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BGI 505-69 / DGUV Information 213-569 - Verfahren zur Bestimmung von Thioharnstoff
Von den Berufsgenossenschaften anerkannte Analysenverfahren zur Feststellung der Konzentrationen krebserzeugender Arbeitsstoffe in der Luft in Arbeitsbereichen
Berufsgenossenschaftliche Informationen für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (BGI)
(bisherige ZH 1/120.69)
(Ausgabe 04/2001)
Erprobtes und von den Berufsgenossenschaften anerkanntes, diskontinuierliches Verfahren zur Bestimmung von Thioharnstoff in Arbeitsbereichen.
Es sind personenbezogene und ortsfeste Probenahmen für Messungen zur Beurteilung von Arbeitsbereichen möglich:
Probenahme mit Pumpe und Abscheidung auf einem Filter, Flüssigchromatographie (HPLC) nach Elution.
"Thioharnstoff-1-HPLC"
(Ausgabe:
April 2001).
| Name: | Thioharnstoff |
| CAS-Nr.: | 62-56-6 |
| Molmasse: | 76,12 g/mol |
| Summenformel: | CH4N2S |
Probenahme mit Pumpe und Abscheidung auf einem Filter, HPLC nach Elution
Kurzfassung
Mit diesem Verfahren wird die über die Probenahmedauer gemittelte Konzentration von Thioharnstoff im Arbeitsbereich personenbezogen oder ortsfest bestimmt.
| Messprinzip: | Mit Hilfe einer Pumpe wird ein definiertes Luftvolumen durch ein Glasfaserfilter gesaugt. Der abgeschiedene Thioharnstoff wird mit Wasser eluiert und flüssigchromatographisch bestimmt. |
| Technische Daten | |
| Bestimmungsgrenze: | absolut: 0,58 ng relativ: personenbezogen: 1,73 µg/m3 bei 1,68 m3 Probeluftvolumen, 100 ml Elutionslösung und 20 µl Injektionsvolumen ortsfest: 0,64 µg/m3 bei 45 m3 Probeluftvolumen, 1000 ml Elutionslösung und 20 µl Injektionsvolumen |
| Selektivität: | Die Selektivität des Verfahrens hängt vor allem von der Wahl der Trennsäule und den chromatographischen Bedingungen ab. In der Praxis haben sich die angegebenen Trennbedingungen bewährt. |
| Vorteile: | Personenbezogene und selektive Messungen möglich |
| Nachteile: | Keine Anzeige von Konzentrationsspitzen |
| Apparativer Aufwand: | Pumpe, Gasmengenzähler oder Volumenstromanzeiger, bindemittelfreies Glasfaserfilter mit Filterhalter, Flüssigchromatograph mit UV/VIS-Detektor |
1 Geräte, Chemikalien und Lösungen
1.1 Geräte
Für die Probenahme:
Pesonenbezogene Messungen:
Ortsfeste Messungen
Für die Probenaufbereitung und Analyse:
1.2 Chemikalien und Lösungen
| Thioharnstoff: | = 99 %, z.B. Fa. Degussa AG, 83303 Trostberg |
| Wasser: | HPLC-Reinheit |
| Stammlösung: | Lösung von 10 mg Thioharnstoff/l Wasser. In einem 1000-ml-Messkolben werden ca. 10 mg Thioharnstoff auf 0,1 mg genau eingewogen, in Wasser gelöst und bis zur Marke aufgefüllt. |
| Kalibrierlösungen: | Lösungen von 5; 2; 1; 0,4; 0,2; und 0,1 mg Thioharnstoff/l Wasser. 50 ml, 20 ml und 10 ml der Stammlösung werden in je einen 100-ml- Messkolben und je 10 ml in einen 250-ml-, 500-ml- und 1000-ml-Messkolben pipettiert und die Kolben mit Wasser bis zur Marke aufgefüllt. |
2 Probenahme
2.1 Personenbezogene Messungen
Der Filterhalter wird mit dem bindemittelfreien Glasfaserfilter bestückt und mit der Pumpe verbunden. Pumpe und Filterhalter werden von einer Person während der Arbeitszeit getragen. Der Volumenstrom wird auf 3,5 l/min eingestellt. Bei einer Probenahmedauer von acht Stunden entspricht dies einem Probenvolumen von 1,68 m3.
2.2 Ortsfeste Messungen
Der Probennahmesystem wird mit dem bindemittelfreien Glasfaserfilter bestückt ortsfest aufgestellt. Der Volumenstrom beträgt 22,5 m3/h. Bei einer Probenahmedauer von zwei Stunden entspricht dies einem Probenvolumen von 45 m3.
3 Analytische Bestimmung
3.1 Probenaufbereitung und Analyse
Bei personenbezogenen Messungen wird das Filter zur Aufbereitung in einen 100-ml-Messkolben gegeben und mit 80 ml Wasser versetzt. Für ortsfeste Messungen verwendet man einen 1000-ml-Messkolben und versetzt mit 800 ml Wasser. Nach anschließender 10-minütiger Behandlung im Ultraschallbad werden die Messkolben auf Raumtemperatur abgekühlt und mit Wasser bis zur Marke aufgefüllt (Probelösung). 20 µl dieser Lösungen werden in den Flüssigchromatographen eingespritzt. Der Thioharnstoff wird bei einer Wellenlänge von 245 nm detektiert.
3.2 HPLC-Arbeitsbedingungen
Die in Abschnitt 5 angegebenen Verfahrenskenngrößen wurden unter folgenden Gerätebedingungen erarbeitet:
| Gerät: | Flüssigchromatograph HP1100, Fa. Hewlett Packard, 76337 Waldbronn |
| Trennsäule: | Nucleosil 5 C-18 (Länge 250 mm, Innendurchmesser: 4,6 mm), Fa. Macherey-Nagel, 52355 Düren |
| Eluent: | 100 % Wasser |
| Flussrate: | 0,8 ml/min |
| Injektionsvolumen: | 20 µl |
| Messwellenlänge: | 245 nm |
| Säulentemperatur: | Raumtemperatur |
4 Auswertung
4.1 Kalibrierung
Je 20 µl der beispielhaft unter Abschnitt 1.2 beschriebenen Kalibrierlösungen werden in den Flüssigchromatograph eingespritzt. Durch Auftragung der ermittelten Peakflächen über die in den jeweiligen Lösungen enthaltenen Massen an Thioharnstoff erhält man die Kalibrierkurve. Im angegebenen Konzentrationsbereich ist die Kalibrierkurve eine Gerade.
4.2 Berechnen des Analysenergebnisses
Aus der Kalibrierkurve ergibt sich der zur Peakfläche der Probelösung zugehörige Wert für die Masse des Thioharnstoffs in der Probe. Dieser wird nach folgender Formel umgerechnet:
(1)
mit:
| cm | = Massenkonzentration des Thioharnstoffs in der Probeluft in mg/m3 |
| m | = die aus der Kalibrierkurve ermittelte Masse des Thioharnstoffs in der Probelösung in mg |
| V | = Probeluftvolumen in m3 |
| η | = Wiederfindungsrate |
5 Beurteilung des Verfahrens
5.1 Genauigkeit und Wiederfindungsrate
Personenbezogene Messungen:
Zur Ermittlung der Wiederfindungsrate wurden 50 µl und 500 µl einer Lösung von 3,2 g Thioharnstoff pro Liter Wasser auf jeweils ein bindemittelfreies Filter zur personenbezogenen Probennahme aufgebracht und wie unter 2.1 beschrieben 1,68 m3 Luft durch den Filter gezogen.
Die dotierten Mengen entsprechen bei diesem Probeluftvolumen 0,1 und 1 mg/m3.
Für jede Konzentration wurden sechs Bestimmungen durchgeführt. Die relativen Standardabweichungen lagen bei 3,9 und 1,8 %. Die Wiederfindungsraten lagen bei 0,78 für 0,1 mg/m3 und 0,96 für 1 mg/m3.
Ortsfeste Messungen
Zur Ermittlung der Wiederfindungsrate wurden 0,1 ml und 1 ml einer Lösung von 46,8 g Thioharnstoff pro Liter Wasser auf jeweils ein bindemittelfreies Filter zur ortsfesten Probennahme aufgebracht und wie unter 2.2 beschrieben 45 m3 Luft durch den Filter gezogen. Die dotierten Mengen entsprechen bei diesem Probeluftvolumen 0,1 und 1 mg/m3.
Für jede Konzentration wurden sechs Bestimmungen durchgeführt. Die relativen Standardabweichungen lagen bei 1,6 und 1,3 %. Die Wiederfindungsraten lagen bei 0,94 für 0,1 mg/m3 und 0,87 für 1 mg/m3.
5.2 Bestimmungsgrenze
Die Bestimmungsgrenze des chromatographischen Verfahrens errechnet sich aus der Standardabweichung der Sechsfach-Bestimmung einer Kalibrierlösung mit einer Konzentration von 0,1 mg/l nach Formel (2):
BG = 10 * s (2)
mit
| BG | = Bestimmungsgrenze |
| s | = Standardabweichung der Sechsfach-Bestimmung |
Bezogen auf 20 µl Injektionsvolumen beträgt die absolute Bestimmungsgrenze 0,58 ng. Das entspricht 2,9 µg pro Probe bei 100 ml Probelösung bzw. 29 µg pro Probe bei 1000 ml Probelösung.
Die relativen Bestimmungsgrenzen betragen 1,73 µg/m3 für die personenbezogene Messung bei 1,68 m3 Probeluftvolumen, 100 ml Elutionslösung und 20 µl Injektionsvolumen sowie 0,64 µg/m3 für die ortsfeste Messung bei 45 m3 Probeluftvolumen, 1000 ml Elutionslösung und 20 µl Injektionsvolumen.
5.3 Selektivität
Die Selektivität des Verfahrens hängt vor allem von der Wahl der Trennsäule und den chromatographischen Bedingungen ab. In der Praxis haben sich die angegebenen Trennbedingungen bewährt
5.4 Lagerfähigkeit
Zur Kontrolle der Lagerfähigkeit wurden sechs Filter mit 1 mg/m3 Thioharnstoff dotiert (vgl. 5.1) und bei Raumtemperatur gelagert. Jeweils drei Filter wurden nach 14 Tagen, drei weitere nach 28 Tagen eluiert und Thioharnstoff flüssigchromatographisch bestimmt. Eine Konzentrationsabnahme war nicht feststellbar.
_____________
1 bezogen auf ein Probluftvolumen von 420 l.
 | ENDE |