"Методические указания по измерению концентраций кобальта, титана и вольфрама методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в воздухе рабочей зоны" // Технорма.RU

Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

12 декабря 1988 г. N 4915-88

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОБАЛЬТА, ТИТАНА И ВОЛЬФРАМА

МЕТОДОМ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОФОТОМЕТРИИ

В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

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

Включенные в данный выпуск 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.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

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

│ N │Наименование│Формула│ М.м. │ Тпл, °C │ Ткип, °C │ Растворимость │

│п/п│ │ │ │ │ │ │

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

│1 │Кобальт │Co │58,93 │1492 │3100 │в разбавленных │

│ │ │ │ │ │ │минеральных кислотах│

│2 │Титан │Ti │47,90 │1684 │3300 │соединения титана │

│ │ │ │ │ │ │раствор. в серной │

│ │ │ │ │ │ │кислоте │

│3 │Вольфрам │W │183,80│3410 │5930 │соединения вольфрама│

│ │ │ │ │ │ │раствор. в воде │

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

В воздухе металлы и их соединения находятся в виде аэрозолей. Кобальт и его соединения токсичны, вызывают одышку, действуют на желудочно-кишечный тракт, на кожу, вызывая острые дерматиты.

Титан - малотоксичен, наиболее токсичен четыреххлористый титан. Токсичность его определяется хлористым водородом, образующемся при его гидролизе.

Вольфрам - вызывает раздражение верхних дыхательных путей, наиболее токсичны вольфрамат натрия и вольфрамовый ангидрид.

ПДК в воздухе кобальта 0,5 мг/куб. м, титана 10 мг/куб. м, вольфрама 6 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на измерении абсорбции резонансного излучения атомами элементов при соответствующих длинах волн: для кобальта - 240,7 нм, для титана - 365,3 нм, для вольфрама - 255,1 нм.

Отбор проб проводятся с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения концентраций в хроматографируемом объеме пробы: кобальта - 0,1 мкг/мл, титана и вольфрама - 0,5 мг/мл.

Нижний предел измерения концентраций в воздухе: кобальта - 0,1 мг/куб. м, титана и вольфрама - 0,5 мг/куб. м (при отборе 15 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций в воздухе: кобальта - от 0,1 до 5,0 мг/куб. м, титана и вольфрама - от 0,5 до 5 мг/куб. м.

Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 25%.

Время выполнения измерения, включая отбор пробы, 4 часа.

Приборы, аппаратура, посуда

Атомно-абсорбционный спектрофотометр модели 460 фирмы "Перкин Элмер" или другой марки.

Аспирационное устройство.

Фильтродержатель, ТУ 9572.05-77.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 1000 мл, 100 мл и 50 мл.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 5, 2, 10 мл с делениями.

Водяная баня, ТУ 64-423-72.

Стаканы химические, ГОСТ 10394-72, вместимостью 100 мл.

Палочки стеклянные.

Реактивы, растворы, материалы

Кобальт, окись, ТУ 20П-26-69, ОСЧ 9 - 2.

Двуокись титана, МРТУ 6-09-5083-68, ОСЧ.

Натрий вольфрамовокислый, ТУ 6-09-2860-70, ОСЧ 6 - 3.

Кислота соляная, ГОСТ 3118-77, х.ч., концентрированная.

Кислота азотная, ГОСТ 4461-77, х.ч., концентрированная.

Смесь концентрированных соляной и азотной кислот (3:1) (царская водка).

Кислота серная, ГОСТ 4204-77.

Спирт этиловый ректификатный, 5% раствор, ГОСТ 18300-72.

Стандартный раствор N 1 с концентрацией кобальта 1 мг/мл готовят растворением 1,4072 г окиси кобальта в 10 мл смеси соляной и азотной кислот (3:1). Трижды раствор упаривают в 10 мл концентрированной соляной кислоты. После охлаждения сухой остаток растворяют в горячей бидистиллированной воде, доводят объем раствора до 1 л.

Стандартные растворы кобальта N 2 и N 3 с концентрациями 100 и 10 мкг/мл соответственно готовят разбавлением стандартного раствора кобальта N 1 бидистиллированной водой.

Стандартный раствор титана N 1 с концентрацией 100 мкг/мл готовят следующим образом. Навеску двуокиси титана 0,1668 г, предварительно прокаленную до постоянной массы, сплавляют с 1 - 1,5 г бисульфата или пиросульфата калия. Сплав выщелачивают 5% раствором серной кислоты и переводят в мерную колбу вместимостью 1 л, доводя объем до метки этой же кислотой.

