МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА В ВОЗДУХЕ
МУК 1642-77
УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем Главного государственного санитарного врача СССР А.И. Заиченко 13 апреля 1977 года № 1642-77
А. НЕФЕЛОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
1. Общая часть
1. Определение основано на окислении сернистого ангидрида хлорноватокислым калием или перекисью водорода до серной кислоты и взаимодействии последней с хлоридом бария с образованием взвеси.
2. Предел обнаружения - 5 мкг в анализируемом объеме раствора.
3. Предел обнаружения в воздухе 3 мг/м3 (расчетная).
4. Определению мешают серная кислота и растворимые сульфаты.
5. Предельно допустимая концентрация сернистого ангидрида в воздухе - 10 мг/м3.
2. Реактивы и аппаратура
6. Применяемые реактивы и растворы.
Калий сернокислый, ГОСТ 4145-65, х.ч.
Стандартный раствор № 1 с содержанием 1 мг/мл готовят растворением в воде 0,272 г калия сернистого в мерной колбе вместимостью 100 мл.
Стандартный раствор № 2, содержащий 100 мкг/мл, готовят разведением раствора № 1 поглотительным раствором в 10 раз.
Калий хлорноватокислый, ГОСТ 4235-65, ч., перекристаллизованный.
Пергидроль (перекись водорода, 30%-ный водный раствор), ГОСТ 10929-64, х.ч.
Поглотительный раствор: 4%-ный раствор хлорноватокислого калия или 0,3%-ный раствор перекиси водорода.
Барий хлористый, ГОСТ 4108-65, х.ч., 10%-ный раствор.
Глицерин, ГОСТ 6259-52, ч.д.а.
Этиловый спирт, ректификат, ГОСТ 5963-67.
Соляная кислота, ГОСТ 3118-67, концентрированная.
Составной раствор: к 100 мл 10%-ного хлористого бария приливают 50 мл этилового спирта, 50 мл глицерина и 0,1 мл концентрированной соляной кислоты. Раствор оставляют на сутки, при появлении осадка фильтруют через плотный фильтр.
7. Применяемые посуда и приборы.
Аспирационное устройство.
Пробирки колориметрические, плоскодонные из бесцветного стекла диаметром 15 мм, высотой 120 мм.
Поглотительные приборы с пористой пластинкой (см. рис. 1).
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 100, 50, 25 мл.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5, 10 мл с делениями 0,01 и 0,1 мл.
Фотоэлектроколориметр ФЭК-Н-56.
Рис. 1. Поглотительный прибор с пористой пластинкой
3. Отбор пробы воздуха
8. Воздух со скоростью 1 л/мин аспирируют через поглотительный прибор с пористой пластинкой, содержащей 6 мл поглотительного раствора. Для определения 1/2 ПДК необходимо отобрать 2 л воздуха.
4. Описание определения
9. Из поглотительного прибора 5 мл пробы вносят в колориметрическую пробирку, приливают 1 мл составного раствора хлористого бария, перемешивают и через 10 мин фотометрируют в кюветах с толщиной слоя 1 см при длине волны 410 нм по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам. Содержание сернистого ангидрида в анализируемом объеме определяют по предварительно построенному калибровочному графику. Для построения калибровочного графика готовят шкалу стандартов согласно табл. 1.
Таблица 1
Шкала стандартов
№ стандарта |
Стандартный раствор с содержанием 100 мкг/мл сернистого ангидрида, мл |
Поглотительный раствор, мл |
Содержание сернистого ангидрида, мкг |
1 |
0 |
5,0 |
0 |
2 |
0,05 |
4,95 |
5,0 |
3 |
0,1 |
4,90 |
10,0 |
4 |
0,2 |
4,80 |
20,0 |
5 |
0,3 |
4,70 |
30,0 |
6 |
0,4 |
4,60 |
40,0 |
7 |
0,5 |
4,50 |
50,0 |
Все пробирки шкалы обрабатывают аналогично пробам, измеряют оптическую плотность и строят график. Шкалой стандартов можно пользоваться для визуального определения, для чего ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами. Шкала устойчива в течение 1 ч.
Концентрацию сернистого ангидрида X в воздухе в мг/м3 вычисляют по формуле:
,
где G - количество сернистого ангидрида, найденное в анализируемом объеме пробы, мкг;
V1 - общий объем пробы, мл;
V - объем пробы, взятый для анализа, мл;
V20 - объем воздуха, взятый для анализа и приведенный к стандартным условиям по формуле (см. приложение 1), л.
Б. ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
1. Общая часть
1. Определение основано на образовании окрашенного продукта в результате реакции сернистого ангидрида с фуксинформальдегидным реактивом.
2. Предел обнаружения 0,3 мкг в анализируемом объеме раствора.
3. Предел обнаружения в воздухе 0,6 мг/м3 (расчетная).
4. Определению мешает двуокись азота.
5. Предельно допустимая концентрация сернистого ангидрида в воздухе 10 мг/м3.
2. Реактивы и аппаратура
6. Применяемые реактивы и растворы.
Натрий сернистокислый, безводный, ГОСТ 195-66.
Стандартный раствор № 1: растворяют 0,1968 г сульфита натрия в 1 л поглотительного раствора. 1 мл раствора содержит 100 мкг сернистого ангидрида.
Стандартный раствор № 2: 5 мл раствора № 1 разбавляют до 100 мл поглотительным раствором; 1 мл этого раствора содержит 5 мкг сернистого ангидрида. Стандартные растворы готовят в день анализа.
Натрий хлористый, ГОСТ 4233-66, х.ч.
Ртуть двухлористая, ГОСТ 4519-48.
Комплексон III (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты), ГОСТ 10652-63, ч.д.а.
Окись ртути желтая, ГОСТ 5230-50, ч.д.а., или красная, МРТУ 6-09-3252-66, ч.д.а.
Соляная кислота, ГОСТ 3118-67, 0,1 н. раствор.
Поглотительный раствор готовят из хлорной ртути или окиси ртути.
В первом варианте растворяют 27,2 г хлорной ртути, 11,7 г хлорида натрия и 0,1 г комплексона III в 1 л дистиллированной воды.
Во втором варианте 8,66 г окиси ртути, 4,68 г хлорида натрия и 0,066 г комплексона III растворяют в 80 мл 1 н. раствора соляной кислоты, разбавляют в мерной колбе водой до 500 мл и оставляют на сутки. Избыток соляной кислоты нейтрализуют 0,1 н. раствором едкого натра. Для этого 50 мл полученного раствора оттитровывают 0,1 н. раствором едкого натра, затем к оставшимся 450 мл приливают соответствующее количество едкого натра, необходимое для нейтрализации соляной кислоты. Общий объем жидкости доводят до 900 мл дистиллированной водой. Раствор отфильтровывают через бумажный фильтр и измеряют рН раствора. Эта величина должна быть в интервале 5,4-6,4.
Натр едкий, ГОСТ 4328-66, 0,1 н. раствор.
Фуксин основной, МРТУ 6-09-5809-69. 0,65 г основного фуксина растворяют в 22 мл этилового спирта, разбавляют 100 мл дистиллированной воды, медленно при охлаждении добавляют 60 мл концентрированной серной кислоты и осторожно доводят водой до 1 л.
Серная кислота, ГОСТ 4204-66, х.ч.
Этиловый спирт, ректификат, ГОСТ 5963-67.
Фуксинформальдегидный реактив: 10 частей свежеприготовленного раствора фуксина смешивают с 1 частью 2%-ного раствора формальдегида.
Формалин.
7. Применяемые посуда и приборы.
Аспирационное устройство.
Пробки колориметрические плоскодонные, диаметром 15 мм, высотой 120 мм.
Поглотительные приборы с пористой пластинкой (см. рис. 1).
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25, 100, 1000 мл.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5, 10 мл с делениями 0,01-0,1 мл.
Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.
3. Отбор пробы воздуха
8. Воздух со скоростью 0,2 л/мин аспирируют через поглотительный прибор, содержащий 6 мл поглотительного раствора. Для определения 1/2 ПДК достаточно отобрать 1 л воздуха.
4. Описание определения
9. В пробирку переносят 3 мл пробы, добавляют 2 мл фуксинформальдегидного реактива, перемешивают и через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора в кювете с толщиной слоя 1 см при длине волны 575 нм. Содержание сернистого ангидрида в анализируемом объеме определяют по заранее построенному калибровочному графику. Для построения графика готовят шкалу стандартов согласно табл. 2.
Таблица 2
Шкала стандартов
№ стандарта |
Стандартный раствор, содержащий 5 мкг/мл сернистого ангидрида, мл |
Поглотительный раствор (тетрахлормеркурат натрия), мл |
Содержание сернистого ангидрида, мкг |
1 |
0 |
3 |
0 |
2 |
0,06 |
2,94 |
0,3 |
3 |
0,12 |
2,88 |
0,6 |
4 |
0,18 |
2,82 |
0,9 |
5 |
0,24 |
2,76 |
1,2 |
6 |
0,30 |
2,70 |
1,5 |
7 |
0,6 |
2,40 |
3,0 |
8 |
0,9 |
2,10 |
4,5 |
Все пробирки шкалы обрабатывают аналогично пробам, измеряют оптическую плотность и строят график. Шкалой стандартов можно пользоваться для визуального определения, для чего ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами.
Концентрацию сернистого ангидрида X в мг/м3 воздуха рассчитывают по формуле:
,
где G - количество вещества, найденное в анализируемом объеме пробы, мкг;
V1 - общий объем пробы, мл;
V - объем пробы, взятый для анализа, мл;
V20 - объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям по формуле (см. приложение 1), л.
Примечание. При наличии окислов азота используют поглотительный раствор с добавлением 0,06% аминосульфоновой кислоты или 0,08% аминосульфоната калия.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА В ВОЗДУХЕ
В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-76 объем воздуха, аспирированного при отборе проб, приводят к стандартным условиям: температуре 20 °C и барометрическому давлению 101,33 кПа (760 мм рт. ст.) по формуле:
,
где Vt - объем воздуха, измеренный при t °C и давлении 101,33 кПа.
Для упрощения расчетов пользуются коэффициентами K (приложение 2), вычисленными для температур в пределах от 6 до 40 °C и давлений от 97,33 до 104,0 кПа (730-780 мм рт. ст.).
В сборниках ТУ, некоторых МУ и во многих практических руководствах по санитарной химии в составе приложений имеются таблицы коэффициентов пересчета объема воздуха к нормальным условиям (0 °C и 101,33 кПа).
Численные значения коэффициентов в этих таблицах приведены с точностью до четвертого знака для температур от 5 до 40 °C с интервалом в 1° и давлений от 730 до 780 мм рт. ст. с интервалом в 2 мм рт. ст.
