МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по фотометрическому измерению концентраций ксилола
в воздухе рабочей зоны

    
     
    УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем Главного государственного санитарного врача СССР A.И.Заиченко 12 декабря 1988 года N 4851-88
    
    

CH(CH)

    
М.м. 106,1689

    
    Ксилол существует в виде трех изомеров:
    
    Орто-ксилол - бесцветная жидкость, плотность при 20 °С 0,881 г/см, 144,4 °С, упругость паров при 20 °С 10,05 мм рт.ст.
    
    Мета-ксилол - бесцветная жидкость, плотность при 20° 0,864 г/см, 139,7, упругость паров при 20° 6,43 мм рт.ст.
    
    Пара-ксилол - бесцветная жидкость, плотность при 20° 0,861 г/см, 138,35°, упругость паров при 20° 16,55 мм рт.ст.
    
    Все изомеры хорошо растворимы в органических растворителях и сами являются растворителями. В воде растворимы незначительно. В воздухе могут находиться в виде паров.
    
    Ксилол действует на организм сходно с бензолом и толуолом. Действие на кроветворные органы менее выражено, чем у бензола.
    
    ПДК ксилола в воздухе 50 мг/см.
    
    

Характеристика метода

    
    Метод основан на нитровании изомеров ксилола до тринитропроизводных, образовании окрашенных соединений по реакции со щелочью и йодом в спиртовой среде - для мета-ксилола и по реакции с сульфидом аммония в ацетоновой среде - для орто- и пара-ксилолов и фотометрическом измерении продукта реакции при 470 нм (О- и П-ксилолы) и при 500-550 нм (М-ксилол).
    
    Отбор проб проводят с концентрированием в нитрационную смесь.
    
    Нижний предел измерения 1 мкг каждого изомера ксилола в анализируемом объеме пробы.
    
    Нижний предел измерения в воздухе каждого изомера - 4 мг/м, суммы орто- и пара-ксилолов - 4 мг/м, суммы трех изомеров - 10 мг/м (при отборе 1 л воздуха).
    
    Диапазон измеряемых концентраций отдельных изомеров, а также суммы орто- и пара-изомеров - 4-200 мг/м , суммы трех изомеров - 10-500 мг/м.
    
    Измерению не мешает бензол до 100 мкг и толуол до 7 мкг в анализируемом объеме раствора.
    
    Измерению мешает нафталин.
    
    Суммарная погрешность измерения не превышает 25%.
    
    Время выполнения измерения, включая отбор пробы, 1 ч 20 мин.
    
    

Приборы, аппаратура, посуда

    
    Фотоэлектроколориметр.
    
    Аспирационное устройство.
    
    Баня водяная, ТУ 64-1-2850-76.
    
     Сосуды поглотительные с пористой пластинкой с размером пор 100-160 мкм (рис.1, см. стр.245).
    
    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.
    
    Пробирки химические и центрифужные, ГОСТ 10515-75.
    
    Пробирки колориметрические высотой 120 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, материалы

    
    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.
    
    Серная кислота, ГОСТ 4204-77, х.ч. или ч.д.а., плотностью 1,830.
    
    Калий азотнокислый, ГОСТ 4217-77, х.ч. или ч.д.а.
    
    Нитрационная смесь: 10 г калия азотнокислого растворяют в 100 мл серной кислоты. Нитрационную смесь следует хорошо защищать от влаги и паров ароматических углеводородов.
    
    Натрия гидроокись, ГОСТ 4328-77, ч.д.а., 0,1 н раствор.
    
    Натрий углекислый безводный, ГОСТ 83-79, ч.д.а., 2% раствор, подкрашенный фенолфталеином до розового цвета.
    
    Толуол, ГОСТ 5789-78, х.ч. или ч.д.а.
    
    Ацетон, ГОСТ 2603-79.
    
    Спирт этиловый, ГОСТ 8314-77.
    
    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, ГОСТ 3760-79, 10%-раствор.
    
    Кислота соляная, ГОСТ 3118-77, 10%-раствор.
    
    Йод, ГОСТ 4159-79, ч.д.а., 0.02 н раствор.
    
    Натрий серноватистокислый, СТ СЭВ 223-75, ч.д.а., 0,1 н. раствор
    
    Кислота уксусная, ГОСТ 61-75, ледяная, а также 50% и 10% 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. Используется для идентификации орто- и пара-ксилолов. В пробирку вносят 5 мл воды и 0,1 мл аммония сернистого. Раствор перемешивают и закрывают пробкой. Реактив годен 5 дней. При отсутствии аммония сернистого можно приготовить его раствор из кристаллического натрия сернистого. Для этого 0,5 г соли NaS·9HО растворяют в 20 мл воды. В раствор вводят 2 мл 10% НСl. Перемешивают и прибавляют 1 мл 10% раствора аммиака до щелочной реакции (рН 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 сульфида аммония и через 2 минуты - по 1 мл 10% уксусной кислоты. Если при этом желтая окраска в пробирках достаточно интенсивна и равна между собой, то реактив пригоден к употреблению.
    
