Утверждаю
Заместитель
Главного
государственного
санитарного врача
СССР
В.И.ЧИБУРАЕВ
28 сентября 1989 г.
N 5077-89
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ПИПЕРАЗИНА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Методические
указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны
(выпуск 26) предназначены для санитарно-эпидемиологических станций и санитарных
лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием
вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также НИИ Министерства
здравоохранения Российской Федерации и других заинтересованных министерств и
ведомств. Методические указания подготовлены в
соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Воздух рабочей зоны.
Общие санитарно-гигиенические требования" 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 профпатологии", утверждены МЗ СССР 28.09.1989.
Методические
указания разработаны и утверждены с целью обеспечения
контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ их
предельно допустимым концентрациям (ПДК) - санитарно-гигиеническим нормативам и
являются обязательными при осуществлении санитарного контроля.
Методические
указания являются действующими в соответствии с Постановлением Госкомитета
РСФСР санэпиднадзора от 06.02.92 N 1 "О порядке действия на территории
Российской Федерации нормативных актов бывшего Союза ССР в области санэпидблагополучия населения".
H C CH
2
───── 2
/ \
HN\ /NH
─────
H C CH
2 2
Гексагидро-1,4-диазин (диэтилендиамин, пиперазин) М.м. 86,14.
Пиперазин - бесцветное гигроскопическое кристаллическое вещество с характерным аминным запахом, растворяется в воде (15 г на 100 г воды),
спирте, не растворяется в эфире. Т пл. 104 °C, Т кип. 145 - 146 °C. Летучесть
при 20 °C - 850 мг/куб. м.
В воздухе находится
в виде аэрозоля и паров.
Обладает
раздражающим действием на слизистую оболочку глаз. При пероральном поступлении
в организм малоядовит.
ОБУВ - 4 мг/куб. м.
Характеристика
метода
Метод основан на
измерении оптической плотности при 390 нм окрашенного
в желтый цвет продукта реакции пиперазина с
2,4-динитрохлорбензолом.
Отбор проб
проводится на фильтр АФА-ВП-10 и твердый сорбент.
Нижний предел
измерения содержания пиперазина 2 мкг в фотометрируемом объеме раствора.
Нижний предел
измерения вещества в воздухе 0,25 мг/куб. м (при отборе 8 л воздуха).
Диапазон измеряемых
концентраций пиперазина от 0,25 до 20 мг/куб. м.
Измерению не мешают
триэтилендиамин, окись этилена, этиленгликоль. Аммиак
мешает при содержании более 5 мг в пробе.
Суммарная
погрешность измерения не превышает +/- 15%.
Время выполнения
измерения, включая отбор пробы, 1 ч.
Приборы,
аппаратура, посуда
Спектрофотометр.
Аспирационное
устройство.
Электропечь СНОЛ,
ГОСТ 13474-79.
Колбы мерные
вместимостью 250 мл, ГОСТ 1770-74.
Пипетки
вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл.
Трубки
концентрационные стеклянные длиной 110 мм, внутренним диаметром 6 - 8 мм.
Насос водоструйный.
Воронка со
стеклянной пористой пластинкой.
Пробирки с
пришлифованными пробками, ГОСТ 19908-74.
Цилиндры
вместимостью 10 мл, ГОСТ 1770-74.
Стаканы химические
вместимостью 50 мл, ГОСТ 25336-82.
Реактивы,
растворы и материалы
Пиперазин, ч, ТУ 6-09-10-473-75.
Кислота соляная, хч, концентрированная, 10-процентный и 0,01 н растворы,
ГОСТ 3118-77.
Натрий углекислый
безводный (ГОСТ 83-63), 8-процентный раствор.
2,4-Динитрохлорбензол
(МРТУ 6-09-5609-68), 5-процентный спиртовой раствор, применяют свежеприготовленным.
Хлороформ, хч, ТУ 6-09-4263.
Спирт этиловый
ректификованный технический, ГОСТ 18300-72.
Силикагель гранулированный крупнопористый, ГОСТ 3956-76 (фракция 0,25 - 0,50
мм).
Фильтры АФА-ВП-10.
Стандартный раствор
пиперазина N 1 с концентрацией 200 мкг/мл готовят
растворением 50 мг вещества в мерной колбе вместимостью 250 мл в 0,01 н
растворе соляной кислоты. Раствор устойчив в течение 10 дней.
Стандартный раствор
пиперазина N 2 с концентрацией 20 мкг/мл готовят
соответствующим разбавлением стандартного раствора N 1 0,01 н раствором соляной
кислоты. Раствор готовят в день анализа.
Отбор пробы
воздуха
Воздух с объемным
расходом 2 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ВП-10,
помещенный в фильтродержателе, и концентрационную
трубку, заполненную 2 - 2,5 мл силикагеля.
Для определения 0,5
ОБУВ достаточно отобрать 1 л воздуха.
После отбора
концентрационную трубку закрывают заглушками. Фильтр помещают в бюкс. Срок хранения проб - не более 12 ч.
Подготовка
к измерению
Подготовка сорбента
для концентрационной трубки: силикагель обрабатывают концентрированной соляной
кислотой, нагретой до 55 - 60 °C, далее - 10-процентным раствором соляной
кислоты до получения бесцветного раствора. Затем силикагель отмывают от кислоты
водой до нейтральной реакции, подсушивают до воздушно-сухого состояния и
прокаливают в электропечи при 500° в течение 4 ч. Хранят силикагель в банке с
притертой пробкой в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием. Срок
хранения не ограничен. Градуировочные растворы
готовят согласно таблице.
ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ
РАСТВОРОВ
┌─────────┬────────────────────────┬────────────────────┬─────────────────┐
│
Номер │Стандартный раствор
N 2,│ Соляная кислота,
│ Содержание │
│стандарта│ мл │ 0,01 н раствор, мл │ пиперазина, мкг │
├─────────┼────────────────────────┼────────────────────┼─────────────────┤
│
1 │ 0 │ 4,00 │ 0
│
│ 2
│ 0,10 │ 3,90 │ 2
│
│ 3
│ 0,20
│ 3,80 │ 4
│
│ 4
│ 0,30 │ 3,70 │ 6
│
│ 5
│ 0,40 │ 3,60 │ 8
│
│ 6
│ 0,50 │ 3,50 │ 10
│
│ 7
│ 0,75 │ 3,25 │ 15
│
└─────────┴────────────────────────┴────────────────────┴─────────────────┘
Для этого ряд
фильтров АФА-ВП-10 помещают в химические стаканы и поверхность каждого
смачивают 0,7 мл этанола. Затем на фильтры помещают стандартный раствор пиперазина с содержанием 20 мкг/мл в объеме, указанном в
графе 2 таблицы, добавляют соответствующий объем 0,01 н раствора соляной
кислоты (графа 3) и оставляют на 15 минут. Затем переносят фильтр с раствором в
воронку со стеклянной пористой пластинкой и отсасывают жидкость под вакуумом. Отбирают в пробирку с пришлифованной пробкой точно 4 мл раствора, добавляют
по 0,5 мл 5-процентного спиртового раствора 2,4-динитрохлорбензола и 0,4 мл
8-процентного раствора углекислого натрия, перемешивают и ставят в кипящую
водяную баню на 5 мин. После охлаждения к каждому раствору приливают по 1 мл
10-процентного раствора соляной кислоты, 4 мл хлороформа и тщательно
встряхивают. Оптическую плотность хлороформного раствора измеряют на
спектрофотометре при длине волны 390 нм в кювете с
толщиной слоя 10 мм относительно контрольного раствора (стандартный раствор N 1
по таблице). По найденным значениям оптических плотностей строят градуировочный график.
