МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕНЗОЛА, ТОЛУОЛА, ЭТИЛБЕНЗОЛА И КСИЛОЛОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ

Москва 1982

IIП1ИСТЕРСТВ0 ЭДРЛВООХРЖЖ! СССР Главное санитарио-эшдашюлогическое управление

УТВНИДАЮ

Заместитель Главного Государст-венного санитарного врача СССР

Л /7

Э*М*Саанъянц

1982 г.

A6fd-S&

жгояжсшз указания

НА ГА30ХР0;,1АТ0ГРА-ЙЖСД0Е ОШ^ЖШЛЕ EE1I3Q7LV, ТСЖУОДА, ЭШЕШЗОИА II КС-ЙОДОВ Б АТУОСХБРИал БОЗДУРГЕ

Хосква 1882

Настоящие методические указашяя предназначены ддя сапитарно--эщдешюлогтаесшис станции, научно-исследовательских учреждений Минздрава СССР, контрольно-токсикологияесклх лаборатории других министерств и ведомств, зашплаюаиххся анализом ыпкрокон-цецтрацнй ароматических углеводородов в воздухе.

Метдднческпе указания подготовлены ПШ Хишш Ленинградского государственного университета нм. Л.А.Жданова, г. Ленинград.

Авторы: А.Г.Бнтепберг, л.А.Лдбульская

ЖГСИИНЕС1Ж УКАЗАНИЯ НА ГАЗОХРОЖТОтФИЧЕСКОЕ 011РВДШ1НИЕ БЕНЗОЛА, ТОЛУОЛА, ЭТИЛЖ130ЯА И КСЖОЛОВ В АТМОСФЕРНОМ

ВОЗДУХЕ

Бензол, толуол, этилбензол и ксилолы относятся к простейшим ароматическим углеводородам и являются постоянными компонентами органических загрязнений атмосферы промышленных городов.

Структурные формулы;

бензол толуол этилбензол мета- пара- орто-ксилолы

Химически чистые препараты представляют собой прозрачные жидкости с сильным характерным запахом. Порог восприятия запаха для бензола - 0.005, толуола - 0,0018, этилбензола - 0.01 и ксилола - 0.0007 мг/л.

Название (формула)	М.масса	TemegaTypa	Плотность г/см3	Давление пара, мм рт. от.	Растворимость в воде, %
Бензол С С6Н6)	78 .	80,1	0,879	74,8	0,18(25°)
о 'о со о	S2	110,6	0,867	22,5	0,05(22°)
Этилбензол (С8Ню)	106	136,2	0,867	15,3	0,0175(250)
М-Ксшгал	106	139,7	0,8642	6,4	0,195(25°)
Я-Кеюшл	106	138,35	0,8611	16,35	0,198(25°)
0-Ксилол (CsHio)	106	144,4	0,881	10,05	0,013(22°)

Пары ароматических углеводородов в высоких концентрациях обладают наркотическим действием. К работе с бензолом не допускаются беременные женщины и подростки до 18 лет.

2

I. Общая часть

I*Метод основан на равновесном концентрировании примесей воздуха в уксусной кислоте, нейтрализации концентрата щелочью в замкнутом объеме и газохроматографияеском анализе равновесной паровой фазы над полученным водно-солевым раствором.

2. Предел обнаружения ароматических углеводородов в атмосферном воздухе 0,002-0,008 мг/м³.

3. Диапазон измеряемых концентраций 0,005 - 15 мг/м³.

4. Погрешность определения составляет 7-14 #.

5.Определению не мешают другие органические соединения, присутст вующие в воздухе.

6. Время выполнения анализа 55 мин (отбор пробы - 20 мин, подготовка пробы-18 мин, газохроматографический анализ - 12 мин, расчет результатов - 5 мин).

7. Предельно допустимые концентрации в воздухе бензола - 1,5 мг/м³, толуола - 0,6 мг/м³, этилбензола - 0,02 мг/м³, ксилолов -0,2М^/_М*

П. Реактивы и аппаратура

8. Применяемые реактивы и растворы

Уксусная кислота, ледяная, х.ч.,Г0СТ 6Т.-75, дополнительно очищенная вымораживанием ; 80# и 65#-ные водные растворы (см.л.п. 1УЛ0 и 1УД1).

Кали едкое, х.ч., ГОСТ 4203-65, в гранулах и 40#-ный водный раствор.

Бензол, толуол и этилоензол для хроматографии,ТУ-6П-70-68.