    Стандартный раствор N 1, содержащий 50 мкг мета-ксилола в виде нитропроизводных в 1 мл толуола, используемый для определения мета-ксилола в присутствии других изомеров.
    
    Вначале готовят исходный раствор мета-ксилола в нитрационной смеси. Для этого мерную колбу вместимостью 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°. Колбу вытирают снаружи досуха. Вносят в нитрационную смесь 0,05-0,06 мл (около 50 мг) мета-ксилола, растворяют его при взбалтывании и отмечают время внесения (начало нитрования при 20°). Колбу взвешивают повторно, доливают нитрационной смесью, имеющей температуру около 20°, до метки и тщательно перемешивают. Вычисляют содержание мета-ксилола в 1 мл исходного раствора. Через 5-6 минут после внесения мета-ксилола, отбирают из колбы 2 мл раствора, переносят его в химическую пробирку с 1 мл консервирующего раствора, тщательно смешивают и погружают в кипящую баню ровно на 30 минут. После чего пробирку помещают в сосуд с водой, ожидая охлаждения до комнатной температуры. Раствор переносят в колбу на 50-100 мл, содержащую 10 мл воды, ополаскивая пробирку 3 раза по 3-5 мл воды. Далее раствор сливают в делительную воронку, содержащую около 5 мл воды, ополаскивая колбу 3-5 мл воды, а затем - 5 мл толулла. Вносят в воронку толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мкг нитропроизводных мета-ксилола (учитывая 5 мл толуола, использованного для ополаскивания колбы) и экстрагируют нитропроизводные интенсивным встряхиванием в течение 2 минут. После расслоения удаляют водный слой, а экстракт промывают 5-10 мл 2%-ного раствора натрия углекислого, несколько раз встряхнув воронку. Если раствор натрия углекислого обесцветится, то его удаляют и промывку повторяют. Водный слой удаляют, а полученный экстракт сливают в склянку с плотной корковой пробкой - это стандартный раствор N 1.
    
    Стандартный раствор N 1а, содержащий 5 мкг мета-ксилола в 1 мл толуола, используемый для определения мета-ксилола в присутствии других изомеров. Готовят разбавлением стандартного раствора N 1 толуолом в 10 раз.
    
    Стандартный раствор N 2, содержащий 50 мкг мета-ксилола в виде нитропроизводных в 1 мл толуола, используемый для определения мета-ксилола в отсутствии других ароматических углеводородов. Вначале готовят исходный раствор мета-ксилола в нитрационной смеси. В мерную колбу на 25 мл с пробкой вносят 10-15 мл нитрационной смеси и взвешивают на аналитических весах. Далее вносят 0,05-0,06 мл (около 50 мг) мета-ксилола и колбу взвешивают повторно. Объем раствора доливают до метки нитрационной смесью и тщательно перемешивают. По результатам двух взвешиваний рассчитывают содержание мета-ксилола в 1 мл раствора. 4-5 мл этого раствора берут в химическую пробирку и помещают на 3-6 минут в кипящую водяную баню для нитрования мета-ксилола, после чего пробирку помещают в сосуд с водой комнатной температуры. По охлаждении 2 мл раствора переносят в колбу, содержащую 10-15 мл воды, смешивают и сливают в делительную воронку, содержащую около 5 мл воды. Колбу ополаскавают 3-5 мл воды, а затем 5 мл толуола. Вносят в воронку толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мкг мета-ксилола, содержащегося в виде нитросоединения, учитывая 5 мл толуола, взятого для ополаскивания колбы, и интенсивно встряхивают 2-3 минуты для эктрагирования тринитро-мета-ксилола.
    
    Дают расслоиться и водный слой удаляют. Экстракт промывают 5-10 мл 2%-ного раствора натрия углекислого. Если водный слой обесцвечивается, то его удаляют и промывку повторяют. После расслоения удаляют водный слой, а экстракт переносят в склянку и закрывают плотной корковой пробкой. Полученный экстракт содержит 50 мкг мета-ксилола в виде нитросоединений в 1 мл толуола.
    
    Стандартный раствор N 2а, содержащий 5 мкг мета-ксилола в 1 мл толуола, используемый для определения мета-ксилола в отсутствии других изомеров. Готовят разбавлением стандартного раствора N 2 толуолом в 10 раз.
    
