СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ АНИЛИНА И НИТРОБЕНЗОЛА В ВОЗДУХЕ Российский патент 2004 года по МПК G01N30/02 

Изобретение относится к методам исследования в гигиене, а именно к способу определения токсичности азотсодержащих органических вредных веществ в воздухе и оценке риска заболеваемости рабочих промышленных предприятий. Оно может быть использовано для проведения санитарно-гигиенических лабораторных исследований (СГЛИ) воздуха рабочей зоны (ВРЗ) рабочих по производству анилина и анилиновых красителей, в том числе при аттестации рабочих мест согласно Руководству Р 2.2.755-99 “Гигиенические критерии оценки и классификации условий труда по показателям вредности о опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса”.

Известен способ определения нитробензола или анилина в воздухе, включающий подготовку пробы, детектирование нитробензола или анилина пьезоэлектрическим кварцевым сенсором, предварительно модифицированным активным сорбентом, в качестве которого используют нитроцеллюлозу или полистирол, полиол и его эфиры, оксиды триалкиламинов или фосфинов в количестве 8-16 мкг при расходе воздуха 25-75 см³/мин с последующим определением токсичности по отношению максимально разовой концентрации к предельно допустимой [Пат. 2155333 Россия, Югославия, МПК 7 G 01 N 30/00, 31/00; Пат. 2170416 Россия, G 01 N 5/02 от 16.06.99].

Недостатком способа является невозможность оценки риска заболеваемости при совместном токсическом действии дозы анилина и нитробензола на рабочего ингаляционным путем, так как пьезо-масс-метрические сенсорные устройства обладают недостаточной избирательностью и низким временем работы полимерного покрытия в режиме сорбция-десорбция для диапазона концентраций нескольких ПДК в течение времени определения среднесменной концентрации. Используемый пьезокварцевый резонатор АТ-среза с серебряными электродами и рабочей частотой 8 МГц покрывается чаще всего пленкой из неподвижных газохроматографических фаз полимерной природы, которые предназначены для разделения, а не связывания анилина и нитробензола, поэтому реагируют на большинство низкомолекулярных загрязнений воздушной среды. После первичной сорбции анилина и нитробензола степень селективности модификаторов нивелируется и практически равна нулю. При работе пьезокварцевого резонатора в режиме десорбции путем нагревания нитробензол подвергается реакции диспропорционирования с образованием полинитросоединений и разрушением модификатора поверхностного слоя.

Освобождение поверхности химического сенсора от поглощенной дозы анилина путем нагрева на воздухе приводит к образованию продуктов окисления и поликонденсации, которые изменяют сорбционные свойства модификатора. Поглощение паров анилина или нитробензола чувствительным покрытием пьезокварцевого резонатора приводит к увеличению массы рецепторного слоя, которое обуславливает падение аналитического сигнала - рабочей частоты колебания резонатора, который зависит от резонансной частоты и площади покрытия. Поэтому линейный диапазон измерения концентраций анилина и нитробензола в воздухе невелик и не позволяет определять концентрации, значительно превышающие допустимые в момент загрузки нитробензола в качестве сырья и выгрузки анилина, как готового продукта. Способ определения анилина и нитробензола при помощи химических сенсоров не позволяет определять токсичность (дозу) вредных веществ в течение всей смены, а следовательно, оценивать риск заболеваемости работников анилиновых производств по результатам аттестации рабочих мест.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ совместного определения токсичности суммы и индивидуальных полярных малолетучих органических соединений в воздухе, основанный на том, что пробу воздуха обрабатывают летучим органическим растворителем для извлечения суммы полярных малолетучих органических соединений, наносят подготовленную пробу на твердый сорбент, который находится в хроматографической колонке первого хроматографа, снабженного детектором по теплопроводности, высушивают пробу путем пропускания инертного газа при температуре 30-60° С до полного выхода летучего органического растворителя, вводят модельную смесь гексана и бензола, измеряют время удерживания бензола относительно гексана и воздуха при температуре термостата 30° С, определяют объем удерживания бензола по отношению к гексану и воздуху при заданной скорости газа-носителя от 5 до 40 мл/мин, а затем подвергают пробу хроматодистилляции, для чего поднимают температуру в термостате первого хроматографа до температуры кипения низкокипящего компонента и идентифицируют полярное малолетучее органическое соединение по отношению объемов удерживания бензола относительно гексана и воздуха, а концентрацию полярного малолетучего органического соединения определяют по зависимости объема удерживания бензола относительно гексана от его массы. Токсичность при совместном присутствии в воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией действия, определяют по сумме отношений обнаруженных концентраций каждого из них к величине его ПДК [Патент РФ №2165618 от 20.04.01].

