|
|
Metoda oznaczania 2-metylopropan-1-olu (izobutanolu) oraz benzyny lakowej w powietrzu na stanowiskach pracy
|
1. Zakres stosowania metody.
Metodę stosuje się do oznaczania zawartości 2-metylopropan-1-olu oraz benzyny lakowej (substancja reprezentatywna – dekan) w powietrzu na stanowiskach pracy w trakcie kontroli warunków sanitarno-higienicznych.
2. Oznaczalność.
Najmniejsze stężenia związków, jakie można oznaczyć w warunkach pobierania próbek powietrza wg p. 8 i wykonania oznaczania wg p. 11, są następujące:
2-metylopropan-1-ol 12 mg/m3
benzyna lakowa 40 mg/m3
3. Zasada metody.
Metoda polega na adsorpcji par substancji zawartych w powietrzu na węglu aktywnym, desorpcji 2-procentowym roztworem metanolu w disiarczku węgla i analizie chromatograficznej otrzymanego roztworu.
4. Wytyczne ogólne:
(4.1) czystość odczynników – w analizie należy stosować odczynniki o stopniu czystości co najmniej cz.d.a.
(4.2) dokładność ważenia – w analizie, jeśli nie zaznaczono inaczej, należy ważyć z dokładnością do 0,0002 g.
5. Odczynniki, roztwory i materiały
(5.1) benzyna lakowa (benzyna do lakierów) – produkt techniczny stosowany do produkcji preparatu do impregnacji drewna lub innego, np. farby czy lakieru;
(5.2) n-dekan – roztwór;
(5.3) 2-metylopropan-1-ol;
(5.4) roztwór metanolu w disiarczku węgla o stężeniu 2% obj.;
(5.5) gazy sprężone do chromatografu: hel jako gaz nośny, wodór i powietrze do detektora – o czystości określonej w instrukcji do aparatu;
(5.6) roztwór wzorcowy podstawowy mieszaniny benzyny lakowej i 2-metylopropan-1-olu: do zważonej kolby pomiarowej o pojemności 100 ml należy odmierzyć 0,75 ml 2-metylopropan-1--olu, kolbę zważyć, dodać 2,6 ml benzyny lakowej i ponownie zważyć. Uzupełnić zawartość kolby do kreski roztworem wg p. 5.4 i dokładnie wymieszać. Stężenia benzyny lakowej i 2-metylopropan-1-olu w tak sporządzonym roztworze wynoszą odpowiednio: 202,6 i 60,2 mg/ml;
(5.7) roztwór wzorcowy pośredni mieszaniny benzyny lakowej i 2-metylopropan-1-olu: do kolby pomiarowej o pojemności 50 ml odmierzyć 2,5 ml roztworu wzorcowego podstawowego wg p. 5.6, uzupełnić do kreski roztworem wg p. 5.4 i jej zawartość dokładnie wymieszać;
(5.8) roztwory wzorcowe robocze: do sześciu kolb pomiarowych o pojemności 10 ml odmierzyć kolejno: 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 4,8; 6,0 ml roztworu wzorcowego pośredniego wg p. 5.7, uzupełnić do kreski roztworem wg p. 5.4 i ich zawartość dokładnie wymieszać. Zakres stężeń dla poszczególnych składników mieszaniny wynosi:
2-metyloprapan-1-ol 0,12-1,80 mg/ml
benzyna lakowa 0,40-6,0 mg/ml.
Trwałość roztworów sporządzonych według p. 5.4 oraz 5.6-5.8 jest stosunkowo krótka. Można je przechowywać nie dłużej niż 7 dni w chłodziarce, w szczelnie zamkniętych kolbach.
(5.9) węgiel aktywny do chromatografii, o uziarnieniu 0,7-1,0 mm; bezpośrednio przed napełnieniem rurek pochłaniających węgiel należy wygrzewać przez 2 h w temperaturze 150oC. Stosowany węgiel nie powinien zawierać zanieczyszczeń przeszkadzających w oznaczaniu. Każdą partię węgla należy zbadać wg p. 12, ustalając warunki desorpcji dla oznaczanych związków.
