МУК 4.1.662-97

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

    

Методические указания по определению массовой концентрации стирола
в атмосферном воздухе методом газовой хроматографии

    
Дата введения - с момента утверждения

    
    РАЗРАБОТАНЫ Подуновой Л.Г., Калинко Т.В., Двоскиным Я.Г., Зельвенским В.Ю. (Российский информационно-аналитический центр Госкомсанэпиднадзора России).
    
    УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем Председателя Госкомсанэпиднадзора России - заместителем Главного государственного санитарного врача Российской Федерации 31 октября 1996 года.
    

1. Общие положения

    
    Методика предназначена для количественного определения содержания стирола в атмосферном воздухе на уровне ПДК и может быть эффективно использована при санитарно-гигиенической оценке полимерных материалов.
    
    Методика основана на газохроматографическом анализе с пламенно-ионизационным детектированием стирола после его концентрирования из воздушной среды на адсорбенте. Диапазон измерения от 0,5 до 20 ПДК для атмосферного воздуха населенных мест.
    
    Стирол - бесцветная прозрачная жидкость с резким неприятным запахом.
    
    Молекулярная формула - СНСНСН.
    
    Молекулярная масса - 104,15
    
    Температура кипения - 146 °С
    
    Температура воспламенения - 490 °С
    
    Температура вспышки - 34 °С
    
    Взрывоопасные концентрации в смеси с воздухом 1,1-6,1%.
    
    Стирол растворяется в эфире, метаноле, бензоле, четыреххлористом углероде и других органических растворителях.
    
    Стирол обладает раздражающим, аллергическим действием, оказывает влияние на нервную систему и кроветворные органы.
    
    Предельно допустимая концентрация стирола в воздухе рабочей зоны 5 мг/м, в атмосферном воздухе населенных мест: максимально-разовая - 0,003 мг/м, среднесуточная - 0,002 мг/м.
    
    

2. Погрешность измерений

    
    Предел допускаемых значений относительной погрешности результата измерений ±14% при доверительной вероятности 0,95. Нормативами контроля качества (сходимости) измерения () является допускаемое относительное расхождение между результатами двух параллельных измерений, равное 20%, и предельная относительная погрешность градуировки (), равная 5% при доверительной вероятности 0,95.
    
    

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

    
3.1. Средства измерений и вспомогательные устройства

Рис.1.

1- трубка (нерж. сталь, внеш. = 4 мм; внутр. = 3 мм; длина = 160 мм), 2 - сорбент (тенакс), 3 - стекловата,
4 - прокладка (алюминий, толщ. = 1 мм), 5 - накидная гайка (М12х1,5), 6 - штуцер, 7 - инъекционная игла
по ГОСТу 25377-82 0,8х60С, 8 - место пайки, 9 - боковое отверстие иглы, 10 - прокладка (высокотемпературная
силиконовая резина, толщ. = 3 мм), 11 - колонка стеклянная, 12 - инжектор,
13 - газовая линия (N 2), 14 - верхняя панель хроматографа

3.2. Реактивы и материалы

    
    
4. Метод определения

    
    Измерение содержания стирола в атмосферном воздухе проводят методом газовой хроматографии с предварительным адсорбционным концентрированием на полимерном сорбенте с последующей термической десорбцией в линию газового хроматографа и регистрацией пика стирола с помощью пламенно-ионизационного детектора.
    
    Определению не мешают обычно выделяющиеся из полистирольных материалов компоненты, а именно: изопентан, бензол, толуол, этилбензол, бензальдегид.
    
    Продолжительность анализа, включая пробоподготовку, не более 60 мин.
    
    Общие указания по проведению анализа по ГОСТу 27035-86.
    
    Допускается применение других средств измерений с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящей методике.
    
    Для приготовления градуировочных смесей допускается применение эталона с содержанием основного вещества не менее 99,8%.
    
    

5. Требования безопасности

    
    При выполнении газохроматографических измерений следует соблюдать правила безопасной работы на хроматографе, изложенные в инструкции по эксплуатации хроматографа, правила безопасной работы в химической лаборатории, правила безопасной работы с анализируемыми веществами и сосудами под давлением.
    
    

6. Требования к квалификации операторов

    
    К выполнению газохроматографических измерений допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже техника- или инженера-химика и прошедшие обучение хроматографическим методам анализа и работе с сосудами под давлением.
    
