Государственная система санитарно-эпидемиологического
нормирования Российской Федерации
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические указания
по определению концентраций химических
веществ в воде централизованного
хозяйственно-питьевого водоснабжения
Сборник методических указаний
Минздрав России
Москва 1997
1. Подготовлены творческим коллективом специалистов в составе: Малышева А.Г. (руководитель), Зиновьева Н.П., Суворова Ю.Б., Растянников Е.Г., Топорова И.Н., Евстигнеева М.А., при участии Кучеренко А.И. (Госкомсанэпиднадзор России).
2. Утверждены и введены в действие Первым заместителем Председателя Госкомсанэпиднадзора России - заместителем Главного государственного санитарного врача Российской Федерации С.В. Семеновым 31 октября 1996 года
3. Введены впервые.
СОДЕРЖАНИЕ
3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы.. 3 5. Требования к квалификации операторов. 4 |
|
УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель Председателя Госкомсанэпиднадзора России заместитель Главного государственного санитарного врача Российской Федерации С.В. Семенов 31 октября 1996 г. Дата введения - с момента утверждения |
Методические указания по определению концентраций химических веществ в воде предназначены для использования органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора при осуществлении государственного контроля за соблюдением требований к качеству воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, водохозяйственными организациями, производственными лабораториями предприятий, контролирующими состояние водных объектов, а также научно-исследовательскими институтами, работающими в области гигиены водных объектов.
Включенные в сборник методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТа 8.010-90 «Методики выполнения измерений», ГОСТа 17.0.0.02-79 «Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные положения». В сборнике приведены методики по измерению концентраций 40 химических веществ.
Методики выполнены с использованием современных физико-химических методов исследования газовой хроматографии с различного вида детектированием, метрологически аттестованы и дают возможность контролировать содержание химических веществ на уровне и меньше их предельно допустимых концентраций в воде, установленных в СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», а для веществ не включенных в перечень нового документа - в действующих «Санитарных правилах и нормах охраны поверхностных вод от загрязнения».
Методические указания одобрены и приняты на совместном заседании группы Главного эксперта Комиссии по санитарно-гигиеническому нормированию «Лабораторно-инструментальное дело и метрологическое обеспечение» Госкомсанэпиднадзора России и бюро секции по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды Проблемной комиссии «Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды».
|
УТВЕРЖДЕНО Первым заместителем Председателя Госкомсанэпиднадзора России - заместителем Главного государственного санитарного врача Российской Федерации 31 октября 1996 г. МУК 4.1.650-96 Дата введения: с момента утверждения |
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические
указания
по газохроматографическому определению ацетона,
метанола, бензола, толуола, этилбензола, пентана,
о-, м-, п-ксилола, гексана, октана и декана в воде
Настоящие методические указания устанавливают методику газохроматографического количественного химического анализа воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения для определения в ней содержания определяемых веществ в диапазоне концентраций 0,005 - 20 мг/дм3.
Физико-химические свойства ацетона, метанола, бензола, толуола, этилбензола, о-, м-, п-ксилола, пентана, гексана, октана и декана представлены в табл. 1, а их гигиенические нормативы - в табл. 2.
Таблица 1
Физико-химические свойства веществ
Формула |
Молек. масса |
Ткип., °С |
Плотность, г/см3 |
Растворимость, г/л |
|||
вода |
этанол |
эфир |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Ацетон |
С3Н6О |
58,08 |
56,24 |
0,791 |
~ |
~ |
~ |
Метанол |
СН3ОН |
32,04 |
64,06 |
0,793 |
~ |
~ |
~ |
Бензол |
С6Н6 |
76,00 |
80,01 |
0,879 |
0,72 |
~ |
~ |
Толуол |
с7н8 |
92,00 |
110,00 |
0,867 |
0,57 |
~ |
~ |
Этилбензол |
С6H5С2Н5 |
106,17 |
136,15 |
0,867 |
0,14 |
~ |
~ |
о-Ксилол |
С6Н4(СН3)2 |
106,17 |
144,41 |
0,881 |
н.р. |
л.р. |
л.р |
м-, п-Ксилолы |
(СН3)2С6Н4 |
106,17 |
139,10 |
0,864 |
н.р. |
л.р. |
л.р. |
138,35 |
0,861 |
||||||
Пентан |
С5Н12 |
72,15 |
36,07 |
0,626 |
0,036 |
~ |
~ |
Гексан |
С6Н14 |
86,18 |
68,70 |
0,659 |
0,014 |
50 |
p |
Октан |
C8H18 |
114,00 |
124,00 |
0,703 |
0,0015 |
p |
p |
Декан |
С10Н22 |
144,00 |
174,00 |
0,730 |
н.р. |
~ |
~ |
* Примечание: н. р. - нерастворимо; р - растворимо; л. р. - хорошо растворимо; ~ - смешивается с водой в любых соотношениях |
Таблица 2
Гигиенические нормативы анализируемых веществ
ПДК, мг/л |
Класс опасности |
|
Ацетон |
3,00 |
3 |
Метанол |
2,20 |
3 |
Бензол |
0,01 |
2 |
Толуол |
0,5 |
4 |
Этилбензол |
0,01 |
4 |
о-Ксилол |
0,05 |
3 |
м-, п-Ксилолы |
0,05 |
3 |
Пентан |
- |
- |
Гексан |
- |
- |
Октан |
- |
- |
Декан |
- |
- |
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ± 13 % при доверительной вероятности 0,95.
