Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
А.И.ЗАИЧЕНКО
12 декабря 1988 г. N 4834-88
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ БЕНЗОЛА,
ТОЛУОЛА И КСИЛОЛА ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ
Аннотация
Методические
указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны
предназначены для работников санитарно-эпидемиологических станций и санитарных
лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием
вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских
институтов системы здравоохранения России и других заинтересованных министерств
и ведомств.
Методические
указания разработаны и утверждены с целью обеспечения контроля соответствия
фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны к 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.
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", одобрены Проблемной комиссией "Научные
основы гигиены труда и профессиональной патологии", являются обязательными
при осуществлении вышеуказанного контроля.
Таблица 6
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ
┌────────┬───────────┬──────┬──────────┬───────────┬─────────────┐
│Наимено-│
Формула │ М.м. │Плотность
│Температура│ Упругость │
│вание │ │ │при 20 °С,│кипения,
°С│паров, мм рт.│
│вещества│ │ │г/куб. см │ │ст. при 20
°С│
├────────┼───────────┼──────┼──────────┼───────────┼─────────────┤
│Бензол │C H
│78 │0,879 │80,1 │75,14 │
│ │ 6 6 │ │ │ │ │
│Толуол │C H CH │92 │0,866 │110,8 │22,5 │
│ │ 6 5 3 │ │ │ │ │
│о-ксилол│C
H (CH ) │106 │0,881 │114,41 │10,03 │
│ │ 6 4 3 2 │ │ │ │ │
│м-ксилол│-"- │-"- │0,864 │139,1 │6,43 │
│п-ксилол│-"- │-"- │0,861 │138,35 │16,55 │
└────────┴───────────┴──────┴──────────┴───────────┴─────────────┘
Технический ксилол представляет собой
смесь трех его изомеров.
Перечисленные углеводороды - бесцветные
жидкости, хорошо растворимые в органических растворителях и сами являются растворителями.
В воде растворимы незначительно.
В воздухе могут находиться в виде паров.
Бензол при больших концентрациях
действует главным образом на центральную нервную систему как наркотический яд.
При хронических отравлениях на первом плане выступают изменения со стороны
крови и кроветворной системы.
Толуол при высоких концентрациях
действует наркотически. На нервную систему действует сильнее бензола. Действие
на кровь и кроветворные органы выражено слабее, чем у бензола.
Ксилол действует на организм сходно с
бензолом и толуолом. Действие на кроветворные органы выражено менее чем у
бензола.
ПДК бензола в воздухе 15 мг/куб. м,
толуола и ксилола 50 мг/куб. м.
Характеристика
метода
Метод основан на реакции нитрования
ароматических углеводородов и фотометрическом определении образовавшихся
полинитросоединений в условиях, различных для каждого вещества. Сбор проб
проводят с концентрированием в нитрационную смесь.
Нижний предел измерения в
колориметрируемом объеме раствора: для бензола - 0,3 мкг, для толуола, мета-, орто- и пара-ксилолов - 1 мкг.
Нижний предел измерения в воздухе бензола
- 0,8 мг/куб. м; толуола, мета-, орто- и пара-ксилолов
- 4 мг/куб. м, суммы изомеров ксилола - 10 мг/куб. м (при отборе 2 л воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций в
воздухе: для бензола - 0,8 - 750 мг/куб. м, толуола, мета-,
орто- и пара-ксилолов - 4 - 200 мг/куб. м.
Измерению не мешают:
Бензола - гомологи бензола до 50 мкг.
Толуола - стирол,
ксилол, бензол, ацетон, бутанол, бутилацетат, этилацетат до 20 мкг.
Ксилола - бензол до 100 мкг, мешающее
влияние толуола исключается внесением поправки.
Измерению мешают:
Бензола - хлорбензол, нитробензол,
дифенил, дифенилоксид.
Толуола - этилбензол, нафталин,
изопропилбензол.
Ксилола - нафталин.
Суммарная погрешность измерения не
превышает 25%.
Время выполнения измерения, включая отбор
проб, 2 ч 10 мин.
Приборы,
аппаратура, посуда
Фотоэлектроколориметр.
Аспирационное устройство.
Баня водяная, ТУ 64-1-2850-76.
Сосуды поглотительные с пористой
пластинкой с размерами пор 100 - 160 мкм (рис. 1, см. ниже - не приводится).
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью
25, 50 и 100 мл.
Колбы конические, ГОСТ 10394-72,
вместимостью 50 - 100 мл.
Воронки химические, ГОСТ 8613-75.
Воронки делительные, ГОСТ 8613-75.
Пробирки химические, ГОСТ 10515-75.
Пробирки центрифужные, ГОСТ 1770-74.
Пробирки колориметрические высотой 150
мм, внутренним диаметром 15 мм с меткой "10 мл".
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1,
2, 5, 10, 25 и 50 мл.
Цилиндры мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью
25 - 100 мл.
Склянки с притертыми пробками
вместимостью 30 - 50 мл.
Пробки корковые и полиэтиленовые.
Реактивы, растворы
и материалы
Бензол, ГОСТ 5955-15, ч.д.а.
Орто-ксилол, МРТУ 6-09-3825-78, ч.д.а.
Мета-ксилол, ТУ 6-09-2438-77, ч.д.а.
Пара-ксилол, МРТУ 6-09-3780-78, ч.д.а.
Толуол, ГОСТ 5789-78, ч.д.а.
Кислота серная, ГОСТ 4204-77, х.ч. или
ч.д.а., плотностью 1484.
Кислота соляная, ГОСТ 3118-77,
10-процентный раствор.
Калий азотнокислый, ГОСТ 4217-77, ч.д.а.
Нитрационная смесь: 10 г калия азотнокислого
растворяют в 100 мл серной кислоты (1,830 - 1,835). Нитрационную смесь следует
хорошо защищать от влаги и паров ароматических углеводородов.
Натрия гидроокись, ГОСТ 4328-77, ч.д.а.,
0,1 н и 40 - 50-процентные растворы.
Натрий углекислый безводный, ГОСТ 83-79,
ч.д.а., 2-процентный раствор, подкрашенный фенолфталеином до розового цвета.
Ацетон, ГОСТ 2603-79, ч.д.а. (для
определения толуола, о- и п-ксилолов).
Ацетон, содержащий не более 1% воды и не
содержащий кислых примесей (для определения бензола): 0,5 л ацетона интенсивно
встряхивают 4 - 5 минут в склянке или делительной воронке с 50 мл 40 -
50-процентного раствора едкого натра. После расслоения сливают ацетон и
фильтруют его от мути через вату.
Спирт этиловый, ГОСТ 8314-77,
90-процентный.
Примечание: Если применяемые растворители
дают окрашенную холостую пробу, то их следует заменить или очистить перегонкой,
или настаиванием на активированном угле в течение суток. На 1 л растворителя
берут 20 - 30 г измельченного угля.
Аммиак водный, ГОСТ 3760-79,
10-процентный раствор.
Калий двухромовокислый, ГОСТ 4240-75, в
порошке и 10-процентный раствор.
Йод, ГОСТ 4159-79, ч.д.а., 0,02 н
раствор.
Натрий тиосульфат, СТ
СЭВ 223-75, 0,1 н раствор.
Кислота уксусная, ГОСТ 61-75, ледяная, а
также 50 и 10-процентные растворы.
Кислота уксусная, разбавленная 9:1
(консервирующий раствор).
В мерную колбу на 100 мл вносят пипеткой
10 мл воды и доводят до метки ледяной уксусной кислотой.
Аммоний
сернистый, ТУ 6-09-4542-77,
раствор 1:50. В пробирку вносят 5
мл воды
и 0,1 мл
препарата аммония сернистого.
Раствор перемешивают и
закрывают пробкой.
Используется для идентификации
орто- и пара-ксилолов.
Реактив годен
5 дней. При отсутствии аммония сернистого можно приготовить
раствор из кристаллического натрия сернистого. Для этого
0,5 г соли Na S х
2
9H O растворяют
в 20 мл воды. В раствор вводят 2 мл 10-процентного
HCL.
