Методические указания по фотометрическому определению аморфного диоксида кремния в производственной пыли

Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
М.И.НАРКЕВИЧ
10 сентября 1991 г. N 5887-91

    SiO                                                          М.м. 60,08
       2

Аморфный диоксид кремния - порошкообразное белое вещество, хорошо растворимое в щелочах, плавиковой, борофтористоводородной, кремнефтористоводородной кислотах. При температуре 1100 °C переходит в кристаллическую модификацию (кристобалит). В воздухе рабочей зоны находится в виде высокодисперсного аэрозоля конденсации.

Предельно допустимая концентрация пыли, содержащей свыше 70% аморфного диоксида кремния в виде аэрозоля конденсации (возгоны электротермического производства кремния и кремнистых ферросплавов, аэросил-175; аэросил-300 и др.) - 1 мг/куб. м.

Раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. При отложении пылевых частиц в органах дыхания развиваются местные изменения по типу пневмокониоза и хронического пылевого бронхита, отмечаются проявления резорбтивного общетоксического действия, в частности, действия на печень.

Характеристика метода

Метод основан на растворении аморфного диоксида кремния в едкой щелочи при кипячении и определении кремния по синему кремнемолибденовому комплексу. Отбор проб производят с концентрированием на фильтры АФА-ВП.

Нижний предел в анализируемом объеме пробы - 2 мкг.

Нижний предел измерения в воздухе - 0,5 мг/куб. м (при отборе 100 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций 0,5 - 15 мг/куб. м.

Граница суммарной погрешности измерения не превышает +/- 20%.

Измерению не мешает кристаллический диоксид кремния, мешают легкорастворимые силикаты и элементный кремний.

Время выполнения измерений 1 час, включая отбор проб 15 минут.

Приборы, аппаратура, посуда

Аспирационное устройство.

Фильтродержатели.

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

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 0,1; 0,2; 1; 2; 5 мл.

Тигли стеклоуглеродные конусные N 5, вместимостью 40 мл, ТУ 48-20-117-82.

Цилиндры мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 10 мл.

Воронки из полиэтилена или парафинированные диаметром 37 мм, ГОСТ 1770-74.

Колбы конические или цилиндры мерные с пришлифованными пробками, ГОСТ 1770-74, вместимостью 50 мл.

Палочка алюминиевая (проволока толщиной 3 мм).

Баня водяная.

Щипцы тигельные.

Спектрофотометр.

Реактивы, растворы, материалы

Натрия гидроксид, ГОСТ 4328-77, х.ч., 4-процентный раствор.

Серная кислота, ГОСТ 4204-77, х.ч., 1 н раствор.

Винная кислота, ГОСТ 5817-77, х.ч., 5-процентный раствор.

Аскорбиновая кислота, ГОСТ 4815-57, 1-процентный раствор, свежеприготовленный.

Аммоний молибденовокислый, ГОСТ 3785-72, перекристаллизованный, 7-процентный раствор.

Фильтры АФА-ВП-20.

Бумажные фильтры "синяя лента".

Стандартный раствор N 1 с содержанием 200 мкг/мл диоксида кремния. 0,02 аэросила помещают в стеклоуглеродный тигель, добавляют 10 мл 4-процентного раствора едкого натра и кипятят 10 минут, добавляют 20 мл воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, несколько раз обмывают тигель водой, сливая ее в ту же колбу, затем объем раствора доводят до метки дистиллированной водой. Стандартный раствор N 1 хранят в полиэтиленовой емкости в течение месяца.

Стандартный раствор N 2, содержащий 20 мкг/мл диоксида кремния, готовят перед использованием. Для этого в мерную колбу вместимостью 100 мл наливают 10 мл стандартного раствора N 1, прибавляют 1 мл 1 н раствора серной кислоты и доводят объем до метки водой.

Отбор проб воздуха

Воздух со скоростью 10 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ВП-20, помещенный в фильтродержателе. Количество протянутого через фильтр воздуха зависит от концентрации в нем пыли. Навеска пыли на фильтре должна быть не менее 2 мг. В случае малой запыленности и невозможности в течение 30 минут отобрать необходимую навеску, следует объединить несколько параллельных проб.

Подготовка к измерению

Для построения градуировочного графика готовят шкалу стандартов согласно таблице.

Таблица

----+-------------------+-------------------+------------------------------
¦ N ¦    Стандартный    ¦ Дистиллированная  ¦Содержание аморфного диоксида¦
¦п/п¦  раствор N 2, мл  ¦     вода, мл      ¦        кремния, мкг         ¦
+---+-------------------+-------------------+-----------------------------+
¦1  ¦0                  ¦20,0               ¦0                            ¦
¦2  ¦0,1                ¦19,9               ¦2                            ¦
¦3  ¦0,2                ¦19,8               ¦4                            ¦
¦4  ¦0,4                ¦19,6               ¦8                            ¦
¦5  ¦0,6                ¦19,4               ¦12                           ¦
¦6  ¦1,0                ¦19,0               ¦20                           ¦
¦7  ¦1,5                ¦18,5               ¦30                           ¦
----+-------------------+-------------------+------------------------------

В конические колбы вместимостью 50 мл (либо мерные цилиндры с пришлифованными пробками) помещают указанные в таблице объемы стандартного раствора N 2, доводят объем раствора до 20 мл дистиллированной водой, добавляют по 1,5 мл 1 н раствора серной кислоты и по 1 мл 7-процентного раствора молибдата аммония, каждый раз перемешивая, через 5 минут добавляют по 5 мл 5-процентного раствора винной кислоты и по 0,5 мл 1-процентного раствора аскорбиновой кислоты, перемешивают и через 20 минут измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 815 нм относительно раствора холостой пробы.

Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей, на ось абсцисс - соответствующие им содержания диоксида кремния (мкг) в градуировочных растворах.

Проведение измерения

Фильтр с отобранной пробой помещают в стеклоуглеродный тигель, смачивают по 0,5 мл этанола, приливают 5 мл 4-процентного раствора гидроксида натрия и помещают на кипящую водяную баню на 5 - 7 минут. Затем добавляют 10 - 15 мл воды и содержимое тигля фильтруют в мерную колбу вместимостью 50 мл, отжимая поливинилхлоридный фильтр алюминиевой палочкой, фильтр промывают тремя порциями воды по 5 - 6 мл, сливая ее в ту же колбу. Раствор нейтрализуют 5 мл 1 н серной кислоты и по охлаждении доводят объем до метки дистиллированной водой.

В зависимости от содержания диоксида кремния в колбу на 50 мл отбирают соответствующую аликвотную часть пробы (0,5 - 20 мл), доливают до 20 мл дистиллированной водой и дальнейший анализ ведут аналогично разделу "Подготовка к измерению". Оптическую плотность полученных растворов измеряют по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.

Количественное определение содержания диоксида кремния (мкг) проводят по предварительно построенному градуировочному графику.

Расчет концентрации

Процентное содержание аморфного диоксида кремния в пыли (X) вычисляют по формуле:

                                V    x a x 100
                                 общ
                           X = ----------------,
                               V     x p x 1000
                                алик

    где:
    V    - общий объем пробы, мл;
     общ
    V     - объем пробы, взятый для анализа, мл;
     алик
    a - содержание аморфного диоксида кремния в аликвотной части  раствора,
мкг;
    p - вес отобранной пробы, мг.
    Концентрацию пыли в воздухе (C) в мг/куб. м рассчитывают по формуле:

                                   p x 1000
                               C = --------,
                                      V
                                       20

    где V   -  объем   отобранного  воздуха,   приведенный   к  стандартным
         20
условиям, л.

Комментарии
Комментирование через социальные сервисы Facebook и Вконтакте: