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
МУК
4.1.646 - 4.1.660-96
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
Область применения. 1
1. Погрешность измерений. 3
2. Метод измерений. 3
3. Средства измерений,
вспомогательные устройства, материалы, реактивы.. 3
4. Требования безопасности. 4
5. Требования к квалификации
операторов. 4
6. Условия измерений. 4
7. Подготовка к выполнению
измерений. 4
8. Выполнение измерений. 6
9. Вычисление результатов
измерений. 6
|
|
УТВЕРЖДАЮ
Первый заместитель Председателя
Госкомсанэпиднадзора России
заместитель Главного государственного
санитарного врача Российской Федерации
С.В. Семенов
31 октября 1996 г.
МУК
4.1.646 - 4.1.660-96
Дата введения - с момента утверждения
|
Область применения
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.
1. Погрешность измерений
Методика обеспечивает
выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ± 20,7 %, при доверительной
вероятности 0,95.
2. Метод измерений
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.
3. Средства измерений,
вспомогательные устройства, материалы, реактивы
При выполнении измерений
применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и
реактивы.
3.1. Средства измерений
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
|
ГОСТ
14919-83
|
3.3. Материалы
3.4. Реактивы
Ацетон, ч.д.а.
|
ГОСТ 2603-79
|
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.
|
ГОСТ 195-77
|
Фенол, ч.д.а.
|
ГОСТ 6417-72
|
4. Требования
безопасности
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.
5. Требования к
квалификации операторов
К выполнению измерений
допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на
газовом хроматографе.
6. Условия измерений
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.
7. Подготовка к
выполнению измерений
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
Номер раствора
|
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.
8. Выполнение измерений
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.
9. Вычисление результатов
измерений
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.