"Методические указания по фотометрическому измерению концентраций толуола в воздухе рабочей зоны"
(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 N 4877-88)

Методические указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны предназначены для работников санитарно-эпидемиологических станций и санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов системы здравоохранения России и других заинтересованных министерств и ведомств.

Методические указания разработаны и утверждены с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны к их предельно допустимым концентрациям (ПДК) - санитарно-гигиеническим нормативам, утверждаемым Министерством здравоохранения СССР, оценки эффективности внедренных санитарно-гигиенических мероприятий, установления необходимости использования средств индивидуальной защиты органов дыхания, оценки влияния вредных веществ на состояние здоровья работающих.

Включенные в данный выпуск методические указания подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 "ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны" 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 профессиональной патологии", являются обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.

Толуол - бесцветная жидкость. Плотность паров - 22,5 мм рт. ст. (20 °С). Растворим в органических растворителях. В воде мало растворим. В воздухе может находиться в виде паров.

При высоких концентрациях пары толуола действуют на организм наркотически, на нервную систему действуют сильнее бензола. Действие на кровь и кроветворные органы выражено слабее, чем у бензола.

ПДК толуола в воздухе 50 мг/куб. м.

Метод основан на нитровании толуола, образовании окрашенного соединения при действии на полученный тринитротолуол слабощелочного буферного раствора в присутствии ацетона, последующем устранении влияния ряда мешающих веществ подкислением уксусной кислотой и фотометрическом измерении продукта реакции при 500 нм.

Отбор проб проводят с концентрированием в нитрационную смесь.

Нижний предел измерения содержания толуола - 1 мкг в анализируемом объеме пробы.

Нижний предел измерения толуола в воздухе - 4 мг/куб. м (при отборе 1 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций от 4 до 300 мг/куб. м.

Измерению не мешают: стирол, ксилол, бензол, ацетон, бутанол, бутилацетат, этилацетат (до 20 мкг).

Измерению мешают: этилбензол, нафталин, изопропилбензол.

Суммарная погрешность измерения не превышает 25%.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, 1 час 10 мин.

Фотоэлектроколориметр.

Аспирационное устройство.

Водяная баня, ТУ 64-1-2850-76.

Сосуды поглотительные с пористой пластинкой с размерами пор 100 - 160 мкм (рис. 1 - не приводится).

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25, 50 и 100 мл.

Колбы конические, ГОСТ 10394-72, вместимостью 50 и 100 мл.

Воронки химические, ГОСТ 8613-75.

Пробирки химические, ГОСТ 10515-75.

Пробирки колориметрические высотой 120 мм, внутренним диаметром 15 мм с меткой 10 мл.

Пипетки мерные, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5, 25 и 10 мл.

Воронки делительные, ГОСТ 8613-75, вместимостью 50 мл.

Цилиндры мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 и 100 мл.

Склянки с притертыми пробками, вместимостью 30-50 мл.

Толуол, ГОСТ 5789-78, ч.д.а.

Серная кислота, ГОСТ 4204-77, ч.д.а., плотностью 1,830 - 1,935.

Калий азотнокислый, ГОСТ 4217-77, ч.д.а.

Нитрационная смесь: 10 г калия азотнокислого растворяют в 100 мл серной кислоты.

Ацетон, ГОСТ 2603-79, ч.д.а., содержащий не более 1% воды.

Примечание:

а) Если толуол и ацетон слегка окрашены, их обесцвечивают перегонкой или настаиванием на активируемом угле в течение суток. На 1 литр растворителя берут 20 - 30 г измельченного угля.

б) Ацетон, обладающий кислотностью, нейтрализуют, прибавляя по каплям крепкий раствор аммиака, пока влажная красная лакмусовая бумажка в парах ацетона не станет синей.

Натрий углекислый, ГОСТ 83-79, ч.д.а., 2-процентный раствор, подкрашенный фенолфталеином до розового цвета.

Натрия гидроокись, ГОСТ 4328-77, ч.д.а., 0,1 н раствор.

Натрий тетраборнокислый, ГОСТ 4199-76, ч.д.а., 0,1 н раствор.

Проявляющий реактив. 10 мл 0,1 н раствора натрия тетраборнокислого и 10 мл 0,1 н раствора натра едкого вносят в мерную колбу на 50 мл, доводят до метки водой и перемешивают. Реактив годен 1 месяц.

Уксусная кислота, ГОСТ 61-75, ледяная и разбавленная водой в соотношении 1:1.

Стандартный раствор N 1, содержащий 50 мкг толуола в виде нитропроизводных в 1 мл толуола-экстрагента.

В мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 25 мл вносят 10 - 15 мл нитрационной смеси и взвешивают на аналитических весах. Далее пипеткой в колбу вносят 0,05 - 0,06 мл толуола, и колбу взвешивают повторно. Разность взвешиваний составляет массу толуола. Раствор в колбе дополняют до метки нитрационной смесью и тщательно перемешивают. Рассчитывают содержание толуола в 1 мл раствора.