Мета-, пара- и орто-ксилолы для хроматографии,ТУ--6-09-915-76. Стандартные растворы ароматических углеводородов в 80# и 65#-ной уксусной кислоте (см. п. 1У.12).

Наполнитель для хроматографической колошей - 20# апиезона L на хромосорбе W (60-80 меш) или сферохроме-1 (0,2-0,25 мм), ТУ 38--401242-78, или любой другой наполнитель, обеспечивающий разделение ароматических углеводородов C₆-Cg.

9. Применяемые приборы и посуда

Газовый хроматограф с пламешю-ионизациошшм детектором и колонкой длиной I,5-2 м и диаметром 3 мм из нержавеющей стали или стекла.

Азот технический в баллонах с редуктором, ГОСТ 2993-59.

Водород технический _в баллонах с редуктором, ГОСТ 3022-70.

3

Воздух в баллонах о редуктором

Аспирационное устройство, ТУ 64-1-862-74, модель 822. Аналитические весы ЕВД-200г-М.

Стандартные пенициллиновые флаконы емкостью 16 мл с резиновыми пробками, прокладками из пленки' полиэтиленовой, ГОСТ 10354-78, или фторопластовой, ГОСТ 24222-80, и алюминиевыми колпачками. Приспособление для обжима колпачков на (флаконах, ТУ 42-2-2442-73. Стеклянные стаканчики или пробирки емкостью 1,5-2 мл, внешним диаметром 10-12 мм.

Стеклянные медицинские шприцы на I и 2 мл, ГОСТ 18137-77. Поглотительный прибор со стеклянной пористой пластинкой.

Колбы мерные, емкостью 10 и 100 мл, ГОСТ 1770-59.

Пипетки мерные на I и 2 мл, ГОСТ 1770-74.

Трубка стеклянная 200 х 30 мм с оттянутыми концами диаметром 10ш Воронки химические, ГОСТ 8613-75 Ампулы стеклянные емкостью 2,5 и 100 мл.

Лабораторная спиртовка.

Пинцет медицинский, ГОСТ 21241-77.

Груша резиновая.

Ш. Отбор пробы воздуха

С помощью аспиратора через поглотительный прибор с пористой пластинкой с 2 мл 80#-ной уксусной молоты (при положительных температурах окружающего воздуха) или 65#-ной (при температуре от 0°С до ~20°С) пропускают исследуемый воздух в течение 20 мин со скоростью 450-50 мл/мин. Точное измерение, объема пропущенного воздуха не требуется. Рекомендуемые условия отбора пробы обеспечивают достижение равновесной концентрации ароматических углеводородов в уксусной кислоте при температуре воздуха от -20° до +40°С.

Между аспиратором и поглотительным прибором помещают трубку 200х хЗО ш с гранулированной щелочью для поглощения паров уксусной кислоты (во избежание порчи аспиратора).

После отбора пробы открытые концы поглотительного прибора закрывают заглушками и доставляют его в лабораторию. При необходимости длительного хранения отобранной пробы уксуснокислый концентрат переносят в стеклянную ампулу на 2 мл и запаивают на спиртовке.

4

U. Подготовка к измерению

10.Очистка уксусной кислоты производится медленным вытаиванием при 18-20°С замороженной ледяной уксусной кислоты (10 л) с частым сливанием порций (150-200 мл) оттаявшей жидкости. Последние 1,5-2 л кислоты, оставшейся в бутыли,пригодны для приготовления стандартных растворов. Хранят ее в ампулах на 100мл.

II .Для приготовления 80% и 65$-ных растворов уксусной кислоты используют очищенную кислоту и свежеперегнанную дистиллированную воду.

12.Приготовление градуировочных растворов ароматических углеводородов в 80$ (или 65$)-ной уксусной кислоте.

Раствор Jfe I. В мерную колбу емкостью 10 мл вносят 5 мл 80$-ной уксусной кислоты, взвешивают, прибавляют 2-3 капли бензола, взвешивают, прибавляют 3-4 капли толуола, взвешивают, добавляют 4-5 капель этилбензола, взвешивают, добавляют 4-5 капель мета- (или пара-)ксилола, взвешивают, добавляют 5-6 капель орто-ксилола, взвешивают. Содержимое колбы доводят до метки войной уксусной кислотой. По разности I и 2, 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5,

5 и 6 взвешиваний определяют навески каждого углеводорода и рассчитывают его концентрацию в растворе (мг/л).

