МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИИ
МАРГАНЦА И ЖЕЛЕЗА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

     
     
     УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем Главного государственного санитарного врача СССР А.И.Заиченко 6 сентября 1983 г. N 2897-83
     
     

          
     Марганец - серовато-белый металл. Плотность 7,4; т.пл. 1250 °С, т.кип. 2150 °С; растворяется в минеральных кислотах.
     
     Железо - серовато-белый металл. Плотность 7,9; т.пл. 1539 °C, т.кип. 2740 °С; растворяется в минеральных кислотах.
     
     

1. Характеристика метода

     
     Определение основано на восстановлении марганца и железа на ртутно-капельном катоде в переменнотоковом режиме на фоне, содержащем 0,5 М едкий натр и 2%-ный раствор триэтаноламина. Потенциалы восстановления пиков марганца и железа равны, соответственно, -0,5 и -1,0 В относительно насыщенного каломельного электрода сравнения.
     
     Отбор проб проводится с концентрированием на фильтр.
     
     Предел измерения: железа - 1,0 мкг, марганца - 2,0 мкг в анализируемом объеме пробы.
     
     Пределы измерения в воздухе: для марганца - 0,025 мг/м (при отборе 400 л воздуха), для железа - 0,2 мг/м (при отборе 25 л воздуха).
     
     Диапазон измеряемых концентраций: для марганца от 0,025 до 6,25 мг/м, для железа от 1,0 до 40 мг/м.
     
     Граница суммарной погрешности измерения не превышает ±25%.
     
     Определению марганца не мешает присутствие хрома, железа, титана, никеля, кобальта, молибдена.
     
     Определению железа не мешает марганец, медь, никель, свинец, кадмий, титан, кобальт. Определению железа мешает хром (VI).
     
     Предельно допустимые концентрации в воздухе:
     
     марганца окислов (в пересчете на MnO): аэрозоля дезинтеграции - 0,3 мг/м, аэрозоля конденсации - 0,05 мг/м;
     
     железа окиси с примесью окислов марганца до 3% - 6 мг/м, железа окиси с примесью фтористых или от 3 до 6% марганцевых соединений - 4 мг/м.
     
     

2. Реактивы, растворы и материалы

     
     Марганец (II) сернокислый 5-водный ГОСТ 435-77, ч.д.а.
     
     Основной раствор марганца с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением 4,388 г марганца сернокислого в воде в мерной колбе емкостью 1 л. Раствор устойчив более года.
     
     Стандартный раствор марганца с концентрацией 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением водой основного раствора. Применяют свежеприготовленным.
     
     Железа окись, ГОСТ 4173-77, ч.д.а.
     
     Основной раствор железа с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением 1,4296 г окиси железа в 100 мл концентрированной соляной кислоты при нагревании и доводят объем раствора водой до 1 л. Раствор устойчив более года.
     
     Стандартный раствор железа с концентрацией 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением основного раствора водой. Применяют свежеприготовленным.
     
     Натрий углекислый безводный, ГОСТ 83-79, х.ч.
     
     Калий азотнокислый, ГОСТ 4217-77, х.ч.
     
     Плавень: готовят растиранием в ступке двух весовых частей натрия углекислого и одной весовой части калия азотнокислого. Плавень хранят в склянке с притертой пробкой.
     
     Кислота серная, ГОСТ 4204-77, уд. веса 1,84 и 10%-ный раствор.
     
     Кислота азотная, ГОСТ 4461-77, х.ч., уд. веса 1,40.
     
     Кислота соляная, ГОСТ 3118-77, х.ч., уд. веса 1,19.
     
     Натрия гидроокись, ГОСТ 4328-77, х.ч., 5 М раствор.
     
     Аммиак водный, ГОСТ 3760-79, ч.д.а., 25%-ный раствор.
     
     Триэтаноламин, МРТУ 6-02-497-68, ч.д.а., 10%-ный водный раствор.
     
     Индикаторная бумага универсальная.
     
     Фильтры АФА-ХА-20.
     
     Азот газообразный, ГОСТ 9293-74.
     
     

3. Приборы и посуда

     
     Полярограф ППТ-1 с ртутным капельным электродом с записью полярограмм в переменнотоковом режиме.
     
     Аспирационное устройство.
     
     Фильтродержатели.
     