(5.10) włókno szklane – przed użyciem należy je pociąć na kawałki o długości około 0,5 cm, a następnie przemyć dwukrotnie etanolem i pozostawić do wyschnięcia. Tak przygotowane włókno przechowywać w szczelnie zamkniętym naczyniu.
6. Aparatura i przyrządy:
(6.1) chromatograf gazowy z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym i elektronicznym integratorem oraz komorą wstrzykową umożliwiającą dzielenie próbki;
(6.2) kolumna chromatograficzna pozwalająca uzyskać rozdział oznaczanych substancji od disiarczku węgla, metanolu i innych substancji występujących jednocześnie w badanym powietrzu, np: kolumna kapilarna HP 20M (Carbowax 20M), o średnicy wewnętrznej 0,32 mm (grubość filmu 0,3 m);
(6.3) mikrostrzykawka szklana do cieczy o pojemności 10 ml;
(6.4) naczynka szklane do desorpcji o pojemności około 3 ml z nakrętkami i uszczelkami silikonowymi, wyposażone w zawory umożliwiające pobieranie roztworu bez ich otwierania;
(6.5) pipety szklane o pojemności 1 ml;
(6.6) pompa ssąca umożliwiająca pobieranie próbek powietrza ze stałym przepływem 20 l/h;
(6.7) rurki pochłaniające szklane o średnicy wewnętrznej 4 mm i długości około 70 mm z przewężeniem, przygotowane wg p. 7 i zaopatrzone w zatyczki z kauczuku silikonowego lub polichlorku winylu albo gotowe, dostępne w handlu.
7. Przygotowanie rurek pochłaniających.
Do rurek szklanych wg 6.7 wsypać węgiel aktywny wg 5.9 w taki sposób, aby utworzył dwie warstwy: krótszą zawierającą 50 mg i dłuższą 200 mg, rozdzielone i odgraniczone od strony wylotu powietrza przegródkami z włókna szklanego wg 5.10. Natychmiast po napełnieniu rurki szczelnie zamknąć zatyczkami.
8. Pobieranie próbek powietrza.
Próbki powietrza należy pobrać zgodnie z zasadami podanymi w PN-89/Z-04008/07. W miejscu pobierania próbek przez rurkę pochłaniającą wg 6.7 należy przepuścić 10 l powietrza przy stałym przepływie nie większym niż 20 l/h. Rurki z pobranymi próbkami przechowywane w chłodziarce są trwałe przez 7 dni.
9. Warunki pracy chromatografu należy dobrać tak, aby uzyskać rozdział oznaczanych substancji od metanolu, disiarczku węgla oraz substancji współwystępujących. Jeśli stosuje się kolumnę podaną jako przykład w p. 6.2, oznaczanie można wykonać w następujących warunkach:
temperatura kolumny programowana:
– temperatura początkowa 35oC przez 8 minut
– przyrost temperatury 15oC/min
– temperatura końcowa 180oC
temperatura komory wstrzykowej 250oC
temperatura detektora 280oC
przepływ obj. helu (gazu nośnego) przez kolumnę 1,3 ml/min
przepływ obj. gazu uzupełniającego (make up) 40 ml/min
przepływ obj. gazu omywającego membranę 3 ml/min
przepływ obj. powietrza 300 ml/min
przepływ obj. wodoru 35 ml/min
dzielnik próbki 15 : 1.
10. Sporządzanie krzywej wzorcowej.
Do chromatografu wstrzyknąć za pomocą mikrostrzykawki wg 6.3 po 1 ml roztworów wzorcowych roboczych wg 5.8. Należy wykonać dwukrotny pomiar dla każdego roztworu wzorcowego. Odczytać powierzchnie piku 2-metylopropan-1-olu oraz piku o czasie retencji dekanu, zidentyfikowanego wstępnie na chromatogramie benzyny lakowej, według wskazań integratora i obliczyć średnią arytmetyczną. Różnica między wynikami a wartością średnią nie powinna być większa niż ±5% tej wartości. Następnie wykreślić krzywe wzorcowe, odkładając na osiach odciętych zawartości 2-metylopropan-1-olu oraz benzyny lakowej w 1 ml roztworów wzorcowych roboczych w mg, a na osiach rzędnych odpowiadające im średnie powierzchnie pików 2-metylopropan-1-olu oraz dekanu.
