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Erprobtes und von den Berufsgenossenschaften anerkanntes, diskontinuierliches Verfahren zur Bestimmung von o-Toluidin 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,

"o-TOLUIDIN - 1 - GC",

Probenahme mit Pumpe und Adsorption an Kieselgel, Gaschromatographie nach Desorption

Kurzfassung

Mit diesem Verfahren wird die über die Probenahmedauer gemittelte Konzentration von o-Toluidin im Arbeitsbereich personenbezogen oder ortsfest bestimmt.

Ausführliche Verfahrensbeschreibung

1 Geräte, Chemikalien und Lösungen

1.1 Geräte

Für die Probenahme:

Pumpe mit Gasmengenzähler oder Volumenstromanzeiger,

Adsorptionsröhrchen mit Kieselgel (standardisiert, bestehend aus zwei durch poröses Polymermaterial getrennten Kieselgelfüllungen von ca. 100 mg und 50 mg), z.B. Fa. SKC, silica gel tubes.

Für Probenaufbereitung und analytische Bestimmung:

Ultraschallbad,
Messkolben 10 ml, 100 ml,
Gaschromatograph mit Flammenionisations-Detektor (FID),
Registrier- und/oder Auswerteeinheit.

1.2 Chemikalien und Lösungen

o-Toluidin, > 99 %,
n-Octadecan, > 99 % (interner Standard),
Methanol p.a.

n-Octadecon-Stammlösung:

Lösung von 1 mg n-Octadecon pro ml Methanol.

In einen 10-ml-Messkolben, der einige ml Methanol enthält, werden ca. 10 mg n-Octadecan auf 0,1 mg genau eingewogen, mit Methanol bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt.

Desorptionslösung:

Lösung von 10 µg n-Octadecon pro ml Methanol.

1 ml der n-Octadecon-Stammlösung wird in einem 100-ml-Messkolben vorgelegt, mit Methanol bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt.

o-Toluidin-Stammlösung I:

Lösung von 1 mg o-Toluidin pro ml Methanol.

In einen 10-ml-Messkolben, der einige ml Methanol enthält, werden ca. 10 mg o-Toluidin auf 0,1 mg genau eingewogen, mit Methanol bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt.

o-Toluidin-Stammlösung II:

Lösung von 0,1 mg o-Toluidin pro ml Methanol.

1 ml der o-Toluidin-Stammlösung I wird in einem 10-ml-Messkolben vorgelegt und mit Methanol bis zur Marke aufgefüllt und umgeschüttelt.

Kalibrierlösungen:

Lösungen von je 0,25; 1; 5; 10; 20; 100 und 200 µg an o-Toluidin und 10 µg n-Octadecon pro ml Methanol.

25 µl der o-Toluidin-Stammlösung II sowie jeweils 10; 50; 100; 200; 1000 und 2000 µl o-Toluidin-Stammlösung I werden zusammen mit 100 µl der n-Octadecon-Stammlösung in 10-ml-Messkolben vorgelegt und mit Methanol bis zur Marke aufgefüllt. Mit diesen Lösungen wird bei 25 l Probeluftvolumen ein Konzentrationsbereich von 0,01 bis 8 mg/m³ an o-Toluidin erfasst.

Gase zum Betrieb des Gaschromatographen:

Helium, Wasserstoff, Stickstoff, synthetische Luft.

2 Probenahme

Ein Kieselgelröhrchen wird geöffnet und mit einer Pumpe verbunden. Die Pumpe und das Röhrchen werden von einer Person während der Arbeitszeit getragen oder ortsfest verwendet. Das Verfahren wurde mit einem Volumenstrom bis 3,5 l/h über 8 Stunden Probenahmedauer geprüft.

3 Analytische Bestimmung

3.1 Probenaufbereitung und Analyse

Der Inhalt des beladenen Kieselgelröhrchens wird in ein 2-ml-Probengefäß überführt. Nach dem Zusatz von 1 ml Desorptionslösung wird das Gefäß verschlossen und 10 Minuten im Ultraschallbad behandelt.

