Методические указания МУК 4.1.600-96 "Методические указания по газохроматографическому определению ацетона, метанола и изопропанола в атмосферном воздухе" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 31 октября 1996 г.)
По состоянию на 25 сентября 2006 года
Методические указания МУК 4.1.600-96
"Методические указания по газохроматографическому определению ацетона, метанола и изопропанола в атмосферном воздухе"
(утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 31 октября 1996 г.)
Дата введения - с момента утверждения
Введены впервые
Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания определяемых веществ в диапазонах концентраций: ацетона - 0,07-4,00 мг/м3, метанола - 0,30-10,00 мг/м3, изопропанола - 0,30-10,00 мг/м3.
(СН3)2СО СН3ОН (СН3)2СНОН
ацетон метанол изопропанол
Физико-химические свойства
-------------T---------T--------T---------T---------T-------------------¬ ¦ Вещество ¦ Молек. ¦ Т кип. ¦Плотность¦Давление ¦ Растворимость* в ¦ ¦ ¦ масса ¦ °С ¦ г/см3 ¦ насыщ. ¦ воде, в орг. р. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦паров, мм¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ рт. ст. ¦ ¦ +------------+---------+--------+---------+---------+-------------------+ ¦Ацетон ¦ 58,08 ¦ 56 ¦ 0,792 ¦ 184,8 ¦р-м сп., э., хл. ¦ +------------+---------+--------+---------+---------+-------------------+ ¦Метанол ¦ 32,04 ¦ 64,7 ¦ 0,791 ¦ 95,7 ¦р-м в различных¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦растворителях ¦ +------------+---------+--------+---------+---------+-------------------+ ¦Изопропанол ¦ 60,09 ¦ 82,2 ¦ 0,786 ¦ 32,4 ¦р-м сп., э., бз. ¦ +------------+---------+--------+---------+---------+-------------------+ ¦*Примечание: р-м - растворим, сп - спирт, э - эфир, хл - хлороформ, бз ¦ ¦ - бензол ¦ L------------------------------------------------------------------------
Величины ПДК для атмосферного воздуха, (мг/м3)
--------------------------------T-------------------T-------------------¬ ¦ Вещество ¦Максимально-разовая¦ Среднесуточная ¦ +-------------------------------+-------------------+-------------------+ ¦Ацетон ¦ 0,35 ¦ 0,35 ¦ +-------------------------------+-------------------+-------------------+ ¦Метанол ¦ 1,00 ¦ 0,50 ¦ +-------------------------------+-------------------+-------------------+ ¦Изопропанол ¦ 0,60 ¦ 0,60 ¦ L-------------------------------+-------------------+--------------------
В воздухе находятся в виде паров.
Ацетон - наркотик, поражающий все отделы центральной нервной системы.
Метанол - сильный нервный, сосудистый яд с резко выраженным кумулятивным эффектом.
Изопропанол - наркотик, раздражает слизистые глаз и верхних дыхательных путей.
1. Погрешность измерений
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей +-20% для ацетона и +-16% для метанола и изопропанола, при доверительной вероятности 0,95.
2. Метод измерений
Измерение концентрации ацетона, метанола, изопропанола выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием.
Концентрирование ацетона, метанола и изопропанола из воздуха осуществляют в поглотители с дистиллированной водой. Растворенные вещества выдувают инертным газом с одновременным улавливанием их на твердый сорбент и последующей термодесорбцией.
Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы ацетона - 0,5 мкг, метанола и изопропанола - 2,5 мкг.
Определению не мешают другие водорастворимые соединения.
