Методика измерения концентраций винилхлорида в воздухе рабочей зоны и в комнатном воздухе

[1]

1. Принцип метода, диапазон измерения и мешающее влияние. Определение основано на газохроматографическом отделении хлористого винила от сопутствующих примесей и измерении его концентраций с помощью пламенно-ионизационного детектора.

Анализируемый воздух предварительно пропускается через форколон- ку, задерживающую мешающие анализу органические примеси; хлористый винил свободно проходит через форколонку и концентрируется в трубке с активным углем.

Диапазон измеряемых концентраций составляет от 0,05 до 5,0 мг/м3.

Граница суммарной погрешности ± 16%.

  • 2. Реактивы и растворы, газы, приборы.
  • 2.1. Реактивы и растворы.
  • 2.1.1. Хлористый винил, ГОСТ 6-1 -23-75.
  • 2.1.2. Карбонат натрия, ч.д.а., ГОСТ 83-63.
  • 2.1.3. Серная кислота 95%, х.ч., ГОСТ 4204-68.
  • 2.1.4. Растворители — ацетон, ГОСТ 2603-74; толуол, ГОСТ 5789-69, или хлорбензол, ГОСТ 13488-68.
  • 2.1.5. Твердый носитель — графитированная сажа (фракция 0,5—0,25 мм).
  • 2.1.6. Молекулярные сита 5 А (фракция 0,5—0,25 мм).
  • 2.1.7. Активный уголь БАУ (фракция 0,5—0,25 мм).
  • 2.1.8. Стекловолокно.
  • 2.1.9. Неподвижная жидкая фаза — полиэтиленгликоль-1500.
  • 2.2. Газы.
  • 2.2.1. Газ-носитель — азот, ос. ч.
  • 2.2.2. Водород.
  • 2.2.3. Воздух.

В газах не должно содержаться примесей, мешающих газохроматографическому определению.

  • 2.3. Приборы.
  • 2.3.1. Газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором и стальной колонкой (2 м х 3 мм).
  • 2.3.2. Концентрационная трубка из стекла для отбора и концентрирования микропримесей хлористого винила (6,0 см х 3 мм) с активным углем БАУ.
  • 2.3.3. Форколонка из стекла (25,0 см х 5,0 мм) для поглощения примесей с последовательно расположенными слоями цеолита 5 А (12 см), стекловолокна, смоченного 95%-ной серной кислотой (6,0 см), и карбоната натрия (3,0 см).
  • 2.3.4. Аспирационное устройство для подачи постоянного потока воздуха с ротаметром.
  • 2.3.5. Реометр, основанный на принципе мыльных пузырей.
  • 2.3.6. Водяная баня со льдом.
  • 2.3.7. Шприцы стеклянные емкостью от 2 до 10 мл.
  • 2.3.8. Набор сит «Физприбор».
  • 2.3.9. Микрошприцы на 1-10 мкл.
  • 2.3.10. Секундомер.
  • 2.3.11. Вибратор лабораторный.
  • 2.3.12. Вакуум-насос.
  • 2.3.13. Компрессор для аквариумов.
  • 3. Проведение определения.
  • 3.1. Отбор проб с концентрированием. Анализируемый воздух протягивается со скоростью 0,3 л/мин через последовательно соединенные форколонку и концентрационную трубку с активным углем, последняя при отборе пробы охлаждается льдом.

Объем воздуха, необходимый для определения 1/2 ПДК при длительности отбора 30 мин, составляет 9,0 л.

Отобранные на активный уголь пробы сохраняются в холодильнике без изменения состава в течение двух недель.

  • 3.2. Подготовка и проведение анализа.
  • 3.2.1. Приготовление насадки для хроматографической колонки, фор- колонки и пробоотборной трубки.

Для заполнения хроматографической колонки готовят сорбент нанесением 0,2% (по массе) полиэтиленгликоля-1500 на графитированную сажу из раствора в ацетоне. Графитированную сажу предварительно встряхивают в течение 10—15 мин на механическом вибраторе для образования гранул и отсеивают на ситах для получения фракции 0,5—0,25 мм. Ацетон удаляют на водяной бане при осторожном перемешивании сорбента, который затем высушивают в сушильном шкафу при температуре 150 °С в течение

3—4 ч. Хроматографическую колонку заполняют насадкой под вакуумом и кондиционируют в токе газа-носителя при 150 °С в течение 8 ч. В процессе работы проводят систематическое кондиционирование колонки не реже одного раза в неделю в течение 2 ч при температуре 150 °С и скорости газа-носителя 30 мл/мин.

Для приготовления насадки форколонки размельчают цеолит 5А и отсеивают фракцию 0,5—0,25 мм. Цеолит 5А высушивают при температуре 200 °С в течение 2 ч. В стеклянную трубку помешают сначала слой цеолита 5А (12 см), затем слой стекловолокна, смоченного концентрированной серной кислотой (6,0 см), далее — слой карбоната натрия (3,0 см). Активный уголь БАУ после размельчения отсеивают на ситах «Физприбор» для получения фракции 0,5—0,25 мм. Далее уголь несколько раз промывают ацетоном и дистиллированной водой и высушивают в токе азота в течение 2 ч при температуре 200 °С. Концентрационную трубку заполняют углем БАУ (100 мг) и с обоих концов закрывают тампонами из стекловаты. После отбора пробы воздуха уголь из трубки переносят в охлаждаемую льдом плотно закрытую пробкой из силиконовой резины микропробирку с 0,5 мл хлорбензола или толуола и оставляют на 30 мин. После этого 10 мкл полученного раствора вводят микрошприцем в испаритель хроматографа с ПИД, который готовят согласно инструкции.

3.2.2. Инструментальные условия.

Колонка стальная (2 м х 3 мм) с 0,2% полиэтиленгликоля-1500 на гра- фитированной саже (фракция 0,5—0,25 мм).

Температура колонки 135 °С (изотермический режим).

Температура детектора 135 °С.

Температура испарителя 175 °С.

Газ-носитель — азот (30 мл/мин).

Водород (30 мл/мин).

Воздух (300 мл/мин).

Скорость диаграммной ленты 600 мм/ч.

Объем вводимой пробы 10 мкл.

Продолжительность анализа около 30 мин (без учета времени, необходимого для отбора и обработки пробы для анализа).

В этих условиях хлористый винил элюируется через 1 мин 30 с после ввода пробы. Идентификация хлористого винила осуществляется по чистому веществу, поскольку все мешающие анализу примеси, кроме хлоруг- леводородов, удаляются с помощью форколонки в процессе отбора пробы воздуха для анализа.

  • 3.3. Градуировка. Для количественного определения микроконцентраций хлористого винила применяют метод абсолютной калибровки ПИД чистым веществом. Стандартные примеси низких концентраций хлористого винила готовят весовым методом. Для этого в заранее взвешенный и охлажденный с помощью грелки со льдом стеклянный медицинский шприц (предварительно герметизированный силиконовой смазкой) на 5 или 10 мл набирают хлористый винил (газ) и снова взвешивают. Затем концентрационная трубка с углем (охлаждаемая льдом) с одного конца присоединяется к аспиратору, а с другого — соединяется с полой трубкой из стекла (20 см х 6 мм) с помощью силиконовой резины. Через эту систему непрерывно пропускается со скоростью 0,3 л/мин воздух, очищаемый в фильтрующем патроне (30 х 1,5 см) со смесью силикагеля ACM, активного угля БАУ и цеолита 13Х от примесей органических и неорганических веществ. После включения аспиратора хлористый винил из шприца вводится в поток воздуха, пропускаемый через полую трубку и концентратор в месте их соединения, путем прокола соединительной силиконовой резины. Эта операция занимает около 1 мин и повторяется еще 4 раза с пустым шприцем, игла которого не вынимается из резины, соединяющей концентратор и полую стеклянную трубку. Затем хлористый винил извлекают из концентратора при охлаждении толуолом (как указано выше). Уголь из концентратора переносят в мерную колбу на 25 мл с охлажденным толуолом, доведенным до метки. Колбу закрывают пробкой, несколько раз взбалтывают и оставляют на 30 мин. Из полученного раствора готовят рабочий стандартный раствор с содержанием хлористого винила 0,05 мг/мл. Для калибровки последний разбавляют в 2,5; 10; 25; 50 раз, что соответствует 0,025; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 мг/мл хлористого винила. Далее хроматографируют 10 мкл каждого из полученных растворов. Полученные результаты используют для построения градуировочного графика, выражающего зависимость площади пика от количества компонента. Площадь пика получают умножением высоты пика на его ширину на половине высоты. Построение калибровочной кривой производят по шести точкам, проводят три параллельных определения для каждой концентрации хлористого винила. Условия анализа и калибровки идентичны. Все операции, связанные с калибровкой и предварительной обработкой пробы, должны проводиться при охлаждении пробы льдом.
  • 3.4. Расчет результатов. Концентрацию хлористого винила вычисляют по формуле (мг/м3)

где т — количество хлористого винила, найденное в пробе, мкг; Vq — объем пробы воздуха, взятой для анализа и отнесенной к стандартным условиям (температура 20 °С и давление 101,3 кПа).

Эта методика все еще остается одной из самых надежных для определения винилхлорида в воздухе рабочей зоны, так как содержит достаточно простой и надежный «элемент идентификации» [32] — сочетание приемов РСК (см. выше) с разделением компонентов на селективной для винилхлорида стационарной фазе [30, 32], которая позволяет отделять целевой компонент от сопутствующих ему примесей других ЛОС. Большинство аналогичных методик на основе ГХ/ПИД не имеют такой возможности [2, 16, 33], поскольку на них винилхлорид не отделяется от сопутствующих примесей, например от ацетальдегида (табл. IV.3), на неселективных колонках с силиконами или фталатами [33]. От этих недостатков свободна новая методика определения винилхлорида и ацетальдегида в атмосферном и комнатном воздухе, в которой применяется селективная насадочная колонка с Хромосорбом 104. Эта методика является официальной для определения винилхлорида в комнатном воздухе [34].

Ниже приводится полный текст этой методики.

  • [1] Методика разработана Ю.С. Друговым, Г.В. Муравьевой, Г.А. Летуновской.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >