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BGI 505-72 / DGUV Information 213-572 - Verfahren zur Bestimmung von Methoxyessigsäure
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 1/120.72)
(Ausgabe 12/2002)
Erprobtes und von den Berufsgenossenschaften anerkanntes, diskontinuierliches Verfahren zur Bestimmung von Methoxyessigsäure in Arbeitsbereichen.
Es sind personenbezogene und ortsfeste Probenahmen für Messungen zur Beurteilung von Arbeitsbereichen möglich:
Probenahme mit Pumpe und Absorption in Natronlauge, Ionenausschlusschromatographie (HPIC).
"Methoxyessigsäure-1- Ionenausschlusschromatographie"
Probenahme mit Waschflasche
(Ausgabe:
Dezember 2002).
| IUPAC-Name: | Methoxyessigsäure |
| CAS-Nr.: | 625-45-6 |
| Summenformel: | CH3OCH2COOH |
| Molmasse: | 90,08 g/mol |
Probenahme mit Pumpe und Absorption in Natronlauge, Ionenausschlusschromatographie
Kurzfassung
Mit diesem Verfahren wird die über die Probenahmedauer gemittelte Konzentration von Methoxyessigsäure im Arbeitsbereich personenbezogen oder ortsfest bestimmt.
| Messprinzip: | Mit Hilfe einer Pumpe wird ein definiertes Luftvolumen durch eine Waschflasche gesaugt, die mit Natronlauge beschickt wurde. Die absorbierte Methoxyessigsäure wird mittels Ionenausschlusschromatographie [1] bestimmt. |
Technische Daten:
| Bestimmungsgrenze: | absolut: 0,52 µg Methoxyessigsäure |
| relativ: 0,74 mg/m3 an Methoxyessigsäure bei 140 l Probeluftvolumen, 10 ml Absorptionsmittelvolumen und 50 µl Injektionsvolumen | |
| Selektivität: | Die Selektivität des chromatographischen Verfahrens hängt vor allem von der Wahl der Trennsäule und den Trennbedingungen ab. In der Praxis haben sich die angegebenen Trennbedingungen bewährt. |
| Vorteile: | Personenbezogene und selektive Messungen möglich. |
| Nachteile: | Keine Anzeige von Konzentrationsspitzen. |
| Apparativer Aufwand: | Pumpe, Gasmengenzahler oder Volumenstromanzeiger, Waschflasche, Ionenchromatograph mit UV-Detektor. |
1 Geräte, Chemikalien und Lösungen
1.1 Geräte
Für die Probenahme:
Für die Probenaufbereitung und Analyse:
1.2 Chemikalien und Lösungen
| Eluent: | Lösung von 0,15 mmol/l an Salzsäure in Reinstwasser |
| In einen 2000-ml-Messkolben, der einige Milliliter Reinstwasser enthält, werden 0,3 ml der Salzsäure pipettiert, mit Reinstwasser bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt. | |
| Absorptionslösung: | Natriumhydroxidlösung, c = 0,1 mol/l |
| Kalibrierstammlösung: | Lösung von ca. 11,6 g/l an Methoxyessigsäure in Absorptionslösung. |
| In einen 10-ml-Messkolben werden 100 µl Methoxyessigsäure (Dichte 1,175 g/ml) pipettiert, auf 0,1 mg genau ausgewogen und anschließend mit Absorptionslösung bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt. | |
| Kalibrierlösungen: | Lösungen von ca. 11,6 mg/l bis 532 mg/l an Methoxyessigsäure in Absorptionslösung (genaue Konzentrationen siehe Tabelle 1). |
| In 10-ml-Messkolben, in die jeweils einige Milliliter Absorptionslösung vorgelegt wurden, werden die in der Tabelle 1 angegebenen Volumina an Kalibrierstammlösung zugegeben, mit Absorptionslösung bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt. | |
| Mit diesen Lösungen wird bezüglich eines Probenahmevolumens von 140 l ein Konzentrationsbereich von ca. 0,8 mg/m3 bis 38 mg/m3 an Methoxyessigsäure in der Luft abgedeckt. Die genauen Konzentrationen sind in Tabelle 1 aufgeführt. |
Tabelle 1
| Kalibrierlösung-Nr. | Volumen Kalibrierstammlösung [µl] | Konzentration an Methoxyessigsäure [mg/l] | Konzentration an Methoxyessigsäure
[mg/m3] |
| 1 | 10 | 11,6 | 0,8 |
| 2 | 100 | 115,7 | 8,3 |
| 3 | 190 | 219,9 | 15,7 |
| 4 | 280 | 324,1 | 23,1 |
| 5 | 370 | 428,2 | 30,6 |
| 6 | 460 | 532,4 | 38,0 |
Validierstammlösung: | Lösung von 16,61 g/l an Methoxyessigsäure in Absorptionslösung. |
| In einen 10-ml-Messkolben wurden 166,1 mg Methoxyessigsäure eingewogen, mit Absorptionslösung bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt. |
Die Kalibrierlösungen sind bei Raumtemperatur mindestens drei Wochen haltbar.
