Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
А.И.ЗАИЧЕНКО
12 декабря 1988 г. N 4744-88
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ КАРБАМИДА,
КАРБАМИДО-ФОРМАЛЬДЕГИДНОГО УДОБРЕНИЯ
(КФУ) И СЛОЖНОГО
ПОЛИМЕРНОГО УДОБРЕНИЯ (СПУ-1) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Методические
указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны
предназначены для санитарно-эпидемиологических станций и санитарных лабораторий
промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных
веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов
Министерства здравоохранения СССР и других заинтересованных министерств и
ведомств.
Методические
указания разрабатываются и утверждаются с целью обеспечения контроля
соответствия физических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их
предельно допустимым концентрациям (ПДК) - санитарно-гигиеническим нормативам,
утверждаемым Министерством здравоохранения СССР, оценки эффективности
внедренных санитарно-гигиенических мероприятий, установления необходимости
использования средств индивидуальной защиты органов дыхания, оценки влияния
вредных веществ на состояние здоровья работающих и др.
Методические указания подготовлены в
соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Общие
санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" и ГОСТ
12.1.016-79 "ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения
концентраций вредных веществ" и одобрены Проблемной комиссией
"Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии".
Методические указания являются обязательными при осуществлении вышеуказанного
контроля.
H N-CO-NH М.м. 60,05.
2
2
Карбамид (мочевина) - порошок белого
цвета, плотность 1,33 г/куб. см. Т. пл. 132,7 °C. Хорошо растворим в воде.
В воздухе находится в виде
аэрозоля-дезинтеграции.
Кожно-резорбтивным и местно-раздражающим
действием не обладает. При многократном интегральном введении по методу Лима
выявляется слабая функциональная кумуляция.
ПДК вещества в воздухе - 10 мг/куб. м.
┌─ ─┐
│... N---CH -- │ x [C H N O] М.м.
210.
│
│ 2 │
2 4 2 n
│
CO │
│
│ │
│
NH │
└─ 2
─┘n
Карбамидо-формальдегидное удобрение (КФУ).
Состоит из мочевины (М) и формальдегида
(Ф) с мольным соотношением М / Ф = (1,25 - 1,6) / 1.
КФУ - гранулы белого цвета, плотность 1,3
г/куб. см. Растворимость в воде 70 - 80%, растворим в кислотах, в органических
растворителях не растворим, Т. пл. 132,5 °C. Продукт не слеживается, не
гигроскопичен.
В воздухе находится в виде
аэрозоля-дезинтеграции.
Кожно-резобтивное
и местно-раздражающее действие не выражено. Обладает слабо выраженной
функциональной кумуляцией.
ПДК вещества в воздухе - 10 мг/куб. м.
NH NH
│ 2 │ 2
CO CO
│ │
--N---CH ---N---CH --
. 2 .
2 М.м. 171,8.
. .
. .
NH H PO (NH
) HPO
4 2 4
4 2 4
[C H N O] x [NH H PO x (NH ) HPO ]
2 4 2 n 4 2
4 4 2 4 m
Сложное полимерное удобрение СПУ-1.
Состоит из продукта конденсации мочевины
и формальдегида и содержит в основной цепи аммофос. СПУ-1 - гранулы серого
цвета, плотность 1,6 г/куб. см, растворимость в воде 60 - 70%, растворим в
кислотах, в органических растворителях не растворим, Т. пл. 240 °C.
В воздухе находится в виде
аэрозоля-дезинтеграции.
Кожно-резорбтивное и местно-раздражающее
действие не выражено, выявлена слабая функциональная кумуляция.
ПДК вещества в воздухе - 10 мг/куб. м.
Характеристика
метода
Метод основан на реакции взаимодействия
карбамида, КФУ и СПУ-1
+++
с диацетилмонооксимом в присутствии тиосемикарбазида
и ионов Fe
в сильнокислой
среде и последующем
фотометрическом измерении
окрашенного в
красный цвет продукта реакции при 525 нм.
Отбор проб проводится с концентрированием
на фильтр.
Нижний предел измерения содержания
карбамида в фотометрируемом объеме составляет 1 мкг,
КФУ и СПУ-1 - 2 мкг.
Нижний предел измерения карбамида в
воздухе - 1 мг/куб. м, СПУ-1 и КФУ - 2 мг/куб. м (при отборе 50 л воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций
карбамида - от 1 до 10 мг/куб. м, КФУ и СПУ-1 - от 2 до 20 мг/куб. м.
