Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
А.И.ЗАИЧЕНКО
12 декабря 1988 г. N 4734-88
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ГЕКСАМЕТИЛДИСИЛАЗАНА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Методические
указания по измерению концентраций 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 физических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны 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 и др.
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" и одобрены Проблемной комиссией "Научные основы гигиены
труда и профессиональной патологии". Методические указания являются
обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.
[(CH ) -Si] -NH М.м. 161,4.
3 3
2
Гексаметилдисилазан - бесцветная, прозрачная, летучая жидкость со слабым запахом аммиака,
Т. кип. 126 °C, упругость пара 7,4 мм рт. ст. Хорошо растворяется в неполярных
органических растворителях.
В воздухе находится в виде паров.
Гексаметилдисилазан относится к веществам 3 класса опасности. Обладает выраженным
наркотическим действием, хорошо проникает через кожный покров.
ПДК вещества в воздухе 2 мг/куб. м.
Характеристика
метода
Метод основан на разрушении гексаметилдисилазана концентрированной серной кислотой,
сплавлении минерального остатка с карбонатной смесью и фотометрическом
измерении кремневой кислоты по синему кремнемолибденовому комплексу.
Отбор проб проводится с концентрированием
на серную кислоту.
Нижний предел измерения содержания гексаметилдисилазана в фотометрируемом
объеме 1,5 мкг (по кремнию - 0,5 мкг, коэффициент пересчета кремния на гексаметилдисилазан - 2,9).
Нижний предел измерения гексаметилдисилазана в воздухе 1 мг/куб. м (при отборе 2 л
воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций от 1 до
20 мг/куб. м.
Измерению не мешают аммиак, углекислый
газ, метиламин.
Измерению мешают другие
кремнийорганические соединения.
Суммарная погрешность измерения не
превышает +/- 25%.
Время выполнения измерения, включая отбор
проб, около 70 минут.
Приборы,
аппаратура, посуда
Фотоэлектроколориметр.
Аспирационное устройство.
Поглотительные сосуды Рыхтера
(внутренний диаметр шариков 8 мм, высота 170 мм).
Пробирки колориметрические высотой 120
мм, вн. дм. 15 мм.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1,
2, 5 и 10 мл.
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью
25 и 100 мл.
Полиэтиленовые склянки для хранения
растворов.
Агатовая ступка.
Секундомер, ГОСТ 5072-72.
Электрическая плитка.
Печь муфельная.
Тигли или чашки платиновые.
Щипцы тигельные (с платиновыми
наконечниками).
Реактивы, растворы
и материалы
Гексаметилдисилазан, ТУ 6-02-872-74, чда.
Серная кислота, ГОСТ 4207-77, хч, уд. вес
1,84, 10 н и 1 н растворы.
Аммония молибдат,
ГОСТ 2677-78, хч; 7,5 аммония молибдата
растворяют в горячей воде, прибавляют 32 мл 10 н раствора серной кислоты и по охлаждении доводят водой до 100
мл.
Винная кислота, ГОСТ 5817-77, чда, 5-процентный раствор, свежеприготовленный.
Аскорбиновая кислота, ФХ 6, 1-процентный
раствор, свежеприготовленный.
Калия карбонат, безводный, ГОСТ 4221-76, хч, кристаллический.
Натрия карбонат, безводный, ГОСТ 83-79, хч, кристаллический.
Составной плавень. Готовят из составных
частей карбонатов калия и натрия, взятых в отношении 5:4, смесь растирают в
агатовой ступке. Готовый составной плавень сохраняют в банке с пришлифованной
пробкой.
Стандартный раствор гексаметилдисилазана
N 1: во взвешенную мерную колбу вместимостью 25 мл, содержащую 5 - 10 мл
концентрированной серной кислоты, вносят 1 - 2 капли гексаметилдисилазана,
колбу взвешивают вторично. Раствор доводят до метки концентрированной серной кислотой
и перемешивают. Рассчитывают концентрации гексаметилдисилазана
в мкг/мл.
Стандартный раствор N 2 с концентрацией
100 мкг/мл кремния.
Отбирают около 2 мл стандартного раствора
N 1, содержащего 2500 мкг кремния, и помещают в платиновые чашки или тигли.
Чашки помещают на электроплитку, покрытую асбестом. Раствор выпаривают досуха,
до полного прекращения выделения белых паров, затем дополнительно прокаливают
кратковременно в муфельной печи при температуре 800 - 900 °C в течение 5 минут.