Стандартный раствор титана N 2 с концентрацией 10 мкг/мл готовят разбавлением 5% раствором серной кислоты стандартного раствора титана N 1.

Стандартный раствор вольфрама N 1 с концентрацией 100 мкг/мл готовят растворением 0,1794 г вольфрамовокислого натрия в 100 мл бидистиллированной воды.

Стандартный раствор вольфрама N 2 с концентрацией 10 мкг/мл готовят разбавлением стандартного раствора вольфрама N 1 бидистиллированной водой.

Стандартные растворы металлов N 2, N 3 применяются свежеприготовленными.

Фильтры АФА-ХА-20.

Ацетилен газообразный в баллоне с редуктором.

Закись азота газообразная в баллоне с редуктором.

Отбор проб воздуха

Воздух с объемным расходом 5 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ХА-20, помещенный в фильтродержатель.

Для измерения 0,5 ПДК металлов достаточно отобрать 15 л воздуха.

Срок хранения проб не ограничен.

Подготовка к измерению

Градуировочные растворы (устойчивы в течение суток) готовят согласно таблице:

Таблица 12

ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ НА КОБАЛЬТ

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

│ N │ Стандартный │ Стандартный │ Концентрация кобальта в │

│раствора│раствор N 3, мл│раствор N 2, мл │анализируемом растворе, мкг/мл │

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

│1 │0,15 │- │0,1 │

│2 │0,45 │- │0,3 │

│3 │0,75 │- │0,5 │

│4 │- │0,15 │1,0 │

│5 │- │0,45 │3,0 │

│6 │- │0,75 │5,0 │

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

Таблица 13

ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ НА ТИТАН И ВОЛЬФРАМ

│ N │ Стандартный │ Стандартный │Концентрация титана и вольфрама│

│раствора│раствор N 2, мл│раствор N 1, мл │ в анализируемом растворе, мкг │

│1 │0,75 │- │0,5 │

│2 │- │0,15 │1,0 │

│3 │- │0,3 │2,0 │

│4 │- │0,3 │2,0 │

│5 │- │0,45 │3,0 │

│6 │- │0,75 │5,0 │

Во все градуировочные растворы помещают на фильтр АФА-ХА-20, смоченный 2 - 3 каплями спирта, приливают 10 мл смеси соляной и азотной кислот 3:1 (царская водка). Растворы нагревают на водяной бане и упаривают до влажных солей. К осадку приливают 5 мл бидистиллированной воды и упаривают вновь для удаления окислителей. Сухой остаток растворяют в 1 мл концентрированной соляной кислоты, доводя объем раствора до 15 мл бидистиллированной водой.

Градуировочные растворы подают в распылительную камеру и измеряют поглощение излучения кобальта при длине волны 240,7 нм, титана - 364,3 нм, вольфрама - 255,1 нм.

Условия фотометрирования

Кобальта: ширина щели - 0,2 мм, величина тока - 30 ma, газ - воздух-ацетилен.

Титана и вольфрама: ширина щели - 0,2 мм, величина тока - 40 ma, газ - закись азота.

Градуировочный график строят в координатах: концентрация металла в градуировочном растворе мкг/мл - величина сигнала (мм).

Проведение измерения

Фильтр с отобранной пробой помещают в стеклянный стакан, смачивают 2 - 3 каплями спирта, приливают 10 мл смеси соляной и азотной кислоты 3:1 (царская водка), помещают стаканы на кипящую водяную баню. После полного растворения фильтра с осадком содержимое стакана упаривают вновь. К сухому остатку приливают 1 мл концентрированной соляной кислоты, нагревают на бане, добавляют бидистиллированную воду, смывая стенки стакана. Общий объем пробы составляет 15 мл. Раствор вводят в пламя горелки атомно-абсорбционного спектрофотометра и фотометрируют аналогично градуировочным растворам.

Концентрацию металлов в анализируемой пробе определяют по одновременно построенному градуировочному графику.

Расчет концентрации

Концентрация металла в воздухе "С" в мг/куб. м вычисляют по формуле:

С = (а х в) / V,

где:

а - концентрация металла в фотометрируемом растворе пробы, мкг;

в - общий объем раствора пробы, мл;

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

Приложение 1

Приведение объема воздуха к стандартным условиям проводят по следующей формуле:

V х (273 + 20) х P

V = ------------------,

20 (273 + t) х 101,33

где:

V - 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 V следует пользоваться таблицей коэффициентов

(см. Приложение 2). Для приведения воздуха к стандартным условиям надо

умножить V 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│1,1763│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│

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