2
Перемешивают и прибавляют 1 мл 10-процентного раствора
аммиака до щелочной
реакции (pH 9 -
10 по универсальной индикаторной бумаге). После растворения
выпавшей серы
(нагревание ускоряет растворение)
проверяют активность
реактива. В
две колориметрические пробирки
вводят по 1 мл стандартного
раствора N 5, содержащего 50 мкг суммы ксилолов, и по
9 мл ацетона. В одну
пробирку вводят 0,15 мл, а в другую - 0,25 мл раствора аммония
сернистого и
через 3
минуты - по 1
мл 10-процентной уксусной кислоты. Если при этом
желтая окраска
в пробирках достаточно интенсивна
и равна между собой, то
реактив пригоден
к употреблению.
Натрий тетраборнокислый, ГОСТ 4199-76,
х.ч., 0,1 н раствор.
Проявляющий реактив 1:1:3 для определения
толуола: 10 мл 0,1 н раствора едкого натра и 10 мл 0,1 н раствора натрия
тетраборнокислого вносят в мерную колбу на 50 мл и доводят водой до метки.
Реактив годен 1 месяц.
Стандартный раствор N 1 динитробензола в
толуоле, соответствующий 50 мкг бензола в 1 мл.
Вначале готовят исходный раствор бензола
в нитрационной смеси: в мерную колбу на 25 мл с пробкой вносят 10 - 15 мл
нитрационной смеси, взвешивают на аналитических весах. Вносят в колбу 0,05 -
0,06 мл (около 40 - 50 мг) бензола, растворяют его и колбу снова взвешивают.
Разность взвешиваний дает массу бензола в колбе. Раствор доводят до метки
нитрационной смесью, тщательно перемешивают и вычисляют содержание бензола в 1
мл. Не ранее чем через 10 минут после растворения бензола 2 мл полученного
раствора переносят в пробирку, добавляют 1 мл 10-процентного раствора бихромата
калия и, тщательно перемешав, помещают в кипящую баню на 30 минут. Раствор
охлаждают и содержимое пробирки сливают в колбу, содержащую около 10 мл воды.
Пробирку ополаскивают 3 раза по 5 мл воды и сливают в ту же колбу. Раствор
после охлаждения переносят в делительную воронку, ополаскивая колбу 3 - 5 мл
воды. В воронку вводят толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мкг бензола,
содержащегося в 2 мл исходного раствора, и энергично встряхивают 2 - 3 минуты.
Дают расслоиться и удаляют водный слой. Затем добавляют 5 - 10 мл 2-процентного
раствора натрия углекислого и промывают экстракт, 2 - 3 раза встряхнув воронку.
Если слой натрия углекислого обесцвечивается,
то его удаляют и промывку повторяют. Отделив нижний слой, переносят экстракт в
сухую склянку с пробкой. Полученный экстракт - это стандартный раствор N 1,
содержащий 50 мкг бензола в 1 мл.
Стандартный раствор N 2, содержащий 5 мкг
бензола в 1 мл, готовят разбавлением стандартного раствора N 2 в 10 раз
толуолом.
Стандартный раствор N 2 тринитротолуола,
соответствующий 50 мкг толуола в 1 мл. Вначале готовят исходный раствор толуола
в нитрационной смеси аналогично бензолу.
2 мл полученного раствора вносят в
пробирку и помешают на 30 минут в кипящую баню для нитрования толуола, после
чего пробирку помещают для охлаждения в сосуд с водой комнатной температуры.
При охлаждении раствор переносят в колбу на 50 - 100 мл, ополаскивая пробирку 3
- 4 раза по 3 мл воды. Раствор сливают в делительную воронку. Колбу
ополаскивают 3 - 5 мл воды, а затем 5 мл толуола. Вводят в воронку толуол из
расчета 1 мл толуола на 50 мкг толуола, содержащегося в воронке в виде
нитросоединения, учитывая 5 мл толуола, использованного для ополаскивания
колбы, и интенсивно встряхивают 2 - 3 минуты для экстрагирования
тринитротолуола.
После расслоения водный слой удаляют, а
экстракт промывают 5 - 10 мл 2-процентного раствора натрия углекислого, 2 - 3
раза встряхнув воронку. Если водный слой обесцветится, то его удаляют и
промывку повторяют.
После расслоения удаляют водный слой, а
экстракт переносят в сухую склянку с пробкой. Полученный экстракт - это
стандартный раствор N 2, содержащий 50 мкг толуола в 1 мл.
Стандартный раствор N 2а, содержащий 5
мкг толуола в 1 мл. Готовят разбавлением стандартного раствора N 2 в 10 раз
толуолом.
Стандартный раствор N 3 орто-ксилола
(толуольный экстракт), содержащий 50 мкг ксилола в виде нитросоединения в 1 мл.
Готовят так же, как стандартный раствор N 2, подвергая нитрованию орто-ксилол.
Стандартный раствор N 3а, содержащий 5
мкг орто-ксилола. Готовят разбавлением стандартного раствора N 3 в 10 раз
толуолом.
Стандартный раствор N 4 пара-ксилола (толуольный экстракт), содержащий 50 мкг
пара-ксилола в виде нитросоединения в 1 мл. Готовят так же, как стандартный
раствор толуола N 2, подвергая нитрованию пара-ксилол.
Стандартный раствор N 4а, содержащий 5
мкг пара-ксилола. Готовят разбавлением стандартного
раствора N 4 в 10 раз толуолом.
Стандартный раствор N 5 смеси орто- и пара-ксилолов, содержащий по 25 мкг орто- и
пара-ксилолов в 1 мл (в сумме 50 мкг ксилолов). Готовят смешиванием стандартных
растворов N 3 и N 4 в равных объемах.
Стандартный раствор N 5а, содержащий по
2,5 мкг орто- и пара-ксилолов в 1 мл (сумма 5 мкг
ксилолов). Готовят разбавлением стандартного раствора N 5 в 10 раз толуолом.
Стандартный раствор N 6 мета-ксилола, содержащий 50 мкг мета-ксилола в 1 мл. Вначале
готовят исходный раствор мета-ксилола в нитрационной
смеси. Для этого мерную колбу на 25 мл с притертой пробкой, содержащую 10 - 15
мл нитрационной смеси, взвешивают на аналитических весах и помещают на
несколько минут в сосуд с водой при 20° для придания нитрационной смеси той же
температуры. Колбу вытирают снаружи досуха, вносят в нитрационную смесь 0,05 -
0,06 мл (около 50 мг) мета-ксилола, сразу же
растворяют его и отмечают время внесения (начало нитрования при 20 °С). Колбу
взвешивают повторно, доливают нитрационной смесью до метки и тщательно
перемешивают. Не более чем через 5 - 6 минут после внесения мета-ксилола
в нитрационную смесь отбирают из колбы 2 мл раствора, переносят в химическую
пробирку, содержащую 1 мл консервирующего раствора (уксусная кислота 9:1), и
тщательно перемешивают. Пробирку помещают в кипящую баню на 30 минут. Вычисляют
содержание мета-ксилола в 1 мл нитрационной смеси.
Ровно через 30 минут пробирку помещают в сосуд с водой для охлаждения до
комнатной температуры. Раствор переносят в колбу на 50 - 100 мл, содержащую 10
мл воды, ополаскивая пробирку 2 - 3 раза по 5 мл воды. Далее раствор переносят
в делительную воронку, ополаскивая колбу 3 - 5 мл воды, а затем толуола.
Вливают в воронку толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мкг мета-ксилола
(учитывая 5 мл толуола, использованного для ополаскивания колбы) и экстрагируют
нитропроизводные интенсивным взбалтыванием 2 минуты. После расслоения удаляют
водный слой, а экстракт промывают 5 - 10 мл 2-процентного раствора натрия
углекислого, несколько раз встряхнув воронку. Если слой натрия углекислого
обесцвечивается, его удаляют и промывку повторяют. Дают хорошо отстояться и
удаляют водный слой. Экстракт сливают в склянку с плотной корковой пробкой.
Полученный экстракт - это стандартный раствор N 6, содержащий 50 мкг мета-ксилола в 1 мл толуола.
Стандартный раствор N 6а, содержащий 5
мкг мета-ксилола. Готовят разбавлением стандартного
раствора N 6 в 10 раз толуолом. Стандартные растворы нитропроизводных в толуоле
устойчивы несколько месяцев при хранении в темноте в хорошо закрытых склянках
(рекомендуется применять плотные корковые пробки).
Для длительного хранения стандартных
растворов N 1 - 6 следует выдерживать их после приготовления в сухой колбе с
пробкой 2 - 4 часа для полного осветления, после чего перелить в сухие склянки.
Для приготовления стандартных растворов и для отбора проб рекомендуется
применять одну и ту же нитрационную смесь.
Отбор пробы воздуха
Воздух с объемной скоростью 0,5 л/мин.
аспирируют через поглотительный сосуд с пористой пластинкой, содержащий 5 мл
нитрационной смеси (б). Для измерения 1/2 ПДК следует отобрать 2 л воздуха.
Если температура помещения выше 25°, то сосуды помещают в емкость с водой,
имеющей температуру ниже 20°.
Сразу же после отбора поглотительную
жидкость перемешивают, переводя ее 2 - 3 раза из одного колена поглотительного
сосуда в другой с помощью резиновой груши.
При перемешивании целесообразно заглушить
выходной отвод сосуда (зажать шланг со стороны аспиратора).
1 мл раствора (в) из поглотительного
сосуда не позже чем через 6 - 10 минут после начала отбора пробы воздуха
переносят пипеткой в пробирки с притертыми пробками, куда заранее было внесено
по 1 мл консервирующего раствора, тщательно перемешивают и в таком виде
доставляют в лабораторию для определения мета-ксилола.
Эту часть пробы можно назвать "Проба
М" (по начальной букве определяемого вещества). Проба может храниться 3
суток. Остальную часть поглотительного раствора (4 мл) доставляют в
поглотительном сосуде или в другой емкости с притертой или полиэтиленовой
пробкой, в которую возможно полнее переносят поглотительный раствор. Эта часть
поглотительного раствора используется для определения бензола, толуола, орто- и пара-ксилола ("Проба БТОП").
Срок хранения пробы 5 суток.
Подготовка к
измерению концентрации бензола
Градуировочные растворы готовят согласно
таблице 7.
Таблица 7
ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ
┌─────────┬────────────────┬───────────────┬────────┬────────────┐
│ N │ Стандартный │
Стандартный
│Толуол, │ Содержание │
│стандарта│раствор
N 1а, мл│раствор N 1, мл│ мл │бензола,
мкг│
├─────────┼────────────────┼───────────────┼────────┼────────────┤
│1 │0 │- │1 │0 │
│2 │0,06 │- │0,94 │0,3 │
│3 │0,1 │- │0,9 │0,5 │
│4 │0,2 │- │0,8 │1 │
│5 │0,4 │- │0,6 │2 │
│6 │0,6 │- │0,4 │3 │
│7 │1 │- │0 │5 │
│8 │- │0,2 │0,8 │10 │
│9 │- │0,4 │0,6 │20 │
│10 │- │0,6 │0,4 │30 │
└─────────┴────────────────┴───────────────┴────────┴────────────┘
В пробирки шкалы вносят по 9 мл ацетона. Для проявления окраски вносят по 0,5 мл 0,1 н раствора натра
едкого, перемешивают и выдерживают 20 минут при температуре 20°, после чего
вносят по 2 капли 10-процентного раствора уксусной кислоты для стабилизации
окраски и устранения мутности и фотометрируют растворы, окрашенные в
сиренево-фиолетовый цвет, при длине волны 540 нм в кювете с толщиной слоя 20
мм. Окраска устойчива 10 минут.
Строят градуировочный график: на ось
ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось
абсцисс - соответствующие им величины содержания вещества в градуировочном
растворе (мкг).
Проверка градуировочного графика
проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии реактивов.
Проведение
измерения бензола
В химическую пробирку вносят 2 мл
"Пробы ВТОП" (в). Туда же, не ранее чем через 10 минут посте отбора
пробы воздуха, вносят 1 мл 10-процентного раствора бихромата калия, тщательно
перемешивают и помещают на 30 минут в кипящую водяную баню. Если в течение
нагрева на бане жидкость в пробирке примет зеленый цвет (полное восстановление
шестивалентного хрома до трехвалентного), то вносят в пробирку 100 - 200 мг
порошка бихромата и продолжают нагрев еще 25 - 30 минут. Цвет жидкости в
пробирке в конце нагрева на бане должен быть характерным для бихромата или
промежуточным между ним и зеленым (цвет хаки).
После нагрева на бане содержимое пробирки
с помощью нескольких промываний, затратив 15 - 20 мл воды, переносят в колбу из
50 - 100 мл и оставляют для охлаждения до комнатной температуры.
Из полученного раствора экстрагируют нитропроизводные бензола. В делительную воронку вносят 2 - 3
мл воды, 2 мл (г) толуола, затем раствор пробы из колбы, которую ополаскивают 2
- 3 мл воды. Воронку интенсивно встряхивают 2 минуты. Дают отстояться и удаляют
водный слой, а экстракт промывают 3 - 5 мл 2-процентного раствора натрия
углекислого при легком встряхивании. Если раствор натрия углекислого
обесцвечивается, то его сливают и промывку повторяют. Дав отстояться, удаляют
водный слой, а экстракт сливают через горлышко воронки в центрифужную или
химическую пробирку, следя, чтобы капли воды не попали в пробирку вместе с
экстрактом. Небольшая мутность экстракта не влияет на результаты анализа.
Для анализа вносят в колориметрическую
пробирку 1 мл толуольного экстракта пробы (д), вносят 9 мл ацетона и проявляют
окраску, как при подготовке градуировочных растворов. Оптическую плотность
полученного анализируемого раствора пробы измеряют аналогично градуировочным
растворам.
Количественное определение содержания
бензола в анализируемом растворе проводят по предварительно построенному градуировочному
графику.
Концентрацию бензола в воздухе в мг/куб.
м (С) вычисляют по формуле I.
Подготовка к
измерению концентрации толуола
Градуировочные растворы готовят согласно
таблице 8.
Таблица 8
ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ
┌─────────┬─────────────────┬──────────────────┬───────┬──────────────────┐
│ N │ Стандартный
│ Стандартный │Толуол,│ Содержание │
│стандарта│ раствор,
│ раствор, │
мл │искомого вещества │
│ │ соответствующий │ соответствующий │ │ в виде │
│ │5 мкг/мл искомого│50
мкг/мл искомого│ │нитропроизводного,│
│ │ вещества, мл
│ вещества, мл │
│ мкг │
├─────────┼─────────────────┼──────────────────┼───────┼──────────────────┤
│1 │0 │- │1 │0 │
│2 │0,2 │- │0,8 │1 │
│3 │0,4 │- │0,6 │2 │
│4 │0,6 │- │0,4 │3 │
│5 │1 │- │0 │5 │
│6 │- │0,2 │0,8 │10 │
│7 │- │0,3 │0,7 │15 │
│8 │- │0,4 │0,6 │20 │
│9 │- │0,6 │0,4 │30 │
│10 │- │1 │- │50 │
└─────────┴─────────────────┴──────────────────┴───────┴──────────────────┘
В пробирки шкалы вносят по 9 мл ацетона и
по 3 мл проявляющего реактива 1:1:3, перемешивают и оставляют при комнатной
температуре (17 - 23°) на 10 минут (но не более 13 минут), после чего
подкисляют 2 мл 50-процентной уксусной кислоты. Растворы, окрашенные в
красно-бурный цвет, фотометрируют при длине волны 500 нм в кювете с толщиной
слоя 30 мм. Окраска шкалы устойчива 30 минут.
Строят градуировочный график: на ось
ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось
абсцисс - соответствующие им величины содержания толуола в градуировочном
растворе (мкг).
Проверка градуировочного графика
проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии реактивов.
Проведение
измерения толуола
Если "Проба БТОП" была ранее
перенесена из поглотительного сосуда в другую емкость, то вносят 1 мл этой
пробы (в) в химическую пробирку и помещают в кипящую баню на 30 минут. Если
проба оставалась в поглотительном сосуде, то помещают в баню сосуд, считая, что
в нем оставалось 2 мл пробы (в). После извлечения из бани пробу охлаждают
водой, переносят в колбу на 50 - 100 мл, ополаскивая пробирку или
поглотительный сосуд водой 3 - 4 раза по 5 мл, и экстрагируют нитропроизводные,
как указано в описании измерения бензола, используя 3 мл толуола - экстрагента
(г).
После расслоения удаляют водный слой, а
экстракт промывают 5 мл 2-процентного раствора натрия углекислого, его удаляют
и промывку повторяют. Дают отстояться и удаляют водный слой, а экстракт сливают
в центрифужную или химическую пробирку. В экстракте содержатся нитропроизводные бензола, толуола, ксилола ("Экстракт
БТК").
