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 4.1.647-96 Дата введения: с момента утверждения |
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические указания по газохроматографическому определению фенола в воде
Настоящие методические указания устанавливают количественный газохроматографический анализ воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения для определения в ней содержания фенола в диапазоне концентраций 0,0005 - 0,1 мг/дм3.
С6Н5ОН мол. масса 94,11
Фенол - бесцветное кристаллическое вещество со специфическим запахом, температура плавления - 42 °С, температура кипения - 182 °С. В 100 дм3 воды при 15 °С растворяется 8,2 г фенола. Хорошо растворим в хлороформе, эфире, маслах и других органических растворителях.
Фенол является нервным ядом, обладает сильным раздражающим и прижигающим действием. Предельно допустимая концентрация в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования 0,001 мг/л. Относится к 4-му классу опасности.
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ± 20,7 %, при доверительной вероятности 0,95.
Измерения содержаний фенола выполняют методом газовой хроматографии. Методика основана на извлечении фенола из воды с помощью газовой экстракции, концентрировании в ловушке с адсорбентом и экстракции диэтиловым эфиром с последующим анализом на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором.
Нижний предел измерения в объеме пробы 0,001 мкг.
Определению не мешают крезолы и хлорфенолы.
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
3.1. Средства измерений
Хроматограф газовый с пламенно-ионизационным детектором |
|
Барометр-анероид М-67 |
ТУ 2504-1797-75 |
Весы аналитические ВЛА-200 |
ГОСТ 24104-80Е |
Линейка измерительная |
|
Лупа измерительная |
ГОСТ 8309-75 |
Меры массы |
|
Микрошприц МШ-10М |
ГОСТ 8043-75 |
Посуда стеклянная лабораторная |
ГОСТ 1770-74Е, 20292-80, 25336-82 |
Секундомер СДС, пр. 1-2-000 |
ГОСТ 5072-79 |
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2, пределы 0 - 55 °С, цена деления 1 °С |
3.2. Вспомогательные устройства
Баня водяная |
|
Дистиллятор |
ТУ 61-1-721-79 |
Колба Вюрца (схема перегонки, рис. 1) |
|
Микрокомпрессор РК-1 |
ТУ 25-056-926-77 |
Насос вакуумный водоструйный |
ГОСТ 10696-75 |
Редуктор водородный |
ТУ 26-05-463-76 |
Редуктор кислородный |
ТУ 26-05-235-70 |
Сорбционные трубки из молибденового стекла длиной 10 см и внутренним диаметром 3 мм |
|
Сосуд для газовой экстракции (колба Эрленмейера) емкостью 0,5 л |
|
Хроматографическая колонка из нержавеющей стали длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм |
|
Чашки фарфоровые |
ГОСТ 9147-73 |
Электроплитка |
3.3. Материалы
Азот сжатый в баллоне |
|
Воздух сжатый в баллоне |
ГОСТ 11882-73 |
Водород сжатый в баллоне |
ГОСТ 3022-89 |
Стекловолокно обезжиренное |
ГОСТ 10176-74 |
Стеклянные заглушки |
|
Трубки из силиконовой резины |
3.4. Реактивы
Ацетон, ч.д.а. |
|
Вода дистиллированная |
ГОСТ 6709-77 |
н-Гексан, х.ч. |
ТУ 6-09-3375-78 |
Диэтиловый эфир, фармакопейный |
|
Карбовакс-20М на хроматоне |
|
NAW-DMCS, зернением 0,1 - 0,125 мм (Чехия) |
|
Кислота серная, пл. 1,84 г/см3, х.ч. |
ГОСТ 3188-77 |
Силохром С-80, фракция 0,5 - 0,35 мм |
|
Натрия сульфит, ч.д.а. |
|
Фенол, ч.д.а. |
ГОСТ 6417-72 |
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 инструкцию по эксплуатации прибора.
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 и сорбционной трубки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Приготовление растворов
Исходный раствор фенола для градуировки (с = 1,0 мг/см3). 100 мг фенола вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят уровень дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора - 30 дней в холодильнике.
Рабочий раствор фенола (с = 0,001 мг/см3). 1,0 см3 исходного раствора вносят в колбу вместимостью 1000 см3, доводят уровень раствора до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения рабочего раствора - 7 дней в холодильнике.
Кислота серная. Раствор в воде в соотношении 1:3.
Фенол свежеперегнанный. Перегонку проводят согласно схеме на рис. 1.
7.2. Подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки
Хроматографическую колонку и сорбционную трубку перед заполнением насадками промывают дистиллированной водой, ацетоном, гексаном и высушивают в токе азота (расход 50 см3/мин) при температуре 80 - 100 °С.
Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают тампонами из обезжиренного стекловолокна, устанавливают ее в термостате хроматографа, не подключая к детектору, и кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 100 см3/мин в течение 12 часов при температуре 200 °С. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.
