений. 5

10. Выполнение измерений. 7

11. Обработка и оформление результатов измерений. 7

12. Контроль погрешности методики. 7

12.1. Оперативный контроль сходимости. 7

12.2. Оперативный контроль воспроизводимости. 8

12.3. Оперативный контроль точности. 8

13. Норма затрат времени на анализ. 9

 

1. Область применения

Настоящие методические указания устанавливают количественный анализ воздуха рабочей зоны на содержание пропан-2-она (ацетона), бензола, этилбензола и изопропилбензола газохроматографическим методом. Диапазоны измерений и предельно допустимые концентрации веществ в воздухе рабочей зоны представлены в табл. 1.

Таблица 1

Определяемый компонент

ПДК, мг/м3

Диапазон измерений, мг/м3

Ацетон

200

17 - 400

Бензол

15/5

1 - 30

Этилбензол

50

7,25 - 100

Изопропилбензол

50

1 - 100

Метод специфичен при производстве фенола и ацетона.

Определению не мешают фенол и гидропероксид изопропилбензола.

2. Характеристика веществ

2.1. Ацетон (пропан-2-он)

2.1.1. Структурная формула:

2.1.2. Эмпирическая формула: С3Н6О.

2.1.3. Молекулярная масса 58,08.

2.1.4. Регистрационный номер по CAS 67-64-1.

2.1.5. Физико-химические свойства. Ацетон - летучая бесцветная жидкость с характерным запахом, температура кипения 56,1 °С, плотность  = 0,7920, растворяется в воде и органических растворителях. Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.1.6. Токсикологическая характеристика. Наркотик, поражающий последовательно все отделы центральной нервной системы.

Класс опасности - четвертый.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 200 мг/м3.

2.2. Бензол

2.2.1. Структурная формула:

2.2.2. Эмпирическая формула: C6H6.

2.2.3. Молекулярная масса 78,11.

2.2.4. Регистрационный номер по CAS 71-43-2.

2.2.5. Физико-химические свойства. Бензол - бесцветная жидкость с характерным запахом, температура кипения 80,1 °С, плотность  = 0,879. Неограниченно растворим в углеводородах, эфирах, хуже в метаноле, не растворяется в этиленгликоле, глицерине. Растворимость в воде 0,073 % масс. при 25 °С.

Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.2.6. Токсикологическая характеристика. Сильно раздражает кожу, в высоких концентрациях оказывает судорожное действие. При многократных воздействиях низких концентраций наблюдаются изменения в крови и кроветворных органах.

Класс опасности - второй.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 15/5 мг/м3.

2.3. Изопропилбензол

2.3.1. Структурная формула:

2.3.2. Эмпирическая формула: C9H11.

2.3.3. Молекулярная масса 120,20.

2.3.4. Регистрационный номер по CAS 98-82-8.

2.3.5. Физико-химические свойства. Изопропилбензол - бесцветная жидкость с запахом бензола, температура кипения 152,4 °С, плотность  = 0,8618, растворимость в воде менее 0,01 % масс. при 20 °С, смешивается с этанолом, диэтиловым эфиром, ацетоном, бензолом, хлороформом. Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.3.6. Токсикологическая характеристика. При ингаляции вызывает острые и хронические поражения кроветворных органов (костного мозга, селезенки).

Класс опасности - четвертый.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 50 мг/м3.

2.4. Этилбензол

2.4.1. Структурная формула:

2.4.3. Молекулярная масса 106,17.

2.4.4. Регистрационный номер по CAS 100-41-4.

2.4.5. Физико-химические свойства. Этилбензол - бесцветная жидкость, по запаху напоминает бензол, температура кипения 136,2° С, плотность  = 0,867. Растворим в углеводородах, эфирах. Растворимость в воде 0,0175 % масс при 25 °С.

Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.4.6. Токсикологическая характеристика. Наркотик, токсичен, действует на кроветворные органы и центральную нервную систему.

Класс опасности - четвертый.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны 50 мг/м3.

3. Погрешность измерений

Настоящая методика обеспечивает получение результатов измерения концентраций ацетона, бензола, этилбензола, изопропилбензола с погрешностями, не превышающими ±14 %, ±16 %, ±17 %, ±19 % соответственно, при доверительной вероятности 0,95 для всех определяемых веществ.

4. Метод измерений

Измерение массовой концентрации ацетона, бензола, этилбензола и изопропилбензола выполняют газохроматографическим методом с использованием пламенно-ионизационного детектора.

Отбор проб проводят без концентрирования.

