"Методические указания по фотометрическому измерению концентраций бензола, толуола и ксилола при их совместном присутствии" // Технорма.RU

Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

12 декабря 1988 г. N 4834-88

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ БЕНЗОЛА,

ТОЛУОЛА И КСИЛОЛА ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ

Аннотация

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.

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.

Таблица 6

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ

┌────────┬───────────┬──────┬──────────┬───────────┬─────────────┐

│Наимено-│ Формула │ М.м. │Плотность │Температура│ Упругость │

│вание │ │ │при 20 °С,│кипения, °С│паров, мм рт.│

│вещества│ │ │г/куб. см │ │ст. при 20 °С│

├────────┼───────────┼──────┼──────────┼───────────┼─────────────┤

│Бензол │C H │78 │0,879 │80,1 │75,14 │

│ │ 6 6 │ │ │ │ │

│Толуол │C H CH │92 │0,866 │110,8 │22,5 │

│ │ 6 5 3 │ │ │ │ │

│о-ксилол│C H (CH ) │106 │0,881 │114,41 │10,03 │

│ │ 6 4 3 2 │ │ │ │ │

│м-ксилол│-"- │-"- │0,864 │139,1 │6,43 │

│п-ксилол│-"- │-"- │0,861 │138,35 │16,55 │

└────────┴───────────┴──────┴──────────┴───────────┴─────────────┘

Технический ксилол представляет собой смесь трех его изомеров.

Перечисленные углеводороды - бесцветные жидкости, хорошо растворимые в органических растворителях и сами являются растворителями. В воде растворимы незначительно.

В воздухе могут находиться в виде паров.

Бензол при больших концентрациях действует главным образом на центральную нервную систему как наркотический яд. При хронических отравлениях на первом плане выступают изменения со стороны крови и кроветворной системы.

Толуол при высоких концентрациях действует наркотически. На нервную систему действует сильнее бензола. Действие на кровь и кроветворные органы выражено слабее, чем у бензола.

Ксилол действует на организм сходно с бензолом и толуолом. Действие на кроветворные органы выражено менее чем у бензола.

ПДК бензола в воздухе 15 мг/куб. м, толуола и ксилола 50 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на реакции нитрования ароматических углеводородов и фотометрическом определении образовавшихся полинитросоединений в условиях, различных для каждого вещества. Сбор проб проводят с концентрированием в нитрационную смесь.

Нижний предел измерения в колориметрируемом объеме раствора: для бензола - 0,3 мкг, для толуола, мета-, орто- и пара-ксилолов - 1 мкг.

Нижний предел измерения в воздухе бензола - 0,8 мг/куб. м; толуола, мета-, орто- и пара-ксилолов - 4 мг/куб. м, суммы изомеров ксилола - 10 мг/куб. м (при отборе 2 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций в воздухе: для бензола - 0,8 - 750 мг/куб. м, толуола, мета-, орто- и пара-ксилолов - 4 - 200 мг/куб. м.

Измерению не мешают:

Бензола - гомологи бензола до 50 мкг.

Толуола - стирол, ксилол, бензол, ацетон, бутанол, бутилацетат, этилацетат до 20 мкг.

Ксилола - бензол до 100 мкг, мешающее влияние толуола исключается внесением поправки.

Измерению мешают:

Бензола - хлорбензол, нитробензол, дифенил, дифенилоксид.

Толуола - этилбензол, нафталин, изопропилбензол.

Ксилола - нафталин.

Суммарная погрешность измерения не превышает 25%.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, 2 ч 10 мин.

Приборы, аппаратура, посуда

Фотоэлектроколориметр.

Аспирационное устройство.

Баня водяная, ТУ 64-1-2850-76.

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

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

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

Воронки химические, ГОСТ 8613-75.

Воронки делительные, ГОСТ 8613-75.

Пробирки химические, ГОСТ 10515-75.

Пробирки центрифужные, ГОСТ 1770-74.

Пробирки колориметрические высотой 150 мм, внутренним диаметром 15 мм с меткой "10 мл".

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5, 10, 25 и 50 мл.

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

Склянки с притертыми пробками вместимостью 30 - 50 мл.

Пробки корковые и полиэтиленовые.

Реактивы, растворы и материалы

Бензол, ГОСТ 5955-15, ч.д.а.

Орто-ксилол, МРТУ 6-09-3825-78, ч.д.а.

Мета-ксилол, ТУ 6-09-2438-77, ч.д.а.

Пара-ксилол, МРТУ 6-09-3780-78, ч.д.а.

Толуол, ГОСТ 5789-78, ч.д.а.

Кислота серная, ГОСТ 4204-77, х.ч. или ч.д.а., плотностью 1484.

Кислота соляная, ГОСТ 3118-77, 10-процентный раствор.

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

Нитрационная смесь: 10 г калия азотнокислого растворяют в 100 мл серной кислоты (1,830 - 1,835). Нитрационную смесь следует хорошо защищать от влаги и паров ароматических углеводородов.

Натрия гидроокись, ГОСТ 4328-77, ч.д.а., 0,1 н и 40 - 50-процентные растворы.

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

Ацетон, ГОСТ 2603-79, ч.д.а. (для определения толуола, о- и п-ксилолов).

Ацетон, содержащий не более 1% воды и не содержащий кислых примесей (для определения бензола): 0,5 л ацетона интенсивно встряхивают 4 - 5 минут в склянке или делительной воронке с 50 мл 40 - 50-процентного раствора едкого натра. После расслоения сливают ацетон и фильтруют его от мути через вату.

Спирт этиловый, ГОСТ 8314-77, 90-процентный.

Примечание: Если применяемые растворители дают окрашенную холостую пробу, то их следует заменить или очистить перегонкой, или настаиванием на активированном угле в течение суток. На 1 л растворителя берут 20 - 30 г измельченного угля.

Аммиак водный, ГОСТ 3760-79, 10-процентный раствор.

Калий двухромовокислый, ГОСТ 4240-75, в порошке и 10-процентный раствор.

Йод, ГОСТ 4159-79, ч.д.а., 0,02 н раствор.

Натрий тиосульфат, СТ СЭВ 223-75, 0,1 н раствор.

Кислота уксусная, ГОСТ 61-75, ледяная, а также 50 и 10-процентные растворы.

Кислота уксусная, разбавленная 9:1 (консервирующий раствор).

В мерную колбу на 100 мл вносят пипеткой 10 мл воды и доводят до метки ледяной уксусной кислотой.

Аммоний сернистый, ТУ 6-09-4542-77, раствор 1:50. В пробирку вносят 5

мл воды и 0,1 мл препарата аммония сернистого. Раствор перемешивают и

закрывают пробкой. Используется для идентификации орто- и пара-ксилолов.

Реактив годен 5 дней. При отсутствии аммония сернистого можно приготовить

раствор из кристаллического натрия сернистого. Для этого 0,5 г соли Na S х

9H O растворяют в 20 мл воды. В раствор вводят 2 мл 10-процентного HCL.

Перемешивают и прибавляют 1 мл 10-процентного раствора аммиака до щелочной

реакции (pH 9 - 10 по универсальной индикаторной бумаге). После растворения

выпавшей серы (нагревание ускоряет растворение) проверяют активность

реактива. В две колориметрические пробирки вводят по 1 мл стандартного

раствора N 5, содержащего 50 мкг суммы ксилолов, и по 9 мл ацетона. В одну

пробирку вводят 0,15 мл, а в другую - 0,25 мл раствора аммония сернистого и

через 3 минуты - по 1 мл 10-процентной уксусной кислоты. Если при этом

желтая окраска в пробирках достаточно интенсивна и равна между собой, то

реактив пригоден к употреблению.

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

Проявляющий реактив 1:1:3 для определения толуола: 10 мл 0,1 н раствора едкого натра и 10 мл 0,1 н раствора натрия тетраборнокислого вносят в мерную колбу на 50 мл и доводят водой до метки. Реактив годен 1 месяц.

Стандартный раствор N 1 динитробензола в толуоле, соответствующий 50 мкг бензола в 1 мл.

