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│
└───┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┘