Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей
и благополучия человека

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение концентраций вредных веществ
в воздухе рабочей зоны

Сборник методических указаний
МУК 4.1.1711 - 4.1.1733-03

Выпуск 45

1. Подготовлены творческим коллективом специалистов Научно-исследовательского института медицины труда РАМН в составе: Л.Г. Макеева - руководитель, Г.В. Муравьева, Е.М. Малинина, Е.Н. Грицун, Г.Ф. Громова, при участии А.И. Кучеренко (Департамент Госсанэпиднадзора Минздрава России).

2. Рекомендованы к утверждению на совместном заседании группы Главного эксперта Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию по проблеме «Лабораторно-инструментальное дело и метрологическое обеспечение» и методбюро п/секции «Промышленно-санитарная химия» Проблемной комиссии «Научные основы медицины труда».

3. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации 29 июня 2003 г.

4. Введены впервые.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Методические указания «Измерение концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (выпуск 45) разработаны с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ их предельно допустимым концентрациям (ПДК) и ориентировочным безопасным уровням воздействия (ОБУВ) и являются обязательными при осуществлении санитарного контроля.

Включенные в данный сборник 23 методики контроля вредных веществ в воздухе рабочей зоны разработаны и подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования», ГОСТ Р 8.563-96 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений», МИ 2335-95 «Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа», МИ 2336-95 «Характеристики погрешности результатов количественного химического анализа. Алгоритмы оценивания».

Методики выполнены с использованием современных методов исследования, метрологически аттестованы и дают возможность контролировать концентрации химических веществ на уровне и ниже их ПДК и ОБУВ в воздухе рабочей зоны, установленных ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны», ГН 2.2.5.1314-03 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» и дополнениями к ним.

Методические указания по измерению массовых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны предназначены для центров госсанэпиднадзора, санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов и других заинтересованных министерств и ведомств.

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

«Газохроматографическое измерение массовых
концентраций 3-метиленциклобутанкарбонитрила
(циклобутанкарбонитрила) в воздухе рабочей зоны»

1. Область применения

Настоящие методические указания устанавливают количественный хроматографический анализ воздуха рабочей зоны на содержание 3-метиленциклобутанкарбонитрила в диапазоне массовых концентраций от 0,4 до 9,0 мг/м³.

2. Характеристика вещества

2.1. Структурная формула

2.2. Эмпирическая формула C₆H₇N.

2.3. Молекулярная масса 93,14.

2.4. Регистрационный номер CAS 15760-35-7.

2.5. Физико-химические свойства.

3-Метиленциклобутанкарбонитрил - бесцветная жидкость со специфическим запахом, Т_кип 150 - 160 °С (при 760 мм рт. ст.), плотность 0,912 г/см³ при 23 °С, растворим в органических растворителях, нерастворим в воде.

Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.6. Токсикологическая характеристика.

3-Метиленциклобутанкарбонитрил обладает выраженным раздражающим действием. Класс опасности - третий.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны - 2 мг/м³

3. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с относительной погрешностью ±10 %, при доверительной вероятности 0,95.

4. Метод измерений

Измерение массовой концентрации 3-метиленциклобутанкарбонитрила выполняют газохроматографическим методом с использованием пламенно-ионизационного детектора.

Отбор проб проводится без концентрирования.

Нижний предел измерения содержания 3-метиленциклобутанкарбонитрила в хроматографируемом объеме пробы - 0,002 мкг.

Нижний предел измерения концентраций 3-метиленциклобутанкарбонитрила в воздухе 0,4 мг/м³ (при отборе 5 см³ воздуха).

Определению не мешают аллен и акрилонитрил.

5. Средства измерений, вспомогательные
устройства, материалы, реактивы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы.

5.1. Средства измерений, вспомогательные
устройства, материалы

5.2. Реактивы

Допускается применение иных средств измерений, вспомогательных устройств, реактивов и материалов, обеспечивающих показатели точности, установленные для данной МВИ.

6. Требования безопасности

6.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88.

6.2. При проведении анализов горючих и вредных веществ должны соблюдаться меры противопожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-76.