Измерению не мешает 20-кратный избыток
аммиака, 5-кратный избыток формальдегида и аммофос. Определению КФУ и СПУ-1
мешает карбамид.
Суммарная погрешность измерения не
превышает +/- 20%.
Время выполнения измерения концентраций
карбамида, КФУ и СПУ-1, включая отбор проб, - около 40 минут.
Приборы,
аппаратура, посуда
Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.
Аспирационное устройство.
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью
50 и 100 мл.
Баня водяная, ГОСТ 64-1-2850-80.
Пробирки с пришлифованными пробками, ГОСТ
10515-75.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1,
2, 5 мл.
Реактивы, растворы
и материалы
Карбамид, ТУ 6-09-2117-77, осч.
Удобрение КФУ, ТУ 113-03-33-01-84, ч.
Удобрение СПУ-1, ТУ 205 УзССР 223-62, ч.
Серная кислота, ГОСТ 4204-77, хч, плотность 1,84, растворы 1:1; 0,5 н и 10-процентный.
Этиловый спирт, технический, ГОСТ
18300-72, ректификат.
Тиосемикарбазид, МРТУ 6-09-6401-69, 0,5-процентный раствор (запасной раствор).
Диацетилмонооксим, ТУ 6-09-2288-72, 2,5-процентный раствор (запасной раствор).
Хлористое железо, ГОСТ 4147-74, ч.
Запасной
раствор. Растворяют 1,5 г FeCl x 6H
O в 30 мл
3 2
85-процентной H
PO и
прибавляют 15 мл
дистиллированной воды.
3 4
Запасные
растворы хранятся в холодильнике при +4 °C.
Рабочий
раствор диацетилмонооксима N
1: в мерной
колбе
вместимостью 500
мл смешивают 34 мл
0,5-процентного запасного
раствора тиосемикарбазида и
34 мл 2,5-процентного раствора
диацетилмонооксима и доливают до метки дистиллированной
водой.
Рабочий
раствор хлористого железа
N 2: в
мерную колбу
вместимостью 500
мл наливают 0,5 мл запасного раствора FeCl x
3
6H O и доводят до метки 10-процентным
раствором серной кислоты.
2
Рабочие растворы
хранятся в бутылях из темного стекла, устойчивы в
течение 3-х
месяцев.
Вместо рабочих растворов N 1 и N 2 можно
пользоваться набором химических реактивов для определения мочевины производства
о.п. "Лахема",
Брно, ЧССР, в котором имеются таблетки, содержащие в своем составе диацетилмонооксим, тиосемикарбазид
и хлористое железо. Одну таблетку при умеренном нагревании растворяют в 50 мл
дистиллированной воды. Наличие небольшого осадка не мешает измерению. Раствор
реактива устойчив в течение нескольких недель.
Рабочий раствор готовят смешиванием
равных объемов раствора реактива с раствором серной кислоты (1:1) (используют
свежеприготовленный).
Стандартный раствор карбамида в воде N 1
с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением 0,1 г вещества в мерной колбе
вместимостью 100 мл. Раствор устойчив в течение 3 месяцев.
Стандартный раствор N 2 с концентрацией
10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора карбамида
N 1 водой. Раствор устойчив в течение месяца.
Стандартные растворы КФУ и СПУ-1 N 1 с
концентрацией вещества 1 мг/мл готовят растворением 0,1 г вещества в 100 мл 0,5
н серной кислоты с последующим подогревом на водяной бане в течение 10 - 20
минут до полного растворения удобрений. Растворы устойчивы в течение 6 месяцев.
Стандартные растворы N 2 с концентрацией
вещества 20 мкг/мл готовят путем соответствующего разбавления 0,5 н раствором
серной кислоты стандартных растворов N 1. Растворы устойчивы в течение месяца.
Фильтры АФА-ВП-20.
Отбор пробы воздуха
Воздух с объемным расходом 5 л/мин. аспирируют через фильтр АФА. Для измерения 1/2 ПДК КФУ и
СПУ-1 следует отобрать 20 л воздуха, для измерения 1/2 ПДК карбамида следует
отобрать 10 л воздуха. Отобранные пробы могут храниться в течение недели.
Подготовка к измерению
Для измерения содержания веществ в
анализируемом объеме готовят шкалу градуировочных
растворов согласно таблице.