3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
3.1. Средства измерений
Хроматограф газовый серии "Цвет-100" с пламенно-ионизационным детектором Барометр-анероид М-67 ТУ 2504-1797-75 Весы аналитические, 2 кл., ВЛА-200 ГОСТ 24104-88 Колбы мерные вместимостью 25, 100 см3 ГОСТ 1770-74Е Линейка измерительная ГОСТ 17435-72 Лупа измерительная ГОСТ 25706-83 Меры массы, 1 кл. ГОСТ 7328-82 Микрошприц МШ-10 ТУ 2.833.106 Пипетки вместимостью 1,5 см3 ГОСТ 20292-74 Реометр для измерения скорости потока газов Секундомер 3-го кл. точности ГОСТ 5072-79 Термометр ТМ-8 ГОСТ 212-78Е Электроаспиратор ЭА-1, погрешность +-10% ТУ 25-11-1414-78
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка из стали длиной 2 м и внутренним диаметром 4 мм Аквадистиллятор ТУ 61-1-721-79 Вакуумный насос ВН-461 Поглотительные приборы с пористой пластиной ТУ 25-111-1136 N 1 Редуктор водородный ТУ 26-05-463-76 Редуктор кислородный ТУ 26-05-235-70 Сорбционные трубки с крепежной втулкой (см. рис.)
3.3. Материалы
Азот сжатый ГОСТ 9293-74 Водород сжатый ГОСТ 3022-77 Воздух сжатый ГОСТ 17433-80 Стекловата или стекловолокно Резиновая трубка
3.4. Реактивы
Ацетон, ч. ГОСТ 2603-79 Дистиллированная вода МРТУ 6-09688-63 Полиметилсилоксан ПМС-100 ГОСТ 130032-67 Полисорб-1 ТУ 1011-392-69 Силохром С-80, зернением 0,25-0,50 мм ТУ 6-09-17-4874 Спирт изопропиловый, х. ч. ТУ 6-09-402-85 Спирт метиловый, х. ч. ГОСТ 6995-77
4. Требования безопасности
4.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.
4.2. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.
5. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на газовом хроматографе.
6. Условия измерений
При выполнении измерений соблюдают следующие условия:
- процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТу 15150-69 при температуре воздуха (20+-10)°С, атмосферном давлении 630-800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80%.
- выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией к прибору.
7. Подготовка к выполнению измерений
Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Приготовление растворов
Исходный раствор ацетона, метанола и изопропанола для градуировки (с = 1,0 мг/см3). 50 мг вещества вносят в колбу вместимостью 50 см3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения раствора - 1 месяц.
Рабочий раствор ацетона для градуировки (с = 10 мкг/см3). 1 см3 исходного раствора вносят в колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения растворов - 1 месяц.
Рабочие растворы метанола и изопропанола для градуировки (с = 50 мкг/см3). 5 см3 исходного раствора метанола и изопропанола вносят по отдельности в колбы вместимостью 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения - 1 неделя.
7.2. Подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки
Насадкой для хроматографической колонки является полисорб-1. Перед заполнением колонки полисорб-1 выдерживают в течение 3-4 ч в ацетоне, высушивают и с помощью вакуумного насоса заполняют колонку. Концы колонки закрывают стекловатой и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя с расходом 40 см3/мин при температуре 150°С в течение 8 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору и записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.
Насадка для сорбционных трубок состоит из 5% ПМС-100 на силохроме С-80. Трубки, содержащие по 0,4 г сорбента, кондиционируют при 200°С в течение 2-х часов, в испарителе хроматографа.