Аналогичным образом кондиционируют сорбционные трубки. Концы каждой трубки, содержащей 0,1 г силохрома С-80, закрывают тампонами из обезжиренного стекловолокна и кондиционируют при температуре 300 °С в течение 2 ч. До начала измерений сорбционные трубки закрывают стеклянными заглушками и хранят в эксикаторе.
7.3. Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах фенола. Она выражает зависимость площади пика на хроматограмме (мм2) от массы фенола (мкг) и строится по 5-ти сериям растворов для градуировки.
Каждую серию, состоящую из 6-ти градуировочных растворов, готовят в стеклянных сосудах для газовой экстракции вместимостью 500 см3 с силиконовыми пробками. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл. 1. 0,5 см3 раствора серной кислоты, доводят объем дистиллированной водой до 250 см3, закрывают сосуд силиконовой пробкой и тщательно перемешивают.
Таблица 1
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации фенола
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Объем рабочего р-ра (с = 0,001 мг/см3), см3 |
0 |
0,1 |
0,25 |
1,0 |
10,0 |
25,0 |
Содержание фенола, мкг |
0 |
0,1 |
0,25 |
1,0 |
10,0 |
25,0 |
После заполнения сосуда его помещают в водяную баню с температурой воды 50 °С, присоединяют сорбционную трубку и микрокомпрессор (рис. 2) и через 1 - 2 мин начинают с помощью микрокомпрессора барботировать воздух через раствор в сосуде (расход 300 см3/мин), продолжая эту продувку в течение 1 ч.
По окончании продувки (газовой экстракции) силохром высыпают из сорбционной трубки в пенициллиновый флакон емкостью 10 - 15 см3, приливают 1 см3 диэтилового эфира и закрывают флакон корковой пробкой, выдерживая его содержимое в течение 15 мин при периодическом встряхивании флакона. Декантируют эфир и промывают силохром 0,5 см3 эфира. Объединенные эфирные экстракты вносят в конусообразную пробирку вместимостью 10 см3, упаривают экстракт на водяной бане до объема 5 - 10 мм3, вводят микрошприцем концентрат в испаритель газового хроматографа и анализируют в следующих условиях:
Температура термостата колонки |
200 °С |
Температура испарителя |
230 °С |
Температура детектора |
240 °С |
Расход потока газа-носителя (азота) |
25 см3/мин |
Расход потока водорода |
25 см3/мин |
Расход потока воздуха |
250 см3/мин |
Скорость диаграммной ленты |
200 мм/ч |
Чувствительность электрометра |
2×10-10 А |
Время удерживания фенола |
5 мин 20 сек |
На хроматограмме измеряют площади пиков фенола и по средним значениям из 5-ти измерений устанавливают градуировочную характеристику. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в месяц и при смене партии реактивов.
Эффективность извлечения фенола из воды методом газовой экстракции составляет 77 - 86 %. Полнота сорбции фенола силохромом С-80 97 ± 5 %, а полнота экстракции микропримесей фенола диэтиловым эфиром составляет 95 %.
7.4. Отбор проб
Отбор проб проводят согласно ГОСТу 2761-84, 4979-49 и 17.1.5.04-81, в бутыли из темного стекла, добавляя в каждую бутыль по 2 см3 раствора серной кислоты в расчете на 1 дм3 воды. Если в пробе присутствует хлор или другие окислители, добавляют 0,1 г сульфита натрия на 1 дм3 воды. Срок хранения проб воды не более 3 суток при температуре не выше +4 °С и при рН менее 2.
В сосуд для газовой экстракции вносят 250 см3 анализируемой воды и закрывают его силиконовой пробкой. Далее подготавливают пробу к анализу аналогично подготовке проб для градуировки и после выхода хроматографа на рабочий режим проводят измерения в условиях, указанных в разделе 7.3.
На полученной хроматограмме рассчитывают площадь пика фенола и по градуировочному графику определяют массу фенола в пробе.
Концентрацию фенола (мг/дм3) в воде рассчитывают по формуле:
С = m/V, где
m - масса фенола в объеме пробы, найденная по градуировочному графику, мкг;
V - объем пробы воды, взятой для анализа, см3.
Методические указания разработаны А.Г. Малышевой (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН), А.А. Беззубовым, Ю.С. Друговым (Аналитический центр Геологического института РАН).
Рис. 1. Схема перегонки фенола.
1 - электроплитка; 2 - колба Вюрца вместимостью 50 - 100 см3;
3 - термометр; 4 - алонж; 5 - приемник.
Рис. 2. Схема устройства для газохронометрического определения фенола в воде.
1 - стеклянный сосуд; 2 - анализируемая вода; 3 -
сорбционная трубка;
4 - склянка Дрекселя с молекулярным ситом 5А; 5 - микропроцессор;
6 - водяная баня с электрообогревом.