Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций углеводородов C1 - C4 (раздельно) в воздухе рабочей зоны
Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
М.И.НАРКЕВИЧ
10 сентября 1991 г. N 5923-91
Физико-химические свойства определяемых веществ
-----------------------------+-----T-------+-------------------+----------- ¦ Название и структурная ¦М.м. ¦ T ¦ Растворимость ¦Упругость ¦ ¦ формула вещества ¦ ¦ кип, +---------+---------+ газа при ¦ ¦ ¦ ¦ °C ¦ в 100 г ¦ в орг. ¦ 20 °C, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦воды, см ¦ раств. ¦мм рт. ст.¦ +----------------------------+-----+-------+---------+---------+----------+ ¦Метан CH ¦16,04¦-161,58¦9 ¦сп., эф. ¦138229 ¦ ¦ 4 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Этан CH -CH ¦30,07¦-88,63 ¦4,7 ¦-"- ¦26786 ¦ ¦ 3 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Этен (этилен) CH =CH ¦28,05¦-103,7 ¦25,6 ¦-"- ¦46290 ¦ ¦ 2 2 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 18 ¦ ¦ ¦ ¦Пропан CH -CH -CH ¦44,09¦-42,06 ¦6,5 ¦-"- ¦6239 ¦ ¦ 3 2 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Пропен (пропилен) ¦42,08¦-47,75 ¦44,6 ¦-"- ¦7568 ¦ ¦CH =CH-CH ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 2 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 17 ¦ ¦ ¦ ¦2-Метилпропан (изобутан) ¦58,12¦-11,7 ¦13,1 ¦-"- ¦ ¦ ¦CH -CH-CH ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 3 ¦ 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ CH ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦н-Бутан CH -CH -CH -CH ¦58,12¦-0,5 ¦н.р. ¦-"- ¦559 ¦ ¦ 3 2 2 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Бутен-2 (бета-бутилен) ¦56,10¦ ¦н.р. ¦-"- ¦ ¦ ¦CH -CH=CH-CH ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 3 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Бутен-1 (альфа-бутилен) ¦56,10¦-6,25 ¦н.р. ¦-"- ¦ ¦ ¦CH =CH-CH -CH ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 2 2 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Бутадиен-1,3 (дивинил) ¦54,09¦-4,5 ¦тр.р. ¦сп., эф.,¦1798 ¦ ¦CH =CH-CH=CH ¦ ¦ ¦ ¦бз., ац.,¦ ¦ ¦ 2 2 ¦ ¦ ¦ ¦хл. ¦ ¦ -----------------------------+-----+-------+---------+---------+-----------
Вещества, перечисленные в таблице, в воздухе находятся в виде паров. Предельно допустимая концентрация в воздухе: углеводороды предельные C - C (в пересчете на углерод) - 300 мг/куб. м; этилен, пропилен - 1 10 100 мг/куб. м; дивинил, альфа- и бета-бутилен - не установлена.
Характеристика метода
Определение основано на использовании газоадсорбционной хроматографии на приборе с пламенно-ионизационным детектором.
Отбор проб проводится без концентрирования.
Нижние пределы измерения в анализируемом объеме пробы метана, этана, пропана, пропилена - 0,005 мкг; изобутана, н-бутана, бутиленов и дивинила - 0,008 мкг.
Нижние пределы измерения в воздухе: углеводородов C - C -
1 3
2,5 мг/куб. м; углеводородов C - 4 мг/куб. м.
4
Диапазон измеряемых концентраций углеводородов C - C от 2,5 до
1 3
800 мг/куб. м, углеводородов C от 4 до 800 мг/куб. м.
4
Определению не мешают другие алифатические и ароматические углеводороды.
Граница суммарной погрешности измерения не превышает +/- 25%.
Предельно допустимые концентрации измеряемых веществ приведены в таблице.
Таблица
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ИЗМЕРЯЕМЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
-------------------------------------+------------------------------------- ¦ Название вещества ¦ ПДК, мг/куб. м ¦ +------------------------------------+------------------------------------+ ¦Предельные углеводороды C - C ¦300 ¦ ¦ 1 4 ¦ ¦ ¦Этилен ¦100 ¦ ¦Пропилен ¦100 ¦ ¦Дивинил, альфа-бутилен, бета-бутилен¦не установлена ¦ -------------------------------------+-------------------------------------
Приборы, аппаратура, посуда
Газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором.
Колонка из нержавеющей стали длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм.
Шприцы типа "Жанэ", цельностеклянные, вместимостью 100 - 150 мл, ТУ 64-1-1279-80.
Шприцы типа "Рекорд" вместимостью 2 - 5 мл, ТУ 64-1-378-83.
Колбы круглодонные, ГОСТ 10394-72, вместимостью 500 мл.
Лупа измерительная, ГОСТ 8309-75.
Линейка измерительная, ГОСТ 427-75.
Секундомер, ГОСТ 5072-79.
Шкаф сушильный до 300 °C.
Реактивы, растворы, материалы
Окись алюминия для хроматографии (фракция 0,16 - 0,25 мм).
Натрий углекислый кислый, ГОСТ 4201-79, х.ч.
Соляная кислота, ГОСТ 3118-77, х.ч.