Для совместного определения токсичности анилина и нитробензола в воздухе способ требует проведения трудоемких токсикологических исследований по установлению коэффициентов совместного действия этих вредных веществ, так как для воздуха, содержащего те или иные концентрации анилина и нитробензола, не установлено, каким эффектом (неполной суммации, потенцирования, антагонизма) обладают паровоздушные смеси. Количественный анализ суммы полярных малолетучих органических соединений осуществляют по величине объема удерживания бензола относительно гексана и градуировочной кривой, представляющей зависимость объема удерживания бензола относительно гексана от суммарной массы нитробензола и анилина и массового содержания анилина в пробе из двух компонентов.

Построение такой градуировочной зависимости для многокомпонентной смеси при неизвестном составе мешающих примесей требует проведения трудоемкого разведочного анализа методом хромато-масс-спектрометрии для установления качественного состава присутствующих в воздухе компонентов. Кроме того, определение характера взаимодействия в паровой фазе нитробензола, анилина и присутствующих примесей (идеальное, положительное или отрицательное отклонение от закона Рауля) достаточно трудоемко и не позволяет определить величины поправочных коэффициентов при градуировке хроматографа. Поскольку токсичность производственной среды количественно может быть определена при одновременном присутствии в объекте исследования нескольких вредных веществ однонаправленного действия лишь при их известном эффекте биологического воздействия (суммации, потенцирования, антагонизма) или разнонаправленного действия при известном характере специфических эффектов, то для паровоздушной смеси анилин-нитробензол механизм вредного действия не известен, поэтому необходимо для определения их совместной токсичности проведение трудоемких токсикологических исследований.

Задачей изобретения является разработка способа совместного определения токсичности анилина и нитробензола в воздухе рабочей зоны (ВРЗ), позволяющего увеличить достоверность оценки риска заболеваемости при ингаляционном воздействии этих веществ, а также упростить способ.

Поставленная задача решается тем, что отбирают среднесменную пробу воздуха на аттестуемом рабочем месте, где пребывание рабочего составляет не менее 80% рабочего времени, на установке по производству анилина гидрированием нитробензола на смешанных катализаторах. Для этого пропускают воздух через два параллельных поглотительных прибора с впаянной стеклянной пористой пластинкой, в которых размещают по 50,00 см³ пентадекана с объемной скоростью, позволяющей без проскока сорбировать нитробензол и анилин в диапазоне концентраций до 100 ПДК и отличающейся в линиях отбора не менее чем на 50%, в течение всего времени рабочей смены. После отбора пробы воздуха переносят поглотительную жидкость в приемник распыляющего устройства, соединенного с началом хроматографической колонки, подают пневматическим распылителем с импактером жидкокапельный аэрозоль размером не более 5 мкм в хроматографическую колонку, размещенную в термостате хроматографа. На испытуемую пробу в хроматографической колонке воздействуют модельной смесью бензола и гексана с воздухом при температуре, соответствующей параметрам микроклимата рабочего места. Воздействие на хроматографическую систему модельной смеси проводят при скорости гелия, инертного по отношению к анилину и нитробензолу газа-носителя, до 5 см³/мин. Одновременно осуществляют холостой опыт, где используют чистый пентадекан.