По охлаждении в чашку вносят 0,1 г составного плавня и
2 мл воды. Слегка наклоняя чашку, осторожно смывают стенки содержащимся в нем
щелочным раствором. Чашку сначала помещают на электроплитку, покрытую асбестом,
и после выпаривания раствора досуха помещают на 10 минут в раскаленную до 800 -
900 °C муфельную печь до получения однородной расплавленной массы.
По охлаждении плав выщелачивают 4 мл горячей воды, нагревая раствор в
чашке почти до кипения. Раствор плава осторожно
подкисляют раствором 1 н серной кислоты до pH = 1,5 -
2, сливают в мерную колбу на 25 мл и доводят объем в колбе до метки. Раствор
устойчив в течение месяца при хранении в полиэтиленовой склянке.
Стандартный раствор N 3 с концентрацией
кремния 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора N
2 водой в день анализа.
Стандартные растворы можно приготовить из
метасиликата натрия.
Натрия метасиликат, ГОСТ 4239-77, чда, кристаллический.
Во взвешенную мерную колбу вместимостью
25 мл, содержащую 5 - 10 мл воды, вносят 65 - 70 мг метасиликата натрия, колбу
взвешивают вторично. Раствор доводят до метки водой и перемешивают.
Рассчитывают содержание кремния в 1 мл раствора. Разбавлением водой готовят
стандартные растворы с содержанием кремния, соответствующим концентрации 100
мкг/мл и 10 мкг/мл. Растворы хранятся в полиэтиленовых склянках, устойчивы в
течение 10 суток.
Отбор проб воздуха
Воздух с объемным расходом 0,2 - 0,3
л/мин. аспирируют через два последовательно
соединенных поглотительных сосуда Рыхтера, содержащих
по 2 мл концентрированной серной кислоты. Для измерения 1/2 ПДК гексаметилдисилазана следует отобрать 2 л воздуха. Срок
хранения отобранных проб 1 сутки.
Подготовка к
измерению
Для количественного измерения содержания
вещества в анализируемом объеме пробы готовят шкалу градуировочных
растворов согласно таблице.
Таблица
ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ
┌─────────┬───────────────────────────┬───────────┬───────────────────────┐
│
Номер
│Стандартный раствор N 3, мл│ Вода, мл │Содержание кремния, мкг│
│стандарта│ │ │ │
├─────────┼───────────────────────────┼───────────┼───────────────────────┤
│ 1 │ 0,00 │ 4,00
│ 0,00 │
│ 2 │ 0,05 │ 3,95
│ 0,50 │
│ 3 │ 0,10 │ 3,90
│ 1,00 │
│ 4 │ 0,20 │ 3,80
│ 2,00
│
│ 5 │ 0,40 │ 3,60
│ 4,00 │
│ 6 │ 0,60 │ 3,40
│ 6,00 │
│ 7 │ 0,80 │ 3,20
│ 8,00 │
│ 8 │ 1,00 │ 3,00
│ 10,00 │
└─────────┴───────────────────────────┴───────────┴───────────────────────┘
Растворы устойчивы в течение часа.
Каждый из градуировочных
растворов переносят в колориметрические пробирки, затем добавляет 0,1 мл
раствора молибдата аммония. Через 5 минут приливают 1
мл 5-процентного раствора винной и 0,1 мл 1-процентного раствора аскорбиновой
кислоты. После каждого внесения реактива содержимое пробирок взбалтывают. Через
20 минут измерят оптическую плотность окрашенных в синий цвет растворов на фотоэлектроколориметре при длине волны 597 нм. Измерение проводят в кюветах с толщиной поглощающего
слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого
вещества (раствор N 1 по таблице).
Строят градуировочный
график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс - соответствующие
им величины содержания вещества в градуировочном
растворе (в мкг).
Проверка градуировочного
графика проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии
реактивов.
Проведение
измерения
После прекращения отбора пробы растворы в
поглотительных сосудах перемешивают, смывая адсорбировавшееся вещество со
стенок входных трубок этим же раствором с помощью резиновой груши. Содержимое
поглотительных сосудов и такой же объем поглотительной жидкости (контрольный
раствор сравнения) количественно переносят в платиновые чашки или тигли и
проводят дальнейшую обработку и измерение оптической плотности аналогично градуировочным растворам.
Количественное измерение содержания
вещества (в мкг) в анализируемой пробе проводят по одновременно построенному градуировочному графику.
Расчет концентрации
Концентрацию гексаметилдисилазана
в воздухе в мг/куб. м (C) вычисляют по формуле:
а
C = K x -,
V
где:
а - содержание кремния в анализируемой
пробе, найденное по градуировочному графику, мкг;
K - коэффициент пересчета кремния на гексаметилдисилазан - 2,9;
V - объем воздуха, отобранный для анализа
и приведенный к стандартным условиям, л (см.