Нижний предел измерений содержания ацетона 0,017 мкг, изопропилбензола 0,001 мкг, бензола 0,001 мкг и этилбензола 0,0073 мкг в хроматографируемом объеме.

Нижний предел измерений концентраций в воздухе: ацетона 17 мг/м3, изопропилбензола 1 мг/м3, бензола 1 мг/м3 и этилбензола 7,25 мг/м3.

5. Средства измерений, вспомогательные устройства,
реактивы и материалы

5.1. Средства измерений и вспомогательные устройства

5.1.1. Хроматограф лабораторный «Цвет-100», «Кристалл 2000М» или любого типа, укомплектованный:

 

- пламенно-ионизационным детектором;

 

- стальной насадочной колонкой длиной 300 см, внутренним диаметром 0,3 см

 

5.1.2. Гири общего назначения 2 класса точности, Г-2-210

ГОСТ 7328

5.1.3. Весы лабораторные общего назначения 2 класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г

ГОСТ 24104

5.1.4. Лупа измерительная

ГОСТ 8309

5.1.5. Секундомер

ТУ-25-1819.0021-90

5.1.6. Электрошкаф лабораторный, пределы регулирования температуры от 50 до 400 °С, точность регулирования ±2 °С

 

5.1.7. Линейка измерительная

ГОСТ 427

5.1.8. Мыльно-пенный измеритель расхода газов

ГОСТ 29251

5.1.9. Шприц цельностеклянный, вместимостью 100 см3

ТУ 64-1-1279-75

5.1.10. Плитка электрическая для водяной бани

ГОСТ 14919

5.1.11. Цилиндр мерный 1-50-2 или 1-100-2

ГОСТ 1770

5.1.12. Чашка выпарительная фарфоровая 4 или 5

ГОСТ 9147

5.1.13. Стакан В-1-50 или В-1-100 ТС

ГОСТ 25336

5.1.14. Комплект поверочных газовых смесей, содержащих ацетон от 17 до 400 мг/м3, бензол от 1 до 30 мг/м3, этилбензол от 7,25 до 100 мг/м3, изопропилбензол от 1 до 100 мг/м3 в азоте ГСО 6453-92, ВНИИУС, г. Казань.

 

Допускается применение других средств измерения, устройств и посуды, метрологические и технические характеристики которых не хуже указанных.

5.2. Материалы и реактивы

5.2.1. Стекловолокно

ГОСТ 10146

5.2.2. Водород

ГОСТ 3022

5.2.3. Воздух сжатый для питания КИП

ГОСТ 11882

5.2.4. Азот газообразный

ГОСТ 9293

5.2.5. Полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА)

ТУ 6-09-4544-77

5.2.6. Хроматон N-AW, размер зерен (0,25 - 0,315) мм

 

5.2.7. Хлороформ, хч

ГОСТ 20015

Допускается использование реактивов квалификации осч, чда, хч.

6. Требования безопасности

6.1. При выполнении анализов, согласно ГОСТ 12.1.007-76, необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами.

6.2. При выполнении измерений с использованием хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкцию по эксплуатации прибора.

6.3. Организацию обучения безопасности труда работающих проводят согласно ГОСТ 12.0.004-76.

6.4. При работе с газами, находящимися в баллонах под давлением до 150 кгс/см2, необходимо соблюдать «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».

6.4. Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности согласно ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения согласно ГОСТ 12.4.009-83.

7. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускают лиц с высшим и среднеспециальным образованием, имеющих навыки работы с хроматографом.

8. Условия выполнения измерений

8.1. При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

- температура воздуха (15 - 25) °С;

- атмосферное давление (97,3 - 104,0) кПа [(730 - 780) мм рт. ст.];

- напряжение в сети (220 ± 10) В;

- частота переменного тока (50 ± 1) Гц;

- влажность воздуха не более 80 % при температуре 25 °С;

- отсутствие веществ, вызывающих коррозию прибора.

8.2. Условия хроматографического анализа:

- температура термостата колонки (110 ± 5) °С;

- температура испарителя (150 ± 10)°С;

- расход газа-носителя азота (2,0 ± 0,2) дм3/ч;

- расход водорода (2,0 ± 0,2) дм3/ч;

- расход воздуха (20 ± 1) дм3/ч;

- объем вводимой пробы 1 см3;

- скорость движения диаграммной ленты - 240 мм/ч.

8.3. Времена удерживания определяемых веществ:

ацетон - 1 мин 27 с;

этилбензол - 4 мин 06 с;

бензол - 1 мин 39 с;

изопропилбензол - 4 мин 58 с.

9. Подготовка к выполнению измерений

9.1. Подготовка прибора

Подготовку хроматографа к работе проводят в соответствии с руководством по эксплуатации.

9.2. Подготовка колонки

Новую колонку прокаливают при температуре (300 - 400) °С в течение (1 - 2) ч и промывают последовательно содовым раствором, водой, органическими растворителями толуолом или бензолом, затем ацетоном и продувают азотом или воздухом.

9.3. Приготовление сорбента

Мерным цилиндром отмеряют 30 см3 твердого носителя - хроматона N-AW и взвешивают с точностью до второго десятичного знака в стеклянном стаканчике емкостью 100 см3. В таком же стаканчике взвешивают ПЭГА в количестве 15 % от массы носителя с точностью до четвертого десятичного знака. Растворяют навеску ПЭГА в 90 см3 хлороформа, раствор сливают в фарфоровую чашку. В полученный раствор высыпают взвешенный хроматон N-AW и оставляют на пропитку в течение (1,5 - 2,0) ч, периодически перемешивая. Испаряют растворитель на водяной бане при температуре (65 - 75)°, постоянно осторожно перемешивая. Досушивают сорбент в сушильном шкафу при температуре (100 - 110) °С.

9.4. Чистую колонку заполняют приготовленным сорбентом, слой насадки на входе и выходе из колонки укрепляют тампонами из стекловолокна, устанавливают колонку в термостат и, не присоединяя к детектору, продувают газом-носителем при температуре 200 °С в течение (8 - 10) ч и расходе азота 2 дм3/ч.

9.5. Отбор проб воздуха

Исследуемый воздух отбирают в цельностеклянные шприцы на 100 см3, предварительно прокачав их анализируемым воздухом (7 - 10 раз). В одной точке должно быть последовательно отобрано не менее трех проб. Отобранные пробы воздуха сохраняются в герметично закрытом шприце 6 ч.

9.6. Установление градуировочной характеристики

Массовую концентрацию определяемых веществ в воздухе определяют методом абсолютной градуировки по площадям пиков.

9.6.1. Градуировочный коэффициент определяемого компонента определяют по поверочным газовым смесям, в соответствии с диапазоном измерения по формуле:

Ki = Ci/Si, (мг/м3)/мм2, где

Ci- массовая концентрация определяемого компонента в поверочной газовой смеси, мг/м3.

Si - площадь пика определяемого компонента, мм2

Таблица 2

Шкала поверочных газовых смесей

Концентрация определяемых веществ в поверочной газовой смеси, мг/м3

Содержание определяемых веществ в хроматографируемом объеме, мкг

Концентрация определяемых веществ в поверочной газовой смеси, мг/м3

Содержание опред. веществ в хроматографируемом объеме, мкг

Ацетон

Этилбензол

17,0

0,017

7,25

0,0073

50,0

0,050

14,0

0,0140

85,0

0,085

27,0

0,0270

195,0

0,195

48,0

0,0480

300,0

0,300

75,0

0,0750

400,0

0,400

100,0

0,1000

Бензол

Изопропилбензол

1,0

0,0010

1,0

0,001

3,2

0,0032

11,5

0,0115

7,5

0,0075

23,0

0,0230

15,0

0,0150

33,5

0,0335

21,5

0,0215

67,0

0,0670

30,0

0,0300

100,0

0,1000

Для установления градуировочной характеристики проводят не менее пяти параллельных измерений для каждой концентрации согласно табл. 2.

Проверку градуировочных коэффициентов проводят не реже одного раза в квартал и при изменении условий анализа.

10. Выполнение измерений

Пробы воздуха после отбора выдерживают при комнатной температуре (20 - 30) мин. Ввод пробы в хроматографическую колонку осуществляют с помощью газового крана-дозатора. Кран-дозатор продувают не менее чем десятикратным объемом исследуемого воздуха.

Количественное содержание веществ определяют, используя предварительно установленные градуировочные характеристики.

11. Обработка и оформление результатов измерений

11.1. Компоненты выходят из колонки в следующей последовательности с временами удерживания:

ацетон - 1 мин 27 с;

бензол - 1 мин 39 с;

этилбензол - 4 мин 06 с;

изопропилбензол - 4 мин 58 с.

11.2. При отсутствии автоматизированных методов обработки хроматограмм площадь хроматографического пика определяют как произведение высоты на ширину пика на середине его высоты. Высоту пика измеряют линейкой (цена деления 1 мм), ширину - лупой (цена деления 0,1 мм). При расчете площади учитывают множитель шкалы, на которой записан пик.