Вначале готовят исходный раствор бензола в нитрационной смеси: в мерную колбу на 25 мл с пробкой вносят 10 - 15 мл нитрационной смеси, взвешивают на аналитических весах. Вносят в колбу 0,05 - 0,06 мл (около 40 - 50 мг) бензола, растворяют его и колбу снова взвешивают. Разность взвешиваний дает массу бензола в колбе. Раствор доводят до метки нитрационной смесью, тщательно перемешивают и вычисляют содержание бензола в 1 мл. Не ранее чем через 10 минут после растворения бензола 2 мл полученного раствора переносят в пробирку, добавляют 1 мл 10-процентного раствора бихромата калия и, тщательно перемешав, помещают в кипящую баню на 30 минут. Раствор охлаждают и содержимое пробирки сливают в колбу, содержащую около 10 мл воды. Пробирку ополаскивают 3 раза по 5 мл воды и сливают в ту же колбу. Раствор после охлаждения переносят в делительную воронку, ополаскивая колбу 3 - 5 мл воды. В воронку вводят толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мкг бензола, содержащегося в 2 мл исходного раствора, и энергично встряхивают 2 - 3 минуты. Дают расслоиться и удаляют водный слой. Затем добавляют 5 - 10 мл 2-процентного раствора натрия углекислого и промывают экстракт, 2 - 3 раза встряхнув воронку.

Если слой натрия углекислого обесцвечивается, то его удаляют и промывку повторяют. Отделив нижний слой, переносят экстракт в сухую склянку с пробкой. Полученный экстракт - это стандартный раствор N 1, содержащий 50 мкг бензола в 1 мл.

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

Стандартный раствор N 2 тринитротолуола, соответствующий 50 мкг толуола в 1 мл. Вначале готовят исходный раствор толуола в нитрационной смеси аналогично бензолу.

2 мл полученного раствора вносят в пробирку и помешают на 30 минут в кипящую баню для нитрования толуола, после чего пробирку помещают для охлаждения в сосуд с водой комнатной температуры. При охлаждении раствор переносят в колбу на 50 - 100 мл, ополаскивая пробирку 3 - 4 раза по 3 мл воды. Раствор 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, содержащегося в воронке в виде нитросоединения, учитывая 5 мл толуола, использованного для ополаскивания колбы, и интенсивно встряхивают 2 - 3 минуты для экстрагирования тринитротолуола.

После расслоения водный слой удаляют, а экстракт промывают 5 - 10 мл 2-процентного раствора натрия углекислого, 2 - 3 раза встряхнув воронку. Если водный слой обесцветится, то его удаляют и промывку повторяют.

После расслоения удаляют водный слой, а экстракт переносят в сухую склянку с пробкой. Полученный экстракт - это стандартный раствор N 2, содержащий 50 мкг толуола в 1 мл.

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

Стандартный раствор N 3 орто-ксилола (толуольный экстракт), содержащий 50 мкг ксилола в виде нитросоединения в 1 мл. Готовят так же, как стандартный раствор N 2, подвергая нитрованию орто-ксилол.

Стандартный раствор N 3а, содержащий 5 мкг орто-ксилола. Готовят разбавлением стандартного раствора N 3 в 10 раз толуолом.

Стандартный раствор N 4 пара-ксилола (толуольный экстракт), содержащий 50 мкг пара-ксилола в виде нитросоединения в 1 мл. Готовят так же, как стандартный раствор толуола N 2, подвергая нитрованию пара-ксилол.

Стандартный раствор N 4а, содержащий 5 мкг пара-ксилола. Готовят разбавлением стандартного раствора N 4 в 10 раз толуолом.

Стандартный раствор N 5 смеси орто- и пара-ксилолов, содержащий по 25 мкг орто- и пара-ксилолов в 1 мл (в сумме 50 мкг ксилолов). Готовят смешиванием стандартных растворов N 3 и N 4 в равных объемах.

Стандартный раствор N 5а, содержащий по 2,5 мкг орто- и пара-ксилолов в 1 мл (сумма 5 мкг ксилолов). Готовят разбавлением стандартного раствора N 5 в 10 раз толуолом.

Стандартный раствор N 6 мета-ксилола, содержащий 50 мкг мета-ксилола в 1 мл. Вначале готовят исходный раствор мета-ксилола в нитрационной смеси. Для этого мерную колбу на 25 мл с притертой пробкой, содержащую 10 - 15 мл нитрационной смеси, взвешивают на аналитических весах и помещают на несколько минут в сосуд с водой при 20° для придания нитрационной смеси той же температуры. Колбу вытирают снаружи досуха, вносят в нитрационную смесь 0,05 - 0,06 мл (около 50 мг) мета-ксилола, сразу же растворяют его и отмечают время внесения (начало нитрования при 20 °С). Колбу взвешивают повторно, доливают нитрационной смесью до метки и тщательно перемешивают. Не более чем через 5 - 6 минут после внесения мета-ксилола в нитрационную смесь отбирают из колбы 2 мл раствора, переносят в химическую пробирку, содержащую 1 мл консервирующего раствора (уксусная кислота 9:1), и тщательно перемешивают. Пробирку помещают в кипящую баню на 30 минут. Вычисляют содержание мета-ксилола в 1 мл нитрационной смеси. Ровно через 30 минут пробирку помещают в сосуд с водой для охлаждения до комнатной температуры. Раствор переносят в колбу на 50 - 100 мл, содержащую 10 мл воды, ополаскивая пробирку 2 - 3 раза по 5 мл воды. Далее раствор переносят в делительную воронку, ополаскивая колбу 3 - 5 мл воды, а затем толуола. Вливают в воронку толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мкг мета-ксилола (учитывая 5 мл толуола, использованного для ополаскивания колбы) и экстрагируют нитропроизводные интенсивным взбалтыванием 2 минуты. После расслоения удаляют водный слой, а экстракт промывают 5 - 10 мл 2-процентного раствора натрия углекислого, несколько раз встряхнув воронку. Если слой натрия углекислого обесцвечивается, его удаляют и промывку повторяют. Дают хорошо отстояться и удаляют водный слой. Экстракт сливают в склянку с плотной корковой пробкой. Полученный экстракт - это стандартный раствор N 6, содержащий 50 мкг мета-ксилола в 1 мл толуола.

Стандартный раствор N 6а, содержащий 5 мкг мета-ксилола. Готовят разбавлением стандартного раствора N 6 в 10 раз толуолом. Стандартные растворы нитропроизводных в толуоле устойчивы несколько месяцев при хранении в темноте в хорошо закрытых склянках (рекомендуется применять плотные корковые пробки).

Для длительного хранения стандартных растворов N 1 - 6 следует выдерживать их после приготовления в сухой колбе с пробкой 2 - 4 часа для полного осветления, после чего перелить в сухие склянки. Для приготовления стандартных растворов и для отбора проб рекомендуется применять одну и ту же нитрационную смесь.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемной скоростью 0,5 л/мин. аспирируют через поглотительный сосуд с пористой пластинкой, содержащий 5 мл нитрационной смеси (б). Для измерения 1/2 ПДК следует отобрать 2 л воздуха. Если температура помещения выше 25°, то сосуды помещают в емкость с водой, имеющей температуру ниже 20°.

Сразу же после отбора поглотительную жидкость перемешивают, переводя ее 2 - 3 раза из одного колена поглотительного сосуда в другой с помощью резиновой груши.

При перемешивании целесообразно заглушить выходной отвод сосуда (зажать шланг со стороны аспиратора).

1 мл раствора (в) из поглотительного сосуда не позже чем через 6 - 10 минут после начала отбора пробы воздуха переносят пипеткой в пробирки с притертыми пробками, куда заранее было внесено по 1 мл консервирующего раствора, тщательно перемешивают и в таком виде доставляют в лабораторию для определения мета-ксилола.

Эту часть пробы можно назвать "Проба М" (по начальной букве определяемого вещества). Проба может храниться 3 суток. Остальную часть поглотительного раствора (4 мл) доставляют в поглотительном сосуде или в другой емкости с притертой или полиэтиленовой пробкой, в которую возможно полнее переносят поглотительный раствор. Эта часть поглотительного раствора используется для определения бензола, толуола, орто- и пара-ксилола ("Проба БТОП").

Срок хранения пробы 5 суток.

Подготовка к измерению концентрации бензола

Градуировочные растворы готовят согласно таблице 7.

Таблица 7

ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ

┌─────────┬────────────────┬───────────────┬────────┬────────────┐

│ N │ Стандартный │ Стандартный │Толуол, │ Содержание │

│стандарта│раствор N 1а, мл│раствор N 1, мл│ мл │бензола, мкг│

├─────────┼────────────────┼───────────────┼────────┼────────────┤

│1 │0 │- │1 │0 │

│2 │0,06 │- │0,94 │0,3 │

│3 │0,1 │- │0,9 │0,5 │

│4 │0,2 │- │0,8 │1 │

│5 │0,4 │- │0,6 │2 │

│6 │0,6 │- │0,4 │3 │

│7 │1 │- │0 │5 │

│8 │- │0,2 │0,8 │10 │

│9 │- │0,4 │0,6 │20 │

│10 │- │0,6 │0,4 │30 │

└─────────┴────────────────┴───────────────┴────────┴────────────┘

В пробирки шкалы вносят по 9 мл ацетона. Для проявления окраски вносят по 0,5 мл 0,1 н раствора натра едкого, перемешивают и выдерживают 20 минут при температуре 20°, после чего вносят по 2 капли 10-процентного раствора уксусной кислоты для стабилизации окраски и устранения мутности и фотометрируют растворы, окрашенные в сиренево-фиолетовый цвет, при длине волны 540 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Окраска устойчива 10 минут.