Um sicherzustellen, dass die verwendete Desorptionslösung und das Kieselgel keine störenden Verunreinigungen enthalten, wird die Füllung eines unbeladenen Kieselgelröhrchens mit 1 ml Desorptionslösung desorbiert (Leerwertlösung).

Jeweils 1 µl der Probelösung und Leerwertlösung werden in den Gaschromatographen eingespritzt und ein Gaschromatogramm, wie unter Abschnitt 3.2 beschrieben, angefertigt. Die quantitative Auswertung erfolgt nach der Methode des internen Standards über die Flächen des Toluidins und des n-Octadecans als internem Standard.

3.2 Gaschromatographische Arbeitsbedingungen

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

4 Auswertung

4.1 Kalibrierung

Von den unter Abschnitt 1.2 beschriebenen Kalibrierlösungen wird jeweils 1 µl in den Gaschromatographen eingespritzt. Durch Auftragen der ermittelten Peakflächen über die in den jeweiligen Kalibrierlösungen enthaltenen o-Toluidinmassen in µg wird die Kalibrierkurve erstellt und die Linearität überprüft.

Der Kalibrierfaktor f wird mit Hilfe der erhaltenen Peakflächen von o-Toluidin und des internen n-Octadecan in den unterschiedlichen Kalibrierlösungen nach Formel (1) ermittelt:

(1)

Es bedeuten:

Der Kalibrierfaktor ist für alle Verdünnungen ungefähr gleich. Der Mittelwert̄f ist für die Berechnung des Analysenergebnisses zu verwenden.

4.2 Berechnen des Analysenergebnisses

Die Berechnung der Massenkonzentration an o-Toluidin in der Probeluft in mg/m³ erfolgt nach der Formel (2):

(2)

Für die Errechnung der Volumenkonzentration c_v in ml/m³ aus c_m gilt, wenn c_m bezogen ist auf 20 °C und 1013 hPa.

c_v = 0,225 c_m (3)

Es bedeuten:

5 Beurteilung des Verfahrens

5.1 Genauigkeit

Zur Ermittlung der Präzision des Verfahrens wurden 10 µl der o-Toluidin-Stammlösung I in ein beheiztes Glasrohr (100 °C) infiziert und eine Stunde lang Laborluft (ca. 50 % Luftfeuchte) mit einem Volumenstrom von 30 l/h durch das Glasrohr und zwei hintereinander angeordnete Kieselgelröhrchen gesaugt. Die infizierte Toluidinmasse entspricht bei 30 l Gasvolumen einer mittleren Konzentration von 0,3 mg/m³. Bei 20facher Durchführung des beschriebenen Verfahrens ergab sich eine relative Standardabweichung von 4 %. Der Streubereich betrug 6 %.

5.2 Bestimmungsgrenze

Die absolute Bestimmungsgrenze beträgt 0,25 ng o-Toluidin, das entspricht 0,25 µg pro Kieselgelröhrchen bzw. Probe.

Die relative Bestimmungsgrenze beträgt 0,01 mg/m³, das entspricht 0,002 ml/m³ (ppm) für 25 l Probeluft, 1 ml Desorptionslösung und 1 µl Injektionsvolumen.

5.3 Selektivität

Die Selektivität ist in jedem Einzelfall zu überprüfen.

5.4 Wiederfindungsrate

Bei einem Probeluftvolumen von 30 l und einen Volumenstrom von 30 l/h lag die Wiederfindungsrate unter den in Abschnitt 5.1 beschriebenen Bedingungen > 90 %.

6 Bemerkungen

Die Lagerfähigkeit von o-Toluidin im adsorbierten Zustand beträgt bei Raumtemperatur mindestens 14 Tage.

Neben o-Toluidin können mit diesem Verfahren auch die Isomeren p- und m-Toluidin bestimmt werden. Unter den beschriebenen gaschromatographischen Bedingungen wird eine vollständige Trennung erreicht.

Die Wiederfindungsraten können mit > 80 % angesetzt werden.

ENDE