Приложение 1).
Приложение 1
Приведение объема воздуха к температуре
20 °C и давлению 760 мм рт. ст. проводят по следующей формуле:
V x (273 + 20) x P
t
20 = -------------------,
(273 + t°) x 101,33
где:
V -
объем воздуха, отобранный для анализа, л;
t
P -
барометрическое давление, кПа (101,33 кПа = 760 мм рт.
ст.);
t° - температура воздуха в месте отбора
пробы, °C.
Для удобства расчета 20 следует
пользоваться таблицей коэффициентов (Приложение 2). Для приведения объема
воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. надо умножить на
соответствующий коэффициент.
Приложение 2
КОЭФФИЦИЕНТ K ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА
К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ
┌────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ °C │ Давление P, кПа/мм рт. ст. │
│ ├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┬───────┬───────┬───────┤
│ │97,33/│97,86/│98,4/
│98,93/│99,46/│ 100/ │100,53/│101,06/│101,33/│101,86/│
│ │
730 │ 734 │ 738
│ 742 │ 746 │ 750
│ 754 │
758 │ 760 │ 764 │
├────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────┼───────┼───────┼───────┤
│-30 │1,1582│1,1646│1,1709│1,1772│1,1836│1,1899│1,1963
│1,2026 │1,2058 │1,2122 │
│-26 │1,1393│1,1456│1,1519│1,1581│1,1644│1,1705│1,1768
│1,1831 │1,1862 │1,1925 │
│-22 │1,1212│1,1274│1,1336│1,1396│1,1458│1,1519│1,1581
│1,1643 │1,1673 │1,1735 │
│-18 │1,1036│1,1097│1,1158│1,1218│1,1278│1,1338│1,1399
│1,1400 │1,1490 │1,1551 │
│-14 │1,0866│1,0926│1,0986│1,1045│1,1105│1,1164│1,1224
│1,1284 │1,1313 │1,1373 │
│-10 │1,0701│1,0760│1,0819│1,0877│1,0986│1,0994│1,1053
│1,1112 │1,1141 │1,1200 │
│-6 │1,0540│1,0599│1,0657│1,0714│1,0772│1,0829│1,0887
│1,0945 │1,0974 │1,1032 │
│-2 │1,0385│1,0442│1,0499│1,0556│1,0613│1,0669│1,0726
│1,0784 │1,0812 │1,0869 │
│0 │1,0309│1,0366│1,0423│1,0477│1,0535│1,0591│1,0648
│1,0705 │1,0733 │1,0789 │
│+2 │1,0234│1,0291│1,0347│1,0402│1,0459│1,0514│1,0571
│1,0627 │1,0655 │1,0712 │
│+6 │1,0087│1,0143│1,0198│1,0253│1,0309│1,0363│1,0419
│1,0475 │1,0502 │1,0557 │
│+10 │0,9944│0,9999│1,0054│1,0108│1,0162│1,0216│1,0272
│1,0326 │1,0353 │1,0407 │
│+14 │0,9806│0,9860│0,9914│0,9967│1,0027│1,0074│1,0128
│1,0183 │1,0209 │1,0263 │
│+18 │0,9671│0,9725│0,9778│0,9880│0,9884│0,9936│0,9989
│1,0043 │1,0069 │1,0122 │
│+20 │0,9605│0,9658│0,9711│0,9783│0,9816│0,9868│0,9921
│0,9974 │1,0000 │1,0053 │
│+22 │0,9539│0,9592│0,9645│0,9696│0,9749│0,9800│0,9853
│0,9906 │0,9932 │0,9985 │
│+24 │0,9475│0,9527│0,9579│0,9631│0,9683│0,9735│0,9787
│0,9839 │0,9865 │0,9917 │
│+26 │0,9412│0,9464│0,9516│0,9566│0,9618│0,9669│0,9721
│0,9773 │0,9799 │0,9851 │
│+28 │0,9349│0,9401│0,9453│0,9503│0,9555│0,9605│0,9657
│0,9708 │0,9734 │0,9785 │
│+30 │0,9288│0,9339│0,9891│0,9440│0,9432│0,9542│0,9594
│0,9645 │0,9670 │0,9723 │
│+34 │0,9167│0,9218│0,9268│0,9318│0,9368│0,9418│0,9468
│0,9519 │0,9544 │0,9595 │
│+38 │0,9049│0,9099│0,9149│0,9198│0,9248│0,9297│0,9347
│0,9397 │0,9421 │0,9471 │
└────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┴───────┴───────┴───────┘