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

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

Проведение измерения бензола

В химическую пробирку вносят 2 мл "Пробы ВТОП" (в). Туда же, не ранее чем через 10 минут посте отбора пробы воздуха, вносят 1 мл 10-процентного раствора бихромата калия, тщательно перемешивают и помещают на 30 минут в кипящую водяную баню. Если в течение нагрева на бане жидкость в пробирке примет зеленый цвет (полное восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного), то вносят в пробирку 100 - 200 мг порошка бихромата и продолжают нагрев еще 25 - 30 минут. Цвет жидкости в пробирке в конце нагрева на бане должен быть характерным для бихромата или промежуточным между ним и зеленым (цвет хаки).

После нагрева на бане содержимое пробирки с помощью нескольких промываний, затратив 15 - 20 мл воды, переносят в колбу из 50 - 100 мл и оставляют для охлаждения до комнатной температуры.

Из полученного раствора экстрагируют нитропроизводные бензола. В делительную воронку вносят 2 - 3 мл воды, 2 мл (г) толуола, затем раствор пробы из колбы, которую ополаскивают 2 - 3 мл воды. Воронку интенсивно встряхивают 2 минуты. Дают отстояться и удаляют водный слой, а экстракт промывают 3 - 5 мл 2-процентного раствора натрия углекислого при легком встряхивании. Если раствор натрия углекислого обесцвечивается, то его сливают и промывку повторяют. Дав отстояться, удаляют водный слой, а экстракт сливают через горлышко воронки в центрифужную или химическую пробирку, следя, чтобы капли воды не попали в пробирку вместе с экстрактом. Небольшая мутность экстракта не влияет на результаты анализа.

Для анализа вносят в колориметрическую пробирку 1 мл толуольного экстракта пробы (д), вносят 9 мл ацетона и проявляют окраску, как при подготовке градуировочных растворов. Оптическую плотность полученного анализируемого раствора пробы измеряют аналогично градуировочным растворам.

Количественное определение содержания бензола в анализируемом растворе проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

Концентрацию бензола в воздухе в мг/куб. м (С) вычисляют по формуле I.

Подготовка к измерению концентрации толуола

Градуировочные растворы готовят согласно таблице 8.

Таблица 8

ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ

┌─────────┬─────────────────┬──────────────────┬───────┬──────────────────┐

│ N │ Стандартный │ Стандартный │Толуол,│ Содержание │

│стандарта│ раствор, │ раствор, │ мл │искомого вещества │

│ │ соответствующий │ соответствующий │ │ в виде │

│ │5 мкг/мл искомого│50 мкг/мл искомого│ │нитропроизводного,│

│ │ вещества, мл │ вещества, мл │ │ мкг │

├─────────┼─────────────────┼──────────────────┼───────┼──────────────────┤

│1 │0 │- │1 │0 │

│2 │0,2 │- │0,8 │1 │

│3 │0,4 │- │0,6 │2 │

│4 │0,6 │- │0,4 │3 │

│5 │1 │- │0 │5 │

│6 │- │0,2 │0,8 │10 │

│7 │- │0,3 │0,7 │15 │

│8 │- │0,4 │0,6 │20 │

│9 │- │0,6 │0,4 │30 │

│10 │- │1 │- │50 │

└─────────┴─────────────────┴──────────────────┴───────┴──────────────────┘

В пробирки шкалы вносят по 9 мл ацетона и по 3 мл проявляющего реактива 1:1:3, перемешивают и оставляют при комнатной температуре (17 - 23°) на 10 минут (но не более 13 минут), после чего подкисляют 2 мл 50-процентной уксусной кислоты. Растворы, окрашенные в красно-бурный цвет, фотометрируют при длине волны 500 нм в кювете с толщиной слоя 30 мм. Окраска шкалы устойчива 30 минут.