После чего определяют разность хроматографических параметров удерживания бензола относительно гексана и воздуха в пробах ВРЗ, которые содержат различные среднесменные дозы вредных веществ, и холостом опыте по пентадекану. По величине объема удерживания бензола относительно гексана в пробе ВРЗ со среднесменной концентрацией определяют величину среднесменной дозы анилина и нитробензола, полученной рабочим ингаляционным путем, а по соотношению между дозой вредных веществ, выраженной в единой шкале межмолекулярных взаимодействий по бензолу, и гигиеническим нормативом определяют токсичность анилина и нитробензола.

Способ осуществляется следующим образом.

Две параллельные пробы воздуха рабочей зоны пропускают при помощи аспирационного устройства через два параллельных поглотительных прибора с впаянной стеклянной пористой пластинкой, в которых размещают одинаковые объемы пентадекана, который имеет физико-химические свойства (вязкость, поверхностное натяжение, температуры плавления и кипения, плотность), оптимальные для извлечения нитробензола и анилина из воздуха. Поглотительные приборы герметизируют после отбора проб заглушками. Объемную скорость пропускания и время отбора пробы устанавливали, исходя из необходимости контроля среднесменной концентрации в течение всей смены, причем различия в объемах параллельных проб должны составлять не менее 50%. Затем переносят поглотительную жидкость в приемник распылителя, снабженного импактером для сепарации капель аэрозоля пробы. Распылитель сочленен с термостатируемой хроматографической колонкой, которая на выходе перед детектором снабжена фильтрующим устройством. В нижней части фильтра хроматографическая колонка имеет патрубок, через который осажденный пентадекан подается в емкость для распыления. Пропускают гелий с заданной скоростью до 5 см³/мин в газовые линии хроматографа, который снабжен детектором по теплопроводности. Вводят при помощи шприца в зависимости от чувствительности детектора необходимое количество смеси гексан-бензол с воздухом в равном соотношении. На полученной хроматограмме определяют время удерживания бензола по отношению к гексану или воздуху на диспергированной аналитической пробе с неизвестным содержанием анилина и нитробензола в ВРЗ, измеряя расстояние между пиком гексана (воздуха) и максимумом концентрации бензола. Рассчитывают удерживаемые объемы бензола по отношению к гексану или воздуху по формуле:

где l - расстояние между пиком воздуха или гексана и максимумом концентрации бензола, мм;

F_о - объемный расход гелия, см³/с;

ν - скорость движения диаграммной ленты, мм/с;

j - поправка на сжимаемость.

Представленная совокупность заявленных признаков обеспечивает решение задачи изобретения:

- отбор пробы пропусканием ВРЗ через два параллельных поглотительных прибора с впаянной стеклянной пористой пластинкой, в которых размещают по 50,00 см³ пентадекана с объемной скоростью, отличающейся в линиях отбора не менее чем на 50%, в течение всего времени рабочей смены, позволяет провести количественное индивидуальное определение содержания анилина и нитробензола без построения градуировочной зависимости по отдельным компонентам;

- введение диспергированной пробы в виде жидкокапельного аэрозоля с размером частиц не более 5 мкм в хроматографическую колонку, размещенную в термостате хроматографа, и проведение определения токсичности при температуре отбора воздуха предотвращает разложение анализируемых веществ, а также обеспечивает достоверность определения токсичности загрязнений вследствие устранения межфазной адсорбции на поверхности твердого сорбента;

- нахождение разности хроматографических параметров удерживания бензола относительно гексана и воздуха в пробах с учетом холостого опыта по пентадекану позволяет определить индивидуальные дозы анилина и нитробензола в ВРЗ, поступающие в организм ингаляционным путем, так как эта разность количественно оценивает величину межмолекулярных взаимодействий анилина и нитробензола с организмом и позволяет определить токсичность паровоздушной смеси анилина и нитробензола при совместном присутствии (класс условий труда) по соотношению между суммарной дозой анилина и нитробензола в воздухе и гигиеническим нормативом.

