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Erprobtes und von den Berufsgenossenschaften anerkanntes, diskontinuierliches Verfahren zur Bestimmung von 2,6-Dinitrotoluol in Arbeitsbereichen.

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

Probenahme mit Pumpe und Adsorption an Kieselgel,
Gaschromatographie nach Desorption.

Probenahme mit Pumpe und Adsorption an Kieselgel, Gaschromatographie nach Desorption

Kurzfassung

Mit diesem Verfahren wird die über die Probenahmedauer gemittelte Konzentration von 2,6-Dinitrotoluol im Arbeitsbereich personenbezogen oder ortsfest bestimmt.

Ausführliche Verfahrensbeschreibung

1 Geräte, Chemikalien und Lösungen

1.1 Geräte

Für die Probenahme:

Pumpe mit Gasmengenzähler oder Volumenstromanzeiger (z.B. Compur 4903 der Bayer Diagnostik + Elektonic GmbH, München),

Adsorptionsröhrchen mit Kieselgel,
(standardisiert, bestehend aus zwei durch poröses Polymermaterial getrennte Kieselgelfüllungen von ca. 150 mg und 75 mg, z.B. Adsorptionsröhrchen von SKC Inc., Vertrieb in Deutschland durch MTC GmbH, Müllheim/Baden);

Für die Probenaufbereitung und analytische Bestimmung:

Gaschromatograph mit Elektroneneinfang-Detektor,

Registrier- und/oder Auswerteeinheit:

Kompensationsschreiber oder Rechnerintegrator.

5 ml-Probengefäße mit PTFE ¹-kaschiertem Septum und Aluminiumverschlusskappe und die dazugehörige Verschlusszange,

Glasschneider,
10 µl Injektionsspritze.

1.2 Chemikalien und Lösungen

2,6-Dinitrotoluol, Reinheit > 99 %,

Methanol p.a.;

2,6-Dinitrotoluol Stammlösung:

Lösung von 0,05 mg/ml an 2,6-Dinitrotoluol.
5 mg 2,6-Dinitrotoluol werden in einem 100 ml-Messkolben in Methanol gelöst und mit Methanol zur Marke aufgefüllt.

Eichlösungen:

Lösungen von 0,1; 0,3; 1 und 3 µg/ml an 2,6-Dinitrotoluol.
Jeweils 20, 60, 200 und 600 µl der 2,6 Dinitrotoluol-Stammlösung werden in vier verschiedene 10 ml-Messkolben vorgelegt und mit Methanol zur Marke aufgefüllt. Mit diesen Lösungen wird bei 20 l Probeluftvolumen ein Konzentrationsbereich von 0,01-0,3 mg/m³ an 2,6-Dinitrotoluol erfasst.

Gase zum Betrieb des Gaschromatographen:

Stickstoff.

2 Probenahme

Ein Kieselgelröhrchen wird geöffnet und mit einer Pumpe verbunden. Die Pumpe und Röhrchen werden von einer Person während der Arbeitszeit getragen oder ortsfest verwendet. Das Verfahren wurde mit einem Volumenstrom bis 4 l/h über 8 Stunden Probenahmedauer geprüft.

3 Analytische Bestimmung

3.1 Probenaufbereitung und Analyse

Der Inhalt des beladenen Kieselgelröhrchens wird in ein 5 ml-Probengefäß überführt. Nach Zusatz von 2 ml Methanol wird das Gefäß verschlossen und von Zeit zu Zeit geschüttelt (Probelösung). Ggf. werden die beiden Kieselgelschichten getrennt aufbereitet.

Um sicherzustellen, dass das verwendete Methanol und das Kieselgel keine störenden Verunreinigungen enthalten, wird die Füllung eines unbeladenen Kieselgelröhrchens mit 2 ml Methanol desorbiert (Leerwertlösung).

Frühestens 15 Minuten nach Zugabe des Methanols zum Kieselgel werden jeweils 2 µl der Probelösung und der Leerwertlösung in den Gaschromatographen eingespritzt und je ein Gaschromatogramm, wie unter Abschnitt 3.2 beschrieben, angefertigt. Die quantitative Auswertung erfolgt nach der Methode des externen Standards über die Fläche oder die Höhe des 2,6-Dinitrotoluol-Peaks.

3.2 Gaschromatographische Arbeitsbedingungen

Die in Abschnitt 5 angegebenen Verfahrenskenngrößen wurden unter folgenden Gerätebedingungen erarbeitet:

3.3 Eichung

Je 2 ml der 2,6-Dinitrotoluol-Eichlösungen werden jeweils mit dem Inhalt eines unbenutzten Kieselgelröhrchens versetzt und weiter behandelt wie unter den Abschnitten 3.1 und 3.2 beschrieben.

Anschließend werden je 2 µl dieser Lösungen in den Gaschromatographen gespritzt. Durch Auftragen der ermittelten Peakflächen oder Peakhöhen über den in 2 ml der jeweiligen Eichlösung enthaltenen 2,6-Dinitrotoluolmassen in µg erhält man die Eichkurve.

Die Eichlösungen und die Probelösungen müssen nacheinander analysiert werden.

4 Berechnen des Analysenergebnisses

Aus der Eichkurve wird die zur Peakfläche (-höhe) zugehörige 2,6-Dinitrotoluolmasse der Probelösung in µg entnommen.

Die Berechnung der 2,6-Dinitrotoluol-Konzentration der Probeluft in mg/m³ erfolgt nach der Formel (1):

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

c_V = 0,13 * c_a (2)

Es bedeuten:

5 Beurteilung des Verfahrens

5.1 Genauigkeit

Durch Aufgabe von 2 µl 2,6-Dinitrotoluol-Eichlösung der Konzentration von 1 µg/ml auf die Kieselgelfüllung eines Probenahmeröhrchens wurde die relative Standardabweichung bestimmt. Sie ergab sich aus 10 Einzelmessungen zu ±10 %. Der Streubereich betrug ±7 % (P = 95 %).

5.2 Bestimmungsgrenze

Die absolute Bestimmungsgrenze beträgt 0,1 ng 2,6-Dinitrotoluol, das entspricht 0,1 µg pro Kieselgelröhrchen bzw. Probe.

Die relative Bestimmungsgrenze beträgt 0,005 mg/m³ 0,0007 ml/m³ (ppm) für 20 l Probeluft, 2 ml Desorptionslösung und 2 µl Injektionsvolumen.

5.3 Selektivität

Die Selektivität ist in jedem Einzelfall zu überprüfen.

2,6-Dinitrotoluol kann als reiner Stoff oder in einer Mischung verschiedener Stellungsisomerer vorliegen. Die in Abschnitt 3.2 angegebene Säule ermöglicht die Trennung der verschiedenen Isomeren.

5.4 Wiederfindungsrate

Bei einem Probeluftvolumen von 20 l und einem Volumenstrom von 4 l/h lag die Wiederfindungsrate über 95 %.

_________

¹) Polytetrafluorethylen

ENDE