    

7. Условия выполнения измерений

    
    Хроматографический анализ и градуировку проводят при следующих условиях:
    

    
    При температуре термостата колонок 100 °С время выхода стирола - 2 мин 50 сек.
    
    

8. Подготовка к выполнению измерений

    
    Вывод хроматографа на рабочий режим проводят в соответствии с прилагаемой к прибору инструкцией.
    

8.1. Подготовка к заполнению колонок

    
    Колонки последовательно промывают водой, ацетоном, этанолом и сушат в токе воздуха при комнатной температуре.
    
    Необходимый для заполнения колонок объем сорбента, отмеренный цилиндром и помещенный в фарфоровую чашку, выдерживают в сушильном шкафу, периодически перемешивая, при температуре 80-100 °С в течение 40 мин и затем охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды.
    
    Колонку подсоединяют к аспирационному устройству и заполняют сорбентом в соответствии с ГОСТом 21533-76, уплотняя сорбент постукиванием или с помощью вибратора. Концы заполненной колонки закрывают стекловатой или стеклотканью. Колонку устанавливают в термостате хроматографа и, не присоединяя к детектору, продувают азотом с объемным расходом 30-40 см/мин, повышая температуру от 70 до 100 °С со скоростью линейного нагрева 2 град/мин, от 100 до 200 °С со скоростью линейного нагрева 4 град/мин и выдержкой при температуре 200 °С в течение 30 мин (1 цикл). Далее колонку охлаждают до 70 °С и повторяют цикл нагрева. После десятого цикла повышают температуру колонки до 260 °С и выдерживают в течение 6 ч. После этого колонку присоединяют к детектору.
    
    Колонку считают готовой к работе в случае отсутствия фоновых сигналов на хроматограмме, снятой при шкале записи хроматограммы 4 в рабочем режиме.
    

8.2. Подготовка патрона-концентратора

    
    Патрон последовательно промывают водой, ацетоном, этанолом и сушат в токе воздуха при комнатной температуре. Затем выдерживают в сушильном шкафу при температуре 200 °С в течение 1 часа и охлаждают.
    
    Необходимый для заполнения патрона объем тенакса, отмеренный цилиндром и помещенный в чашку, выдерживают в сушильном шкафу при температуре 100-120 °С в течение 40 мин и затем охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды. Патрон заполняют тенаксом с помощью аспирационного устройства. Концы закрывают стекловатой. Один конец патрона присоединяют к трехходовому крану, который находится в положении 2 (рис.2). На патрон надвигают печь, нагретую до температуры 250±5 °С, и продувают азотом с объемным расходом 30-40 см/мин в течение 6 ч при отсоединенной колонке. После охлаждения патрон закрывают заглушками и маркируют.
    
    

Рис.2

1 - переключатель потока, 2 - патрон-концентратор, 3 - печь, 4 - колонка хроматографа,
5 - детектор, 6 - самописец.

    
    
    Перед повторным употреблением патрон продувают без отсоединения колонки при тех же условиях, в течение 30 мин с последующим контролем чистоты фона.
    

8.3. Градуировка хроматографа

    
    Градуировку хроматографа проводят методом абсолютной калибровки по градуировочным смесям, содержащим стирол в заданном диапазоне измерений.
    
    Градуировочные смеси готовятся в стеклянных мерных колбах вместимостью 25 см. В сосуд помещают около 15 см гексана, взвешивают и медицинским шприцом вносят последовательно 20-50 мг свежеперегнанного стирола (методика перегонки изложена в приложении). Результаты взвешивания записывают в граммах с четырьмя десятичными знаками. Раствор доводят до метки гексаном.
    
    Градуировочные смеси с массовой концентрацией определяемого компонента менее 0,6 мг/см готовят в две стадии, применяя метод разбавления.
    
    Для проверки чистоты сорбента в патроне его освобождают от заглушек. Один конец патрона подсоединяют к трехходовому крану, к другому концу подсоединяют иглу с помощью втулки с резьбой (рис.1). Иглу через испаритель вводят в колонку. Трехходовой кран устанавливают в положение 1 (рис.2). На патрон надвигают печь, нагретую до температуры 250±5 °С. Через 5 мин трехходовой кран устанавливают в положение 2 (рис.2) и хроматографируют в режиме п.7. После чего печь снимают, патрон охлаждают, трехходовой кран устанавливают в положение 1. Патрон считают годным к градуировке и проведению анализа в случае отсутствия фоновых сигналов на хроматограмме. При их наличии патрон повторно продувают азотом при температуре 250±5 °С в течение 30 мин с последующим контролем чистоты фона.
    
    После этого 0,2-1,0 мм калибровочной смеси вводят в конец патрона. К этому концу подсоединяют иглу. Иглу через испаритель хроматографа вводят в колонку. Второй конец патрона присоединяют к переключателю потока, установленному в положение 1. На патрон надвигают печь, нагретую до температуры 250±5 °С. Через 5 мин трехходовой кран устанавливают в положение 2 и хроматографируют в режиме п.7; после чего трехходовой кран устанавливают в положение 1.
    
    Площадь пика вычисляют как произведение высоты на ширину, измеренную на середине высоты, либо определяют с помощью электронного интегратора.
    
    Значение площади пика, соответствующее массе компонента в пробе, введенной в патрон при градуировке, определяют как среднее арифметическое из 5 параллельных определений.
    
    По полученным данным строят калибровочный график зависимости площади пика (мм) от массы (мг).
    
    Массу компонента () в мг вычисляют по формуле:
    

,

где - массовая концентрация стирола в градуировочной смеси, мг/см;
    
     - объем градуировочной смеси, введенной в патрон, см.
    
    Градуировку хроматографа проводят не реже, чем 1 раз в год, а также при смене насадок в колонке и патроне и изменении условий хроматографического определения. Стабильность калибровочных характеристик определяют по ГОСТу 8.485-83.
    

8.4. Отбор проб

    
    Через патрон, проверенный на отсутствие фоновых сигналов, с помощью аспирационного устройства прокачивают 24 дм пробы с объемным расходом 0,1 дм/мин.
    
    Затем патрон герметизируют заглушками.
    
    Срок хранения проб - 10 дней при комнатной температуре.
    
    

9. Выполнение измерений

    
    Патрон освобождают от заглушек. Конец патрона, который был подсоединен к аспирационному устройству, подсоединяют к переключателю потоков, установленному в положение 1. Ко второму концу патрона подсоединяют иглу, которую вводят в испаритель хроматографа. На патрон надвигают печь, нагретую до температуры 250±5  °С. Через 5 мин трехходовой кран устанавливают в положение 2 и выполняют измерение в соответствии с п.7.
    
    

10. Обработка результатов измерений

    
    Массовую концентрацию определяемого компонента () в мг/м вычисляют по формуле:
    

*,

где - масса компонента в анализируемой пробе, определяемая по калибровочному графику, мг;
    
    * - объем анализируемой пробы воздуха, дм, приведенный к нормальным условиям.
________________
    * Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание .
    
    За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, относительное расхождение между которыми не превышает допускаемого расхождения, равного ±20,0%.
    
    Результаты измерений представляют в виде указания массовой концентрации стирола (в %) и суммарной погрешности при доверительной вероятности 0,95.
    
    

11. Контроль погрешности методики выполнения измерений

    
    Оперативный контроль сходимости результатов измерений проводят путем сравнения расхождения между результатами двух параллельных определений с нормативом контроля сходимости () при доверительной вероятности 0,95.
    
    Контроль правильности измерений проводят в соответствии с МИ-640-84 по доверительной границе погрешности построения градуировочного графика (). Если экспериментально полученное значение не превышает суммарной погрешности, включающей погрешность градуировки и погрешности от влияющих факторов , то результаты проведенных измерений признают достоверными, а хроматограф можно не переградуировать.
    
    

Приложение

    
Методика перегонки стирола

    
    Собирают перегонную установку, состоящую из круглодонной колбы на 100 см, насадки Вюрца, термометра, холодильника Либиха с алонжем, дефлегматора и приемной колбы. Стирол заливают в круглодонную колбу в количестве 20 см и отгоняют на глицериновой бане с температурой 170 °С, отбирая фракцию чистого стирола при температуре 145 °С.
    
    
    

Текст документа сверен по:
официальное издание
Определение концентраций загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе: Сборник методических указаний
МУК 4.1.591-96-4.1.645-96, 4.1.662-97, 4.1.666-97. -
М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997