Таким образом, в результате полного извлечения анилина и нитробензола из воздуха в виде диспергированной жидкой фазы при помощи двух параллельных поглотительных приборов с впаянной стеклянной пористой пластинкой, содержащих равные объемы пентадекана с объемной скоростью, отличающейся друг от друга не менее 50%, в течение всего времени отбора, диспергирования анализируемой пробы до размеров частиц не более 5 мкм в начало хроматографической колонки при помощи пневматического распылителя, размещенных в термостате хроматографа, введения в колонку микроколичеств смеси бензола и гексана с воздухом при скорости гелия до 5 см³/мин, определения разности хроматографических параметров удерживания бензола относительно гексана и воздуха в пробах, которые содержат различные дозы вредных веществ с учетом холостого опыта, можно совместно определить токсичность (класс условий труда) по соотношению между суммарной дозой анилина и нитробензола в ВРЗ и гигиеническим нормативом.

Предложенный способ совместного определения токсичности анилина и нитробензола в ВРЗ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для определения среднесменной концентрации анилина и нитробензола в ВРЗ отбирают пробы анализируемого воздуха согласно Приложению 9 Руководства Р 2.2.755-99. Загрязненный воздух пропускают через два параллельных поглотительных прибора с впаянной стеклянной пористой пластинкой, содержащих 50,00 см³ пентадекана в течение 8-часовой рабочей смены, необходимой для отбора среднесменной концентрации анилина и нитробензола и расчета индивидуальной экспозиции, выявляющей связь изменения состояния здоровья рабочих с их профессиональной деятельностью. Отбор осуществляют у аппарата для гидрирования нитробензола в период загрузки, так как в этот период выделяется максимальное количество вредных веществ, при помощи двухканального пробоотборника АПП-7-2.

При этом скорость отбора пробы воздуха для первого поглотителя составляла 100 дм³/мин, а для второго поглотителя - 50 дм³/мин. Поглотительные приборы герметизируют после отбора проб заглушками. Размещают поглотительную жидкость в приемник распыляющего устройства. Распыляющее устройство крепится на переднем торце хроматографической колонки, прижим распылителя к колонке осуществляют с помощью крепежного кольца с прорезями для замка типа “Байонет”, при этом герметичность соединения обеспечивается уплотнительным кольцом. Подают пневматическим распылителем в начало хроматографической колонки жидкокапельный аэрозоль с размерами частиц не более 5 мкм, что обеспечивается установкой перед диспергирующим капилляром импактера, выполненного из титана. Распылитель сочленен с термостатируемой хроматографической колонкой, которая на выходе перед детектором снабжена фильтрующим устройством. Герметичность соединения фильтра с хроматографической колонкой обеспечивается фторопластовым кольцом, при помощи которого через патрубок осажденный поглотитель стекает обратно в емкость для распыления. В термостате хроматографа ЛХМ поддерживается температура 25° С, которая отвечает параметрам микроклимата данного рабочего места. Вводят шприцом в зависимости от чувствительности катарометра 1-10 мкл смеси гексан-бензол с воздухом в равном соотношении.

Скорость гелия (инертного по отношению к анилину и нитробензолу) составляла до 5 см³/мин. Одновременно осуществляют холостой опыт, где используют чистый пентадекан. На полученной хроматограмме измеряют расстояния между пиком гексана (воздуха) и максимумом концентрации бензола на диспергированной пробе анилина и нитробензола из первого и второго поглотителя. После чего определяют объемы удерживания бензола относительно гексана и воздуха по формуле 1.

Объем удерживания бензола относительно гексана при определении совместного содержания анилина и нитробензола в ВРЗ для первой пробы составил 649,6 мл, а объем удерживания бензола относительно воздуха для второй пробы составил 366,3 мл. Содержание анилина и нитробензола определяют в пробе анализируемого ВРЗ решением системы двух уравнений.