Массовую концентрацию органических компонентов в воздухе производственных помещений рассчитывают по формуле:

Ci = KiSi, мг/м3, где

Ki- градуировочный коэффициент определяемого вещества, (мг/м3)/мм2;

Si - площадь пика определяемого вещества, мм2.

11.3. Оформление результатов измерения

Результат количественного анализа представляют в виде:

C ± Δ, мг/м3, P = 0,95, где

Δ - характеристика погрешности, значения Δ указаны в табл. 3.

12. Контроль погрешности методики

Таблица 3

Характеристики погрешности, нормативы оперативного контроля показателей
качества результатов КХА

Компонент, диапазон измеряемых концентраций, мг/м3

Погрешность КХА, Δ, мг/м3 (Р = 0,95)

Норматив оперативного контроля сходимости, d, мг/м3 (Р = 0,95, n = 2)

Норматив оперативного контроля воспроизводимости, d, мг/м3 (Р = 0,95, m = 2)

Норматив оперативного контроля точности, K, мг/м3 (Р = 0,95)

Ацетон, 17 - 400

0,088 + 0,13С

0,097 + 0,086С

0,25 + 0,086С

0,088 + 0,13С

Бензол, 1 - 30

0,036 + 0,12С

0,077 + 0,065С

0,11 + 0,053С

0,036 + 0,12С

Этилбензол, 7,25 - 100

0,32 + 0,12С

0,66 + 0,073С

0,75 + 0,074С

0,32 + 0,12С

Изопропилбензол, 1 - 100

0,053 + 0,13С

0,16 + 0,082С

0,12 + 0,082С

0,053 + 0,13С

12.1. Оперативный контроль сходимости

Образцами для контроля являются реальные пробы воздуха или поверочные газовые смеси. Отобранную пробу анализируют в точном соответствии с прописью методики, получая по два результата параллельных определений для каждой пробы, которые не должны отличаться друг от друга на величину допускаемых расхождений между результатами параллельных определений (норматива оперативного контроля сходимости).

|С1 - C2| ≤ d, где

С1, C2 - результаты параллельных определений массовой концентрации компонентов в анализируемой пробе, мг/м3.

d - норматив оперативного контроля сходимости (допускаемые расхождения между результатами параллельных определений одной и той же пробы). Значения норматива оперативного контроля сходимости (d) вычисляют, подставляя значения С в соответствующее выражение в табл. 3.

При превышении норматива оперативного контроля сходимости эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива d выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

12.2. Оперативный контроль воспроизводимости

Образцами для контроля являются реальные пробы воздуха или поверочные газовые смеси. Пробы анализируют в точном соответствии с прописью методики, максимально варьируя условия проведения анализа в разных лабораториях или в одной лаборатории, но сделанные двумя лаборантами в разное время. Два результата анализа не должны отличаться друг от друга на величину допускаемых расхождений между результатами анализа, полученных в указанных условиях (норматива оперативного контроля воспроизводимости):

|C1 - C2| ≤ D, где

C1 = (C11 + C12)/2

C2 = (C21 + C22)/2, где

C11, C12, C21, C22 - параллельные результаты, получаемые первым и вторым лаборантами, соответственно (или одним лаборантом, но в разное время).

D - норматив оперативного контроля воспроизводимости (допускаемые расхождения между результатами анализа С1 и С2 одной и той же пробы). Значения норматива оперативного контроля воспроизводимости D вычисляют, подставляя значение С в соответствующее выражение в табл. 3.

При превышении норматива оперативного контроля воспроизводимости эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива D выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

12.3. Оперативный контроль точности

Образцами для оперативного контроля точности результатов анализа являются поверочные газовые смеси. Образцы для контроля анализируют в точном соответствии с прописью методики.

Полученный результат определения массовой концентрации компонентов в образце для контроля (С) не должен отличаться от концентрации определяемого вещества (C0) в этих образцах на величину норматива оперативного контроля точности K, т.е. (C0 - C) ≤ K. Значения K вычисляют, подставляя значение С в соответствующее выражение в табл. 10.

Если выполняется вышеуказанное соотношение, то точность результатов анализа признают удовлетворительной. При превышении норматива оперативного контроля точности эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива K выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Периодичность оперативного контроля не реже одного раза в квартал.

13. Норма затрат времени на анализ

Для проведения серии анализов из 3 проб требуется 3 ч.

Главный государственный санитарный врач Российской Федерации, Первый заместитель Министра здравоохранения Российской Федерации

Г.Г. Онищенко

 

618
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.