Измерения концентрации анализируемых соединений выполняют методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием.
Метод основан на извлечении соединений из воды газовой экстракцией при нагревании в замкнутом объеме и последующем анализе равновесной паровой фазы на приборе.
Нижний предел измерения 0,025 мкг.
Определению не мешают галоген-, азот- и серосодержащие соединения.
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
3.1. Средства измерений
Хроматограф газовый типа Цвет-530 или 3700 с пламенно-ионизационным детектором |
|
Весы аналитические лабораторные типа ВЛА-200 |
ГОСТ 24104-80Е |
Линейка измерительная |
|
Лупа измерительная |
ГОСТ 8309-75 |
Меры массы |
|
Посуда стеклянная лабораторная |
|
Секундомер СДС пр. 1-2-000 |
ГОСТ 5072-79 |
Термостат водяной |
|
Флаконы стеклянные вместимостью 10 см3 с резиновыми пробками и металлическими держателями, ФО-1-10-Б-1 |
ТУ 64-2-10-87 |
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка из кварцевого стекла длиной 25 м и внутренним диаметром 0,3 мм с жидкой фазой SE-54 (толщина пленки 5 мк) |
|
Дистиллятор |
ТУ 61-1-721-79 |
Редуктор водородный |
ТУ 26-05-463-76 |
Редуктор кислородный |
ТУ 26-05-235-70 |
Электроплитка |
3.3. Материалы
Азот сжатый |
|
Водород сжатый |
ГОСТ 3022-77 |
Воздух сжатый |
|
Перчатки хлопчатобумажные |
3.4. Реактивы
Ацетон, ч.д.а. |
|
Бензол, х.ч. |
|
Вода артезианская (кипяченая) |
|
Гексан, декан, пентан - реагенты для хроматографии |
|
м-Ксилол, х.ч. |
ТУ 6-09-4556-77 |
о-Ксилол, х.ч. |
ТУ 6-09-915-76 |
Метанол, х.ч. |
|
Октан, х.ч. |
ТУ 6-09-661-76 |
Толуол, х.ч. |
|
Этилбензол, х.ч. |
4.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.
4.2. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.
4.3. При отборе проб разогретым шприцем надевают на руки хлопчатобумажные перчатки.
К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на газовом хроматографе.
При выполнении измерений соблюдают следующие условия:
6.1. Процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТу 15150-69 при температуре воздуха (20 ± 10) °С, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт.ст. и влажности воздуха не более 80 %.
6.2. Выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией к прибору.
Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Приготовление растворов
Исходный раствор № 1 ацетона и метанола для градуировки (с = 0,1 мг/см3). 25 мг каждого вещества вносят в колбу вместимостью 250 см3, доводят до метки кипяченой артезианской водой и перемешивают. Срок хранения раствора - 1 месяц.
Исходный раствор № 2 бензола, толуола, этилбензола, о-ксилола, м-, п-ксилола, пентана, гексана, октана и декана для градуировки (с = 0,1 мг/см3). 10 мг каждого вещества вносят в колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки метанолом и перемешивают. Срок хранения растворов - 1 месяц.
Рабочие растворы бензола, толуола, этилбензола, о-ксилола, м-, п-ксилола для градуировки (с = 0,01 мг/см3). 5 см3 исходного раствора № 2 вносят в колбы вместимостью 50 см3, доводят до метки метанолом и перемешивают. Срок хранения - 1 месяц.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Хроматографическую капиллярную колонку, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя с расходом 2,5 см3/мин при температуре 250 °С в течение 18 часов. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.