    Стандартный раствор N 3, содержащий 50 мкг орто-ксилола в виде нитропроизводных в 1 мл толуола. Готовят так же, как стандартный раствор N 2, подвергая нитрованию орто-ксилол, однако нагрев в кипящей бане водяной проводят в течение 30 минут.
    
    Стандартный раствор N 3а, содержащий 5 мкг орто-ксилола в 1 мл толуола, готовят разбавлением стандартного раствора N 3 толуолом в 10 раз.
    
    Стандартный раствор N 4, содержащий 50 мкг пара-ксилола в виде нитропроизводных в 1 мл толуола, готовят так же, как стандартный раствор N 3, подвергая нитрованию пара-ксилол.
    
    Стандартный раствор N 4а, содержащий 5 мкг пара-ксилола в 1 мл, готовят разбавлением стандартного раствора N 4 толуолом в 10 раз.
    
    Стандартный раствор N 5, содержащий 25 мкг орто-ксилола и 25 мкг пара-ксилола (в сумме 50 мкг орто- и пара-ксилолов) в 1 мл, готовят, смешивая стандартный раствор орто-ксилола N 3 и стандартный раствор пара-ксилола N 4 в равных объемах.
    
    Стандартный раствор N 5а, содержащий 5 мкг орто- и пара-ксилолов в сумме, готовят разбавлением стандартного раствора N 5 толуолом в 10 раз.
    
    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 NN 1-5 следует выдерживать их после приготовления в сухой колбе с пробкой 2-4 часа для осаждения следов мути, 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

    
    В поглотительный сосуд вносят 5 мл нитрационной смеси (б) и протягивают 1 л воздуха с объемной скоростью 0,5 л в минуту. Если температура в помещении выше 25°, то сосуд помещают в емкость с водой, имеющей температуру ниже 20°.
    
    Сразу же после отбора поглотительную жидкость перемешивают, переводя ее 2-3 раза из одного поглотительного сосуда в другой с помощью резиновой груши, соединенной со входным концом поглотительного сосуда.
    
    2 мл раствора (в) из поглотительного сосуда не позже, чем через 6-10 минут после начала отбора пробы воздуха, переносят пипеткой в пробирку с притертой пробкой, куда заранее было внесено 2 мл консервирующего раствора, тщательно перемешивают и в таком виде доставляют в лабораторию для определения мета-ксилола. Это - пробы "М" (по начальной букве определяемого вещества). Проба может храниться 3 суток.
    
    Оставшуюся часть пробы (3 мл) доставляют в поглотительном сосуде или в другой емкости с притертой пробкой или полиэтиленовой пробкой. Эта часть пробы используется для определения орто- и пара-ксилола ("Проба ОП"). Проба может сохраняться 5 суток.
    
    Если в воздухе содержится мета-ксилол в отсутствии других ароматических углеводородов, то отбор пробы воздуха проводится аналогично вышеописанному. Пробу доставляют в лабораторию.
    
    

Подготовка к измерению

    
    Градуировочные растворы готовят согласно таблице 24.
    
    

Таблица 24

    
Шкала градуировочных растворов для измерения изомеров ксилола

    
    
     Для измерения М-ксилола готовят 2 шкалы градуировочных растворов. Одна - для измерения М-ксилола в присутствии орто- и пара-ксилолов, а также бензола и толуола. Для этой шкалы используют стандартные растворы М-ксилола N 1 и N 1а. Вторая шкала для измерения М-ксилола в отсутствии других ароматических углеводородов. Для этой шкалы используют стандартные растворы N 2 и N 2а.
    
    В пробирки той и другой шкалы вносят по 9 мл спирта, затем по 1 мл 0,1 н раствора натра едкого и через 1-2 минуты - по 1 мл 0,02 н раствора йода. По истечении 2-3 минут вносят по 1 мл 0,1 н раствора натрия серноватистокислого и фотометрируют растворы красного цвета при длине волны 500-550 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм.
    
    Для измерения суммы орто- и пара-ксилола готовят шкалу градуировочных растворов, используя стандартные растворы N 5 и N 5а. В пробирки шкалы вносят по 9 мл ацетона, затем по 2 мл раствора аммония сернистого 1:50, перемешивают и через 2-3 минуты добавляют по 1 мл 10%-ного раствора уксусной кислоты. Растворы желтого цвета фотометрируют при длине волны 470 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Окраска растворов устойчива 20 мин.
    
    Если исследуемый воздух содержит преимущественно или только один изомер из числа орто- и пара-ксилолов, то шкалы градуировочных растворов готовят, используя соответственно стандартные растворы орто-ксилола N 3 и N 3а или стандартные растворы пара-ксилола N 4 и N 4а. Обработку и фотометрирование растворов проводят, как при приготовления шкалы для измерения суммы орто- и пара-ксилола.
    
    Строят градуировочные графики: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс - соответствующие им величины содержания вещества в градуировочном растворе (мкг).
    
