МУК 4.1.643-96

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

     

Методические указания по ионохроматографическому определению хлора,
брома, хлороводорода и бромоводорода в атмосферном воздухе

     
Дата введения - с момента утверждения

     
     РАЗРАБОТАНЫ Свергузовой С.В. и Гарковой Н.Н. (Белгородский технологический институт строительных материалов, г.Белгород).
     
     УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем Председателя Госкомсанэпиднадзора России - заместителем Главного государственного санитарного врача Российской Федерации 31 октября 1996 года.
     
     
     Настоящие методические указания устанавливают ионохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания хлора, брома, хлороводорода и бромоводорода в диапазонах концентраций соответственно: 0,024-0,45 мг/м; 0,032-0,6 мг/м; 0,16-3,0 мг/м; 0,08-1,5 мг/м.
     
     Физико-химические свойства определяемых веществ:
     

     
     
     Хлор - зеленовато-желтый газ с резким запахом, сильнодействующее ядовитое вещество, относится ко 2 классу опасности. ПДКм.р. для атмосферного воздуха населенных мест - 0,1 мг/м, ПДКс.с - 0,03 мг/м.
     
     Бром - тяжелая жидкость красно-бурого цвета, яд. Вызывает ожоги кожи, слезоточение, кашель, головную боль. Раздражает дыхательные пути, относится ко 2 классу опасности. ПДКс.с. для атмосферного воздуха населенных мест - 0,04 мг/м.
     
     Хлороводород - при обычных условиях бесцветный газ с резким запахом. Вызывает раздражение слизистых оболочек, чувство удушья, насморк, кашель, разрушает зубы, относится ко 2 классу опасности. ПДКм.р. и с.с. для атмосферного воздуха населенных мест - 0,2 мг/м.
     
     Бромоводород - при обычных условиях бесцветный газ с резким запахом. Вызывает слабость, кашель, кровотечения из носа, головные боли, рвоту, относится к 3 классу опасности. ПДКм.р. для атмосферного воздуха населенных мест - 1,0 мг/м, ПДКс.с. - 0,1 мг/м.
     
     

1. Погрешность измерений

     
     Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±17,3%, при доверительной вероятности 0,95.
     
     

2. Метод измерений

     
     Измерения концентрации хлора, брома, хлороводорода, бромоводорода выполняют методом жидкостной ионной хроматографии. Концентрирование веществ из воздуха осуществляют в щелочной раствор пероксида водорода, переведением хлора и брома в хлорид- и бромид-ионы. Для определения хлороводорода и бромоводорода отделяют хлор и бром, поглощая их четыреххлористым углеродом.
     
     Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы для хлора и хлороводорода - 0,024 мкг; для брома и бромоводорода - 0,048 мкг.
     
     Определению не мешают: фториды, карбонаты, сульфаты, фосфаты.
     
     

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

     
     При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
     

3.1. Средства измерений

     
3.2. Вспомогательные устройства

     
3.3. Материалы

     
3.4. Реактивы

4. Требования безопасности

     
     4.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.
     
     4.2. При выполнении измерений с использованием жидкостного ионного хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.
     
     

5. Требования к квалификации операторов

     
     К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на жидкостном ионном хроматографе.
     
     

6. Условия измерений

     
     При выполнении измерений соблюдают следующие условия:
     
     - процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТу 15150-69 при температуре воздуха (20±10)°С, атмосферном давлении 630-800 мм рт.ст. и влажности воздуха не более 80%;
     
     - выполнение измерений на жидкостном ионном хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.
     
     

7. Подготовка к выполнению измерений

     
     Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографических колонок, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
     

7.1. Приготовление растворов

     
     Исходный раствор для градуировки при определении хлора и хлороводорода ( ионов хлора =2,4 мг/см). 0,3957 г натрия хлорида вносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят объем до метки деионизированной водой и тщательно перемешивают. Раствор устойчив в течение длительного времени.
     
     Рабочий раствор для градуировки при определении хлора и хлороводорода ( ионов хлора =0,024 мг/см). 1,0 см исходного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят объем до метки деионизованной водой и тщательно перемешивают. Раствор устойчив в течение длительного времени.
     
     Исходный раствор для градуировки при определении брома и бромоводорода ( ионов брома =1,2 мг/см). 0,1544 г натрия бромида вносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят объем до метки деионизованной водой и тщательно перемешивают. Раствор устойчив в течение 2 недель в темной склянке.
     
     Рабочий раствор для градуировки при определении брома и бромоводорода ( ионов брома =0,012 мг/см). 1,0 см исходного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят объем до метки деионизованной водой и тщательно перемешивают. Раствор устойчив 2 недели в темной склянке.
     
     Поглотительный раствор. 8,0 г гидроксида натрия растворяют в 1,0 дм деионизованной воды. Срок хранения раствора - 1 месяц в плотно закрытой полиэтиленовой посуде. Перед отбором проб раствор гидроксида натрия смешивают с пероксидом водорода в соотношении 3:1.
     
     Элюент, раствор натрия карбоната 10 М. 0,212 г карбоната натрия растворяют в 2 литрах деионизованной воды. Избегать попадания пузырьков газа СО в насос хроматографа! Раствор устойчив в течение длительного времени.
     

7.2. Подготовка хроматографической колонки

     
     Для заполнения хроматографических колонок взвешивают по 0,8 г анионитов ХИКС-1 и АРА-12 л, 3 г катионита КУ-2-8, помещают в химические стаканы вместимостью 50 см, приливают 20 см деионизованной воды и перемешивают на магнитной мешалке в течение 5-7 мин для образования суспензии.
     