7.3. Установление градуировочной характеристики
Градуировочные характеристики устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах. Они выражают зависимость площади пика соответствующего вещества на хроматограмме (мм2) от концентрации (мг/дм3) и строятся по 7-ми сериям растворов для градуировки.
Градуировочные растворы ацетона и метанола готовят в мерных колбах вместимостью 1000 см3. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор № 1 для градуировки в соответствии с табл. 3, доводят объем охлажденной до 20 °С кипяченой артезианской водой до метки и тщательно перемешивают.
Градуировочные растворы пентана, гексана, октана, декана готовят в мерных колбах вместимостью 1000 см3. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор № 2 в соответствии с табл. 4 и доводят объем до метки охлажденной артезианской водой и перемешивают.
Градуировочные растворы бензола, толуола, этилбензола, о-ксилола, м-, п-ксилолов готовят в мерных колбах вместимостью 1000 см3. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор в соответствии с табл. 5 и доводят объем до метки охлажденной до 20 °С кипяченой артезианской водой.
Таблица 3
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации ацетона и метанола
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Объем исходного р-ра (с = 0,1 мг/см3), см3 |
10,0 |
20,0 |
30,0 |
40,0 |
50,0 |
100,0 |
200,0 |
Концентрация вещества, мг/дм3 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
10,0 |
20,0 |
Таблица 4
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации пентана, гексана, октана, декана в воде
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Объем исходного р-ра (с = 0,1 мг/см3), см3 |
1,0 |
5,0 |
10,0 |
30,0 |
60.0 |
80,0 |
100,0 |
Концентрация вещества, мг/дм3 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
3,0 |
6,0 |
8,0 |
10,0 |
Таблица 5
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации бензола, толуола, этилбензола, о-ксилола, м-, п-ксилолов
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Объем рабочего р-ра (с = 0,01 мг/см3), см3 |
0,5 |
2,0 |
5,0 |
10,0 |
30,0 |
60,0 |
100,0 |
200,0 |
Концентрация вещества, мг/дм3 |
0,005 |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
0,3 |
0,6 |
1,0 |
2,0 |
По 5 см3 каждого градуировочного раствора помещают в стеклянный флакон, закрывают резиновой пробкой, прижимают ее металлическим держателем, опускают нижнюю половину флакона в термостат и выдерживают его при температуре 80 °С в течение 60 мин. Нагретым до 80 °С шприцем отбирают пробу воздуха объемом 2 см3 над раствором, вводят в испаритель хроматографа и анализируют при следующих условиях:
Температура термостата колонки программируется от 50 °С (7 мин в изотермическом режиме) до 150 °С со скоростью 5 град/мин |
|
Температура испарителя |
250 °С |
Температура детектора |
250 °С |
Расход азота через колонку |
2 см3/мин |
Расход азота, сбрасываемого в испарителе |
5 см3/мин |
Расход азота, поддуваемого в детектор |
40 см3/мин |
Чувствительность шкалы электрометра |
50´10-12 А |
Скорость движения диаграммной ленты |
240 мм/час |
Время удерживания метанола |
2 мин 06 сек |
ацетона |
3 мин 12 сек |
пентана |
4 мин 28 сек |
гексан |
6 мин 35 сек |
бензол |
10 мин 18 сек |
толуол |
16 мин 48 сек |
октан |
17 мин 10 сек |
этилбензол |
20 мин 10 сек |
м-, п-ксилолы |
21 мин 22 сек |
о-ксилол |
28 мин 18 сек |
декан |
27 мин 03 сек |
На полученной хроматограмме рассчитывают площади пиков компонентов и по средним значениям из 5-ти серий строят градуировочные характеристики для каждого вещества. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в квартал и при изменении условий газохроматографического разделения смеси на колонке.
7.4. Отбор проб
Отбор пробы воды проводят в соответствии с ГОСТом 2874-82, 4979-49, 17.1.5.04-81 в бутыли из темного стекла.
При выходе прибора на режим 5 см3 пробы воды помещают во флакон и обрабатывают по схеме, аналогичной установлению градуировочных характеристик, затем отбирают над раствором 2 см3 парогазовой (воздушной) фазы, вводят ее в испаритель и включают программирование температурного режима колонок. Анализ проводят в условиях построения градуировочной характеристики (п. 7.3).
На хроматограмме рассчитывают площадь пиков.
Концентрацию анализируемого вещества (мг/дм3) определяют по градуировочной характеристике.
Методические указания разработаны А.Г. Малышевой (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды, г. Москва) и Е.Е. Сотниковым (Всероссийский центр медицины катастроф МЗ и МП РФ, г. Москва).