"Методические указания по фотометрическому измерению концентраций едких щелочей и карбоната натрия в воздухе рабочей зоны"
(утв. Минздравом СССР 30.03.1988 N 4574-88)

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

Методические указания разрабатываются и утверждаются с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их предельно допустимым концентрациям (ПДК) - санитарно-гигиеническим нормативам, утверждаемые 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 и др.

Включенные в данный выпуск методические указания подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-76 "ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования" и ГОСТ 12.1.016-79 "ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ" и одобрены Проблемной комиссией "Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии". Методические указания являются обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.

Редакционная коллегия: Путилина О.Н., Бабина М.Д., Горская Р.В., Овечкин В.Г.

Гидроксид натрия (едкий натр) - белое гигроскопическое твердое вещество, плотность 2,13 г/см³, Т. пл. 320 °C, Т. кип. 1378 °C, растворим в воде, спирте.

Гидроксид калия - белое гигроскопическое твердое вещество, плотность 2,04 г/см³, Т. пл. 360 °C, Т. кип. 1324 °C, растворим в воде, спирте.

В воздухе находятся в виде аэрозоля.

Оказывают прижигающее действие, вызывают ожоги, опасно попадание гидроксида натрия и калия в глаза.

ПДК едких щелочей в воздухе в пересчете на гидроксид натрия 0,5 мг/м³.

Карбонат натрия (сода кальцинированная) - бесцветное гигроскопическое кристаллическое вещество, плотность 2,53 г/см³, Т. пл. 852 °C, растворим в воде.

В воздухе находится в виде аэрозоля.

Вызывает раздражение дыхательных путей, дерматиты, конъюнктивиты.

ПДК карбоната натрия в воздухе 2 мг/м³.

Метод основан на взаимодействии едких щелочей или карбоната натрия с хлористоводородной кислотой, избыток которой удаляется упариванием, взаимодействии образовавшихся хлоридов с роданидом ртути и трехвалентным железом в растворах уксусной и хлорной кислот с последующим фотометрическим измерением окрашенного продукта реакции при 490 нм.

Отбор проб проводится с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения гидроксида натрия в анализируемом объеме раствора 2,5 мкг, карбоната натрия - 3 мкг.

Нижний предел измерения гидроксида натрия в воздухе 0,25 мг/м³ (при отборе 100 л воздуха), карбоната натрия - 1 мг/м³ (при отборе 30 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций гидроксида натрия от 0,25 до 5,0 мг/м³, карбоната натрия - от 1 до 20 мг/м³.

Измерению не мешает углекислый газ, мешают хлориды, мешающее влияние аммиака устраняется в процессе обработки пробы.

Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 25%.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, 60 мин.

Фотоэлектроколориметр.

Аспирационное устройство.

Песочная баня.

Фильтры АФА-ВП-10 или АФА-ВП-20.

Патроны металлические или пластмассовые.

Пробирки с пришлифованной пробкой, ГОСТ 10515-75, вместимостью 10 мл.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 мл.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 мл.

Стаканы термостойкие, ГОСТ 10394-72, вместимостью 50 мл (при мытье используется хромовая смесь, с последующей обработкой 0,1 н раствором хлористоводородной кислоты и полосканием дистиллированной водой).

Карбонат натрия, ГОСТ 83-79, хч.

Гидроксид натрия, ГОСТ 4328-77, хч, 0,1 н раствор. Имеющийся в продаже гидроксид натрия содержит примесь карбоната и гигроскопическую влагу, поэтому 0,1 н раствор рекомендуется готовить из концентрированного раствора, в котором карбонаты натрия практически не растворимы. Концентрированный раствор гидроксида натрия готовят в фарфоровом стакане растворением навески гидроксида натрия в равном по массе количестве воды. После охлаждения до комнатной температуры раствор переливают в полиэтиленовую посуду, закрывают ее пробкой и оставляют стоять в течение нескольких дней. За это время примесь карбоната натрия оседает на дно сосуда и раствор осветляется. Прозрачный раствор осторожно декантируют.

Готовят 0,1 н раствор, используя воду, не содержащую углекислый газ. Титр полученного раствора устанавливают по 0,1 н раствору хлористоводородной кислоты.

Титрованный раствор гидроксида натрия защищают с помощью хлоркальциевой трубки, заполненной натронной известью или аскаритом.

Этиловый спирт, ГОСТ 5963-67, 95%-ный раствор.

Уксусная кислота, ГОСТ 61-75, хч.