     Баня песчаная.
     
     Печь муфельная.
     
     Ступка фарфоровая.
     
     Тигли фарфоровые с крышками.
     
     Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, емкостью 25, 50, 100, 500 и 1000 мл.
     
     Пипетки, ГОСТ 20292-74, емкостью 1, 2, 5 и 10 мл.
     
     Цилиндры мерные, ГОСТ 1770-74, емкостью 10 и 15 мл.
     
     Воронки стеклянные, ГОСТ 8613-75, диаметром 56 мм.

4. Проведение измерения

Условия отбора проб воздуха

     
     Воздух со скоростью 10 л/мин аспирируют через фильтр АФА-ХА-20, укрепленный в фильтродержателе. Для определения 1/2ПДК марганца (0,05 мг/м) необходимо отобрать 400 л воздуха, железа (4 мг/м) - 25 л воздуха.
     

Условия анализа

     
     Фильтр с отобранной пробой переносят в фарфоровый тигель, добавляют по 0,2 мл серной и азотной концентрированных кислот и выпаривают на песчаной бане. Затем озоляют пробы в муфельной печи (закрыв тигли крышками) в течение 1 часа при постепенном повышении температуры до 500 °С. Зольный остаток тщательно смешивают с ~0,2 г плавня, помещают в муфельную печь (~300 °С), температуру которой постепенно повышают до 500 °С и оставляют на 30 мин до полного сплавления смеси. Затем плав растворяют в 10%-ной серной кислоте при нагревании (дважды упаривая до влажных солей). Содержимое количественно переносят в мерную колбу, доводя объем пробы водой до 25 мл.
     
     Для одновременного определения содержания марганца и железа из анализируемого раствора отбирают аликвотную часть объемом 0,5-5 мл, после нейтрализации аммиаком (по универсальной индикаторной бумаге) добавляют 2 мл 10%-ного раствора триэтаноламина, 1 мл 5 M раствора едкого натра и доводят водой до объема 10 мл. Подготовленный раствор заливают в электролизер, продувают инертным газом в течение 5-7 мин и полярографируют. Режим полярографирования переменнотоковый: поляризующее напряжение от -0,2 до -1,3 В; скорость развертки 4 мВ/с; амплитуда 12 мВ; период капания 3-4 с; диапазон тока (0,540)х100; скорость диаграммной ленты 720 мм/час. Высоты пиков измеряют для марганца при -0,5 В, для железа при -1,0 В.
     
     Определение содержания металлов в анализируемой пробе проводят методом добавок или по предварительно построенным градуировочным графикам, для построения которых готовят шкалы стандартов согласно таблиц 10 и 11. Стандарты шкал обрабатывают аналогично пробам.
     
     

Таблица 10

     
Шкала стандартов для определения марганца

     
     
Таблица 11

     
Шкала стандартов для определения железа

     
     
     При использовании метода добавок приготовленный к полярографированию раствор заливают в ячейку (объемом ), продувают инертным газом, записывают полярограмму (высота пика ), затем в ячейку добавляют небольшой объем () стандартного раствора определяемого металла с известной концентрацией () и после продувки инертным газом снова записывают полярограмму (суммарная высота пика ). Стандартный раствор добавляют в таком количестве, чтобы высота пика увеличилась в 1,5-2 раза при записи полярограммы на том же диапазоне тока прибора. Концентрацию () каждого металла в 1 мл полярографируемого раствора рассчитывают по формуле (1):
     
     

.                                           (1)

     
     Концентрацию определяемого металла в мг/м воздуха () вычисляют по формуле (2):
     

;                                                            (2)

     
где:  - концентрация металла в полярографируемом растворе, мкг;
     
      - общий объем пробы, мл;
     
      - аликвотная часть пробы, взятая для подготовки полярографируемого раствора, мл;
     
      - объем раствора, подготовленный к полярографированию, мл;
     
      - объем воздуха, л, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям по формуле (см. приложение 1).
     
     Для пересчета концентрации железа на окись железа полученный результат умножают на коэффициент К=1,43. Для пересчета концентрации марганца на двуокись марганца полученный результат умножают на коэффициент К=1,58.
     
     
     
Текст документа сверен по:
Методические указания по измерению

вредных веществ в воздухе: Сборник. Вып.XIX
/ Министерство здравоохранения СССР. - М., 1983