Удельный объем удерживания бензола в нитробензоле и анилине относительно воздуха Vkg(б/в)

определяли методом обращенной газовой хроматографии в условиях диспергирования жидкой фазы, в качестве которой использовали разбавленные растворы нитробензола и анилина в пентадекане. Растворы готовили внесением навески анилина (по ГОСТ 5819-70 марки ч.д.а., содержание нитробензола меньше 0,000001%) и нитробензола (по ГОСТ 5846-51 марки ч.д.а., а проба на отсутствие анилина положительная) в синтетический пентадекан (марки х.ч., по МРТУ 6-09-4664-67). Vkg(б/в) составил для нитробензола и анилина 0,8465 мл/мг и 0,7032 мл/мг, соответственно, а удельный объем удерживания бензола в нитробензоле и анилине относительно гексана Vkg(б/в) - 0,7504 и 0,6603 мл/мг.

где х - содержание (масса) анилина (Ан) в пробе, мг;

y - содержание (масса) нитробензола (Нб) в пробе, мг;

V_gАн(б/г) - удельный объем удерживания бензола относительно гексана в Ан, мл/мг;

V_gНб(б/г) - удельный объем удерживания бензола относительно гексана в Нб, мл/мг;

V_gАн(б/в) - удельный объем удерживания бензола относительно воздуха в Ан, мл/мг;

V_gнб(б/в)- удельный объем удерживания бензола относительно воздуха в Нб, мл/мг.

Значения удельных удерживаемых объемов бензола относительно гексана и воздуха в анилине и в нитробензоле в диапазоне температур процессов жизнедеятельности человека определены предварительно путем диспергирования разбавленных растворов нитробензола и анилина в хроматографическую колонку методом ГЖХ.

Подставляя полученные экспериментальные данные, имеем систему двух уравнений:

0,660· x+0,750· y=649,6

0,703· x/2+0,846· y/2=366,3

Решая систему, получаем, что содержание анилина и нитробензола в пробе среднесуточной концентрации на аттестуемом рабочем месте при загрузке нитробензола в реактор равно - 1,58 мг и 864 мг. Тогда среднесменную концентрацию анилина или нитробензола в ВРЗ можно рассчитать по формуле:

где m_(x) - масса индивидуального компонента, найденная в анализируемой пробе, мг;

V - объем воздуха рабочей зоны, пропущенный через поглотительный прибор, приведенный к стандартным условиям, м³, согласно приложению 2 МУК 4.1.498-96 “Измерение концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны”.

Среднесменные концентрации анилина и нитробензола на аттестуемом рабочем месте равны 0,033± 0,006 мг/м³ и 18,0± 4,0 мг/м³. Расчет среднесменной дозы анилина и нитробензола, полученной рабочим ингаляционным путем, осуществляют по формуле:

D_cc=C_cc·V₁, (5)

где D_сс - среднесменная доза вредного вещества, мл;

С_сс - среднесменная концентрация вредных веществ 13,5± 3,4 мл/м³;

V₁ - объем легочной вентиляции за смену, 12 м³;

Среднесменная доза анилина и нитробензола при загрузке сырья составила 162± 40 мл в единой шкале межмолекулярных взаимодействий по бензолу.

По величине отношения среднесменной концентрации анилина и нитробензола к предельно допустимой концентрации токсикантов судят о классе условий труда в зависимости от содержания в ВРЗ вредных веществ химической природы на аттестуемом рабочем месте (химический фактор). На рабочем месте при загрузке нитробензола содержание анилина составляет 0,33 ПДК, что отвечает допустимому классу условий труда, а превышение концентрации нитробензола составляет 6 ПДК, что соответствует классу вредных условий труда 3,2. Совместную токсичность анилина и нитробензола в воздухе определяли по соотношению между дозой вредных веществ, выраженной в единой шкале межмолекулярных взаимодействий по бензолу, и гигиеническим нормативом по веществу, которое имеет наиболее высокий класс и степень вредности. Гигиенический норматив в единой шкале межмолекулярных взаимодействий равен для анилина 6,603 ppm и для нитробензола 225,1 ppm, а токсичность определяется из выражения: D_сс⇔_{225,1 ppm · на объем легочной вентиляции за смену. Для рабочего места при загрузке нитробензола среднесменная доза вредных веществ (токсичность) составляет 162± 40 мл по сравнению с гигиенической нормой 27,0 мл.}

Превышение гигиенической нормы в течение смены составило 5 раз, что характеризует риск заболеваемости рабочего при загрузке нитробензола.

