На главную
На главную

Газохроматографическое измерение массовых концентраций, метанола, н-бутанола и п-ксилола в воздухе рабочей зоны

Методические указания устанавливают количественный анализ воздуха рабочей зоны на содержание метанола, н-бутанола и п-ксилола газохроматографическим методом

Обозначение: МУК 4.1.1300-03
Название рус.: Газохроматографическое измерение массовых концентраций, метанола, н-бутанола и п-ксилола в воздухе рабочей зоны
Статус: действует
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 4.1.1300-03
«Газохроматографическое измерение массовых концентраций,
метанола, н-бутанола и п-ксилола 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. Метанол. 2

2.2. н-Бутанол. 2

2.3. п-Ксилол. 2

3. Погрешность измерений. 3

4. Метод измерений. 3

5. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы.. 3

5.1. Средства измерений и вспомогательные устройства. 3

5.2. Материалы и реактивы.. 3

6. Требования безопасности. 4

7. Требования к квалификации операторов. 4

8. Условия выполнения измерений. 4

9. Подготовка к выполнению измерений. 4

10. Выполнение измерений. 6

11. Обработка и оформление результатов измерений. 6

12. Контроль погрешности методики. 6

12.1. Оперативный контроль сходимости. 7

12.2. Оперативный контроль воспроизводимости. 7

12.3. Оперативный контроль точности. 7

13. Норма затрат времени на анализ. 8

 

1. Область применения

Настоящие методические указания устанавливают количественный анализ воздуха рабочей зоны на содержание метанола, н-бутанола и п-ксилола газохроматографическим методом. Диапазоны измерений и предельно допустимые концентрации веществ в воздухе рабочей зоны представлены в табл. 1.

Таблица 1

Определяемое вещество

ПДК, мг/м3

Диапазон измерений, мг/м3

Метанол

5

1,1 - 10

н-Бутанол

10

5 - 30

п-Ксилол

50

7,25 - 100

Метод специфичен при производстве оксида этилена и бутилцеллозольва.

Определению не мешают этилен, оксид этилена, оксид пропилена, бутилцеллозольв.

2. Характеристика веществ

2.1. Метанол

2.1.1. Структурная формула: CH3-OH.

2.1.2. Эмпирическая формула: CH4O.

2.1.3. Молекулярная масса: 32,04.

2.1.4. Регистрационный номер по CAS 67-56-1.

2.1.5. Физико-химические свойства. Метанол - прозрачная жидкость со слабым спиртовым запахом, температура кипения 64,7 °С, плотность  = 0,792, с водой смешивается во всех соотношениях, является хорошим растворителем многих органических веществ. Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.1.6. Токсикологическая характеристика. Наркотик, сильный, преимущественно нервно-сосудистый яд.

Класс опасности - третий.

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

2.2. н-Бутанол

2.2.1. Структурная формула: CH3-CH2-CH2-CH2-OH.

2.2.2. Эмпирическая формула: C4H10O.

2.2.3. Молекулярная масса: 74,12.

2.2.4. Регистрационный номер по CAS 71-36-3.

2.2.5. Физико-химические свойства. н-Бутанол - бесцветная жидкость со спиртовым запахом, температура кипения 117,4 °С, плотность  = 0,8099, растворимость в воде 7,9 % масс при 20 °С, смешивается со многими органическими растворителями.

Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.2.6. Токсикологическая характеристика. Наркотик с раздражающим действием паров на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей.

Класс опасности - третий.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны - 10 мг/м3.

2.3. п-Ксилол

2.3.1. Структурная формула:

2.3.2. Эмпирическая формула: C8H10.

2.3.3. Молекулярная масса: 106,16.

2.3.4. Регистрационный номер по CAS 1330-20-7.

2.3.5. Физико-химические свойства. п-Ксилол - бесцветная жидкость с запахом бензола, растворим в этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне, хлороформе, бензоле, температура кипения - 138,35 °С, плотность  = 0,8611, растворимость в воде - менее 0,015 % масс.

Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.3.6. Токсикологическая характеристика. Наркотик, токсичен, раздражает кожу, действует на кроветворные органы.

Класс опасности - третий.

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

3. Погрешность измерений

Методика обеспечивает получение результатов измерений метанола, н-бутанола и п-ксилола с погрешностями, не превышающими ±21 %; ±16 % и ±17 % соответственно, при доверительной вероятности 0,95 для всех определяемых веществ.

4. Метод измерений

Измерения массовых концентраций метанола, н-бутанола и п-ксилола выполняют газохроматографическим методом с использованием пламенно-ионизационного детектора.

Отбор проб проводят без концентрирования.

Нижний предел измерения в хроматографируемом объеме метанола - 0,0011 мкг, н-бутанола - 0,005 мкг и п-ксилола - 0,0073 мкг.

Нижний предел измерения метанола в воздухе - 1,1 мг/м3, н-бутанола - 5 мг/м3 и п-ксилола - 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. Электроплитка для водяной бани

ГОСТ 14919

5.1.11. Комплект поверочных газовых смесей, содержащих метанол от 1,1 до 10 мг/м3, н-бутанол от 5 до 20 мг/м3, п-ксилол от 7,25 до 100 мг/м3 в азоте, ВНИИУС, г. Казань

ТУ 6-16-2956-92

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

ГОСТ 1770

5.1.13. Чашка выпарительная фарфоровая 4 или 5

ГОСТ 9147

5.1.14. Стакан В-1-50 или В-1-100 ТС

ГОСТ 25336

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 необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами согласно ГОСТ 12.1.007-76.

6.2. При работе 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».

6.5. 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 выполнения 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 компонентов:

метанол - 1 мин 30 с;

н-бутанол - 3 мин 14 с;

п-ксилол - 4 мин 21 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 бензолом или толуолом, 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 для пропитки 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 выходах колонки укрепляют тампонами из стекловолокна. Устанавливают колонку в термостат и, не присоединяя к детектору, продувают газом-носителем, постепенно повышая температуру колонки на 50 °С через каждые 15 мин, при достижении 200 °С колонку выдерживают в течение (8 - 10) ч, расход азота 2 дм3

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 воздуха. Отобранные пробы сохраняются в герметично закрытых шприцах 6 ч.

9.6. Установление градуировочных характеристик

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

9.6.1. Градуировочный коэффициент определяемого компонента рассчитывают 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.

Для установления градуировочных характеристик проводят не менее пяти измерений для каждой концентрации, согласно табл. 2.

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

Таблица 2

Шкала поверочных газовых смесей

Концентрация определяемого вещества в поверочной газовой смеси, мг/м3

Содержание определяемого вещества в хроматографируемом объеме, мкг

Концентрация определяемого вещества в поверочной газовой смеси, мг/м3

Содержание определяемого вещества в хроматографируемом объеме, мкг

Метанол

п-Ксилол

1,1

0,0011

7,25

0,0073

2,2

0,0022

7,25

0,0073

3,6

0,0036

14,50

0,0145

5,1

0,0051

26,00

0,0260

7,6

0,0076

48,00

0,0480

10,0

0,0100

100,00

0,1000

н-Бутанол

 

 

5,0

0,0050

 

 

7,6

0,0076

 

 

10,0

0,0100

 

 

15,0

0,0150

 

 

22,0

0,0220

 

 

30,0

0,0300

 

 

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 анализируемого 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:

метанол - 1 мин 30 с;

н-бутанол - 3 мин 14 с;

п-ксилол - 4 мин 21 с.

11.2. При отсутствии автоматизированных средств 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= Ki/Si 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 которой 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 (P = 0,95)

Норматив оперативного контроля сходимости d, мг/м3 (P = 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)

Метанол, 1,1 - 10

0,088 + 0,13С

0,097 + 0,086С

0,25 + 0,086С

0,088 + 0,13С

н-Бутанол, 5 - 30

0,093 + 0,14С

0,13 + 0,11С

0,19 + 0,12С

0,093 + 0,14С

п-Ксилол, 7,25 - 100

0,32 + 0,12С

0,66 + 0,073С

0,75 + 0,074С

0,32 + 0,12С

Метрологические характеристики приведены в виде зависимости от значения массовой концентрации анализируемого компонента в пробе - С (среднее арифметическое результатов параллельных определений).

12.1. Оперативный контроль сходимости

Образцами для контроля являются реальные пробы воздуха или поверочные газовые смеси. Образец для контроля 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 C1 и C2 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. 3. 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 проведения 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

 

261
Мне нравится
Комментировать Добавить в закладки

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи.

Пожалуйста зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.