Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

12 декабря 1988 г. N 4744-88

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ КАРБАМИДА,

КАРБАМИДО-ФОРМАЛЬДЕГИДНОГО УДОБРЕНИЯ (КФУ) И СЛОЖНОГО

ПОЛИМЕРНОГО УДОБРЕНИЯ (СПУ-1) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

 

Методические указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны предназначены для санитарно-эпидемиологических станций и санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов Министерства здравоохранения СССР и других заинтересованных министерств и ведомств.

Методические указания разрабатываются и утверждаются с целью обеспечения контроля соответствия физических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны 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 и др.

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.

 

    H N-CO-NH                                          М.м. 60,05.

     2       2

 

Карбамид (мочевина) - порошок белого цвета, плотность 1,33 г/куб. см. Т. пл. 132,7 °C. Хорошо растворим в воде.

В воздухе находится в виде аэрозоля-дезинтеграции.

Кожно-резорбтивным и местно-раздражающим действием не обладает. При многократном интегральном введении по методу Лима выявляется слабая функциональная кумуляция.

ПДК вещества в воздухе - 10 мг/куб. м.

 

    ┌─            ─┐

    │... N---CH -- │  x [C H N O]                      М.м. 210.

    │    │     2   │      2 4 2  n

    │    CO        │

    │    │         │

    │    NH        │

    └─     2      ─┘n

 

Карбамидо-формальдегидное удобрение (КФУ).

Состоит из мочевины (М) и формальдегида (Ф) с мольным соотношением М / Ф = (1,25 - 1,6) / 1.

КФУ - гранулы белого цвета, плотность 1,3 г/куб. см. Растворимость в воде 70 - 80%, растворим в кислотах, в органических растворителях не растворим, Т. пл. 132,5 °C. Продукт не слеживается, не гигроскопичен.

В воздухе находится в виде аэрозоля-дезинтеграции.

Кожно-резобтивное и местно-раздражающее действие не выражено. Обладает слабо выраженной функциональной кумуляцией.

ПДК вещества в воздухе - 10 мг/куб. м.

 

      NH        NH

      │ 2       │ 2

      CO        CO

      │         │

    --N---CH ---N---CH --

      .     2   .     2                                М.м. 171,8.

      .         .

      .         .

      NH H PO  (NH ) HPO

        4 2  4    4 2   4

 

    [C H N O]  x [NH H PO  x (NH ) HPO ]

      2 4 2  n      4 2  4      4 2   4 m

 

Сложное полимерное удобрение СПУ-1.

Состоит из продукта конденсации мочевины и формальдегида и содержит в основной цепи аммофос. СПУ-1 - гранулы серого цвета, плотность 1,6 г/куб. см, растворимость в воде 60 - 70%, растворим в кислотах, в органических растворителях не растворим, Т. пл. 240 °C.

В воздухе находится в виде аэрозоля-дезинтеграции.

Кожно-резорбтивное и местно-раздражающее действие не выражено, выявлена слабая функциональная кумуляция.

ПДК вещества в воздухе - 10 мг/куб. м.

 

Характеристика метода

 

    Метод основан на реакции взаимодействия карбамида, КФУ и СПУ-1

                                                               +++

с диацетилмонооксимом в присутствии тиосемикарбазида и ионов Fe

в  сильнокислой  среде  и  последующем  фотометрическом  измерении

окрашенного в красный цвет продукта реакции при 525 нм.

Отбор проб проводится с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения содержания карбамида в фотометрируемом объеме составляет 1 мкг, КФУ и СПУ-1 - 2 мкг.

Нижний предел измерения карбамида в воздухе - 1 мг/куб. м, СПУ-1 и КФУ - 2 мг/куб. м (при отборе 50 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций карбамида - от 1 до 10 мг/куб. м, КФУ и СПУ-1 - от 2 до 20 мг/куб. м.

Измерению не мешает 20-кратный избыток аммиака, 5-кратный избыток формальдегида и аммофос. Определению КФУ и СПУ-1 мешает карбамид.

Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 20%.

Время выполнения измерения концентраций карбамида, КФУ и СПУ-1, включая отбор проб, - около 40 минут.

 

Приборы, аппаратура, посуда

 

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Аспирационное устройство.

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

Баня водяная, ГОСТ 64-1-2850-80.

Пробирки с пришлифованными пробками, ГОСТ 10515-75.

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

 

Реактивы, растворы и материалы

 

Карбамид, ТУ 6-09-2117-77, осч.

Удобрение КФУ, ТУ 113-03-33-01-84, ч.

Удобрение СПУ-1, ТУ 205 УзССР 223-62, ч.

Серная кислота, ГОСТ 4204-77, хч, плотность 1,84, растворы 1:1; 0,5 н и 10-процентный.

Этиловый спирт, технический, ГОСТ 18300-72, ректификат.

Тиосемикарбазид, МРТУ 6-09-6401-69, 0,5-процентный раствор (запасной раствор).

Диацетилмонооксим, ТУ 6-09-2288-72, 2,5-процентный раствор (запасной раствор).

Хлористое железо, ГОСТ 4147-74, ч.

    Запасной  раствор.  Растворяют  1,5  г  FeCl   x  6H O в 30 мл

                                                3       2

85-процентной H PO  и  прибавляют  15  мл  дистиллированной  воды.

               3  4

Запасные растворы хранятся в холодильнике при +4 °C.

    Рабочий   раствор  диацетилмонооксима  N  1:  в  мерной  колбе

вместимостью  500  мл  смешивают  34 мл  0,5-процентного запасного

раствора  тиосемикарбазида  и   34  мл   2,5-процентного  раствора

диацетилмонооксима и доливают до метки дистиллированной водой.

    Рабочий   раствор  хлористого  железа  N  2:  в  мерную  колбу

вместимостью  500  мл  наливают  0,5 мл запасного раствора FeCl  x

                                                               3

6H O  и доводят до метки 10-процентным раствором  серной  кислоты.

  2

Рабочие растворы хранятся в бутылях из темного стекла, устойчивы в

течение 3-х месяцев.

Вместо рабочих растворов N 1 и N 2 можно пользоваться набором химических реактивов для определения мочевины производства о.п. "Лахема", Брно, ЧССР, в котором имеются таблетки, содержащие в своем составе диацетилмонооксим, тиосемикарбазид и хлористое железо. Одну таблетку при умеренном нагревании растворяют в 50 мл дистиллированной воды. Наличие небольшого осадка не мешает измерению. Раствор реактива устойчив в течение нескольких недель.

Рабочий раствор готовят смешиванием равных объемов раствора реактива с раствором серной кислоты (1:1) (используют свежеприготовленный).

Стандартный раствор карбамида в воде N 1 с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением 0,1 г вещества в мерной колбе вместимостью 100 мл. Раствор устойчив в течение 3 месяцев.

Стандартный раствор N 2 с концентрацией 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора карбамида N 1 водой. Раствор устойчив в течение месяца.

Стандартные растворы КФУ и СПУ-1 N 1 с концентрацией вещества 1 мг/мл готовят растворением 0,1 г вещества в 100 мл 0,5 н серной кислоты с последующим подогревом на водяной бане в течение 10 - 20 минут до полного растворения удобрений. Растворы устойчивы в течение 6 месяцев.

Стандартные растворы N 2 с концентрацией вещества 20 мкг/мл готовят путем соответствующего разбавления 0,5 н раствором серной кислоты стандартных растворов N 1. Растворы устойчивы в течение месяца.

Фильтры АФА-ВП-20.

 

Отбор пробы воздуха

 

Воздух с объемным расходом 5 л/мин. аспирируют через фильтр АФА. Для измерения 1/2 ПДК КФУ и СПУ-1 следует отобрать 20 л воздуха, для измерения 1/2 ПДК карбамида следует отобрать 10 л воздуха. Отобранные пробы могут храниться в течение недели.

 

Подготовка к измерению

 

Для измерения содержания веществ в анализируемом объеме готовят шкалу градуировочных растворов согласно таблице.

 

Таблица

 

ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ

 