Для анализа на толуол вносят в
колориметрическую пробирку 1 мл этого экстракта (д), добавляют 9 мл ацетона и
проявляют окраску, как при подготовке градуировочных растворов. Оптическую
плотность полученного анализируемого раствора пробы измеряют аналогично
градуировочным растворам.
Количественное определение содержания
толуола в анализируемом растворе проводят по предварительно построенному
градуировочному графику.
Концентрацию толуола в воздухе в мг/куб.
м (С) вычисляют по формуле I.
Подготовка к
измерению концентрации
суммы орто- и
пара-ксилолов
Градуировочные растворы готовят согласно
таблице 8, используя стандартные растворы суммы орто-
и пара-ксилолов N 5 и N 5а.
Если известно, что в пробе содержится
преимущественно или только один изомер, то градуировочные растворы готовят,
используя стандартные растворы соответственно орто-ксилола N 3 и N 3а, или пара-ксилола N 4 и N 4а. В пробирки шкалы градуировочных
растворов вносят по 9 мл ацетона. Для проявления окраски вносят по 0,2 мл
раствора аммония сернистого 1:50, перемешивают и через 2 - 3 минуты добавляют
по 1 мл 10-процентной уксусной кислоты. Растворы желтого цвета фотометрируют
при длине волны 470 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Окраска шкалы устойчива
30 минут.
Построение градуировочных графиков и их
проверка проводится аналогично графику для измерения толуола.
Проведение
измерения суммы орто- и пара-ксилолов
1 мл (д) "Экстракта БТК" вносят
в колориметрическую пробирку, вносят 9 мл ацетона и проявляют окраску, как при
подготовке градуировочных растворов.
Количественное определение содержания
суммы орто- и пара-ксилолов в анализируемом растворе
проводят по предварительно построенному градуировочному графику. Концентрацию
суммы орто- и пара-ксилолов в воздухе в мг/куб. м (С)
вычисляют по формуле II.
В реакции с сульфидом аммония
тринитротолуол (ТНТ), который может находиться в "Экстракте ВТК",
дает окраску, как и тринитропроизводные орто- и
пара-ксилолов, причем оптическая плотность раствора, содержащего 100 мкг
толуола в виде ТНТ, соответствует оптической плотности раствора, содержащего в
том же объеме 3,4 мкг суммы орто- и пара-ксилолов. В связи с этим из найденного
количества о- и п-ксилолов в анализируемом объеме
необходимо вычесть соответствующую величину. (Поправка "К", см. ниже
пример).
Количество толуола в анализируемом объеме
соответствует данным его определения в "Экстракте БТК (см. "Измерение
толуола").
Пример: В пробирке с 1 мл "Экстракта
БТК" найдено по градуировочному графику 40 мкг суммы о-
и п-ксилолов.
По данным определения толуола в 1 мл
этого экстракта найдено 50 мкг толуола.
Следовательно, из 40 мкг суммы о- и п-ксилолов в анализируемом объеме необходимо вычесть
поправку на толуол:
К = 50 х 3,4 / 100 = 1,7 мкг.
Окончательный результат: 40 - 1,7 - 38,3
мкг суммы о- и п-ксилолов в анализируемом объеме.
Подготовка к
измерению концентрации мета-ксилола
Градуировочные растворы готовят согласно
таблице 8, применяя стандартные растворы мета-ксилола
N 6 и N 6а. В пробирки шкалы градуировочных растворов вносят по 9 мл этилового
спирта. Для проявления окраски вносят в пробирки по 1 мл 0,1 н раствора натра
едкого, перемешивают и через 1 - 2 минуты вносят по 1 мл 0,02 н раствора йода,
перемешивают и через 2 - 3 минуты (не позже) нейтрализуют избыток йода, внося 1
мл 0,1 н раствора натрия тиосульфата. Растворы красного цвета фотометрируют при
длине волны 500 - 550 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Окраска растворов
устойчива 30 минут.
Построение градуировочных графиков и их
проверка проводится аналогично графику для измерения толуола.
Проведение измерения
мета-ксилола
В "Пробу М" (в) с 1 мл уксусной
кислоты 9:1 вносят 1 мл нитрационной смеси, тщательно перемешивают и ставят в
кипящую водяную баню ровно на 30 минут, после чего охлаждают в стакане с водой.
Раствор с помощью нескольких промываний
переносят из пробирки в коническую колбу на 50 - 100 мл, используя 10 - 15 мл
воды. После охлаждения раствор сливают в делительную воронку, куда
предварительно внесено 2 - 3 мл воды и 2 мл (г) толуола, ополаскивают колбу 2 -
3 мл воды и экстрагируют нитропроизводные м-ксилола, интенсивно встряхивая
воронку в течение 2-х минут. После расслоения водный слой удаляют, а экстракт
промывают 5 мл 2-процентного раствора натрия углекислого. Если слой раствора
натрия углекислого обесцветится, его удаляют и промывку повторяют. Отделив
водный слой, экстракт переносят в центрифужную или химическую пробирку
("Экстракт М").
Для определения м-ксилола отбирают в
колориметрическую пробирку 1 мл (д) "Экстракта М", вносят 9 мл спирта
и проявляют окраску, как при подготовке градуировочных растворов.
Оптическую плотность полученного
анализируемого раствора пробы измеряют аналогично градуировочным растворам.
Количественное определение содержания мета-ксилола в анализируемом объеме раствора проводят по
предварительно построенному градуировочному графику.
Концентрацию мета-ксилола
в воздухе в мг/куб. м (С) вычисляют по формуле I.
Расчет концентрации
Концентрацию бензола, толуола и
мета-ксилола в воздухе в мг/куб. м (С) вычисляют по формуле I, а концентрацию
суммы орто- и пара-ксилола по формуле II.
Формула I Формула II
С = а х б х г / в х д х v С = (а - К) х б х г / в х
д х v,
где:
а - содержание искомого углеводорода в
анализируемом объеме толуольного экстракта пробы, найденное по градуировочному
графику, мкг;
б - объем поглотительного раствора (нитрационной смеси), внесенный в
поглотительный сосуд для отбора пробы воздуха, мл;
в - объем поглотительного раствора, из
которого экстрагировали нитропроизводные, мл;
г - объем толуола, взятый для экстрагирования, мл;
д - объем экстракта, взятый для анализа,
мл;
v - объем воздуха, отобранный для анализа
и приведенный к стандартным условиям, л (см.
Приложение 1);
К - поправка на толуол в формуле II (см.
"Проведение измерения суммы орто- и
пара-ксилолов").
Приложение 1
(справочное)
Приведение объема воздуха к условиям по
ГОСТ 12.1.016-79 (температура 20 °С, давление 760 мм
рт. ст.) проводят по следующей формуле:
V х (273 + 20) х Р
t
С = -------------------,
(273 + t°) х
101,33
где:
V -
объем воздуха, отобранный для анализа;
t
Р -
барометрическое давление, кПа;
(101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);
t° - температура воздуха в месте отбора
пробы, °С.
Для
удобства расчета V следует пользоваться
таблицей коэффициентов
(Приложение 2).
Для приведения объема
воздуха к температуре 20 °С и к
давлению 760 мм
рт. ст. надо умножить V на
соответствующий коэффициент.
t
Приложение 2
(справочное)
КОЭФФИЦИЕНТ К ДЛЯ
ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА
К УСЛОВИЯМ ПО ГОСТ 12.1.016-79
┌───┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│°С
│ Давление Р, кПа (мм рт. ст.) │
│ ├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┤
│ │97,33 │97,86 │ 98,4 │98,93
│99,46 │100,00│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│1,1763│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│1,1159│1,1218│1,1278│1,1338│1,1399│1,1460│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│
│-06│1,0640│1,0599│1,0657│1,0714│1,0772│1,0829│1,0887│1,0945│1,0974│1,1032│
│-02│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│
│+02│1,0234│1,0291│1,0347│1,0402│1,0459│1,0514│1,0571│1,0627│1,0655│1,0712│
│+06│1,0087│1,0143│1,0198│1,0253│1,0309│1,0363│1,0419│1,0475│1,0502│1,0557│
│+10│0,9944│0,9990│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│0,9755│0,9851│
│+28│0,9349│0,9401│0,9453│0,9503│0,9955│0,9605│0,9657│0,9708│0,9734│0,9785│
│+30│0,9288│0,9339│0,9391│0,9440│0,9432│0,9542│0,9594│0,9646│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│
└───┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┘