Пример 2. Для определения среднесменной концентрации анилина и нитробензола в ВРЗ осуществляют отбор проб у аппарата для гидрирования нитробензола в период выгрузки готового продукта, так как в этот период наблюдается максимальный подъем концентрации вредных веществ. Для этого загрязненный воздух отбирали аналогично примеру 1, в течение 8-часовой рабочей смены, необходимой для отбора среднесменной концентрации анилина и нитробензола и расчета индивидуальной экспозиции, выявляющей связь изменения состояния здоровья рабочих с их профессиональной деятельностью. Скорость отбора пробы воздуха при помощи двухканального пробоотборника АПП-7-2 для первого поглотителя составляла 100 дм³/мин, а для второго поглотителя - 50 дм³/мин. Поглотители герметизируют после отбора проб заглушками. Переносят пробы на основе пентадекана в приемник распыляющего устройства, размещенного в термостате хроматографа ЛХМ, поддерживающего температуру 25° С. Вводят шприцом смесь углеводородов с воздухом в количестве, позволяющем получить необходимый аналитический сигнал в зависимости от чувствительности катарометра.

Параметры газа-носителя аналогичны соответствующим показателям в примере 1. В холостом опыте используют чистый пентадекан. На полученной хроматограмме измеряют расстояния между пиком гексана (воздуха) и максимумом концентрации бензола на диспергированной пробе раствора анилина и нитробензола в пентадекане для первого и второго поглотителя. После чего определяют объемы удерживания бензола относительно гексана и воздуха так же, как и в примере 1.

На аттестуемом рабочем месте объем удерживания бензола относительно гексана при определении совместного содержания анилина и нитробензола в ВРЗ для первой пробы составил 69,84 мл, а объем удерживания бензола относительно воздуха для второй пробы составил 38,9 мл. Содержание анилина и нитробензола определяют в пробе анализируемого ВРЗ решением системы двух уравнений 2 и 3.

Подставляя полученные экспериментальные данные, имеем систему двух уравнений:

0,660· х+0,750· y=69,8

0,703· х/2+0,846· y/2=38,9

Решая систему, получим, что содержание анилина и нитробензола в пробе среднесуточной концентрации на аттестуемом рабочем месте при выгрузке анилина из реактора равно - 24,05 мг и 71,95 мг. Среднесменные концентрации анилина и нитробензола в ВРЗ, рассчитанные по формуле 4, на аттестуемом рабочем месте равны 0,50± 0,12 мг/м³ и 1,50± 0,37 мг/м³. Расчет среднесменной дозы анилина и нитробензола, полученной рабочим ингаляционным путем, осуществляли по формуле 5.

На аттестуемом рабочем месте при выгрузке анилина величина отношения среднесменной концентрации анилина и нитробензола к предельно допустимой концентрации токсикантов определяет класс условий труда. На рабочем месте при выгрузке превышение концентрации анилина составляет 5 ПДК, что отвечает классу вредных условий труда 3,2, а содержание нитробензола составляет 0,5 ПДК, что соответствует допустимому классу условий труда. Токсичность определяли по соотношению между дозой вредных веществ, выраженной в единой шкале межмолекулярных взаимодействий по бензолу, и гигиеническим нормативом по анилину, имеющему наиболее высокий класс и степень вредности. Для рабочего места при выгрузке анилина среднесменная доза вредных веществ составляет 17,46± 4,30 мл по сравнению с гигиенической нормой 0,79 мл.

Превышение гигиенической нормы в течение смены составило 21 раз, что характеризует риск заболеваемости рабочего при выгрузке анилина.

Пример 3.

Для сравнительной характеристики способа совместного определения токсичности анилина и нитробензола в воздухе получали бинарную градуировочную смесь нитробензола и анилина с концентрацией 3,20± 0,06 мг/м³ и 1,54± 0,03 мг/м³ газодинамическим способом по авторскому свидетельству СССР №336563 и пропускали ее через два параллельных поглотителя с пентадеканом в течение 8 часов. Скорость пропускания паровоздушной смеси для первого поглотителя составляла 100 дм³/мин, а для второго поглотителя - 50 дм³/мин. Переносят пробы в приемник диспергирующего устройства в термостате хроматографа ЛХМ, поддерживающем температуру 25° С. Вводят шприцом модельную смесь углеводородов в количестве, позволяющем получить необходимый аналитический сигнал в зависимости от чувствительности катарометра.

Параметры газа-носителя и газов детектора аналогичны соответствующим показателям в примере 1. В холостом опыте используют чистый пентадекан. На полученной хроматограмме измеряют расстояния между пиком гексана (воздуха) и максимумом концентрации бензола на нанесенной аналитической пробе концентрата анилина и нитробензола в первом и втором поглотителе. После чего определяют объемы удерживания бензола относительно гексана и так же, как и в примере 1. Для аттестуемой паровоздушной смеси объем удерживания бензола относительно гексана при определении совместного содержания анилина и нитробензола для первой пробы составил 164,0 мл, а объем удерживания бензола относительно воздуха для второй пробы составил 216,1 мл. Содержание анилина и нитробензола определяют в пробе анализируемой паровоздушной смеси решением системы двух уравнений 2 и 3. Подставляя полученные экспериментальные данные, имеем систему двух уравнений:

0,660· х+0,750· y=164,0;

0,703· х/2+0,846· y/2=216,1

Решая систему с учетом объема пропущенной паровоздушной смеси, получим, что среднесменные концентрации нитробензола и анилина, рассчитанные по формуле 4, равны 3,26± 0,13 мг/м³ и 1,57± 0,09 мг/м³, соответственно.

Класс вредности условий труда определяли по величине отношения среднесменной концентрации паровоздушной смеси нитробензола и анилина предельно допустимой концентрации токсикантов. Для нитробензола в аттестуемой паровоздушной смеси это отношение составляет 1,09 ПДК, а отношение концентрации к ПДК для анилина составляет 15,7 ПДК, что соответствует по токсичности классу 3,4. Токсичность определяли по соотношению между дозой вредных веществ, выраженной в единой шкале межмолекулярных взаимодействий по бензолу и гигиеническим нормативом по анилину, имеющему наибольшую степень вредности. Среднесменная доза нитробензола и анилина составляет 3,42± 0,17 мл по сравнению с гигиенической нормой 0,79 мл. Токсичность, выраженная отношением среднесменной дозы к гигиенической норме, равна 4,33.

Токсичность по прототипу определяли путем контроля суммарной концентрации нитробензола и анилина в аттестованной паровоздушной смеси с периодическим отбором пробы при расходе паровоздушной смеси 25-75 см³/мин согласно патенту РФ №2165618. Контроль паровоздушной смеси осуществляли в течение 8 часов через 15 мин и определяли среднесменную концентрацию согласно п.4. Р 2.2.755-99. Среднесменные концентрации нитробензола и анилина в паровоздушной смеси, определенные по прототипу, равны 3,71± 0,16 мг/м³ и 0,53± 0,14 мг/м³, соответственно.

Класс вредности условий труда определяли аналогично по отношению среднесменной концентрации паровоздушной смеси нитробензола и анилина к предельно допустимой концентрации токсикантов. Для прототипа по нитробензолу в аттестуемой паровоздушной смеси отношение составляет 1,23 ПДК, а отношение концентрации к ПДК для анилина составляет 5,3 ПДК, что соответствует по токсичности классу 3,2. Токсичность определяли по соотношению между дозой вредных веществ, выраженной в единой шкале межмолекулярных взаимодействий по бензолу, и гигиеническим нормативом по анилину, имеющему наибольшую степень вредности. Среднесменная доза нитробензола и анилина составляет 2,85± 0,7 мл по сравнению с гигиенической нормой 0,79 мл. Токсичность, выраженная отношением среднесменной дозы к гигиенической норме, равна 3,61.