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

6.4. При работе с газами, находящимися в баллонах под давлением до 15 МРа (150 Kgf/см²), необходимо соблюдать «Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздуховодов и газопроводов при давлении до 15 МРа (150 Kgf/см²), а также «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (ПБ-10-115-96), утвержденные постановлением Гостехнадзора России 18.04.95, № 20, ГОСТ 12.2.085. Запрещается открывать вентиль баллона, не установив на нем понижающий редуктор.

7. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений и обработке результатов допускаются лица с высшим или средним специальным образованием, имеющие навыки работы на газовом хроматографе.

8. Условия измерений

8.1. Приготовление паровоздушных смесей 3-метиленциклобутанкарбонитрила и подготовку проб к анализу проводят в нормальных условиях при температуре воздуха (20 ± 5) °С, атмосферном давлении 84,0 - 106,0 кПа и относительной влажности воздуха не более 80 %.

8.2. Измерения на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

9. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление паровоздушных смесей, подготовку хроматографа, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

9.1. Приготовление градуировочных смесей

9.1.1. Приготовление паровоздушной смеси № 1. В вакуумированную газовую пипетку вместимостью 1000 см³ вводят микрошприцем 1 мм³ 3-метиленциклобутанкарбонитрила и заполняют воздухом до атмосферного давления. Концентрацию анализируемого вещества (мг/м³) вычисляют по формуле:

ρ - плотность определяемого компонента, мг/мм³;

V₁ - объем определяемого компонента, взятого для приготовления смеси № 1, мм³

V_n - объем пипетки, дм³.

9.1.2. Приготовление паровоздушной смеси № 2. В вакуумированную газовую пипетку вместимостью 200 см³ вводят 10 см³ паровоздушной смеси № 1 и уравнивают давление до атмосферного. Массовая концентрация 3-метиленциклобутанкарбонитрила в газовой пипетке составляет 0,045 мкг/см³. Срок хранения паровоздушной смеси - сутки.

9.1.3. В вакуумированные газовые пипетки вместимостью 100 см³ медицинским шприцем вводят 1,0; 2,5; 5; 10; 15; 20 см³ паровоздушной смеси № 2, заполняют пипетки воздухом до атмосферного давления и встряхивают. Срок хранения паровоздушных смесей - сутки.

9.2. Подготовка прибора

Подготовку прибора осуществляют согласно инструкции по эксплуатации.

Хроматографическую стальную колонку механически заполняют готовой насадкой Инертен Супер N с 5 % OV-17 с применением вакуума.

Колонку устанавливают в термостат и, не подсоединяя к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) в течение 24 ч, повышая температуру от 60 до 150 °С, со скоростью 1 °С/мин.

После этого колонку присоединяют к детектору и продолжают кондиционировать до стабилизации нулевой линии при максимальной чувствительности прибора.

9.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость величины хроматографического сигнала (площади пика, мм²) от массы анализируемого вещества (мкг) в хроматографируемом объеме пробы, устанавливают по методу абсолютной градуировки с использованием серии градуировочных смесей с концентрациями 3-метиленциклобутанкарбонитрила, получаемыми соответствующим разбавлением стандартной смеси воздухом в шприцах вместимостью 100 см³. Анализ 3-метиленциклобутанкарбонитрила проводят методом абсолютной градуировки. Для этого вводят в хроматограф по 5 см³ каждой градуировочной паровоздушной смеси, начиная с минимальной концентрации. Градуировочный график строят в координатах: количество введенного 3-метиленциклобутанкарбонитрила (мкг) - площадь пика (мм²). Градуировку выполняют не менее чем по 6 точкам, проводя 5 параллельных измерений для каждой концентрации согласно табл. 1.

Таблица 1

Паровоздушные смеси для установления градуировочной характеристики при
определении 3-метиленциклобутанкарбонитрила

Условия хроматографирования градуировочных смесей и анализируемых проб:

Проверку градуировочного графика проводят при изменении условий анализа, после ремонта, замены колонки, но не реже 1 раза в месяц.

