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