Методические указания МУК 4.1.640-96 "Методические указания по газохроматографическому определению фурфурола и метилфурфурола в атмосферном воздухе" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 31 октября 1996 г.)

Методические указания МУК 4.1.640-96
"Методические указания по газохроматографическому определению фурфурола и метилфурфурола в атмосферном воздухе"
(утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 31 октября 1996 г.)

Дата введения: с момента утверждения

Введены впервые

Настоящие методические указания устанавливают газохроматографическую методику количественного химического анализа атмосферного воздуха для определения в нем содержания фурфурола и метилфурфурола в диапазоне концентраций 0,035-0,7 мг/м3.

С4Н3ОСНО                  Мол. масса 96,08

Фурфурол (2-фуральдегид) - бесцветная жидкость, плотность - 1,1614 г/см3, температура кипения - 161,7°С, температура плавления - -36,2°С, растворяется в воде, спирте, эфире, хлороформе. В воздухе находится в виде паров.

Вызывает судороги и паралич, обладает раздражающим действием, вызывает экземы. Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе населенных мест - 0,05 мг/м3.

С6Н6О2                    Мол. масса 110,10

Метилфурфурол (5-метилфуральдегид-2) - светло-желтая жидкость, плотность - 1,107 г/см3, температура кипения -186-187°С, растворяется в воде, спирте, эфире, хлороформе. В воздухе находится в виде паров.

ОБУВ метилфурфурола в атмосферном воздухе населенных мест - 0,2 мг/м3.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей +-16%, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерения концентраций фурфурола и метилфурфурола выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование веществ из воздуха осуществляется поглощением в дистиллированную воду и экстракцией хлороформом.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме всей анализируемой пробы - 0,01 мкг.

Определению не мешают: метанол, органические кислоты, одноатомные фенолы, диэтиловый эфир, ацетон в количествах, не превышающих содержание определяемых веществ в пробе.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

3.1 Средства измерений

Хроматограф газовый с пламенно-ионизационным детектором
Барометр-анероид М-67	ТУ 2504-1797-75
Весы аналитические ВЛА-200	ГОСТ 24104-80Е
Линейка измерительная	ГОСТ 17435-72
Лупа измерительная	ГОСТ 8309-75
Меры массы	ГОСТ 7328-82Е

См. ГОСТ OIML R 111-1-2009 "Государственная система обеспечения единства измерений. Гири классов , , , , , , , и . Часть 1. Метрологические и технические требования", введеный в действие приказом Росстандарта от 22 августа 2011 г. N 233-ст

Микрошприц типа МШ-10М	ГОСТ 8043-75
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74Е и 20292-74Е
Секундомер	ГОСТ 5072-79
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2; пределы 0-55°С, цена деления 1°С	ГОСТ 215-73Е
Электроаспиратор М 822	ТУ 64-1-862-77

ГАРАНТ:

См. ГОСТ Р 53228-2008 "Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания", утвержденный приказом Ростехрегулирования от 25 декабря 2008 г. N 739-ст

3.2. Вспомогательные устройства

Баня водяная	ТУ 61-1-2850-76
Делительная воронка	ГОСТ 8613-75
Дистиллятор	ТУ 61-1-721-79
Поглотительные сосуды типа "Шмель", конструкция ВНИИ биологического приборостроения
Редуктор водородный	ТУ 26-05-463-76
Редуктор кислородный	ТУ 26-05-235-70
Ротационный вакуумный испаритель	ТУ 25-11-917-76
Чашка фарфоровая	ГОСТ 9147-80
Хроматографическая колонка длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 8613-75 постановлением Госстандарта СССР от 15 июля 1982 г. N 2670 с 1 января 1984 г. введен в действие ГОСТ 25336-82

3.3. Материалы

Азот сжатый	ГОСТ 9293-74
Водород сжатый	ГОСТ 3022-89
Воздух сжатый	ГОСТ 11882-73
Стекловата или стекловолокно
Стеклянные заглушки

3.4. Реактивы

Ацетон, ч. д. а.	ГОСТ 2603-79
Ацетонитрил, х. ч.	ТУ 6-09-4326-76
Вода дистиллированная	ГОСТ 6709-77
Гексан, ч.	ТУ 6-09-3375-78
Метилфурфурол, ч.	ТУ 6-09-16-1311-82
Полихром-1, фракция 0,2-0,5 мм	ТУ 6-09-36-03-74
Полиэтиленгликоль-20М	ТУ 6-14-822-72
Полиэтиленгликольадипинат	ТУ 6-09-4544-77
Спирт дециловый, ч.	ТУ 6-09-1514-75
Фурфурол, х. ч.	ГОСТ 10930-74
Хлороформ, ч.	ТУ 6-09-4263-76

4. Требования безопасности

4.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.

4.2. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.

5. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на газовом хроматографе.

6. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

- процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТу 15150-69 при температуре воздуха (20+-10)°С, атмосферном давлении 630-800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80%;

- выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки, установление градуировочного коэффициента, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор фурфурола и метилфурфурола для градуировки (с = 1,0 мг/см3). 50 мг фурфурола или метилфурфурола вносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 неделя в холодильнике.

Рабочий раствор фурфурола и метилфурфурола для градуировки (с = 0,01 мг/см3). 1,0 см3 исходного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Срок хранения - 3 дня в холодильнике.

Исходный раствор внутреннего стандарта для градуировки (с = 10 мг/см3). 250 мг децилового спирта вносят в мерную колбу вместимостью 25 см3, доводят до метки ацетонитрилом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 месяц в холодильнике.

Рабочий раствор внутреннего стандарта для градуировки (с = 0,1 мг/см3). 1,0 см3 исходного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят объем до метки ацетонитрилом и тщательно перемешивают. Срок хранения - 1 месяц в холодильнике.

7.2. Подготовка хроматографической колонки

Насадку для хроматографической колонки (3,5% ПЭГ-20М и 1,5% ПЭГА на полихроме-1) готовят следующим образом: 3,5 г ПЭГ-20М и 1,5 г ПЭГА растворяют в хлороформе. В фарфоровую чашку помещают 100 г полихрома-1 и заливают приготовленным раствором. Смесь осторожно перемешивают, сначала при комнатной температуре, затем, нагревая на водяной бане, до полного удаления растворителя. Хроматографическую колонку перед заполнением насадками промывают дистиллированной водой, ацетоном, гексаном, высушивают в токе азота. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы заполненной колонки закрывают стекловатой и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя, с расходом 20-30 см3/мин в течение 14 ч при температуре 160°С. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.

7.3. Установление градуировочного коэффициента

Градуировочный коэффициент устанавливают на рабочих растворах фурфурола и метилфурфурола и рабочем растворе внутреннего стандарта. Он выражает зависимость отношений площадей пиков вещества и стандарта от отношений масс вещества и стандарта. Градуировочный коэффициент определяется не менее 5-ти раз. Для этого 10 см3 рабочего раствора фурфурола (или метилфурфурола) переносят в делительную воронку и 3 раза экстрагируют 3 см3 хлороформа. Экстракты соединяют, добавляют 1 см3 раствора внутреннего стандарта и упаривают на ротационном испарителе при температуре 40°С до остаточного объема 1 см3. 1 мм3 вводят в испаритель хроматографа и анализируют при следующих условиях:

температура термостата колонки и детектора	110°С
температура испарителя	175°С
скорость потока газа-носителя (азота)	25-30 см3/мин
скорость потока водорода	30 см3/мин
скорость потока воздуха	300 см3/мин
скорость движения диаграммной ленты	240 мм/ч
Относительное время удерживания:
хлороформ	0,17
ацетонитрил	0,22
фурфурол	0,33
метилфурфурол	0,60
дециловый спирт	1,00

На полученной хроматограмме рассчитывают площади пиков фурфурола (метилфурфурола) и внутреннего стандарта. По средним результатам из 5-ти измерений определяют градуировочный коэффициент:

                        S х m

                         ф   ст

                  K  = ---------, где

                        S  x m

                         ст   ф

     m , m  - массы фурфурола и децилового спирта (внутреннего стандарта)

      ф   ст  в хроматографируемой смеси, мг;

     S , S  - площади пиков фурфурола и децилового спирта соответственно,

      ф   ст  мм2.

Проверку градуировочного коэффициента проводят не реже 1 раза в квартал и при смене партии реактивов, согласно ГОСТу 12.1.016-79.

7.4. Отбор проб

Отбор проб воздуха проводят согласно ГОСТу 17.2.3.01-86. Воздух со скоростью 15 дм3/мин аспирируют через 2 последовательно соединенных поглотительных прибора, содержащих по 10 см3 дистиллированной воды, в течение 20 мин. Срок хранения проб - до 3-х суток в холодильнике в герметично закрытых приборах.

8. Выполнение измерений

Поглотительные растворы из 2-х пробоотборников анализируют отдельно в условиях, указанных в п. 7.3.

На хроматограмме рассчитывают площади пиков фурфурола (метилфурфурола) и внутреннего стандарта.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию фурфурола (метилфурфурола) в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:

               m   x S           m   x S

                ст    ф1          ст    ф2

        С = --------------- + ---------------, где

             S    x K x V      S    x K x V

              ст1        0      ст2        0

     S  , S   - площади    пиков     фурфурола     (метилфурфурола)    на

      ф1   ф2

хроматограммах при анализе проб из I и II поглотительных приборов, мм2;

     К - градуировочный коэффициент;

     m   - масса внутреннего стандарта, добавленная ко всей   пробе, мг;

      ст

     S      - площади пиков внутреннего стандарта на хроматограммах при

      ст1,2

анализе проб из I и II поглотительных приборов, мм2;

     V  - объем  отобранного  воздуха, приведенный к нормальным условиям,

      0

м3;

                     V x 273 x P

                      t

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

               0  (273 + t) x 760

     V  - объем воздуха, отобранный для анализа, м3;

      t

     Р - атмосферное давление в месте отбора пробы, мм рт. ст.;

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