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