Однако нет практической надобности в столь многозначных и слишком подробных таблицах, так как максимальная погрешность четырехзначных коэффициентов составляет всего лишь ±0,006%. Согласно ГОСТ 12.1.005-76 погрешность измерения объема воздуха не должна превышать ±10%, поэтому точность коэффициентов пересчета на уровне ±1% следует считать вполне достаточной.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
КОЭФФИЦИЕНТЫ K ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА
К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ
t, °C |
Давление P, кПа/мм рт. ст. |
|||||
97,33/730 |
98,66/740 |
100/750 |
101,33/760 |
102,7/770 |
104/780 |
|
6 |
1,009 |
1,023 |
1,036 |
1,050 |
1,064 |
1,078 |
8 |
1,002 |
1,015 |
1,029 |
1,043 |
1,560 |
1,070 |
10 |
0,994 |
1,008 |
1,022 |
1,035 |
1,049 |
1,063 |
12 |
0,987 |
1,001 |
1,015 |
1,028 |
1,042 |
1,055 |
14 |
0,981 |
0,994 |
1,007 |
1,021 |
1,034 |
1,048 |
16 |
0,974 |
0,987 |
1,001 |
1,014 |
1,027 |
1,040 |
18 |
0,967 |
0,980 |
0,994 |
1,007 |
1,020 |
1,033 |
20 |
0,961 |
0,974 |
0,987 |
1,000 |
1,013 |
1,026 |
22 |
0,954 |
0,967 |
0,980 |
0,993 |
1,006 |
1,019 |
24 |
0,948 |
0,961 |
0,974 |
0,987 |
1,000 |
1,012 |
26 |
0,941 |
0,954 |
0,967 |
0,980 |
0,993 |
1,006 |
28 |
0,935 |
0,948 |
0,961 |
0,973 |
0,986 |
0,999 |
30 |
0,929 |
0,942 |
0,954 |
0,967 |
0,980 |
0,992 |
32 |
0,923 |
0,935 |
0,948 |
0,961 |
0,973 |
0,986 |
34 |
0,917 |
0,929 |
0,942 |
0,954 |
0,967 |
0,979 |
36 |
0,911 |
0,923 |
0,936 |
0,948 |
0,961 |
0,973 |
38 |
0,905 |
0,917 |
0,930 |
0,942 |
0,955 |
0,967 |
40 |
0,899 |
0,911 |
0,924 |
0,936 |
0,948 |
0,961 |
ΔP |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
ΔK |
1 |
3 |
4 |
5 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
Искомый коэффициент K, пользуясь упрощенной таблицей, находят в соответствии со следующей схемой:
K = Kтабл + ΔKt + ΔKp,
где ΔKt - поправка на температуру;
ΔKp - поправка на давление.
1. Численное значение давления P, путем исключения единиц, округляют до целого числа, кратного десяти (Pтабл)
P = Pтабл + ΔP.
2. В графе P находят коэффициент, соответствующий заданной температуре. Если цифра °C нечетная, то выписывают значение коэффициента при температуре t + 1 (ближайшее снизу число) и увеличивают его третий знак на 3 единицы (т.е. прибавляют 0,003).
3. Поправку на ΔP определяют по таблице пропорциональных частей, приведенной (снизу) основной таблицы.
Примеры. Требуется определить коэффициент K для следующих параметров окружающей среды:
№ п/п |
t, °С |
P, мм рт. ст. |
Pтабл + ΔP |
Kтабл + ΔKt |
ΔKp |
K |
1 |
18 |
750 |
750+0 |
0,994+0 |
0,000 |
0,994 |
2 |
5 |
788 |
780+8 |
1,078+0,003 |
0,010 |
1,091 |
3 |
23 |
743 |
740+3 |
0,961+0,003 |
0,004 |
0,968 |
4 |
29 |
732 |
730+2 |
0,929+0,003 |
0,003 |
0,935 |
5 |
22 |
781 |
780+1 |
1,019+0 |
0,001 |
1,020 |
В первом примере значение искомого коэффициента берется непосредственно из таблицы. В тех случаях, когда цифра t °C нечетна (примеры 2, 3 и 4), выписывают Kтабл, соответствующий Pтабл и температуре (t + 1) °С и прибавляют к нему 0,003.
Поправку на излишек единиц ΔP определяют по вспомогательной таблице (их значения вписаны в графу ΔKp).
Величину коэффициента K определяют как сумму поправок на температуру и давление и Kтабл (графа K).
В примере 5 ввиду четности цифры t °C поправка на температуру отсутствует.