Zur arbeitstäglichen Kontrolle der Kalibrierung wird z.B. eine Lösung mit einer Konzentration von ca. 250 mg/l an Methoxyessigsäure verwendet.
2 Probenahme
Der Absorber B70 wird mit 10 ml Absorptionslösung gefüllt und mit einer Pumpe verbunden. Pumpe und Absorber werden von einer Person während der Arbeitszeit getragen oder ortsfest aufgestellt. Der Volumenstrom wird auf 1,16 l/min eingestellt. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Probenahme gemäß der Definition des einatembaren Staubes. Bei einer Probenahmedauer von zwei Stunden entspricht dies einem Probeluftvolumen von etwa 140 l.
3 Analytische Bestimmung
3.1 Probenaufbereitung und Analyse
Der Inhalt des Absorbers wird quantitativ in einen 10-ml-Messkolben überführt und mit Natronlauge bis zur Marke aufgefüllt. Nach kurzem Schütteln wird ein aliquoter Teil abpipettiert und in ein Probenglaschen überführt. 50 µl dieser Lösung werden in den Ionenchromatographen eingespritzt.
3.2 Ionenchromatographische Arbeitsbedingungen
Die in Abschnitt 5 angegebenen Verfahrenskenngrößen wurden unter folgenden Gerätebedingungen erarbeitet:
| Gerät: | Ionenchromatograph DIONEX DX 120 mit Autosampler |
| Detektor: | UV-Detektor, Typ VDM-2, Fa. Dionex |
| Messwellenlänge: | 205 nm |
| Vorsäule: | Micro-Guard Cation H-Cartridge, Fa. Bio-Rad, 80939 München |
| Trennsäule: | Aminex HPx-87H, Fa. Bio-Rad, 80939 München |
| Suppressor: | AMMS-ICE II P/N 037107, Fa. Dionex, 65510 Idstein |
| Eluent: | Salzsäure (c = 0,15 mmol/l) |
| Flussrate: | 0,6 ml/min |
| Flussrate Suppressor: | 1 ml/min |
| Einspritzvolumen: | 50 µl |
| Temperatur: | Raumtemperatur |
4 Auswertung
4.1 Kalibrierung
Von den unter Abschnitt 1.2 beispielhaft beschriebenen Kalibrierlösungen werden jeweils 50 µl in den Ionenchromatographen eingespritzt. Durch Auftragen der ermittelten Peakflächen der Methoxyessigsäure über die in den jeweiligen Lösungen enthaltenen Massen an Methoxyessigsäure (die aus den Konzentrationen auf eine Injektionsmenge von 50 µl errechneten Massen) erhält man die Kalibrierfunktion. Im angegebenen Konzentrationsbereich ist die Kalibrierkurve linear.
4.2 Berechnen des Analysenergebnisses
Die Konzentration von Methoxyessigsäure in der Probeluft wird wie folgt berechnet:
| (1) |  |
Es bedeuten:
| cm | = Massenkonzentration an Methoxyessigsäure in der Probeluft in mg/m3 |
| m | = die aus der Kalibrierkurve ermittelte Masse von Methoxyessigsäure in µg pro Probe |
| V | = Probeluftvolumen in Liter |
| η | = Wiederfindungsrate |
5 Beurteilung des Verfahrens
5.1 Präzision und Wiederfindungsrate
Die Präzision im Mindestmessbereich nach DIN EN 482 [2] und die Wiederfindungsrate wurden für drei unterschiedliche Konzentrationen bestimmt (vgl. Tabelle 2).
Zur Ermittlung der Wiederfindungsrate wurden 21, 211 und 422 µl der unter 1.2 beschriebenen Validierstammlösung in je einen Absorber B 70 pipettiert, mit 10 ml Absorptionslösung aufgefüllt und umgeschüttelt. Anschließend wurden 140 l Laborluft mit 1,2 l/min durch den Absorber gesaugt und, wie in Abschnitt 3.1 beschrieben, aufgearbeitet. Für jede Konzentration wurden sechs Bestimmungen durchgeführt. Der auf diese Weise untersuchte Konzentrationsbereich lag zwischen 2,5 und 50 mg/m3.
Es ergaben sich die aus der Tabelle 2 zu entnehmenden Werte für Präzision und Wiederfindungsrate:
Tabelle 2
| Validierkonzentration 1 [mg/m3] | relative Standardabweichung [%] | Wiederfindungsrate |
| 2,5 | 11,4 | 1,01 |
| 25,0 | 4,4 | 1,01 |
| 50,1 | 5,4 | 1,01 |
5.2 Bestimmungsgrenze
Die Bestimmungsgrenze wurde in Anlehnung an die in der DIN EN 32645 [3] beschriebene Schnellschätzung der Bestimmungsgrenze nach der Leerwertmethode ermittelt. Die für die Berechnung benötigte Standardabweichung wurde durch sechsmalige Injektion einer Lösung der Methoxyessigsäure mit einer Konzentrationen von ca. 6 mg/l (entsprechend 0,43 mg/m3 für 1,40 l Probeluftvolumen) ermittelt.
Die absolute Bestimmungsgrenze liegt bei 0,52 µg. Dies entspricht bei einem Probeluftvolumen von 140 l, einem Absorptionsmittelvolumen von 10 ml und einem Injektionsvolumen von 50 µl einer relativen Bestimmungsgrenze von 0,74 mg/m3.
5.3 Selektivität
Die Selektivität des chromatographischen Verfahrens hängt vor allem von der Wahl der Trennsäule und den Trennbedingungen ab. In der Praxis haben sich die angegebenen Trennbedingungen bewährt. Eventuell vorhandene Ameisensäure kann von der Methoxyessigsäure unter den angegebenen chromatographischen Bedingungen nur unvollständig getrennt werden, durch die Verwendung des UV-Detektors stören jedoch nur hohe Konzentrationen an Ameisensäure.
5.4 Lagerfähigkeit
Die Lagerfähigkeit der Proben beträgt im Kühlschrank mindestens 3 Wochen.
5.5 Bemerkungen
Mit diesem Verfahren kann auch die Konzentration von Acrylsäure in der Luft in Arbeitsbereichen bestimmt werden.
6 Literatur
| [1] | Joachim Weiss Ion Chromatography, Second edition VCH Weinheim, 1995 |
| [2] | DIN EN 482 Arbeitsplatzatmosphäre - Allgemeine Anforderungen an Verfahren für die Messung von chemischen Arbeitsstoffen, Beuth Verlag Berlin, September 1994 |
| [3] | DIN EN 32645 Chemische Analytik - Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze, Beuth Verlag, Berlin, 1994 |
_________
1 bezogen auf ein Probluftvolumen von 140 l.
 | ENDE |