9.4. Отбор пробы воздуха

Пробы воздуха отбирают в стеклянные медицинские шприцы вместимостью 100 см³ предварительно прокачав их анализируемым воздухом (7 - 10 раз). Шприцы закрывают заглушками. Пробы анализируют в день отбора. Пробы сохраняются не более 8 ч.

10. Выполнение измерения

Для анализа отбирают 5 см³ пробы из шприца. Хроматографический анализ выполняют в тех же условиях, что и градуировку. Количественное содержание анализируемого вещества в хроматографируемом объеме (мкг) определяют по предварительно построенному градуировочному графику.

11. Вычисление результатов измерения

Массовую концентрацию 3-метиленциклобутанкарбонитрила (С, мг/м³) воздухе вычисляют по формуле:

а - содержание анализируемого вещества в хроматографируемом объеме пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;

V - объем анализируемой пробы, приведенный к стандартным условиям, см³ (см. прилож. 1);

10³ - коэффициент пересчета на мг/ м³.

12. Оформление результатов анализа

Результат количественного анализа представляют в виде:

Δ - граница абсолютной погрешности;

Δ = δ⋅0,01;

δ - граница относительной погрешности.

13. Контроль погрешности методики

Таблица 2

Нормативы оперативного контроля показателей качества результатов КХА

13.1. Оперативный контроль воспроизводимости

Образцами для контроля являются стандартные паровоздушные смеси по п. 9.1 настоящих методических указаний.

Пробу анализируют в точном соответствии с прописью методики, максимально варьируя условия проведения анализа, т.е. получают два результата анализа в различных лабораториях или одной лаборатории, но сделанные двумя лаборантами или одним, но в разное время.

Два результата не должны отличаться друг от друга на величину допустимых расхождений между результатами анализа, полученных в указанных условиях, D (норматива оперативного контроля).

C₁₁, C₁₂, C₂₁, C₂₂ - параллельные определения, получаемые первым и вторым лаборантами соответственно (или одним лаборантом, но в различное время);

D - норматив оперативного контроля воспроизводимости (допустимые расхождения между результатами анализа C₁ и C₂ одной и той же пробы).

Значения D приведены в табл. 2.

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

13.2. Оперативный контроль сходимости

Образцами для контроля являются стандартные паровоздушные смеси. Пробу анализируют в точном соответствии с прописью данной методики, получая 2 результата параллельных определений, которые не должны отличаться друг от друга на величину допустимых расхождений между результатами параллельных определений d (норматив оперативного контроля сходимости).

C₁ и C₂ - результаты параллельных измерений массовой концентрации вещества в анализируемой пробе, мг/м³.

d - норматив оперативного контроля сходимости.

Значения d приведены в табл. 2.

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

13.3. Оперативный контроль погрешности

Оперативный контроль погрешности выполняют в одной серии с анализом рабочих проб.

Оперативный контроль погрешности результатов измерений выполняют с использованием в качестве образцов для контроля стандартных смесей по п. 9.1 настоящих методических указаний.

Образец для контроля анализируют в соответствии с настоящими методическими указаниями.

Результаты контрольной процедуры признают удовлетворительными, если выполняется условие:

C₀ - массовая концентрация 3-метиленциклобутанкарбонитрила в образце для контроля, мг/м³.

С - результаты измерения массовой концентрации, мг/м³;

K - норматив оперативного контроля погрешности (табл. 2), %.

При превышении норматива контроля эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

14. Нормы затрат времени на анализ

Для проведения серии анализов из 6 проб требуется 1 ч.

Приложение 1

Приведение объема воздуха к стандартным условиям

Приведение объема воздуха к стандартным условиям (температура 20 °С и давление 101,33 кПа) проводят по формуле:

V_t - объем воздуха, отобранного для анализа, дм³;

Р - барометрическое давление, кПа (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

t - температура воздуха в месте отбора пробы, °С.

Для удобства расчета V₂₀ следует пользоваться таблицей коэффициентов (прилож. 2). Для приведения воздуха к стандартным условиям надо умножить V_t на соответствующий коэффициент.

Приложение 2

Коэффициенты для приведения объема воздуха к стандартным условиям

Приложение 3

Указатель основных синонимов, технических,
торговых и фирменных названий веществ