11. Wykonanie oznaczania.
Po pobraniu próbki powietrza należy przesypać oddzielnie każdą warstwę węgla z rurki pochłaniającej do naczynek wg 6.4. Następnie dodać za pomocą pipety wg 6.5 po 1 ml 2-procentowego roztworu metanolu w disiarczku węgla wg 5.4, naczynka szczelnie zamknąć i pozostawić na 30 minut, wstrząsając co pewien czas ich zawartością. Następnie pobrać po 1 ml roztworu znad dłuższej oraz znad krótszej warstwy węgla i badać chromatograficznie w warunkach określonych w p. 9. Wykonać dwukrotny pomiar dla każdego roztworu. Odczytać z uzyskanych chromatogramów powierzchnie pików 2-metylopropan-1-olu i pików o czasie retencji dekanu, zgodnie ze wskazaniami integratora, oraz obliczyć średnie arytmetyczne. Z krzywej wzorcowej odczytać zawartość oznaczanych substancji w 1 ml badanego roztworu. Masa oznaczanej substancji w krótszej warstwie nie powinna przekraczać 10% jej masy w dłuższej warstwie. W przeciwnym razie wynik należy traktować jako orientacyjny.
12. Wyznaczanie współczynnika desorpcji.
Do pięciu naczynek szklanych wg 6.4 dodać węgiel aktywny wg 5.9 w ilości odpowiadającej dłuższej warstwie w rurce pochłaniającej, tj. po 200 mg. Następnie dodać po 4 ml roztworu wg 5.6. Naczynka szczelnie zamknąć i pozostawić do następnego dnia. Następnie do naczynek dodać po 1ml roztworu wg 5.4. Naczynka ponownie zamknąć i przeprowadzić desorpcję w ciągu 30 minut, wstrząsając co pewien czas ich zawartością. Jednocześnie sporządzić trzy próbki kontrolne (zawierające sam węgiel w ilości po 200 mg) i przeprowadzić desorpcję jak wyżej. Próbkę porównawczą przygotować przez dodanie 4 ml roztworu wg 5.6 do 1 ml roztworu wg 5.4. Wykonać oznaczanie 2-metylopropan-1-olu oraz benzyny lakowej (na podstawie powierzchni piku dekanu) w roztworach znad węgla oraz w roztworze porównawczym, w identyczny sposób jak w badanych próbkach wg p. 11.
Po wykonaniu oznaczeń chromatograficznych współczynniki desorpcji obliczyć według wzoru:
w którym:
Pd – średnia powierzchnia piku badanej substancji na chromatogramach roztworu po desorpcji (piki 2-metylopropan-1-olu oraz dekanu)
Po – średnia powierzchnia piku badanej substancji na chromatogarmach roztworu kontrolnego
Pp – średnia powierzchnia piku badanej substancji na chromatogramach roztworu porównawczego.
Następnie obliczyć średnie wartości współczynników desorpcji dla 2-metylopropan-1-olu oraz benzyny lakowej ( ) jako średnie arytmetyczne otrzymanych wartości (d).
Współczynniki desorpcji należy wyznaczać dla każdej nowej partii węgla.
13. Obliczanie wyniku oznaczania.
Stężenia 2-metylopropan-1-olu oraz benzyny lakowej (Xn) w badanym powietrzu obliczyć, w mg/m3, według wzoru:
w którym:
m1 – masa substancji n w roztworze badanej próbki znad dłuższej warstwy węgla, mg
m2 – masa substancji n w roztworze badanej próbki znad krótszej warstwy węgla, mg
V – objętość pobranego powietrza, l
– średnia wartość wyznaczonego wpółczynnika
|
|
