Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
В.И.ЧИБУРАЕВ
28 сентября 1989 г. N 5077-89
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ПИПЕРАЗИНА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Методические
указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны
(выпуск 26) предназначены для санитарно-эпидемиологических станций и санитарных
лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием
вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также НИИ Министерства
здравоохранения Российской Федерации и других заинтересованных министерств и
ведомств. Методические указания подготовлены в
соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 "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", одобрены Проблемной комиссией "Научные основы гигиены труда
и профпатологии", утверждены МЗ СССР 28.09.1989.
Методические указания разработаны и
утверждены с целью обеспечения контроля соответствия
фактических концентраций вредных веществ их предельно допустимым
концентрациям (ПДК) - санитарно-гигиеническим нормативам и являются
обязательными при осуществлении санитарного контроля.
Методические указания являются
действующими в соответствии с Постановлением Госкомитета РСФСР санэпиднадзора
от 06.02.92 N 1 "О порядке действия на территории Российской Федерации
нормативных актов бывшего Союза ССР в области санэпидблагополучия
населения".
H C CH
2 ----- 2
/ \
HN\ /NH
-----
H C CH
2 2
Гексагидро-1,4-диазин (диэтилендиамин,
пиперазин) М.м. 86,14.
Пиперазин - бесцветное гигроскопическое кристаллическое вещество с характерным аминным запахом, растворяется в воде (15 г на 100 г воды),
спирте, не растворяется в эфире. Т пл. 104 °C, Т кип. 145 - 146 °C. Летучесть
при 20 °C - 850 мг/куб. м.
В воздухе находится в виде аэрозоля и
паров.
Обладает раздражающим действием на
слизистую оболочку глаз. При пероральном поступлении в организм малоядовит.
ОБУВ - 4 мг/куб. м.
Характеристика
метода
Метод основан на измерении оптической
плотности при 390 нм окрашенного в желтый цвет
продукта реакции пиперазина с
2,4-динитрохлорбензолом.
Отбор проб проводится на фильтр АФА-ВП-10
и твердый сорбент.
Нижний предел измерения содержания пиперазина 2 мкг в фотометрируемом
объеме раствора.
Нижний предел измерения вещества в воздухе
0,25 мг/куб. м (при отборе 8 л воздуха).
Диапазон измеряемых концентраций пиперазина от 0,25 до 20 мг/куб. м.
Измерению не мешают триэтилендиамин,
окись этилена, этиленгликоль. Аммиак мешает при содержании более 5 мг в пробе.
Суммарная погрешность измерения не
превышает +/- 15%.
Время выполнения измерения, включая отбор
пробы, 1 ч.
Приборы,
аппаратура, посуда
Спектрофотометр.
Аспирационное устройство.
Электропечь СНОЛ, ГОСТ 13474-79.
Колбы мерные вместимостью 250 мл, ГОСТ
1770-74.
Пипетки вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл.
Трубки концентрационные стеклянные длиной
110 мм, внутренним диаметром 6 - 8 мм.
Насос водоструйный.
Воронка со стеклянной пористой
пластинкой.
Пробирки с пришлифованными пробками, ГОСТ
19908-74.
Цилиндры вместимостью 10 мл, ГОСТ
1770-74.
Стаканы химические вместимостью 50 мл,
ГОСТ 25336-82.
Реактивы, растворы
и материалы
Пиперазин, ч, ТУ 6-09-10-473-75.
Кислота соляная, хч,
концентрированная, 10-процентный и 0,01 н растворы, ГОСТ 3118-77.
Натрий углекислый безводный (ГОСТ 83-63),
8-процентный раствор.
2,4-Динитрохлорбензол (МРТУ
6-09-5609-68), 5-процентный спиртовой раствор, применяют свежеприготовленным.
Хлороформ, хч,
ТУ 6-09-4263.
Спирт этиловый ректификованный
технический, ГОСТ 18300-72.
Силикагель гранулированный крупнопористый, ГОСТ 3956-76 (фракция 0,25 - 0,50
мм).
Фильтры АФА-ВП-10.
Стандартный раствор пиперазина
N 1 с концентрацией 200 мкг/мл готовят растворением 50 мг вещества в мерной
колбе вместимостью 250 мл в 0,01 н растворе соляной кислоты. Раствор устойчив в
течение 10 дней.
Стандартный раствор пиперазина
N 2 с концентрацией 20 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного
раствора N 1 0,01 н раствором соляной кислоты. Раствор готовят в день анализа.
Отбор пробы воздуха
Воздух с объемным расходом 2 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ВП-10, помещенный в фильтродержателе, и концентрационную трубку, заполненную 2
- 2,5 мл силикагеля.
Для определения 0,5 ОБУВ достаточно
отобрать 1 л воздуха.
После отбора концентрационную трубку
закрывают заглушками. Фильтр помещают в бюкс. Срок
хранения проб - не более 12 ч.
Подготовка к
измерению
Подготовка сорбента для концентрационной
трубки: силикагель обрабатывают концентрированной соляной кислотой, нагретой до
55 - 60 °C, далее - 10-процентным раствором соляной кислоты до получения
бесцветного раствора. Затем силикагель отмывают от кислоты водой до нейтральной
реакции, подсушивают до воздушно-сухого состояния и прокаливают в электропечи
при 500° в течение 4 ч. Хранят силикагель в банке с притертой пробкой в
эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием. Срок хранения не ограничен. Градуировочные растворы готовят согласно таблице.
ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ
┌─────────┬────────────────────────┬────────────────────┬─────────────────┐
│ Номер │Стандартный
раствор N 2,│ Соляная кислота, │ Содержание
│
│стандарта│ мл │ 0,01 н раствор, мл │ пиперазина, мкг │
├─────────┼────────────────────────┼────────────────────┼─────────────────┤
│ 1 │ 0 │ 4,00 │ 0
│
│ 2 │ 0,10 │ 3,90 │ 2
│
│ 3 │ 0,20 │ 3,80 │ 4
│
│ 4 │ 0,30 │ 3,70 │ 6
│
│ 5 │ 0,40 │ 3,60 │ 8
│
│ 6 │ 0,50 │ 3,50 │ 10
│
│ 7 │ 0,75 │ 3,25 │ 15
│
└─────────┴────────────────────────┴────────────────────┴─────────────────┘
Для этого ряд фильтров АФА-ВП-10 помещают
в химические стаканы и поверхность каждого смачивают 0,7 мл этанола. Затем на
фильтры помещают стандартный раствор пиперазина с
содержанием 20 мкг/мл в объеме, указанном в графе 2 таблицы, добавляют
соответствующий объем 0,01 н раствора соляной кислоты (графа 3) и оставляют на
15 минут. Затем переносят фильтр с раствором в воронку со стеклянной пористой
пластинкой и отсасывают жидкость под вакуумом. Отбирают в
пробирку с пришлифованной пробкой точно 4 мл раствора, добавляют по 0,5 мл
5-процентного спиртового раствора 2,4-динитрохлорбензола и 0,4 мл 8-процентного
раствора углекислого натрия, перемешивают и ставят в кипящую водяную баню на 5
мин. После охлаждения к каждому раствору приливают по 1 мл 10-процентного
раствора соляной кислоты, 4 мл хлороформа и тщательно встряхивают.
Оптическую плотность хлороформного раствора измеряют на спектрофотометре при длине
волны 390 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм
относительно контрольного раствора (стандартный раствор N 1 по таблице). По
найденным значениям оптических плотностей строят градуировочный
график.
При определении паров пиперазина
градуировочные растворы готовят, нанося указанные в
графе 2 таблицы объемы стандартного раствора пиперазина
на поверхность силикагеля в концентрационных трубках. Далее силикагель
смачивают, добавляя порциями 1 мл этанола, а затем пропускают порциями по 0,2 -
0,3 мл указанный в графе 3 таблицы объем 0,01 н раствора соляной кислоты.
Отбирают точно 4 мл элюата и обрабатывают аналогично
описанному выше.
Проведение
измерения
Фильтр с отобранной пробой помещают в
химический стакан и всю поверхность фильтра смачивают 0,7 мл этанола. Затем
приливают 4 мл 0,01 н раствора соляной кислоты и оставляют на 15 минут. Фильтр
с раствором переносят в воронку со стеклянной пористой пластинкой и отсасывают
жидкость под вакуумом. Отбирают в пробирку с пришлифованной пробкой точно 4 мл
раствора и далее обрабатывают его, как описано для градуировочных
растворов. Оптическую плотность хлороформного раствора измеряют при 390 нм относительно контрольного раствора, который готовят
обработкой чистого фильтра АФА аналогично фильтру с пробой. Содержание пиперазина в анализируемой пробе находят по градуировочному графику для аэрозоля.
С концентрационной трубки снимают
заглушки и смачивают силикагель, добавляя порциями 1 мл этанола. Затем
пропускают порциями по 0,2 - 0,3 мл 4 мл 0,01 н раствора соляной кислоты.
Отбирают точно 4 мл элюата и обрабатывают аналогично
вышеописанному. Содержание пиперазина в анализируемой
пробе находят по градуировочному графику для паров.
Расчет концентрации
Концентрацию пиперазина
в воздухе (мг/куб. м) вычисляют по формуле:
а x в а' x в'
C = ----- + -------,
б x V б' x V
где:
а - содержание пиперазина
в анализируемом объеме пробы, найденное по градуировочному
графику для аэрозоля, мкг;
а' - содержание пиперазина
в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному
графику для паров, мкг;
в - общий объем раствора пробы аэрозоля,
мл;
в' - общий объем раствора пробы паров,
мл;
б - объем раствора пробы аэрозоля, взятый для анализа, мл;
б' - объем раствора пробы паров, взятый
для анализа, мл;
V - объем воздуха, отобранный для анализа
и приведенный к стандартным условиям, л (см.
Приложение 1).
Приложение 1
Приведение объема воздуха к стандартным
условиям (температура 20 °C и давление 760 мм рт. ст.) проводят по следующей
формуле:
V x (273 + 20) x p
t
V = -------------------,
ст (273 +
t°) x 101,33
где:
V -
объем воздуха, отобранный для анализа, л;
ст
p - барометрическое давление, кПа (101,33
кПа = 760 мм рт. ст.);
t° - температура воздуха в месте отбора
пробы, °C.
Для
удобства расчета V следует пользоваться таблицей коэффициентов
ст
(см. Приложение
2). Для этого
надо умножить V
на соответствующий
t
коэффициент.
Приложение 2
КОЭФФИЦИЕНТ K ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА
К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ
┌────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ T, │ Давление P, кПа/мм рт. ст. │
│ °C ├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────┬───────┬───────┬───────┤
│ │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│0,9565│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 │
└────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴───────┴───────┴───────┴───────┘