7.3. Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах ацетона, метанола и изопропанола. Она выражает зависимость площади пика соответствующего вещества на хроматограмме (мм2) от массы (мкг) и строится по 5-ти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 6-ти растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 100 см3. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор для градуировки в соответствии с табл. 1, доводят объем дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
Таблица 1
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации ацетона, метанола и изопропанола
-------------------------T-------T-------T-------T-------T------T-------¬ ¦ Номер раствора для ¦ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ ¦ градуировки ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Объем рабочего раствора¦ 1,0 ¦ 2,0 ¦ 5,0 ¦ 10,0 ¦ 20,0 ¦ 50,0 ¦ ¦ацетона (с =¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦10 мкг/см3), см3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Концентрация ¦ 0,1 ¦ 0,2 ¦ 0,5 ¦ 1,0 ¦ 2,0 ¦ 5,0 ¦ ¦ацетона, мкг/см3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Масса ацетона в¦ 0,5 ¦ 1,0 ¦ 2,5 ¦ 5,0 ¦ 10,0 ¦ 25,0 ¦ ¦5 см3, мкг ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Объем рабочего раствора¦ 1,0 ¦ 2,0 ¦ 5,0 ¦ 10,0 ¦ 20,0 ¦ 30,0 ¦ ¦метанола (с =¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦50 мкг/см3), см3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Концентрация ¦ 0,5 ¦ 1,0 ¦ 2,5 ¦ 5,0 ¦ 10,0 ¦ 15,0 ¦ ¦метанола, мкг/см3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Масса метанола в¦ 2,5 ¦ 5,0 ¦ 12,5 ¦ 25,0 ¦ 50,0 ¦ 75,0 ¦ ¦5 см3, мкг ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Объем рабочего раствора¦ 1,0 ¦ 2,0 ¦ 5,0 ¦ 10,0 ¦ 20,0 ¦ 30,0 ¦ ¦изопропанола (с =¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦50 мкг/см3), см3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Концентрация ¦ 0,5 ¦ 1,0 ¦ 2,5 ¦ 5,0 ¦ 10,0 ¦ 15,0 ¦ ¦изопропанола, мкг/см3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +------------------------+-------+-------+-------+-------+------+-------+ ¦Масса изопропанола в¦ 2,5 ¦ 5,0 ¦ 12,5 ¦ 25,0 ¦ 50,0 ¦ 75,0 ¦ ¦5 см3, мкг ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ L------------------------+-------+-------+-------+-------+------+--------
По 5 см3 каждого градуировочного раствора помещают в поглотители с пористой пластиной и продувают азотом со скоростью 0,5 дм3/мин в течение 15 мин. Извлекаемые из раствора вещества улавливают в сорбционных трубках и анализируют при следующих условиях:
температура термостата колонок 100°С температура испарителя 200°С расход газа-носителя (азота) 40 см3/мин расход водорода 40 см3/мин расход воздуха 400 см3/мин чувствительность шкалы электрометра 50 х 10(-12) А скорость движения диаграммной ленты 240 мм/ч время удерживания метанола 2 мин 35 сек время удерживания ацетона 10 мин 53 сек время удерживания изопропанола 13 мин 22 сек.
На полученной хроматограмме рассчитывают площади пиков ацетона, метанола и изопропанола и по средним значениям из 5-ти измерений строят градуировочную характеристику для каждого вещества. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в квартал и при смене партии реактивов.
7.4. Отбор проб
Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86 в поглотитель с пористой пластинкой, заполненный 5 см3 дистиллированной воды, со скоростью 0,5 дм3/мин в течение 15 мин.
8. Выполнение измерений
Поглотитель с пробой устанавливают в штатив. К выходному концу поглотителя подсоединяют встык с помощью резинового шланга сорбционную трубку. К входному концу поглотителя подводят трубку с инертным газом, который пропускают через пробу в течение 5-ти мин со скоростью 50 см3/мин.
В испаритель хроматографа вместо газонаправляющей трубки устанавливают втулку для фиксации сорбционной трубки (см. рис.). Сорбционную трубку с адсорбированными примесями вставляют в испаритель, закрывают его и включают секундомер. Анализ проводят в условиях, указанных при построении градуировочной характеристики (п. 7.3). На хроматограмме рассчитывают площадь пика и по градуировочной характеристике определяют его массу в пробе.
9. Вычисление результатов измерений
Концентрацию ацетона, метанола, изопропанола в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:
m
С = ----, где
V
0
m - масса вещества в пробе, найденная по градуировочной
характеристике, мкг;
V - объем отобранного воздуха, приведенный к нормальным условиям,
0
дм3;
V x 273 x P
t
V = ----------------, где
0 (273 + t) x 760
V - объем воздуха, отобранный для анализа, дм3;
t
Р - атмосферное давление в месте отбора пробы, мм рт. ст.;
t - температура воздуха в месте отбора пробы, °С.