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

│N    │Стандарт.│Рабочий │ Рабочий  │Серная │Дистилли-│Содержание│Содержание│

│стан-│ раствор │раствор │ раствор  │кислота│рованная │  КФУ или │карбамида,│

│дарта│карбамида│диаце-  │хлористого│(1:1), │вода, мл │СПУ-1, мкг│    мкг   │

│     │ КФУ или │тилмоно-│  железа  │  мл   │         │          │          │

│     │  СПУ-1  │оксима  │ N 2, мл  │       │         │          │          │

│     │ N 2, мл │N 1, мл │          │       │         │          │          │

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

│  1  │   0,0   │  1,0   │   1,0    │  1,0  │   2,0   │    0,0   │    0,0   │

│  2  │   0,1   │  1,0   │   1,0    │  1,0  │   1,9   │    2,0   │    1,0   │

│  3  │   0,2   │  1,0   │   1,0    │  1,0  │   1,8   │    4,0   │    2,0   │

│  4  │   0,4   │  1,0   │   1,0    │  1,0  │   1,6   │    8,0   │    4,0   │

│  5  │   0,6   │  1,0   │   1,0    │  1,0  │   1,4   │    12,0  │    6,0   │

│  6  │   0,8   │  1,0   │   1,0    │  1,0  │   1,2   │    16,0  │    8,0   │

│  7  │   1,0   │  1,0   │   1,0    │  1,0  │   1,0   │    20,0  │    10,0  │

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

 

В градуировочные пробирки вместимостью 5 мл отбирают аликвоты стандартных растворов карбамида, КФУ или СПУ-1 N 2, приливают в каждую по 1 мл рабочего раствора диацетилмонооксима N 1, 1 мл рабочего раствора хлористого железа N 2, 1 мл серной кислоты (1:1) и до метки доливают дистиллированной водой. Нагревают на кипящей водяной бане 10 минут, охлаждают в струе холодной воды и фотометрируют при длине волны 525 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемых веществ (N 1 в таблице).

Измерение проводится до истечения 15 минут после охлаждения.

При использовании набора (н.п. "Лахема", ЧССР) вместо 1 мл рабочего раствора диацетилмонооксима и 1 мл рабочего раствора хлористого железа добавляют 2 мл рабочего раствора реактива. Далее измерение ведут, как указано выше.

Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс - соответствующие им величины содержания вещества в градуировочном растворе (в мкг). Проверка градуировочного графика проводится в случае использования новой партии реактивов.

 

Проведение измерения

 

Фильтр с отобранной пробой карбамида переносят в стакан, смачивают 2 - 3 каплями спирта и обрабатывают 5 мл дистиллированной воды. Для анализа отбирают 0,1 мл фильтрата в мерную пробирку вместимостью 5 мл.

Фильтр с отобранной пробой КФУ или СПУ-1 переносят в стакан, смачивают 2 - 3 каплями спирта и обрабатывают 5 мл 0,5 н серной кислоты. Для анализа отбирают 0,1 мл фильтрата в мерную пробирку вместимостью 5 мл.

Далее пробирки с аликвотами растворов карбамида, КФУ или СПУ-1 обрабатывают аналогично градуировочным растворам.

Оптическую плотность полученных анализируемых растворов проб измеряют аналогично градуировочным растворам по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробе.

Количественное измерение содержания веществ в мкг во взятой аликвоте проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

 

Расчет концентрации

 

Концентрацию вещества в воздухе в мг/куб. м (C) вычисляют по формуле:

 

                                а x в

                            C = -----,

                                б x V

 

где:

а - содержание вещества в анализируемом объеме раствора пробы, найденное по градуировочному графику, мкг;

в - общий объем раствора пробы, мл;

б - аликвота раствора пробы, взятая для анализа, мл;

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

 

 

 

 

 

Приложение 1

 

Приведение объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. проводят по следующей формуле:

 

                         V  x (273 + 20) x P

                          t

                    20 = -------------------,

                         (273 + t°) x 101,33

 

    где:

    V  - объем воздуха, отобранный для анализа, л;

     t

    P  -  барометрическое  давление,  кПа (101,33 кПа = 760 мм рт.

ст.);

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

Для удобства расчета 20 следует пользоваться таблицей коэффициентов (Приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. надо умножить 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│1,1768 │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│1,1158│1,1218│1,1278│1,1338│1,1399 │1,1400 │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 │

│-6  │1,0540│1,0599│1,0657│1,0714│1,0772│1,0829│1,0887 │1,0945 │1,0974 │1,1032 │

│-2  │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 │

│+2  │1,0234│1,0291│1,0347│1,0402│1,0459│1,0514│1,0571 │1,0627 │1,0655 │1,0712 │

│+6  │1,0087│1,0143│1,0198│1,0253│1,0309│1,0363│1,0419 │1,0475 │1,0502 │1,0557 │

│+10 │0,9944│0,9999│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 │0,9799 │0,9851 │

│+28 │0,9349│0,9401│0,9453│0,9503│0,9555│0,9605│0,9657 │0,9708 │0,9734 │0,9785 │

│+30 │0,9288│0,9339│0,9891│0,9440│0,9432│0,9542│0,9594 │0,9645 │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 │

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