При определении
паров пиперазина градуировочные
растворы готовят, нанося указанные в графе 2 таблицы объемы стандартного
раствора пиперазина на поверхность силикагеля в концентрационных
трубках. Далее силикагель смачивают, добавляя порциями 1 мл этанола, а затем
пропускают порциями по 0,2 - 0,3 мл указанный в графе 3 таблицы объем 0,01 н
раствора соляной кислоты. Отбирают точно 4 мл элюата
и обрабатывают аналогично описанному выше.
Проведение
измерения
Фильтр с отобранной
пробой помещают в химический стакан и всю поверхность фильтра смачивают 0,7 мл
этанола. Затем приливают 4 мл 0,01 н раствора соляной кислоты и оставляют на 15
минут. Фильтр с раствором переносят в воронку со стеклянной пористой пластинкой
и отсасывают жидкость под вакуумом. Отбирают в пробирку с пришлифованной
пробкой точно 4 мл раствора и далее обрабатывают его, как описано для градуировочных растворов. Оптическую плотность
хлороформного раствора измеряют при 390 нм
относительно контрольного раствора, который готовят обработкой чистого фильтра
АФА аналогично фильтру с пробой. Содержание пиперазина
в анализируемой пробе находят по градуировочному
графику для аэрозоля.
С концентрационной
трубки снимают заглушки и смачивают силикагель, добавляя порциями 1 мл этанола.
Затем пропускают порциями по 0,2 - 0,3 мл 4 мл 0,01 н раствора соляной кислоты.
Отбирают точно 4 мл элюата и обрабатывают аналогично
вышеописанному. Содержание пиперазина в анализируемой
пробе находят по градуировочному графику для паров.
Расчет
концентрации
Концентрацию пиперазина в воздухе (мг/куб. м) вычисляют по формуле:
а x в а' x в'
C = ----- + -------,
б x V б' x V
где:
а - содержание пиперазина в анализируемом объеме пробы, найденное по градуировочному графику для аэрозоля, мкг;
а' - содержание пиперазина в анализируемом объеме раствора пробы, найденное
по градуировочному графику для паров, мкг;
в - общий объем
раствора пробы аэрозоля, мл;
в' - общий объем
раствора пробы паров, мл;
б - объем раствора пробы аэрозоля, взятый для анализа, мл;
б' - объем раствора
пробы паров, взятый для анализа, мл;
V - объем воздуха,
отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям, л
(см. Приложение 1).
Приложение 1
Приведение объема
воздуха к стандартным условиям (температура 20 °C и давление 760 мм рт. ст.)
проводят по следующей формуле:
V x (273 + 20) x p
t
V = -------------------,
ст (273 +
t°) x 101,33
где:
V - объем воздуха, отобранный для анализа, л;
ст
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
ст
(см.
Приложение 2). Для
этого надо умножить
V на соответствующий
t
коэффициент.
Приложение
2
КОЭФФИЦИЕНТ
K ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА
К СТАНДАРТНЫМ
УСЛОВИЯМ
┌────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│
T, │
Давление P, кПа/мм рт. ст. │
│
°C
├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┬───────┬───────┬───────┤
│ │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│1,1768
│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│1,1158│1,1218│1,1278│1,1338│1,1399
│1,1400 │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 │
│-6
│1,0540│1,0599│1,0657│1,0714│1,0772│1,0829│1,0887
│1,0945 │1,0974 │1,1032 │
│-2 │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 │
│+2
│1,0234│1,0291│1,0347│1,0402│1,0459│1,0514│1,0571
│1,0627 │1,0655 │1,0712 │
│+6 │1,0087│1,0143│1,0198│1,0253│1,0309│1,0363│1,0419
│1,0475 │1,0502 │1,0557 │
│+10
│0,9944│0,9999│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 │0,9799 │0,9851 │
│+28
│0,9349│0,9401│0,9453│0,9503│0,9565│0,9605│0,9657
│0,9708 │0,9734 │0,9785 │
│+30
│0,9288│0,9339│0,9891│0,9440│0,9432│0,9542│0,9594
│0,9645 │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 │
└────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┴───────┴───────┴───────┘