Натрий едкий, ГОСТ 4328-77, х.ч., 5-процентный раствор.
Азот газообразный в баллоне с редуктором, ГОСТ 9293-74.
Водород технический в баллоне с редуктором, ГОСТ 3022-80.
Воздух для питания пневматических приборов и средств автоматизации в баллоне с редуктором, ГСП, ГОСТ 11822-73.
Аттестованные градуировочные смеси пропана с воздухом с содержанием пропана от 0,001 до 0,1%, ТУ 6-21-24-79.
Проведение измерения. Отбор пробы воздуха
Пробу воздуха отбирают в стеклянные шприцы вместимостью 100 или 150 мл путем пропускания 10-кратного объема воздуха. После отбора пробы на шприц надевают резиновую трубку с заглушкой. Пробы хранятся не более 4 - 5 часов.
Подготовка к измерению
Для приготовления насадки хроматографической колонки окись алюминия выдерживают в течение 3-х часов в концентрированной соляной кислоте, отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции, после чего выдерживают 2 часа в 5-процентном растворе едкого натра и снова отмывают до нейтральной реакции. Обработанный таким образом носитель сушат до сыпучего состояния при температуре 120 °C и прокаливают при 300 °C в течение 4-х часов.
Модифицируют носитель двууглекислым натрием (8% от массы носителя), сушат при 120 °C 7 часов, затем при 200 °C в течение 15 часов.
Хроматографическую колонку заполняют приготовленной насадкой в распрямленном виде при осторожном постукивании по всей длине колонки или с помощью вакуумного насоса и механической вибрации.
Кондиционируют колонку в токе азота при 200 °C в течение 3 - 5 часов, не подсоединяя колонку к детектору.
Количественное определение проводят методом абсолютной калибровки.
Для определения градуировочного коэффициента в хроматограф вводят последовательно по 2 мл аттестованной смеси с различной концентрацией пропана, равномерно распределенной по диапазону измерений.
Градуировочный коэффициент (A) определяют по формуле:
У x C
к
A = ------, мг/кв. мм,
S x К
п
где:
У - объем калибровочной смеси, введенный в хроматограф, куб. см;
к
C - концентрация пропана в калибровочной смеси с воздухом, мг/куб. см;
S - площадь пика пропана, кв. мм;
К - коэффициент чувствительности пропана для пламенно-ионизационного
п
детектора (по таблице).
Таблица
КОЭФФИЦИЕНТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ АНАЛИЗИРУЕМЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ДЛЯ ПЛАМЕННО-ИОНИЗАЦИОННОГО ДЕТЕКТОРА
---------------------------------+----------------------------------------- ¦ Вещество ¦ Коэффициент чувствительности ¦ +--------------------------------+----------------------------------------+ ¦Метан ¦1,108 ¦ ¦Этан ¦1,036 ¦ ¦Этилен ¦1,170 ¦ ¦Пропан ¦1,018 ¦ ¦Пропилен ¦1,170 ¦ ¦изо-Бутан ¦1,000 ¦ ¦Бутилены ¦1,170 ¦ ¦Дивинил ¦1,130 ¦ ---------------------------------+-----------------------------------------
Отобранную пробу воздуха с помощью шприца "Рекорд" вводят через самоуплотняющуюся мембрану в испаритель хроматографа.
Условия хроматографирования
Температура колонки 80 °C
Температура испарителя 125 °C
Температурный режим изотермический
Скорость потока азота (газ-носитель) 60 мл/мин.
Скорость потока водорода 45 мл/мин.
Скорость потока воздуха 450 мл/мин.
Скорость диаграммной ленты 240 мм/час
-12
Чувствительность по шкале электрометра 100 x 10 А
Объем вводимой пробы 2 мл
Время удерживания анализируемых углеводородов
---------------------------+----------------------------------------------- ¦ Вещество ¦ Время удерживания ¦ ¦ +-------------------+--------------------------+ ¦ ¦ абсолютное, мин. ¦относительное (по бутану) ¦ +--------------------------+-------------------+--------------------------+ ¦Метан ¦0,7 ¦0,22 ¦ ¦Этан ¦1,0 ¦0,32 ¦ ¦Этилен ¦1,2 ¦0,38 ¦ ¦Пропан ¦1,6 ¦0,51 ¦ ¦Пропилен ¦2,6 ¦0,83 ¦ ¦изо-Бутан ¦2,9 ¦0,92 ¦ ¦н-Бутан ¦3,15 ¦1,00 ¦ ¦бета-Бутилен ¦5,4 ¦1,71 ¦ ¦альфа-Бутилен ¦6,2 ¦1,97 ¦ ¦Дивинил ¦8,8 ¦2,79 ¦ ---------------------------+-------------------+---------------------------
Расчет концентраций
Концентрацию определяемых углеводородов в воздухе (X) вычисляют по формуле:
6
S x K x A x 10
i j
X = -----------------, мг/куб. м,
V
20
где:
S - площадь пика i-того компонента, кв. мм;
i
K - коэффициент чувствительности детектора к i-тому компоненту (по
i
таблице);
V - объем воздуха, введенный в хроматограф, мл.
20
Комментарии Комментирование через социальные сервисы Facebook и Вконтакте:
Федеральное