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Erprobtes und von den Berufsgenossenschaften anerkanntes, diskontinuierliches Verfahren zur Bestimmung von 1,3-Propansulton in Arbeitsbereichen.

Es sind ortsfeste Probenahmen für Messungen zur Beurteilung von Arbeitsbereichen möglich:

Probenahme mit Pumpe und Absorption in Methylisobutylketon, Gaschromatographie.

Probenahme mit Absorption in Waschflaschen und gaschromatographische Bestimmung

Ausführliche Verfahrensbeschreibung

1 Zusammenfassung

Mit diesem Verfahren wird die über die Probenahmedauer gemittelte Konzentration von 1,3-Propansulton (PS) im Arbeitsbereich ortsfest bestimmt.

Mit Hilfe einer Pumpe wird ein definiertes Luftvolumen durch eine mit Methylisobutylketon beschickte Waschflasche gesaugt. Das in der Luft enthaltene PS wird quantitativ in Methylisobutylketon absorbiert und anschließend mit einem Flammenphotometer-Detektor (FPD) gaschromatographisch bestimmt

Unter den Bedingungen der Praxis beträgt die absolute Nachweisgrenze 3 ng PS bei Verwendung einer Kapillarsäule bzw. 16 ng PS bei einer gepackten Säule. Die relative Nachweisgrenze beträgt 0,25 mg/m³ 0,05 ml/m³(ppm) an PS für 160 l Probeluft.

2 Geräte, Chemikalien und Lösungen

2.1 Geräte

Für die Probenahme und Probenaufbereitung:

Probenahmeeinrichtung siehe Abb. 1 und Abb. 2.

Abb. 1: Probenahmeeinrichtung

Abb. 2: Frittenwaschflasche (Eigenentwicklung)

Für die analytische Bestimmung:

Gaschromatograph: Mit schwefelspezifischem Flammenphotometer-Detektor und Kapillarsäule oder gepackter Trennsäule.

2.2 Chemikalien und Lösungen

3 Probenahme und Probenaufbereitung

Bei der Probenahme wird mit Hilfe einer Pumpe ein Volumenstrom von 40 l/h während 4 Stunden durch die mit 10 ml MIBK beschickte Waschflasche gesaugt. Durch Kühlung mittels eines Kryostaten oder eines Eisbades werden die Verdampfungsverluste der Absorberlösung klein gehalten. Nach Beenden der Probenahme wird die Gewichtsabnahme nach Zurückwiegen der Absorberflasche ermittelt und ausgeglichen Anschließend wird die Absorberlösung gaschromatographisch untersucht.

Um Störungen durch Wandsorption auszuschließen, sind Probenahmeleitungen möglichst zu vermeiden.

4 Gaschromatographische Arbeitsbedingungen

Die in Abschnitt 8 angegebenen Verfahrensgrößen wurden unter folgenden Gerätebedingungen erarbeitet:

Gerätebedingung A:

Gepackte Säule, temperaturprogrammiert

Gerätebedingung B:

Kapillarsäule, temperaturprogrammiert

5 Analytische Bestimmung

Vor Beginn der Messungen muss die Säule konditioniert werden, um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Das geschieht entweder durch einmaliges Einspritzen einer konzentrierten Propansultonlösung, die z.B. 400 ng/µl an PS enthält, oder durch mehrmaliges Injizieren einer verdünnteren Lösung, die z.B. 20 ng/µl an PS enthält. Durch anschließendes Injizieren von reinem MIBK wird sichergestellt, dass keine "Memory-Effekte" auftreten.

Folgende Volumina der Absorptionslösung werden in den Gaschromatographen eingespritzt und die Höhe oder die Fläche des Propansulton-Peaks bestimmt:

Injektionsvolumen für gepackte Säule: 4 µl,

Injektionsvolumen für Kapillarsäule: 1 µl.

Die Retentionszeit von Propansulton beträgt für die in Abschnitt 4 angegebenen Bedingungen bei gepackter Säule ca. 3 min und bei Kapillarsäule ca. 4 min.

6 Kalibrierung

Das Aufstellen der Kalibrierkurve erfolgt nach der Methode des externen Standards. Dazu werden jeweils 4 µl (gepackte Säule) oder 1 µl (Kapillarsäule) der Kalibrierlösungen in den Gaschromatographen injiziert. Die Flächen oder Höhen der Peaks werden gegen entsprechende PS-Massen aufgetragen.

Die Kalibrierlösungen und die Probelösung müssen nacheinander und unter den gleichen Bedingungen analysiert werden.

7 Berechnen des Analysenergebnisses

Mit Hilfe der Kalibrierkurve wird aus der PS-Peakfläche oder Peakhöhe der Probelösung die PS-Masse in der Probe bestimmt. Die Berechnung der PS-Konzentration der Probeluft in mg/m³ erfolgt nach der Formel (1):

(1)

Für die Errechnung der Volumenkonzentration c_Vin ml/m³ aus c_agilt, wenn c_abezogen ist auf 20 °C und 1013 mbar:

Es bedeuten:

8 Beurteilung des Verfahrens

8.1 Präzision

Die relative Standardabweichung des Analysenverfahrens beträgt ±6 % für den Konzentrationsbereich 0,26 bis 0,61 mg/m³(0,05 bis 0,12 ml/m³) für 160 l Probeluft, ermittelt aus 8 Einzelmessungen.

8.2 Nachweisgrenze

Die absolute Nachweisgrenze beträgt bei Verwendung der gepackten Säule 16 ng Propansulton, bei Verwendung der Kapillarsäule 3 ng Propansulton.

Die relative Nachweisgrenze beträgt 0,25 mg/m³ 0,05 ml/m³(ppm) an PS für 160 l Probeluft und 10 ml Absorptionslösung.

Gepackte Säule: 4 µl Injektionsvolumen,

Kapillarsäule: 1 µl Injektionsvolumen.

8.3 Spezifität

Durch die Kombination von gaschromatographischer Trennung mit einem schwefelspezifischen Detektor ist das Verfahren spezifisch. Bei der Bestimmung von PS in Arbeitsbereichen traten keine Störungen oder Querempfindlichkeiten auf.

8.4 Überführungsrate

Die Überführungsrate ist > 90 % [1]. Aus 6 Messungen mit Einsatzmengen von 20 µg PS ergab sich eine mittlere Überführungsrate von 97,6 ±5,3 %. Auch nach mehrmaligem Verdampfen von 20 µg PS konnte in einer weiteren, nachgeschalteten Absorberflasche kein PS nachgewiesen werden. Somit ist eine Waschflasche zur quantitativen Absorption von PS ausreichend.

8.5 Haltbarkeit von PS in mit Wasser gesättigtem MIBK

Da PS in Wasser hydrolysieren kann, wurde die Haltbarkeit von PS in mit Wasser gesättigtem MIBK gaschromatographisch untersucht. Bei Raumtemperatur konnte selbst nach 24 Stunden kein signifikanter Unterschied gegenüber einer frisch angesetzten Lösung festgestellt werden.

9 Hersteller

10 Literatur

[1] Oldeweme, J.: Dissertation, Universität Dortmund 1985, Fachbereich Chemie (Arbeitsgruppe Professor Dr. Klockow).

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1 Polytetrafluorethylen

ENDE