     Чистые металлические колонки (предварительная, разделительная, концентрационная, подавительные и дросселирующая) заполняются ионообменниками с помощью наполнителя, в который заливают суспензию. Заполнение производится 20-30 мин при максимальном расходе насоса. При заполнении колонки на слой адсорбента кладут небольшой слой стекловаты и наворачивают штуцер. Колонки устанавливают в термостат хроматографа, наладку и вывод хроматографа на рабочий режим проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
     

7.3. Установление градуировочной характеристики

     
     Градуировочную характеристику, устанавливающую зависимость высоты пика (см) от концентрации Cl-ионов и Br-ионов (мкг/см), строят по 5 сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 6 градуировочных растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 100 см. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл.1 и 2, доводят деионизованной водой до метки и тщательно перемешивают.
     
     

Таблица 1

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации
хлороводорода и определении суммарной концентрации хлора и хлороводорода

     
     
Таблица 2

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации
бромоводорода и определении суммарной концентрации брома и бромоводорода

     
     
     В концентрационную колонку хроматографа с помощью шприца дозируют 1 см каждого градуировочного раствора хлорида натрия (табл.1) и 4 см каждого градуировочного раствора бромида натрия (табл.2).
     
     Анализ проводят в следующих условиях:
     

     
     На полученных хроматограммах измеряют высоты пиков хлора и брома и по средним результатам из 5 серий строят градуировочные характеристики. Градуировки проверяют 1 раз в квартал и при смене партии реактивов.
     

7.4. Отбор проб

     
     Отбор проб воздуха производят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Для определения хлороводорода и бромоводорода (проба 1) воздух со скоростью 0,2 дм/мин аспирируют в течение 20 мин через 2 последовательно соединенных поглотительных сосуда с пористой стеклянной пластинкой, в первом из которых содержится 5 см четыреххлористого углерода (для улавливания хлора и брома), во втором - 10 см щелочного раствора пероксида водорода (для улавливания хлороводорода и бромоводорода). Поглотительный сосуд с четыреххлористым углеродом необходимо поместить в смесь льда с хлоридом натрия. Одномоментно производят отбор пробы для определения суммы хлора и хлороводорода, брома и бромоводорода (проба 2), аспирируя воздух со скоростью 0,2 дм/мин в течение 20 мин через поглотительный сосуд со стеклянной пористой пластинкой, содержащий 10 см щелочного раствора пероксида водорода. После окончания отбора проб воздуха поглотительные сосуды закрывают резиновыми заглушками и транспортируют к месту выполнения анализа. Отобранные пробы можно хранить в течение 6 ч. Содержимое 1-го поглотительного прибора пробы 1 (четыреххлористый углерод) сливают в специальную емкость для отработанных ядовитых органических жидкостей.
     
     

8. Выполнение измерений

     
     Содержимое 2-го поглотительного прибора пробы 1 сливают в мерную колбу вместимостью 25 см, поглотительный сосуд ополаскивают деионизованной водой, сливая ее в ту же мерную колбу, объем колбы доводят до метки деионизованной водой. В пробе содержится смесь хлоридов и бромидов, образованных при поглощении хлороводорода и бромоводорода. Пробу 2 сливают в мерную колбу вместимостью 25 см, поглотительный сосуд ополаскивают деионизованной водой, сливая ее в ту же мерную колбу. Объем колбы доводят до метки деионизованной водой. В пробе содержится смесь хлоридов и бромидов, образованных при поглощении хлора, брома, хлороводорода и бромоводорода. Пробы 1 и 2 переливают в химические стаканы и кипятят 5-6 мин для разложения остатков пероксида водорода, т. к. попадание газа в хроматограф дестабилизирует его работу. После охлаждения, пробы 1 и 2 снова выливают в мерные колбы вместимостью 25 см, доводят деионизованной водой до метки и анализируют в условиях, указанных в п.7.3. На хроматограммах измеряют высоты пиков хлоридов и бромидов и по градуировочным характеристикам определяют их концентрацию в пробах.
     
     

9. Вычисление результатов измерений

     
     Концентрацию хлороводорода в атмосферном воздухе (мг/м) вычисляют по формуле:
     

,

где  - объем пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм;
     
      - концентрация Cl-ионов в пробе 1, найденная по градуировочной характеристике, мкг/см;
     

      - объем пробы, 25 см;

     
     1,03 - коэффициент пересчета Cl - в хлороводород;
     
     Концентрацию бромоводорода в атмосферном воздухе (мг/м) вычисляют по формуле:
     

,

где  - объем пробы воздуха, приведенный к нормальным условиям, дм;
     
      - концентрация Br-ионов в пробе 1, найденная по градуировочной характеристике, мкг/см;
     
      - объем пробы, 25 см;
     
     1,01 - коэффициент пересчета Br - в бромоводород;
     
     Концентрацию хлора в атмосферном воздухе (мг/м) вычисляют по формуле:
     

,

 где  - концентрация Cl-ионов в пробе 2, найденная по градуировочной характеристике, мкг/см;

      - объем пробы, 25 см;

     Концентрацию брома в атмосферном воздухе (мг/м) вычисляют по формуле:
     

,

где  - концентрация Br-ионов в пробе 2, найденная по градуировочной характеристике, мкг/см;
     
      - объем пробы, 25 см;
     

,

где  - объем воздуха, отобранный для анализа, дм;
     
      - атмосферное давление в месте отбора пробы, мм рт.ст.;
     
      - температура воздуха в месте отбора пробы, °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