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 Сг (мг/м3) рассчитывают по формуле
сг = ю3-сж/к ,
где Сд - 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.