4.1. Методы контроля. Химические факторы

Методические указания МУК 4.1.1301-03
«Газохроматографическое измерение массовых концентраций
бутан-2-она (метилэтилкетона) и 2-метилпропан-2-ола
(трет-бутанола) 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

Настоящие методические указания устанавливают количественный анализ воздуха рабочей зоны на содержание 2-метилпропан-2-ола (трет-бутанола) и бутан-2-она (метилэтилкетона) газохроматографическим методом. Диапазоны измерений и предельно допустимые концентрации веществ в воздухе рабочей зоны представлены в табл. 1.

Таблица 1

Метод специфичен при производстве органических пероксидов.

Определению не мешают пероксид водорода, гидропероксид третичного бутила, дитретбутилпероксид.

2. Характеристика веществ

2.1. трет-Бутанол (2-метилпропан-2-ол)

2.1.1. Структурная формула:

2.1.2. Эмпирическая формула: C₄Н₁₀О.

2.1.3. Молекулярная масса: 74,12.

2.1.4. Регистрационный номер по CAS 75-65-0.

2.1.5. Физико-химические свойства. Трет-бутанол - бесцветная жидкость со спиртовым запахом, температура кипения 82,5 °С, плотность  = 0,7887, в воде растворяется во всех соотношениях, растворяется во многих органических растворителях.

Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.1.6. Токсикологическая характеристика. Наркотик, раздражает слизистые оболочки глаз.

Класс опасности - третий.

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

2.2. Метилэтилкетон (бутан-2-он)

2.2.1. Структурная формула:

2.2.2. Эмпирическая формула: C₄H₈O.

2.2.3. Молекулярная масса: 72,10.

2.2.4. Регистрационный номер по CAS 78-93-3.

2.2.5. Физико-химические свойства. Метилэтилкетон - бесцветная жидкость, температура кипения 79,6 °С, плотность  = 0,805, растворимость в воде 37 % масс, при 20 °С, хорошо растворим в спирте и эфире.

Агрегатное состояние в воздухе - пары.

2.2.6. Токсикологическая характеристика. Обладает наркотическим действием, токсичен.

Класс опасности - четвертый.

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

3. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений массовых концентраций метилэтилкетона и третичного бутилового спирта с погрешностями, не превышающими ±16 % при доверительной вероятности 0,95 для обоих веществ.

4. Метод измерений

Измерение массовой концентрации трет-бутанола и метилэтилкетона выполняют газохроматографическим методом с использованием пламенно-ионизационного детектора.

Отбор проб проводят без концентрирования.

Нижний предел измерения содержания в хроматографируемом объеме трет-бутанола - 0,005 мкг, метилэтилкетона - 0,017 мкг.

Предел измерения концентрации в воздухе трет-бутанола 5 мг/м³, метилэтилкетона - 17 мг/м³.

5. Средства измерений, вспомогательные устройства,
реактивы и материалы

5.1. Средства измерений и вспомогательные устройства

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

5.2. Материалы и реактивы

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 выполнении анализов с использованием хроматографа соблюдают правила электробезопасности согласно 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 проведения 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°;

- 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: трет-бутанол - 1 мин 32 с; метилэтилкетон - 1 мин 50 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. 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 отвешенный хроматон N-AW и оставляют для пропитки в течение (1,5 - 2,0) часов, 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 до 200 °С и выдерживают ее в течение (8 - 10) ч при 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 воздуха. Отобранные пробы воздуха сохраняются в герметично закрытых шприцах 6 ч.

9.6. Установление градуировочной характеристики

Массовую концентрацию органических примесей 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:

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

S_i - площадь пика определяемого компонента, мм²

Таблица 2

Шкала поверочных газовых смесей

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.

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: третбутанол - 1 мин 32 с; метилэтилкетон - 1 мин 50 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:

K_i - градуировочный коэффициент определяемого вещества, (мг/м³)/мм².

S_i - площадь пика определяемого вещества, мм².

11.3. Оформление результатов измерения

Результат количественного анализа представляют в виде:

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

12. Контроль погрешности методики

Таблица 3

Характеристики погрешности, нормативы оперативного контроля показателей
качества результатов КХА (сходимости, воспроизводимости, точности)

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 измерений для каждой пробы, которые не должны отличаться друг от друга на величину допускаемых расхождений между результатами параллельных определений (норматива оперативного контроля сходимости):

С₁, С₂ - результаты параллельных определений массовой концентрации компонентов в анализируемой пробе, мг/м³;

d - норматив оперативного контроля сходимости (допускаемые расхождения между результатами параллельных измерений одной и той же пробы). Величину 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):

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 содержания вещества в газовоздушной смеси (С₀) на величину норматива оперативного контроля точности K, т.е.

Величину 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 оперативного контроля не реже одного раза в квартал.

13. Норма затрат времени на анализ

Для проведения серии анализов из 3 проб требуется 3 ч.