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

Проведение измерения толуола

Если "Проба БТОП" была ранее перенесена из поглотительного сосуда в другую емкость, то вносят 1 мл этой пробы (в) в химическую пробирку и помещают в кипящую баню на 30 минут. Если проба оставалась в поглотительном сосуде, то помещают в баню сосуд, считая, что в нем оставалось 2 мл пробы (в). После извлечения из бани пробу охлаждают водой, переносят в колбу на 50 - 100 мл, ополаскивая пробирку или поглотительный сосуд водой 3 - 4 раза по 5 мл, и экстрагируют нитропроизводные, как указано в описании измерения бензола, используя 3 мл толуола - экстрагента (г).

После расслоения удаляют водный слой, а экстракт промывают 5 мл 2-процентного раствора натрия углекислого, его удаляют и промывку повторяют. Дают отстояться и удаляют водный слой, а экстракт сливают в центрифужную или химическую пробирку. В экстракте содержатся нитропроизводные бензола, толуола, ксилола ("Экстракт БТК").

Для анализа на толуол вносят в колориметрическую пробирку 1 мл этого экстракта (д), добавляют 9 мл ацетона и проявляют окраску, как при подготовке градуировочных растворов. Оптическую плотность полученного анализируемого раствора пробы измеряют аналогично градуировочным растворам.

Количественное определение содержания толуола в анализируемом растворе проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

Концентрацию толуола в воздухе в мг/куб. м (С) вычисляют по формуле I.

Подготовка к измерению концентрации

суммы орто- и пара-ксилолов

Градуировочные растворы готовят согласно таблице 8, используя стандартные растворы суммы орто- и пара-ксилолов N 5 и N 5а.

Если известно, что в пробе содержится преимущественно или только один изомер, то градуировочные растворы готовят, используя стандартные растворы соответственно орто-ксилола N 3 и N 3а, или пара-ксилола N 4 и N 4а. В пробирки шкалы градуировочных растворов вносят по 9 мл ацетона. Для проявления окраски вносят по 0,2 мл раствора аммония сернистого 1:50, перемешивают и через 2 - 3 минуты добавляют по 1 мл 10-процентной уксусной кислоты. Растворы желтого цвета фотометрируют при длине волны 470 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Окраска шкалы устойчива 30 минут.

Построение градуировочных графиков и их проверка проводится аналогично графику для измерения толуола.

Проведение измерения суммы орто- и пара-ксилолов

1 мл (д) "Экстракта БТК" вносят в колориметрическую пробирку, вносят 9 мл ацетона и проявляют окраску, как при подготовке градуировочных растворов.

Количественное определение содержания суммы орто- и пара-ксилолов в анализируемом растворе проводят по предварительно построенному градуировочному графику. Концентрацию суммы орто- и пара-ксилолов в воздухе в мг/куб. м (С) вычисляют по формуле II.

В реакции с сульфидом аммония тринитротолуол (ТНТ), который может находиться в "Экстракте ВТК", дает окраску, как и тринитропроизводные орто- и пара-ксилолов, причем оптическая плотность раствора, содержащего 100 мкг толуола в виде ТНТ, соответствует оптической плотности раствора, содержащего в том же объеме 3,4 мкг суммы орто- и пара-ксилолов. В связи с этим из найденного количества о- и п-ксилолов в анализируемом объеме необходимо вычесть соответствующую величину. (Поправка "К", см. ниже пример).

Количество толуола в анализируемом объеме соответствует данным его определения в "Экстракте БТК (см. "Измерение толуола").

Пример: В пробирке с 1 мл "Экстракта БТК" найдено по градуировочному графику 40 мкг суммы о- и п-ксилолов.

По данным определения толуола в 1 мл этого экстракта найдено 50 мкг толуола.

Следовательно, из 40 мкг суммы о- и п-ксилолов в анализируемом объеме необходимо вычесть поправку на толуол:

К = 50 х 3,4 / 100 = 1,7 мкг.

Окончательный результат: 40 - 1,7 - 38,3 мкг суммы о- и п-ксилолов в анализируемом объеме.