Растворы Ik 2, Ik 3, Ik 4 и Ik 5, содержащие по 100, 10, I и 0,1 мг/л каждого углеводорода готовят в мерных колбах на 100 ш последовательным разбавлением 80$-ной кислотой предыдущих растворов.

У. Описание определения I мл уксуснокислого концентрата из поглотительного прибора переносят в стаканчик, емкостью 1,5-2 гдл (внешним диаметром ID-12 мм). В пенициллиновьщ флакон пипеткой вводят 2 мл 40$-ного раствора едкого кали. Затем пинцетом опускают стаканчик во флакон таким образом, чтобы их содержимое не соприкасалось. Флакон закрывают резиновой пробкой и герметизируют его с помощью алюминиевого колпачка и приспособления для обжима колпачков. Между фланцами флакона и резиновой пробкой прогладывают кружок диаметром 20 мм из полиэтиленовой или фторопластовой пленки для устранения сорбции углеводородов резиновой пробкой. После этого флакон переворачивают, чтобы кислота и щелочь полностью смешались и оставляют ыа 15 млн для установления постоянной (комнатной) температуры.

5

Газовую фазу из флакона отбирают медицинским шприцем на 2 т и вводят в испаритель хроматографа* Отбор следует производить многократной прокачкой шприца (5-7 раз) для устранения сорбции паров анализируемых веществ стенками шприца.

Аналогичным образом анализируют нейтрализованные в замкнутых флаконах стандартные растворы ароматических углеводородов в уксусной кислоте, а также проверяют чистоту исходной уксусной кислоты.

Условия газохроматографического анализа: Хроматограф с пдамен-но-ионизационным детектором. Колонка стальная или стеклянная 2 м х 3 мм с 20% агшезонаЬ на хромосорбе V иди сферохроме-I. Температура колонки 90°С, испарителя 180°С. Расход газа-носителя (азота) 20 мл/мин, водорода 30 мл/мин, воздуха 300 мл/мин. Доза 2 мл.

При анализе образцов атмосферного воздуха с содержанием ароматических углеводородов на уровне ОД - I ЦЦК рабочая шкала электрометра хроматографа 1-5 х ICT^A, самописца 10 мв.

У1. Обработка результатов

Количественный анализ проводят по методу абсолютной калибровки* Градуировочный график строят в координатах: высота пика на хроматограмме паровой фазы над нейтрализованным уксуснокислым раствором (мм) - концентрация ароматического утлеводорода в уксуснокислом растворе (мг/л).

Концентрацию ароматического углеводорода в исследуемом воздухе С_г (мг/м³) рассчитывают по формуле

с_г = ю³-с_ж/к ,

где С_д - концентрация ароматического углеводорода в уксуснокислом концентрате, определяемая по градуировочному графику, мг/л;

К - коэффициент распределения ароматического углеводорода между уксусной кислотой и воздухом при температуре отбора пробы (Значения К приведены в таблице); Ю³ - коэффициент пересчета.

Погрешность определения ароматических углеводородов в воздухе (включая погрешности приготовления стандартных растворов, построения градуировочного графика и воспроизводимость дозирования газовых проб в хроматограф с помощью шприца типа "Рекорд") составляет 7-14/. При. проверке методики па модельных паро-газовых смесях расхождеппе между введенными и пейдешпыл концентрациями углеводородов составило в среднем 3-66 и не превышало 136 _в диапазоне определяемы': содержании 6,50-0,02 мг/л³.

6

Таблица

Температура, °С Коэффициенты распределения ароматических углеводородов в системе "уксусная кислота - воздух” бензол толуол этилбензол м-ксилол о-ксилол 80^-ная .уксусная кислота 0 680 1720 2280 -3680 3970 15 390 850 1280 I860 2220 20 310 670 ИЗО 1580 1890 25 270 520 980 1300 1560 30 220 420 780 шо 1300 35 190 350 580 880 1040 -20 790 1810 2440 3060 4150 -15 615 1420 1910 2390 3270 -10 440 1020 1370 1720 2380 - 5 360 810 III0 1370 1900 0 280 600 850 1010 1410

Примечание, В указанных: условиях анализа пики м- и п-ксплолов на хроматограмме не разделяются. Их содержание рассчитывается суммарно, в формуле используются значения К душ м-ксилола.

УП. Техника безопасности

Все работы с реактивами (уксусной кислотой и ароматическими углеводородами) необходимо проводить в вытяжном шкафу*

При работе на газовом хроматографе необходимо выполнять обычные требования, рекомендуемые при эксплуатации этих приборов.

vr