Таблица
ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ
┌─────┬─────────┬────────┬──────────┬───────┬─────────┬──────────┬──────────┐
│N │Стандарт.│Рабочий
│ Рабочий
│Серная │Дистилли-│Содержание│Содержание│
│стан-│
раствор │раствор │ раствор │кислота│рованная
│ КФУ или │карбамида,│
│дарта│карбамида│диаце- │хлористого│(1:1), │вода,
мл │СПУ-1, мкг│ мкг │
│ │ КФУ или │тилмоно-│ железа
│ мл │ │ │ │
│ │
СПУ-1 │оксима │ N 2, мл │
│ │ │ │
│ │ N 2, мл │N 1, мл │ │ │ │ │ │
├─────┼─────────┼────────┼──────────┼───────┼─────────┼──────────┼──────────┤
│ 1 │ 0,0 │ 1,0 │ 1,0
│ 1,0 │
2,0 │ 0,0
│ 0,0 │
│ 2 │ 0,1 │ 1,0 │ 1,0
│ 1,0 │
1,9 │ 2,0
│ 1,0 │
│ 3 │ 0,2 │ 1,0 │ 1,0
│ 1,0 │
1,8 │ 4,0
│ 2,0 │
│ 4 │ 0,4 │ 1,0 │ 1,0
│ 1,0 │
1,6 │ 8,0
│ 4,0 │
│ 5 │ 0,6 │ 1,0 │ 1,0
│ 1,0 │
1,4 │ 12,0
│ 6,0 │
│ 6 │ 0,8 │ 1,0 │ 1,0
│ 1,0 │
1,2 │ 16,0
│ 8,0 │
│ 7 │ 1,0 │ 1,0 │ 1,0
│ 1,0 │
1,0 │ 20,0
│ 10,0 │
└─────┴─────────┴────────┴──────────┴───────┴─────────┴──────────┴──────────┘
В градуировочные
пробирки вместимостью 5 мл отбирают аликвоты
стандартных растворов карбамида, КФУ или СПУ-1 N 2, приливают в каждую по 1 мл
рабочего раствора диацетилмонооксима N 1, 1 мл
рабочего раствора хлористого железа N 2, 1 мл серной кислоты (1:1) и до метки
доливают дистиллированной водой. Нагревают на кипящей водяной бане 10 минут,
охлаждают в струе холодной воды и фотометрируют при
длине волны 525 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм по
отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемых веществ (N 1 в
таблице).
Измерение проводится до истечения 15
минут после охлаждения.
При использовании
набора (н.п. "Лахема", ЧССР) вместо 1 мл
рабочего раствора диацетилмонооксима и 1 мл рабочего
раствора хлористого железа добавляют 2 мл рабочего раствора реактива.
Далее измерение ведут, как указано выше.
Строят градуировочный
график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс - соответствующие
им величины содержания вещества в градуировочном
растворе (в мкг). Проверка градуировочного графика
проводится в случае использования новой партии реактивов.
Проведение
измерения
Фильтр с отобранной пробой карбамида
переносят в стакан, смачивают 2 - 3 каплями спирта и обрабатывают 5 мл
дистиллированной воды. Для анализа отбирают 0,1 мл фильтрата в мерную пробирку
вместимостью 5 мл.
Фильтр с отобранной пробой КФУ или СПУ-1
переносят в стакан, смачивают 2 - 3 каплями спирта и обрабатывают 5 мл 0,5 н
серной кислоты. Для анализа отбирают 0,1 мл фильтрата в мерную пробирку
вместимостью 5 мл.
Далее пробирки с аликвотами
растворов карбамида, КФУ или СПУ-1 обрабатывают аналогично градуировочным
растворам.
Оптическую плотность полученных
анализируемых растворов проб измеряют аналогично градуировочным
растворам по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично
пробе.
Количественное измерение содержания
веществ в мкг во взятой аликвоте
проводят по предварительно построенному градуировочному
графику.
Расчет концентрации
Концентрацию вещества в воздухе в мг/куб.
м (C) вычисляют по формуле:
а x в
C = -----,
б x V
где:
а - содержание вещества в анализируемом
объеме раствора пробы, найденное по градуировочному
графику, мкг;
в - общий объем раствора пробы, мл;
б - аликвота
раствора пробы, взятая для анализа, мл;
V - объем воздуха, отобранный для анализа
и приведенный к стандартным условиям, л (см.
Приложение 1).
