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Zur aktuellen Fassung

Erprobtes und von den Berufsgenossenschaften anerkanntes, diskontinuierliches Verfahren zur Bestimmung von 1,2-Dichlorethan in Arbeitsbereichen.

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

Probenahme mit Pumpe und Adsorption an Aktivkohle,
Dampfraumgaschromatographie nach Desorption

"1,2-DICHLORETHAN - 1 - DRGC".

Probenahme mit Pumpe und Adsorption an Aktivkohle, Dampfraumgaschromatographie nach Desorption

Kurzfassung

Mit diesem Verfahren wird die über die Probenahmedauer gemittelte Konzentration von 1,2-Dichlorethan im Arbeitsbereich personenbezogen oder ortsfest bestimmt.

Ausführliche Verfahrensbeschreibung

1 Geräte, Chemikalien und Lösungen

1.1 Geräte

Für die Probenahme und Probenaufbereitung:

• Pumpe mit Gasmengenzähler oder Volumenstromanzeiger (z.B. Compur 4903 oder Du Pont Modell S 30),
• Gassammelgefäß (Gasmaus, die einige PTFE ¹-Schlauchstückchen enthält) ca. 300 ml mit PTFE-Spindelhähnen und seitlichem Stutzen,
• 20 ml-Injektionsflaschen mit PTFE-kaschiertem Septum und Aluminium-Verschlusskappe,
• Vorrichtung zum Verschließen der Injektionsflaschen,
• Adsorptionsröhrchen mit Aktivkohle (standardisiert, bestehend aus zwei durch poröses Polymermaterial getrennten Aktivkohlezonen von ca. 100 mg und 50 mg),
• Verschlusskappen für die geöffneten Aktivkohleröhrchen.

Für die analytische Bestimmung:

• Dampfraumgaschromatograph mit FID und Probenthermostat mit "constant mode"-Thermostatisierung, automatischer Dosierung aus dem Dampfraum und Rückspüleinrichtung (back flush), z.B. Sigma 2000 mit HS 100 von Perkin Elmer,
• Linienschreiber und/oder Labordatensystem, z.B. Labordatensystem 3350 a von Hewlett-Packard,
• Mikroliterspritzen, gasdicht, z.B. Hamilton 1001 LTN, 1750 N und 1725 N.

1.2 Chemikalien und Lösungen

1,2-Dichlorethan, p.a.,
N,N-Dimethylacetamid, p.a.,
1,4-Dioxan, p.a. (interner Standard),
Vollentsalztes Wasser,

Desorptionslösung:

Gemisch Dimethylacetamid-Wasser 3:1.

250 ml Wasser werden in einem 1 l-Meßkolben vorgelegt, mit Dimethylacetamid bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt.

Dioxan-Stammlösung:

Lösung von 1000 mg 1,4-Dioxan in 100 ml Desorptionslösung.

In einem 25 ml-Messkolben werden 5 ml Desorptionslösung vorgelegt und etwa 250 mg 1,4-Dioxan, auf 0,1 mg genau gewogen, dazugegeben. Anschließend wird der Messkolben mit Desorptionslösung bis zur Marke aufgefüllt.

Dioxan-Standardlösung:

Lösung von 5 mg 1,4-Dioxan in 100 ml Desorptionslösung.

500 µl der Stammlösung werden in einem 100 ml-Messkolben mit Desorptionslösung bis zur Marke aufgefüllt.

Dichlorethan-Dioxan-Stammlösung:

Lösung von 100 mg Dichlorethan und 200 mg Dioxan in 100 ml Desorptionslösung.

In einem 25 ml-Messkolben werden 5 ml Desorptionslösung vorgelegt und etwa 25 mg Dichlorethan und etwa 50 mg Dioxan auf 0,1 mg genau eingewogen. Anschließend wird der Messkolben mit Desorptionslösung zur Marke aufgefüllt.

Dichlorethan-Dioxan-Kalibrierlösung:

Lösung von 2 mg Dichlorethan und 4 mg Dioxan in 100 ml Desorptionslösung.

1 ml der Stammlösung wird in einem 50 ml-Messkolben mit Desorptionslösung bis zur Marke aufgefüllt.

Dichlorethan-Kalibriergas:

Gasmischung mit 40 bis 45 µg Dichlorethan in 1 ml Gas (bei 100 kPa).

In eine evakuierte 300 ml-Gasmaus werden mit einer Mikroliterspritze 20 µl Dichlorethan flüssig über den seitlichen Stutzen eindosiert. Anschließend erfolgt ein Druckausgleich mit Stickstoff bis zu einem Gesamtdruck von etwa 200 kPa (Überdruck ca. 100 kPa).

Die Gasphase wird mit den in der Gasmaus befindlichen PTFE-Schlauchstückchen durchgemischt.

Gase zum Betrieb des Gaschromatographen:

Stickstoff,

Wasserstoff,

synthetische Luft.

2 Probenahme und Probenaufbereitung

Ein Aktivkohleröhrchen wird geöffnet und mit einer Pumpe verbunden. Pumpe und Röhrchen werden von einer Person während der Arbeitszeit getragen oder ortsfest verwendet.

Der Volumenstrom kann zwischen 1,2 l/h und 4 l/h variiert werden. Das Probeluftvolumen soll 10 l nicht übersteigen.

Der Inhalt des beladenen Aktivkohleröhrchens wird (getrennt in Mess- und Sicherheitszone) in je eine 20 ml-Injektionsflasche gegeben und 1 ml Dioxan-Standardlösung zugesetzt. Danach wird die Injektionsflasche mit Septum und Aluminiumkappe dicht verschlossen.