    Проверка градуировочных графиков проводится 1 раз в квартал или в случае использования новой партии реактивов.
    
    

Проведение измерения мета-ксилола

    
    В пробирку с "Пробой М" вводят 2 мл нитрационной смеси, тщательно перемешивают и помещают на 30 минут в кипящую водяную баню. После извлечения из бани пробирку охлаждают в сосуде с водой и с помощью нескольких промываний сливают раствор в коническую колбу на 50-100 мл, затратив всего 15-20 мл воды. Полученный раствор сливают в делительную воронку, в которую предварительно внесено 2-3 мл воды и 2 мл (г) толуола, ополаскивают колбу 3-4 мл воды и экстрагируют нитросоединения интенсивным встряхиванием в течение 2-х минут. Дают отстояться, и водный слой удаляют, а экстракт промывают 3-5 мл 2%-ного раствора натрия углекислого. Если слой натрия углекислого обесцветится, то его удаляют через верх воронки и сливают в центрифужную или химическую воронку с пробкой.
    
    Полученный экстракт обозначим "Экстракт М" - из "Пробы М".
    
    Если проба воздуха отбиралась для определения мета-ксилола в отсутствии других ароматических соединений (см. "Отбор пробы воздуха"), то для нитрования вносят в химическую пробирку 2 или 3 мл (в) поглотительного раствора. Погружают пробирку в кипящую водяную баню на 3-5 минут, охлаждают, переносят жидкость в колбу на 50-100 мл, ополаскивают пробирку 3-4 раза по 5 мл воды. Раствор переносят в делительную воронку, содержащую 2-3 мл воды и 2 мл (г) толуола и проводят экстрагирование тринитро-мета-ксилола, и промывку экстракта, как описано выше ("Экстракт М" из поглотительного раствора).
    
    В колориметрическую пробирку отбирают 1 мл (д) "Экстракта М" из "Пробы М" или из поглотительного раствора, вносят 9 мл спирта, затем все остальные реактивы и фотометрируют растворы аналогично градуировочным растворам.
    
    

Проведение измерения орто- и пара-ксилола в сумме или в отдельности

    
    "Пробу ОП" (см. "Отбор проб воздуха") в количестве 3 мл (в) в поглотительном сосуде помещают на 30 минут в кипящую водяную баню. Если "Проба ОП" была ранее перенесена из поглотительного сосуда в другую емкость, то отбирают из нее 2 мл (в) в пробирку, в которой и проводят нитрование в том же порядке.
    
    После извлечения из бани охлаждают в сосуде с водой и с помощью нескольких промываний сливают в коническую колбу на 50-100 мл, затратив всего 15-20 мл воды. Полученный раствор сливают в делительную воронку, в которую предварительно было внесено 2-3 мл воды и 2 мл (г) толуола, ополаскивают колбу 3-4 мл воды и экстрагируют нитросоединения интенсивным встряхиванием в течение 2-х минут. Дают отстояться, и водный слой удаляют, а экстракт промывают 3-5 мл 2%-ного раствора натрия углекислого. Если слой натрия углекислого обесцветится, то его удаляют и промывку повторяют. Отделив водный слой, экстракт через верх воронки сливают в центрифужную или химическую пробирку с пробкой.
    
    Полученный экстракт обозначим "Экстракт ОП". В экстракте могут содержаться тринитро-соединения орто- и пара-ксилолов как совместно, так и в отдельности.
    
    В колориметрическую пробирку вносят 1 мл (д) "Экстракта ОП", 9 мл ацетона и остальные реактивы. Раствор фотометрируют аналогично градуировочным растворам.
    
    Количественное определение содержания изомеров ксилола (в мкг) в анализируемом объеме пробы (д) проводят по предварительно построенным градуировочным графикам, соответствующим искомым изомерам.
    
    

Расчет концентрации

    
    Концентрацию искомого изомера в воздухе в мг/м () вычисляют по формуле:
    

, где

 
     - содержание изомера в анализируемом объеме толуольного экстракта пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;
    
     - объем поглотительного раствора (нитрационной смеси), внесенный в поглотительный сосуд для отбора проб воздуха, мл;
    
     - объем поглотительного раствора, из которого экстрагированы нитропроизводные, мл;
    
     - объем толуола, взятый для экстрагирования нитропроизводных, мл;
    
     - объем экстракта, взятый для анализа, мл;
    
     - объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям, л (см. Приложение 1).
    
    Общую концентрацию ксилола в воздухе вычисляют суммированием обнаруженных концентраций всех его изомеров.



Текст документа сверен по:
Методические указания по измерению концентрации
вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Вып.24. -
М.: Информационно-издательский центр
Госкомсанэпиднадзора Российской Федерации, 1993