3 - 5 мл этого раствора переносят в пробирку и помещают на 30 минут в кипящую баню для нитрования толуола, 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. Колбу ополаскивают 3 - 5 мл воды, а затем 5 мл толуола. Вводят в воронку толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мкг толуола, находящегося в виде нитросоединений, учитывая 5 мл толуола, использованного для ополаскивания колбы, и интенсивно встряхивают 2 - 3 минуты для экстрагирования тринитротолуола. Дают расслоиться и водный слой удаляют. Экстракт промывают 5 - 10 мл 2-процентного раствора натрия углекислого, 2 - 3 раза встряхивают воронку. Если водный слой обесцветится, то его удаляют и промывку повторяют.

После расслоения удаляют водный раствор, а экстракт переносят в склянку и закрывают корковой пробкой. Экстракт содержит 50 мкг толуола в виде нитропроизводных в 1 мл толуол-экстрагента. Для длительного хранения экстракта его осветляют, выдерживая в склянке 24 часа. После осветления прозрачный экстракт переносят в другую чистую, сухую склянку.

Стандартный раствор N 2, содержащий 5 мкг нитропроизводных толуола в 1 мл, готовят разбавлением стандартного раствора N 1 толуолом в 10 раз.

При хранении в темноте экстракты годны несколько месяцев.

Воздух с объемным расходом 0,5 л/мин. аспирируют через поглотительный сосуд с пористой пластинкой, содержащий 5 мл нитрационной смеси (б). Для измерения 1/2 ПДК следует отобрать 1 л воздуха. После отбора пробу тщательно перемешивают и доставляют для анализа в поглотительном сосуде или в другой стеклянной емкости. Срок хранения отобранных проб 5 суток.

Градуировочные растворы готовят согласно таблице 41.

В пробирки с градуировочными растворами вносят по 9 мл ацетона. Если измеряют концентрацию толуола в воздухе, не содержащем других ароматических углеродов, то к растворам прибавляют по 1 мл 0,1 н раствора натрия гидроокиси, перемешивают и через 10 секунд или позже (до 10 минут) подкисляют 1 - 2 каплями 50-процентного раствора уксусной кислоты. Окрашенные в красно-бурый цвет растворы (устойчивы в течение 2 часов) образуют шкалу N 1. Растворы фотометрируют при длине волны 500 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм.

Строят градуировочный график N 1: на ось ординат наносят значение оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс - соответствующие им величины содержания толуола (в мкг) в градуировочном растворе.

Для измерения концентрации толуола в воздухе, содержащем бензол, ксилол, стирол, готовят шкалу градуировочных растворов N 2. В пробирки шкалы вносят по 9 мл ацетона и по 3 мл проявляющего реактива. Сразу же перемешивают и оставляют при комнатной температуре (17 - 23 °С) на 10 минут (но не более 13 минут с момента внесения проявляющего реактива), после чего подкисляют 2 мл 50-процентного раствора уксусной кислоты. Растворы устойчивы 30 минут. Фотометрирование растворов проводят при длине волны 500 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. По данным фотометрирования строят градуировочный график N 2 аналогично графику N 1.

Проверка градуировочных графиков проводятся 1 раз в квартал или в случае использования новой партии реактивов.

В химическую пробирку отбирают 2 или 3 мл (в) пробы из поглотительного сосуда и помещают в кипящую водяную баню на 30 минут, после чего раствор охлаждают и с помощью нескольких промываний переносят в колбу на 50 - 100 мл, затратив всего 10 - 15 мл воды. Затем проводят экстракцию полученного нитропроизводного.

Для этого в делительную воронку вносят 2 - 3 мл воды, 2 мл толуола (г), а затем раствор пробы из колбы, которую ополаскивают 2 - 3 мл воды. Воронку интенсивно встряхивают 23 минуты.

После расслоения удаляют водный слой и промывают экстракт 3 - 5 мл 2-процентного раствора натрия углекислого, 2 - 3 раза встряхнув воронку. При обесцвечивании раствора натрия углекислого его удаляют и промывку повторяют. Дают расслоиться (небольшая мутность экстракта не влияет на результат анализа) и удаляют водный слой. Экстракт сливают в центрифужную или химическую пробирку. 1 мл (д) экстракта переносят в колориметрическую пробирку. Если в пробе воздуха содержится толуол в отсутствии других ароматических углеводородов, то к экстракту (д) добавляют 9 мл ацетона, и далее проводят анализ аналогично градуировочным растворам шкалы N 1.

Если в анализируемом воздухе кроме толуола предполагается присутствие бензола, ксилола, стирола (отдельно или совместно), то 1 мл (д) экстракта пробы обрабатывают аналогично градуировочным растворам шкалы N 2.

Количественное определение содержания толуола (мкг) в анализируемой пробе (а) проводят по соответствующему предварительно построенному градуировочному графику (N 1 или N 2).

Концентрацию толуола в воздухе в мг/куб. м "С" вычисляют по формуле:

где:

а - содержание в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;

б - объем поглотительного раствора (нитрационной смеси), внесенный в поглотительный сосуд для отбора пробы воздуха, мл;

в - объем поглотительного раствора, экстрагированный толуолом, мл;

г - объем толуола, взятый для анализа, мл;

д - объем экстракта, взятый для анализа, мл;

V - объем воздуха (в л), отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям (см. Приложение 1).

Приведение объема воздуха к условиям по ГОСТ 12.1.016-79 (температура 20 °С, давление 760 мм рт. ст.) проводят по следующей формуле: