МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ и экологии РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ РД 52.18.749-2010
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ НИТРОБЕНЗОЛА В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ Методика измерений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии
Обнинск
2011
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Государственным учреждением «Хабаровский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с функциями регионального специализированного метеорологического центра Всемирной службы погоды» (ГУ «Хабаровский ЦГМС-РСМЦ»), Государственным учреждением «Научно-производственное объединение «Тайфун» (ГУ «НПО «Тайфун»)
2 РАЗРАБОТЧИКИ Е. Г. Иванова (ГУ «Хабаровский ЦГМС-РСМЦ»), Л.Н.Артеменко (ГУ «Хабаровский ЦГМС-РСМЦ»),
М.А. Запевалов, канд. хим. наук (ИПМ ГУ «НПО «Тайфун»),
В.В. Малаев, канд. хим. наук (ИПМ ГУ «НПО «Тайфун»),
А.Ф. Ковалев (ЦМТР ГУ «НПО «Тайфун»),
О.В. Астафьева (ИПМ ГУ «НПО «Тайфун»)
3 СОГЛАСОВАН с УМЗА Росгидромета - 2010 - 12 - 20
4 УТВЕРЖДЕН заместителем Руководителя Росгидромета - 2010 - 12 - 24
5 СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ № 18.25-2010 выдано - 2010 - 10 - 10 ГУ «НПО «Тайфун»
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦМТР ГУ НПО «Тайфун» за номером РД 52.18.749-2010 от 27 декабря 2010 г. 1
РД 52.18.749-2010
7 Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика, владеющие техникой пробоподготовки, приготовления растворителей, градуировочных растворов, освоившие метод установления градуировочной характеристики, обработки результатов, процедуры внутреннего контроля качества и имеющие опыт работы на жидкостном хроматографе.
8 Условия выполнения измерений
8.1 При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
- температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;
- атмосферное давление 84,0 - 106,7 кПа (630 - 800 мм рт.ст.);
- влажность воздуха не более 80 % при 25 °С;
- напряжение в сети (220+||)в;
- частота переменного тока в сети питания (50 ± 1) Гц;
- заземление согласно эксплуатационной документации на хроматографическую систему;
- отсутствие вблизи прибора источников радиочастотного излучения, сильной вибрации, электрических и магнитных полей;
- отсутствие в окружающей среде агрессивных паров и определяемых компонентов.
8.2 Условия хроматографирования:
- детектор спектрофотометрический Smartline 2600;
- колонка с обращенной фазой С18 типа Диасфер-110 длиной 150 и 250 мм, внутренним диаметром 3 мм, диаметром частиц 5 микрон;
- состав элюента - 60 % ацетонитрила и 40 % воды;
- скорость потока, см3/мин, - 0,8;
7
РД 52.18.749-2010
- длина волны спектрофотометрического детектора, нм, - 254.
При данных условиях хроматографирования ориентировочное время удерживания нитробензола составляет приблизительно 4 минуты.
9 Отбор и хранение проб
9.1 Отбор проб производится в соответствии с ГОСТ Р 51592 и ГОСТ 17.1.5.05 в бутыли из стекла вместимостью не менее 0,5 дм3 и закрывают притертыми стеклянными или завинчивающимися пробками с изолирующими прокладками. Склянки предварительно ополаскивают несколько раз отбираемой водой.
Пробы с момента отбора до экстракции должны храниться при температуре от 4 до 8 °С не более 7 суток.
Экстракты проб и градуировочные растворы (стандарты) необходимо хранить в затемненных сосудах в холодильнике. Экстракты проб должны быть проанализированы в течение 40 дней после экстракции.