Роданид ртути, ТУ У305-51, ч.; 0,1 г роданида ртути растворяют в 50 мл этилового спирта (роданид ртути можно приготовить, смешивая растворы эквивалентных количеств роданида калия и нитрата ртути (II); выпавший белый осадок отфильтровывают и промывают).

Хлорная кислота, ТУ 6-09-2878-73, ч, применяют раствор, разбавленный в отношении 3:2 (к 60 мл хлорной кислоты добавляют 40 мл воды).

Железоаммонийные квасцы, ТУ 4205-77, хч, 2,5% раствор (2,5 г железоаммонийных квасцов растворяют в 100 мл раствора хлорной кислоты 3:2).

Реактивный раствор: к 350 мл уксусной кислоты добавляют 50 мл спиртового раствора роданида ртути и 100 мл 2,5% раствора железоаммонийных квасцов. Раствор устойчив в течение недели.

Хлористоводородная кислота, ГОСТ 3118-77, хч, 0,1 н и 0,04 н растворы.

Стандартный раствор гидроксида натрия N 1 с концентрацией 1 мг/мл готовят соответствующим разбавлением 0,1 н раствора гидроксида натрия водой. Стандартные растворы при хранении в полиэтиленовой посуде и защите от действия углекислого газа устойчивы до двух недель.

Стандартный раствор гидроксида натрия N 2 с концентрацией 250 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора N 1 водой.

В качестве стандартного вещества для определения гидроксида натрия можно использовать карбонат натрия. В этом случае стандартный раствор с концентрацией 1 мг/мл гидроксида натрия готовят растворением навески 0,1325 г карбоната натрия в 100 мл воды.

Стандартный раствор карбоната натрия N 1 с концентрацией 1,5 мг/мл готовят растворением навески 0,15 г в 100 мл воды.

Стандартный раствор карбоната натрия N 2 с концентрацией 300 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора N 1 водой.

Воздух с объемным расходом 10 л/мин аспирируют через фильтр АФА-ВП. Для измерения 1/2 ПДК гидроксида натрия следует отобрать 100 л воздуха, карбоната натрия - 30 л воздуха. Пробы сохраняются в течение 2 недель.

Градуировочные растворы гидроксида или карбоната натрия готовят согласно таблиц 8 и 9.

Стандартные растворы гидроксида натрия или карбоната натрия наносят на фильтры АФА-ВП, помещенные в стаканы, смачивают их 0,1 мл спирта и смывают дважды по 10 мл водой, хорошо перемешивая растворы и отжимая фильтры стеклянной палочкой, смывы собирают вместе, отбирают по 2 мл и помещают в стакан из термостойкого стекла вместимостью 50 мл. Добавляют по 0,5 мл 0,04 н раствора хлористоводородной кислоты и выпаривают раствор досуха на песочной бане, хорошо прокаливая стаканы. В остывшие стаканы добавляют 5 мл реактивного раствора. Подготовленные градуировочные растворы перемешивают и измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре при 490 нм. Измерение проводят в кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого вещества (раствор N 1 по табл. 9). Окраска шкалы устойчива в течение часа. Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс - соответствующие им величины содержания веществ в градуировочном растворе (в мкг).

Проверка градуировочного графика проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии реактивов.

Фильтры с отобранной пробой помещают в стакан, смачивают 0,1 мл спирта и обрабатывают дважды водой по 10 мл, смывы сливают вместе, отбирают по 2 мл пробы, вносят их в стакан из термостойкого стекла вместимостью 50 мл, добавляют 0,5 мл 0,04 н раствора хлористоводородной кислоты, выпаривают досуха на песочной бане, хорошо прокаливая стаканы. К остывшим пробам добавляют 5 мл реактивного раствора. Оптическую плотность раствора пробы измеряют аналогично градуировочным растворам по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.

Количественное определение гидроксида и карбоната натрия проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

Концентрацию едких щелочей или карбоната натрия "C" в воздухе (в мг/м³) вычисляют по формуле:

а - содержание едких щелочей или карбоната натрия в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;

в - общий объем раствора пробы, мл;

б - объем раствора пробы, взятый для анализа, мл;

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

Приведение объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. проводят по следующей формуле:

где V_t - объем воздуха, отобранный для анализа, л;

P - барометрическое давление, кПА (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

t° - температура воздуха в месте отбора пробы, °C.

Для удобства расчета V₂₀ следует пользоваться таблицей коэффициентов (приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. надо умножить V_t на соответствующий коэффициент.