Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
А.И.ЗАИЧЕНКО
12 декабря 1988 г. N 4915-88
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОБАЛЬТА, ТИТАНА И ВОЛЬФРАМА
МЕТОДОМ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЙ
СПЕКТРОФОТОМЕТРИИ
В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
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 разрабатываются и
утверждаются с целью обеспечения контроля соответствия
фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их
предельно допустимым концентрациям (ПДК) - санитарно-гигиеническим нормативам,
утвержденным 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.
Включенные в данный выпуск 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.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
┌───┬────────────┬───────┬──────┬─────────┬──────────┬────────────────────┐
│
N │Наименование│Формула│ М.м. │ Тпл, °C │ Ткип, °C │
Растворимость │
│п/п│ │ │ │ │ │ │
├───┼────────────┼───────┼──────┼─────────┼──────────┼────────────────────┤
│1 │Кобальт │Co │58,93 │1492 │3100 │в разбавленных │
│ │ │ │ │ │ │минеральных кислотах│
│2 │Титан │Ti │47,90 │1684 │3300 │соединения титана │
│
│ │ │ │ │ │раствор.
в серной │
│ │ │ │ │ │ │кислоте │
│3 │Вольфрам │W │183,80│3410 │5930 │соединения вольфрама│
│ │ │ │ │ │ │раствор.
в воде │
└───┴────────────┴───────┴──────┴─────────┴──────────┴────────────────────┘
В воздухе металлы и их соединения
находятся в виде аэрозолей. Кобальт и его соединения токсичны, вызывают одышку,
действуют на желудочно-кишечный тракт, на кожу, вызывая острые дерматиты.
Титан - малотоксичен,
наиболее токсичен четыреххлористый титан. Токсичность его
определяется хлористым водородом, образующемся при его гидролизе.
Вольфрам - вызывает раздражение верхних
дыхательных путей, наиболее токсичны вольфрамат натрия и вольфрамовый ангидрид.
ПДК в воздухе кобальта 0,5 мг/куб. м,
титана 10 мг/куб. м, вольфрама 6 мг/куб. м.
Характеристика
метода
Метод основан на измерении абсорбции
резонансного излучения атомами элементов при соответствующих длинах волн: для
кобальта - 240,7 нм, для титана - 365,3 нм, для вольфрама - 255,1 нм.
Отбор проб проводятся с концентрированием
на фильтр.
Нижний предел измерения концентраций в хроматографируемом объеме пробы: кобальта - 0,1 мкг/мл,
титана и вольфрама - 0,5 мг/мл.
Нижний предел измерения концентраций в
воздухе: кобальта - 0,1 мг/куб. м, титана и вольфрама - 0,5 мг/куб. м (при
отборе 15 л воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций в
воздухе: кобальта - от 0,1 до 5,0 мг/куб. м, титана и вольфрама - от 0,5 до 5
мг/куб. м.
Суммарная погрешность измерения не
превышает +/- 25%.
Время выполнения измерения, включая отбор
пробы, 4 часа.
Приборы, аппаратура,
посуда
Атомно-абсорбционный спектрофотометр
модели 460 фирмы "Перкин Элмер"
или другой марки.
Аспирационное устройство.
Фильтродержатель, ТУ 9572.05-77.
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью
1000 мл, 100 мл и 50 мл.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1,
5, 2, 10 мл с делениями.
Водяная баня, ТУ 64-423-72.
Стаканы химические, ГОСТ 10394-72,
вместимостью 100 мл.
Палочки стеклянные.
Реактивы, растворы,
материалы
Кобальт, окись, ТУ 20П-26-69, ОСЧ 9 - 2.
Двуокись титана, МРТУ 6-09-5083-68, ОСЧ.
Натрий вольфрамовокислый,
ТУ 6-09-2860-70, ОСЧ 6 - 3.
Кислота соляная, ГОСТ 3118-77, х.ч., концентрированная.
Кислота азотная, ГОСТ 4461-77, х.ч., концентрированная.
Смесь концентрированных соляной и азотной
кислот (3:1) (царская водка).
Кислота серная, ГОСТ 4204-77.
Спирт этиловый ректификатный, 5% раствор,
ГОСТ 18300-72.
Стандартный раствор N 1 с концентрацией
кобальта 1 мг/мл готовят растворением 1,4072 г окиси кобальта в 10 мл смеси
соляной и азотной кислот (3:1). Трижды раствор упаривают в 10 мл
концентрированной соляной кислоты. После охлаждения сухой остаток растворяют в
горячей бидистиллированной воде, доводят объем
раствора до 1 л.
Стандартные растворы кобальта N 2 и N 3 с
концентрациями 100 и 10 мкг/мл соответственно готовят разбавлением стандартного
раствора кобальта N 1 бидистиллированной водой.
Стандартный раствор титана N 1 с
концентрацией 100 мкг/мл готовят следующим образом. Навеску двуокиси титана
0,1668 г, предварительно прокаленную до постоянной массы, сплавляют с 1 - 1,5 г
бисульфата или пиросульфата калия. Сплав выщелачивают
5% раствором серной кислоты и переводят в мерную колбу вместимостью 1 л, доводя
объем до метки этой же кислотой.
Стандартный раствор титана N 2 с
концентрацией 10 мкг/мл готовят разбавлением 5% раствором серной кислоты
стандартного раствора титана N 1.
Стандартный раствор вольфрама N 1 с
концентрацией 100 мкг/мл готовят растворением 0,1794 г вольфрамовокислого
натрия в 100 мл бидистиллированной воды.
Стандартный раствор вольфрама N 2 с
концентрацией 10 мкг/мл готовят разбавлением стандартного раствора вольфрама N
1 бидистиллированной водой.
Стандартные растворы металлов N 2, N 3
применяются свежеприготовленными.
Фильтры АФА-ХА-20.
Ацетилен газообразный в баллоне с
редуктором.
Закись азота газообразная в баллоне с
редуктором.
Отбор проб воздуха
Воздух с объемным расходом 5 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ХА-20, помещенный в фильтродержатель.
Для измерения 0,5 ПДК металлов достаточно
отобрать 15 л воздуха.
Срок хранения проб не ограничен.
Подготовка к
измерению
Градуировочные растворы (устойчивы в течение суток) готовят согласно таблице:
Таблица 12
ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ НА КОБАЛЬТ
┌────────┬───────────────┬────────────────┬───────────────────────────────┐
│ N │ Стандартный
│ Стандартный │
Концентрация кобальта в │
│раствора│раствор N 3, мл│раствор
N 2, мл │анализируемом растворе, мкг/мл │
├────────┼───────────────┼────────────────┼───────────────────────────────┤
│1 │0,15 │- │0,1 │
│2 │0,45 │- │0,3 │
│3 │0,75 │- │0,5 │
│4 │- │0,15 │1,0 │
│5 │- │0,45 │3,0 │
│6 │- │0,75 │5,0 │
└────────┴───────────────┴────────────────┴───────────────────────────────┘
Таблица 13
ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ НА ТИТАН И
ВОЛЬФРАМ
┌────────┬───────────────┬────────────────┬───────────────────────────────┐
│ N │ Стандартный
│ Стандартный │Концентрация титана и вольфрама│
│раствора│раствор N 2, мл│раствор
N 1, мл │ в анализируемом растворе, мкг │
├────────┼───────────────┼────────────────┼───────────────────────────────┤
│1 │0,75 │- │0,5 │
│2 │- │0,15 │1,0 │
│3 │- │0,3 │2,0 │
│4 │- │0,3 │2,0 │
│5 │- │0,45 │3,0 │
│6 │- │0,75 │5,0 │
└────────┴───────────────┴────────────────┴───────────────────────────────┘
Во все градуировочные
растворы помещают на фильтр АФА-ХА-20, смоченный 2 - 3 каплями спирта,
приливают 10 мл смеси соляной и азотной кислот 3:1 (царская водка). Растворы
нагревают на водяной бане и упаривают до влажных солей. К осадку приливают 5 мл
бидистиллированной воды и упаривают вновь для
удаления окислителей. Сухой остаток растворяют в 1 мл концентрированной соляной
кислоты, доводя объем раствора до 15 мл бидистиллированной
водой.
Градуировочные растворы подают в распылительную камеру и измеряют поглощение
излучения кобальта при длине волны 240,7 нм, титана -
364,3 нм, вольфрама - 255,1 нм.
Условия фотометрирования
Кобальта: ширина щели - 0,2 мм, величина
тока - 30 ma, газ - воздух-ацетилен.
Титана и вольфрама: ширина щели - 0,2 мм,
величина тока - 40 ma, газ - закись азота.
Градуировочный график строят в координатах: концентрация металла в градуировочном растворе мкг/мл - величина сигнала (мм).
Проведение
измерения
Фильтр с отобранной пробой помещают в
стеклянный стакан, смачивают 2 - 3 каплями спирта, приливают 10 мл смеси
соляной и азотной кислоты 3:1 (царская водка), помещают стаканы на кипящую
водяную баню. После полного растворения фильтра с осадком содержимое стакана
упаривают вновь. К сухому остатку приливают 1 мл концентрированной соляной
кислоты, нагревают на бане, добавляют бидистиллированную
воду, смывая стенки стакана. Общий объем пробы составляет 15 мл. Раствор вводят
в пламя горелки атомно-абсорбционного спектрофотометра и фотометрируют
аналогично градуировочным растворам.
Концентрацию металлов в анализируемой
пробе определяют по одновременно построенному градуировочному
графику.
Расчет концентрации
Концентрация металла в воздухе
"С" в мг/куб. м вычисляют по формуле:
С = (а х в) / V,
где:
а - концентрация металла в фотометрируемом растворе пробы, мкг;
в - общий объем раствора пробы, мл;
V - объем воздуха (в л), отобранный для
анализа и приведенный к стандартным условиям (см. Приложение 1).
Приложение 1
Приведение объема воздуха к стандартным
условиям проводят по следующей формуле:
V х (273 + 20) х
P
V = ------------------,
20 (273 + t) х 101,33
где:
V - объем воздуха, отобранный для анализа, л;
P - барометрическое давление, кПа (101,33
кПа = 760 мм рт. ст.);
t - температура воздуха в месте отбора
пробы, °C.
Для
удобства расчета V
следует пользоваться таблицей коэффициентов
20
(см. Приложение
2). Для приведения
воздуха к стандартным условиям надо
умножить V 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│1,1763│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│
└───┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┘