3 Gaschromatographische Arbeitsbedingungen

Die in Abschnitt 6 angegebenen Verfahrenskenngrößen wurden unter folgenden Gerätebedingungen erarbeitet:

4 Analytische Bestimmung

Um sicherzustellen, dass die verwendete Desorptionslösung, das 1,4-Dioxan und die Aktivkohle keine störenden Verunreinigungen enthalten, wird ein Gaschromatogramm mit der Füllung eines unbeladenen Aktivkohleröhrchens mit 1 ml Dioxan-Standardlösung, wie nachfolgend für die analytische Bestimmung beschrieben, erstellt.

Die mit der beaufschlagten Aktivkohle und 1 ml Dioxan-Standardlösung beschickte und dicht verschlossene Injektionsflasche wird im Probenthermostat 30 Minuten bei 70 °C thermostatisiert. Anschließend wird automatisch aus dem Dampfraum dosiert und ein Gaschromatogramm angefertigt (Arbeitsbedingungen siehe Abschn. 3).

Die quantitative Auswertung erfolgt nach der Methode des internen Standards über die Peakflächen.

5 Auswertung

5.1 Kalibrierung

Für die Quantifizierung und Verfahrensbeurteilung werden zwei Kalibrierfaktoren bestimmt.

5.1.1 Durchführung

Mit Hilfe der Dichlorethan- und Dioxan-Peakflächen wird der Kalibrierfaktor f_k nach der Formel (1) berechnet: (1)

Es bedeuten:

Mit Hilfe der Dichlorethan- und Dioxan-Peakflächen wird der Kalibrierfaktor f_a nach der Formel (2) berechnet: (2)

Es bedeuten:

5.1.2 1,2-Dichlorethan-Gehaltsbestimmung im Kalibriergas

Eine Injektionsflasche wird mit Septum und Aluminiumkappe dicht verschlossen. In diese werden 1 ml Dichlorethan-Kalibriergas und 1 ml Dioxan-Standardlösung eindosiert. Anschließend analysiert man nach Abschnitt 4.

Die Masse Dichlorethan in µg in 1 ml Kalibriergas wird über Dioxan als interner Standard unter Berücksichtigung des Kalibrierfaktors f_k nach Formel (3) berechnet: (3)

Es bedeuten:

5.2 Berechnen des Analysenergebnisses

Die Berechnung der Massenkonzentration an 1,2-Dichlorethan in der Probeluft in mg/m³ erfolgt nach der Formel (4): (4)

Für die Errechnung der Volumenkonzentration c_V in ml/m³ aus c_a gilt, wenn c_V auf 20 °C und 1013 hPa bezogen ist:

c_V = 0,24 * c_a (5)

Es bedeuten:

6 Beurteilung des Verfahrens

6.1 Genauigkeit

Die relativen Standardabweichungen wurden unter Verwendung von Kalibriergas für die Massen 7,5 µg, 50 µg und 450 µg 1,2-Dichlorethan pro Aktivkohleröhrchen (100 mg) aus jeweils 10 Einzelmessungen zu 3,2 %, 2,3 % und 1,5 % bestimmt.

6.2 Bestimmungsgrenze

Die relative Bestimmungsgrenze beträgt 0,08 mg/m³ 0,02 ml/m³ (ppm) an 1,2-Dichlorethan für 10 l Probeluft; das entspricht 0,8 µg 1,2-Dichlorethan je Aktivkohleröhrchen unter Verwendung von 100 mg Aktivkohle und 1 ml Dioxan-Standardlösung.

6.3 Selektivität

Die Selektivität des Verfahrens hängt vor allem von der Art der verwendeten Trennsäule ab. In der Praxis hat sich die angegebene Säule bewährt.

Beim Vorliegen von Störkomponenten muss eine Säule mit anderer Trenncharakteristik verwendet werden.

6.4 Wiederfindungsrate

Die Bestimmung der Wiederfindungsrate wurde unter den in Abschnitt 3 genannten Arbeitsbedingungen durchgeführt. Hierzu wurden Kalibriergasgemische entsprechend Abschn. 1.2 erstellt und mit einer gasdichten Spritze bekannte Volumina direkt in die Aktivkohleröhrchen dosiert.

Anschließend wurden 3 bis 4 l synthetische Luft mit einer Pumpe durch die Aktivkohleröhrchen gesaugt. Im Bereich von 7,5 µg bis 450 µg 1,2-Dichlorethan lag die Wiederfindungsrate in allen Fällen > 95 %.

7 Bemerkungen

7.1 Allgemeines

Für eine eventuelle quantitative Auswertung der Sicherheitszone des Aktivkohleröhrchens ist zu berücksichtigen, dass diese nur 50 mg Aktivkohle enthält und der Kalibrierfaktor f_a, nicht verwendet werden kann. Bei Bedarf muss dieser Kalibrierfaktor wie in Abschnitt 5.1.1 bestimmt werden.

Das Gesamtverfahren ist unter Laborbedingungen bis zu einer 1,2-Dichlorethan-Konzentration von max. 40 mg/m³ erprobt.

Die Lagerfähigkeit von 1,2-Dichlorethan in absorbiertem Zustand beträgt bei Raumtemperatur eine Woche.

7.2 Bestimmung von Vinylchlorid

Unter den beschriebenen Verfahrensbedingungen ist es möglich, gleichzeitig Vinylchlorid zu bestimmen. Für die praktische Durchführung ist folgendes zu berücksichtigen:

___________

1 Polytetrafluorethylen.

ENDE