Приведенные показатели по прототипу и заявленному способу см. в таблице.

Как следует из данных примера 3, по предлагаемому способу совместного определения токсичности анилина и нитробензола в воздухе отношения концентрации анилина к ПДК, показатель токсичности равен 4,33 (класс опасности 3,4), а по прототипу 3,61 (класс опасности 3,2). Предлагаемый способ позволяет более достоверно определить класс условий труда в зависимости от содержания в воздухе рабочей зоны вредных веществ химической природы (превышение ПДК раз), а следовательно, более правильно оценить риск заболеваемости рабочего при контакте с анилином и нитробензолом согласно Р 2.2.755-99.

Таким образом, в результате отбора проб анилина и нитробензола из воздуха рабочей зоны, отличающихся по количеству вредных веществ не менее 50%, диспергирования анализируемых проб до размеров частиц не более 5 мкм в начало хроматографической колонки при помощи пневматического распылителя, размещенных в термостате хроматографа, введения в колонку микроколичеств смеси бензола и гексана с воздухом при скорости гелия до 5 см³/мин, определения разности хроматографических параметров удерживания бензола относительно гексана и воздуха в пробах, которые содержат различные дозы вредных веществ с учетом холостого опыта, можно совместно определить токсичность по соотношению между суммарной дозой анилина и нитробензола в ВРЗ и гигиеническим нормативом.

Положительный эффект от предложенного способа совместного определения токсичности анилина и нитробензола в воздухе заключается в увеличении достоверности определения токсичности в 2,9 раз по анилину, правильном выборе класса опасности 3.4 по заявленному способу вместо более низкого класса опасности, следовательно, более правильной оценке риска заболеваемости работников промышленных предприятий.

Использование: изобретение относится к методам исследования в гигиене труда, в частности к санитарно-гигиеническим лабораторным исследованиям условий труда по показателям вредности и опасности химического фактора производственной среды. Сущность: осуществляют отбор проб анилина и нитробензола из воздуха, отличающихся по массе не менее 50%. Диспергируют анализируемые пробы до размеров частиц не более 5 мкм в начало хроматографической колонки при помощи пневматического распылителя. Вводят в колонку, размещенную в термостате, микроколичества смеси бензола и гексана с воздухом при скорости гелия до 5 см³/мин. Определяют разности хроматографических параметров удерживания бензола относительно гексана и воздуха в пробах. Оценивают совместно токсичность анилина и нитробензола по соотношению между суммарной дозой анилина и нитробензола в воздухе и гигиеническим нормативом. Технический результат изобретения заключается в разработке способа совместного определения токсичности анилина и нитробензола в воздухе рабочей зоны, а также в повышении достоверности оценки токсичности. 1 табл.

Способ совместного определения токсичности анилина и нитробензола в воздухе, включающий отбор проб, определение содержания вредных веществ и оценку их токсичности, отличающийся тем, что пропускают воздух через два параллельных поглотительных прибора с впаянной стеклянной пористой пластинкой, содержащих по 50,00 см³ пентадекана, с объемной скоростью, отличающейся друг от друга не менее 50%, в течение всего времени отбора, переносят поглотительную жидкость в приемник распыляющего устройства, соединенного с началом хроматографической колонки, подают пневматическим распылителем жидкокапельный аэрозоль с размером частиц не более 5 мкм в хроматографическую колонку, размещенную в термостате хроматографа, воздействуют на хроматографическую систему модельной смесью бензола и гексана с воздухом при температуре, соответствующей параметрам микроклимата, и скорости гелия до 5 см³/мин, определяют разность хроматографических параметров удерживания бензола относительно гексана и воздуха в пробах, которые содержат различные дозы вредных веществ с учетом холостого опыта, определяют индивидуальные дозы анилина, нитробензола в воздухе, поступающие в организм ингаляционным путем, и оценивают токсичность по соотношению между суммарной дозой анилина и нитробензола в воздухе и гигиеническим нормативом.