Приложение 1
Приведение объема воздуха к температуре
20 °C и давлению 760 мм рт. ст. проводят по следующей формуле:
V
x (273 + 20) x P
t
20 = -------------------,
(273 + t°) x 101,33
где:
V -
объем воздуха, отобранный для анализа, л;
t
P -
барометрическое давление, кПа (101,33 кПа = 760 мм рт.
ст.);
t° - температура воздуха в месте отбора
пробы, °C.
Для удобства расчета 20 следует
пользоваться таблицей коэффициентов (Приложение 2). Для приведения объема
воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. надо умножить на
соответствующий коэффициент.
Приложение 2
КОЭФФИЦИЕНТ K ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА
К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ
┌────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ °C │ Давление P, кПа/мм рт. ст. │
│ ├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┬───────┬───────┬───────┤
│ │97,33/│97,86/│98,4/
│98,93/│99,46/│ 100/ │100,53/│101,06/│101,33/│101,86/│
│ │
730 │ 734 │ 738
│ 742 │ 746 │ 750
│ 754 │
758 │ 760 │ 764 │
├────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────┼───────┼───────┼───────┤
│-30 │1,1582│1,1646│1,1709│1,1772│1,1836│1,1899│1,1963
│1,2026 │1,2058 │1,2122 │
│-26 │1,1393│1,1456│1,1519│1,1581│1,1644│1,1705│1,1768
│1,1831 │1,1862 │1,1925 │
│-22 │1,1212│1,1274│1,1336│1,1396│1,1458│1,1519│1,1581
│1,1643 │1,1673 │1,1735 │
│-18 │1,1036│1,1097│1,1158│1,1218│1,1278│1,1338│1,1399
│1,1400 │1,1490 │1,1551 │
│-14 │1,0866│1,0926│1,0986│1,1045│1,1105│1,1164│1,1224
│1,1284 │1,1313 │1,1373 │
│-10 │1,0701│1,0760│1,0819│1,0877│1,0986│1,0994│1,1053
│1,1112 │1,1141 │1,1200 │
│-6 │1,0540│1,0599│1,0657│1,0714│1,0772│1,0829│1,0887
│1,0945 │1,0974 │1,1032 │
│-2 │1,0385│1,0442│1,0499│1,0556│1,0613│1,0669│1,0726
│1,0784 │1,0812 │1,0869 │
│0 │1,0309│1,0366│1,0423│1,0477│1,0535│1,0591│1,0648
│1,0705 │1,0733 │1,0789 │
│+2 │1,0234│1,0291│1,0347│1,0402│1,0459│1,0514│1,0571
│1,0627 │1,0655 │1,0712 │
│+6 │1,0087│1,0143│1,0198│1,0253│1,0309│1,0363│1,0419
│1,0475 │1,0502 │1,0557 │
│+10 │0,9944│0,9999│1,0054│1,0108│1,0162│1,0216│1,0272
│1,0326 │1,0353 │1,0407 │
│+14 │0,9806│0,9860│0,9914│0,9967│1,0027│1,0074│1,0128
│1,0183 │1,0209 │1,0263 │
│+18 │0,9671│0,9725│0,9778│0,9880│0,9884│0,9936│0,9989
│1,0043 │1,0069 │1,0122 │
│+20 │0,9605│0,9658│0,9711│0,9783│0,9816│0,9868│0,9921
│0,9974 │1,0000 │1,0053 │
│+22 │0,9539│0,9592│0,9645│0,9696│0,9749│0,9800│0,9853
│0,9906 │0,9932 │0,9985 │
│+24 │0,9475│0,9527│0,9579│0,9631│0,9683│0,9735│0,9787
│0,9839 │0,9865 │0,9917 │
│+26 │0,9412│0,9464│0,9516│0,9566│0,9618│0,9669│0,9721
│0,9773 │0,9799 │0,9851 │
│+28 │0,9349│0,9401│0,9453│0,9503│0,9555│0,9605│0,9657
│0,9708 │0,9734 │0,9785 │
│+30 │0,9288│0,9339│0,9891│0,9440│0,9432│0,9542│0,9594
│0,9645 │0,9670 │0,9723 │
│+34 │0,9167│0,9218│0,9268│0,9318│0,9368│0,9418│0,9468
│0,9519 │0,9544 │0,9595 │
│+38 │0,9049│0,9099│0,9149│0,9198│0,9248│0,9297│0,9347
│0,9397 │0,9421 │0,9471 │
└────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┴───────┴───────┴───────┘