Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

М.И.НАРКЕВИЧ

10 сентября 1991 г. N 5923-91

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ

УГЛЕВОДОРОДОВ C1 - C4 (РАЗДЕЛЬНО) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Физико-химические свойства определяемых веществ

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

│   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