9.2 При отборе проб составляют сопроводительный документ, в котором указывают:
- место, время и дату отбора пробы;
- условия окружающей среды (скорость и направление ветра, температуру окружающего воздуха и т.д.);
- наименование, цель отбора; ссылку на документ, в соответствии с которым произведен пробоотбор; пробоотборное устройство; посуда; шифр пробы (при необходимости);
-должность, фамилию специалиста, отобравшего пробу. 2
РД 52.18.749-2010
10 Подготовка к выполнению измерений10.1 Приготовление растворов и реактивов
10.1.1 Элюент (подвижная фаза) - 60 % ацетонитрила и 40 % воды. К 60 см3 ацетонитрила добавляют 40 см3 бидистиллированной воды.
10.1.2 Экстрагент - смесь гептана и изопропанола в соотношении 100:0,2, смешивают 100 см3 гептана и 0,2 см3 изопропанола.
10.1.3 Приготовление 0,1 н раствора натрия гидроокиси.
Взвешивают 4 г гидроокиси натрия и помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, в которую предварительно поместили 60 -70 см3 бидистиллированной воды, растворяют и охлаждают, затем объем раствора в колбе доводят до метки водой и перемешивают. Срок хранения раствора один месяц.
10.1.4 Подготовка натрия сернокислого безводного.
Натрий сернокислый безводный прокаливают при температуре 300 -350 °С в сушильном шкафу в течение 8 ч в мелком поддоне и хранят в эксикаторе или плотно закрытой стеклянной банке. Срок хранения один месяц.
10.2 Подготовка аппаратуры
Подготовку хроматографа и компьютера к работе проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации. На компьютере в программе управления создают метод анализа с использованием абсолютной градуировки согласно руководству по эксплуатации программного обеспечения. Для удаления растворенных газов из растворителей все растворители проходят через модуль дегазатора.
Хроматографическую систему включают и прокачивают элюент до получения стабильной базовой линии.
9
РД 52.18.749-2010
Ввод пробы в колонку осуществляют через инжектор с помощью микрошприца вместимостью 100 мм3.
10.3 Приготовление градуировочного раствора
10.3.1 Для приготовления рабочих градуировочных растворов используют бидистиллированную воду, не содержащую нитробензола.
10.3.2 Для приготовления раствора нитробензола Ci для градуировки (Ci=100 мг/дм3) берут 10 мг чистого вещества нитробензола и вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят объем водой до метки и перемешивают.
Срок хранения растворов нитробензола не более 10 суток.
10.3.3 Для приготовления раствора нитробензола Сгдля градуировки (Сг = 10 мг/дм3) берут 10 см3 исходного раствора нитробензола (Ci = 100 мг/дм3), вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят объем водой до метки, тщательно перемешивают. Готовят непосредственно перед применением.
10.3.4 Для приготовления раствора нитробензола Сз для градуировки (Сз = 1 мг/дм3) берут 1см3 исходного раствора нитробензола (Ci = 100 мг/дм3), вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят объем водой до метки, тщательно перемешивают. Готовят непосредственно перед применением.
Примечание - Для приготовления градуировочных растворов может быть использован ГСО нитробензола.
10.4 Установление градуировочной зависимости
Градуировочную характеристику, устанавливающую зависимость площади пика на хроматограмме от концентрации нитробензола, делают
ю
РД 52.18.749-2010
на пяти сериях рабочих градуировочных растворов. Для градуировки используют шесть рабочих градуировочных растворов.
Рабочие градуировочные растворы нитробензола готовят разбавлением бидистиллированной водой промежуточных или исходных растворов в мерных колбах вместимостью 100 см3 непосредственно перед применением.
Для этого в каждую колбу вносят исходный или промежуточный раствор нитробензола в соответствии с таблицей 2, доводят объем до метки на колбе водой и перемешивают.
Таблица2 - Приготовление рабочих градуировочных растворов нитробензола
|
Номер раствора для градуировки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Объем исходного раствора для градуировки Ci=100 мг/дм^см3) |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Объем раствора для градуировки С2=10 мг/дм3 (см3) |
- |
- |
0,5 |
1 |
5 |
|
Объем раствора для градуировки Сз =1 мг/дм3 (см3) |
0,5 |
1 |
- |
- |
- |
|
Массовая концентрация нитробензола в градуировочном растворе, мг/дм3 |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
0,1 |
0,5 |
Перед проведением анализа pH каждого градуировочного раствора доводят до 10-10,5 с помощью 0,1 н гидроокиси натрия, затем переносят раствор в делительную воронку, добавляют 1 см3 экстрагента и в течение 10 мин экстрагируют нитробензол, плавно переворачивая воронку. Затем
11
РД 52.18.749-2010
воронку закрепляют в штатив и оставляют на 20 мин для расслоения фаз. Органическую фазу собирают в мерную пробирку, а водную повторно экстрагируют 1 см3 экстрагента. К объединенному экстракту прибавляют безводный сульфат натрия и оставляют на 20 мин, периодически встряхивая, затем фильтруют экстракт в чистую сухую пробирку.
Градуировка хроматографической системы проводится по рабочим градуировочным растворам, приготовленным по 10.3, в линейном диапазоне детектора с построением градуировочной характеристики (ГХ) нитробензола. Хроматографируют градуировочные растворы в порядке возрастания массовых концентраций.
На полученных хроматограммах идентифицируют пики нитробензола и устанавливают соответствующие им времена удерживания.
Измеренные площади пика, времена удерживания, массовые концентрации градуировочных растворов заносят в компьютерную базу данных для построения градуировочных зависимостей и последующих количественных расчетов. Градуировочные характеристики вычисляются автоматически.
С помощью программного модуля градуировки управляющей программы по трем сериям шести градуировочных образцов, используя метод наименьших квадратов, строят градуировочную характеристику, проходящую через начало координат, в виде зависимости значений площади пика на хроматограмме от массовой концентрации нитробензола в градуировочном растворе. В процессе обработки данных фиксируют значение коэффициента линейной корреляции. Градуировка признается удовлетворительной, если значение коэффициента линейной корреляции не менее 0,98.
Устанавливают градуировочный коэффициент Ь, получаемый в виде отношения значений площади пика к массовой концентрации нитробензола
*=£=-, о)
'-'с«
где ССт- массовая концентрация нитробензола, мг/дм3;
РД 52.18.749-2010
Содержание
1 Область применения.................................................................................1
2 Нормативные ссылки.................................................................................1
3 Характеристики погрешности измерений.................................................2
4 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы,
материалы.........................................................................................................3
5 Метод измерений........................................................................................5
6 Требования безопасности и охраны окружающей среды......................6
7 Требования к квалификации операторов.................................................7
8 Условия выполнения измерений...............................................................7
9 Отбор и хранение проб..............................................................................8
10 Подготовка к выполнению измерений....................................................9
10.1 Приготовление растворов и реактивов.............................................9
10.2 Подготовка аппаратуры.....................................................................9
10.3 Приготовление градуировочного раствора....................................10
10.4 Установление градуировочной зависимости.................................10
10.5 Контроль стабильности градуировочной характеристики.............13
11 Выполнение измерений.........................................................................14
11.1 Экстракция........................................................................................14
11.2 Анализ пробы....................................................................................15
11.3 Определение концентрации нитробензола....................................15
12 Обработка результатов измерений.......................................................15
13 Оформление результатов измерений..................................................17
14 Контроль качества результатов измерений при реализации
методики в лаборатории.................................................................................17
15 Проверка приемлемости результатов, полученных в условиях
воспроизводимости.........................................................................................19
16 Затраты времени на проведение анализа...........................................20
Свидетельство об аттестации методики (метода) измерений № 18.25-2010 на 2 стр.............................................................................................................23
Введение
Разработка настоящего руководящего документа вызвана необходимостью расширения перечня контролируемых параметров при проведении мониторинга загрязнения поверхностных вод суши.
Нитробензол относится к антропогенным загрязняющим веществам. Основными источниками его поступления в природные воды являются сбросы со сточными водами промышленных предприятий нефтехимической, химической и фармацевтической промышленности, производств по получению красителей, ядохимикатов, резины, лекарственных препаратов и др.
Нитробензол относится к токсичным веществам, оказывающим вредное воздействие на водные организмы.
Предельно допустимая концентрация нитробензола в природных водах составляет 0,01 мг/дм3 для водных объектов рыбохозяйственного назначения и 0,2 мг/дм3 для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.
IV
РД 52.18.749-2010 РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ НИТРОБЕНЗОЛА В ПОВЕРХНОСТНЫХ
ВОДАХ
Методика измерений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии
РД 52.18.749-2010
ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия
ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
ГОСТ Р 8.563-2009 Методики (методы) измерений ГОСТ Р 51590-2000 Вода. Общие требования к отбору проб ГОСТ 27384-2002 Вода. Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств
Примечание- Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделе 6.
3 Характеристики погрешности измерений
Методика обеспечивает получение результатов измерений с погрешностями, не превышающими значений, приведенных в таблице 1.
Таблица1- Диапазон измерений, значения относительных показателей точности, повторяемости и воспроизводимости методики
|
Диапазон измерений массовой концентрации нитробензола X, мг/дм9 |
Показатель повторяемости (относительное среднеквадратичное отклонение повторяемости)
Or, % |
Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратичное отклонение воспроизводимости) Or, % |
Показатель точности (границы относительной погрешности) при вероятности Р=0,95)
±5. % |
|
От 0,005 до 0,5 в ключ |
9 |
16 |
32 |
РД 52.18.749-2010
4 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы
4.1 При выполнении измерений применяют следующие средства измерений и другие технические средства:
4.1.1 Хроматограф жидкостной (типа фирмы Knauer серии Smartline) - аналитическая система, состоящая из устройства для подачи элюента, ввода пробы, аналитической колонки, детектора и средства для регистрации и измерения пиков:
- устройство для дегазации элюента;
- устройство ввода пробы - инжектор с петлей 0,02 см3;
- детектор спектрофотометрический Smartline 2600;
- насос высокого давления Smartline 1000;
- устройство для термостатирования колонок, позволяющее поддерживать температуру в диапазоне от 5 до 85 °С с точностью установки параметра ±0,3° С;
- колонка с обращенной фазой С18 типа Диасфер-110 длиной 150 и 250 мм, внутренним диаметром 3 мм, диаметром частиц 5 микрон;
- система управления приборным комплексом, сбора информации и обработки данных на базе персонального компьютера с программным обеспечением типа «EuroChrom», версия 3.01.02.
4.1.2 Весы лабораторные специального класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и пределом допускаемой погрешности ±0,5 мг по ГОСТ 24104-2001 с набором гирь 2-го класса точности по ГОСТ 7328-2001.
4.1.3 Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75
4.1.4 Лабораторная посуда:
- колбы мерные вместимостью 2-100-2; 2-1000-2 по ГОСТ 1770-74;
- пипетки с одной отметкой 2-го класса точности вместимостью 10 см3 по ГОСТ 29169-91;
3
РД 52.18.749-2010
- пипетки градуированные 2-го класса точности вместимостью 1, 2, 5, 10 см3 по ГОСТ 29229-91;
- цилиндры мерные вместимостью 10, 50, 100, 200 см3 по ГОСТ 1770-74;
- воронки лабораторные В-56-80 ХС ГОСТ 25336-82;
- воронки делительные ВД-3-250 ХС с конусом 29/32 ГОСТ 25336-82;
- микрошприц для жидкостной хроматографии вместимостью 50 и 100 мкл (0,05 и 0,1 см3) типа «Hamilton»;
- ГСО нитробензола в воде, например МСО 0159:2000 (концентрация основного вещества 1 мг/см3).
Примечания
1. Допускается использование других средств измерения, метрологические и технические характеристики которых не хуже, чем у вышеуказанных.
2. Допускается применение в качестве внутренних стандартов других соединений, имеющих сходное с определяемым показателем хроматографическое поведение Растворы (смеси), применяемые в качестве внутренних стандартов должны быть аттестованы.
4.2 При выполнении измерений применяют следующие реактивы и материалы:
- ацетонитрил для ВЭЖХ по ТУ 67-09-14-2167-84, о.с.ч.;
- вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
- гептан нормальный по ТУ 6-09-4520-77, х.ч.;
- гидроокись натрия по ГОСТ 4328-77, ч.д.а.;
- сульфат натрия безводный по ГОСТ 4166-76, ч.д.а.;
- пропанол-2 (изопропиловый спирт) по ТУ 6-09-4522-77, х.ч.;
- универсальная индикаторная бумага pH 0-12 производства «Лахема».
Примечание - Допускается использование других материалов и реактивов.
в том числе импортных, при условии, что их квалификация не хуже, чем у вышеуказанных.
4.3 Вспомогательное оборудование:
- принтер;
4
РД 52.18.749-2010
- устройство для встряхивания емкостей с жидкостью любого типа на 6 мест для делительных воронок вместимостью 250 см3;
- шкаф сушильный типа CNOL 67/350 по ТУ 16-681.032;
- бидистиллятор стеклянный по ТУ 25-11.1592-81 или установка для получения деионизированной воды второй степени чистоты по ИСО 3696:1987;
- дистиллятор по ТУ 61-1-721-79;
- холодильник бытовой;
- флаконы герметично закрывающиеся с завинчивающимися крышками вместимостью 1,5-2 и 5 см3, снабженные прокладками с тефлоновым покрытием;
- посуда из бесцветного и темного стекла для хранения проб и реактивов вместимостью 100, 500, 1000 см3.
Примечание - Допускается использование других вспомогательных устройств, технические характеристики которых не хуже, чем у вышеуказанных.
5 Метод измерений
Определение нитробензола методом ВЭХЖ основано на концентрировании его из пробы воды смесью гептана и изопропилового спирта с последующим анализом экстракта на хроматографической колонке Диасфер-110-С18, используя в качестве элюента смесь ацетонитрила и воды. На выходе из колонки детектор фиксирует концентрацию компонентов смеси на длине волны 254 нм, а регистрирующий прибор записывает выходную кривую в виде пиков. Площади пиков характеризуют количественное содержание нитробензола.
Идентификацию осуществляют по совпадению времени удерживания нитробензола на хроматограммах пробы и градуировочного раствора. 3
РД 52.18.749-2010
6 Требования безопасности и охраны окружающей среды
6.1 По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнения измерений, относятся к 2-му и 3-му классам опасности по ГОСТ 12.1.007. Поэтому при выполнении измерений нитробензола необходимо соблюдать требования по технике безопасности при работе с химическими веществами по ГОСТ 12.1.007 и требования электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.
6.2 Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.
6.3 Лабораторное помещение с хроматографическим оборудованием должно быть оснащено приточно-вытяжной вентиляцией.
6.4 Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.
6.5 При работе с концентрированными растворами нитробензола, гептаном, ацетонитрилом, изопропанолом необходимо соблюдать правила техники безопасности, как с веществами, потенциально опасными для здоровья, а также требования безопасности, изложенные в техническом описании хроматографа и инструкции его эксплуатации. Все работы, связанные с растворителями, должны проводиться в вытяжном шкафу.
6.6 Вредно действующие вещества подлежат сбору и утилизации.
6.6.1 Ацетонитрил перегоняется в ротационном испарителе при температуре 82 °С.
6.6.2 Обезвоженный гептан подлежит перегонке в ротационном испарителе при температуре 99-100 °С.
6.7 Оператор должен быть проинструктирован о мерах техники безопасности при работе в химической лаборатории. 4
1
ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
2
3
4