Подготовка к измерению концентрации мета-ксилола

Градуировочные растворы готовят согласно таблице 8, применяя стандартные растворы мета-ксилола N 6 и N 6а. В пробирки шкалы градуировочных растворов вносят по 9 мл этилового спирта. Для проявления окраски вносят в пробирки по 1 мл 0,1 н раствора натра едкого, перемешивают и через 1 - 2 минуты вносят по 1 мл 0,02 н раствора йода, перемешивают и через 2 - 3 минуты (не позже) нейтрализуют избыток йода, внося 1 мл 0,1 н раствора натрия тиосульфата. Растворы красного цвета фотометрируют при длине волны 500 - 550 нм в кювете с толщиной слоя 20 мм. Окраска растворов устойчива 30 минут.

Построение градуировочных графиков и их проверка проводится аналогично графику для измерения толуола.

Проведение измерения мета-ксилола

В "Пробу М" (в) с 1 мл уксусной кислоты 9:1 вносят 1 мл нитрационной смеси, тщательно перемешивают и ставят в кипящую водяную баню ровно на 30 минут, после чего охлаждают в стакане с водой.

Раствор с помощью нескольких промываний переносят из пробирки в коническую колбу на 50 - 100 мл, используя 10 - 15 мл воды. После охлаждения раствор сливают в делительную воронку, куда предварительно внесено 2 - 3 мл воды и 2 мл (г) толуола, ополаскивают колбу 2 - 3 мл воды и экстрагируют нитропроизводные м-ксилола, интенсивно встряхивая воронку в течение 2-х минут. После расслоения водный слой удаляют, а экстракт промывают 5 мл 2-процентного раствора натрия углекислого. Если слой раствора натрия углекислого обесцветится, его удаляют и промывку повторяют. Отделив водный слой, экстракт переносят в центрифужную или химическую пробирку ("Экстракт М").

Для определения м-ксилола отбирают в колориметрическую пробирку 1 мл (д) "Экстракта М", вносят 9 мл спирта и проявляют окраску, как при подготовке градуировочных растворов.

Оптическую плотность полученного анализируемого раствора пробы измеряют аналогично градуировочным растворам.

Количественное определение содержания мета-ксилола в анализируемом объеме раствора проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

Концентрацию мета-ксилола в воздухе в мг/куб. м (С) вычисляют по формуле I.

Расчет концентрации

Концентрацию бензола, толуола и мета-ксилола в воздухе в мг/куб. м (С) вычисляют по формуле I, а концентрацию суммы орто- и пара-ксилола по формуле II.

Формула I Формула II

С = а х б х г / в х д х v С = (а - К) х б х г / в х д х v,

где:

а - содержание искомого углеводорода в анализируемом объеме толуольного экстракта 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, из которого экстрагировали нитропроизводные, мл;

г - объем толуола, взятый для экстрагирования, мл;

д - объем экстракта, взятый для анализа, мл;

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

К - поправка на толуол в формуле II (см. "Проведение измерения суммы орто- и пара-ксилолов").

Приложение 1

(справочное)

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

V х (273 + 20) х Р

С = -------------------,

(273 + t°) х 101,33

где:

V - объем воздуха, отобранный для анализа;

Р - барометрическое давление, кПа;

(101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

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

Для удобства расчета V следует пользоваться таблицей коэффициентов

(Приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20 °С и к

давлению 760 мм рт. ст. надо умножить V на соответствующий коэффициент.

Приложение 2

(справочное)

КОЭФФИЦИЕНТ К ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА

К УСЛОВИЯМ ПО ГОСТ 12.1.016-79

┌───┬─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│°С │ Давление Р, кПа (мм рт. ст.) │

│ ├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┤

│ │97,33 │97,86 │ 98,4 │98,93 │99,46 │100,00│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│1,1763│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│1,1159│1,1218│1,1278│1,1338│1,1399│1,1460│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│

│-06│1,0640│1,0599│1,0657│1,0714│1,0772│1,0829│1,0887│1,0945│1,0974│1,1032│

│-02│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│

│+02│1,0234│1,0291│1,0347│1,0402│1,0459│1,0514│1,0571│1,0627│1,0655│1,0712│

│+06│1,0087│1,0143│1,0198│1,0253│1,0309│1,0363│1,0419│1,0475│1,0502│1,0557│

│+10│0,9944│0,9990│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│0,9755│0,9851│

│+28│0,9349│0,9401│0,9453│0,9503│0,9955│0,9605│0,9657│0,9708│0,9734│0,9785│

│+30│0,9288│0,9339│0,9391│0,9440│0,9432│0,9542│0,9594│0,9646│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│

└───┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┘