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. 7
9. Вычисление результатов
измерений. 7
|
|
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 4.1.654-96
Дата введения: с момента утверждения
|
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Методические
указания
по газохроматографическому определению концентраций бутаналя, бутанола,
изобутанола, 2-этилгексаналя, 2-этилгексеналя и 2-этилгексанола в воде
Настоящие методические
указания устанавливают количественный газохроматографический анализ воды
централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения для определения в ней
содержания бутаналя, бутанола, изобутанола, 2-этилгексаналя, 2-этилгексеналя и
2-этилгексанола в диапазоне концентраций соответственно 0,12 - 2,4; 0,015 -
0,3; 0,075 - 29; 0,004 - 0,08; 0,009 - 0,17; 0,04 - 0,8 мг/дм3.
Физико-химические свойства
указанных веществ представлены в табл. 1,
а их гигиенические нормативы в воде централизованного хозяйственно-питьевого
водоснабжения - в табл. 2.
Таблица 1
Физико-химические
свойства веществ
Наименование вещества
|
Брутто-формула
|
Мол. масса
|
Ткип., °С
|
Плотность, г/см3
|
Растворимость
|
в воде (20 °С), мас. %
|
этаноле, эфире, толуоле
|
Бутаналь (масляный альдегид)
|
С4Н8О
|
72,1
|
75,1
|
0,802
|
7,1
|
неограниченная
|
Бутанол (бутиловый спирт)
|
С4Н10О
|
74,1
|
117,3
|
0,810
|
7,9
|
то же
|
Изобутанол (изобутиловый спирт)
|
С4Н10О
|
74,1
|
108,0
|
0,802
|
9,0
|
то же
|
2-Этилгексаналь
|
C8H16О
|
128
|
163,0
|
0,820
|
0,07
|
то же
|
2-Этилгексеналь
|
С8Н14О
|
126
|
175,5
|
0,848
|
0,07
|
то же
|
2-Этилгексанол
|
C8H18O
|
130,2
|
184,2
|
0,832
|
0,1
|
то же
|
Таблица 2
Предельно
допустимые концентрации веществ в воде
Наименование вещества
|
ПДК, мг/л
|
Бутаналь
|
-
|
Бутанол
|
0,10
|
Изобутанол
|
0,15
|
2-Этилгексаналь
|
-
|
2-Этилгексеналь
|
-
|
2-Этилгексанол
|
0,15
|
1. Погрешность измерений
Методика обеспечивает
выполнения измерений с погрешностью, не превышающей ±20,5 %, при доверительной
вероятности 0,95.
2. Метод измерений
Измерения концентраций
масляного альдегида, бутанола, изобутанола, 2-этилгексаналя, 2-этилгексеналя и
2-этилгексанола в воде водоемов выполняют методом газожидкостной хроматографии
с пламенно-ионизационным детектированием. Определение проводят как без
концентрирования (бутаналь и изобутанол) в случае ожидаемых высоких
концентраций, так и с концентрированием всех указанных веществ.
Концентрирование осуществляют прямой перегонкой пробы с отбором 1 см3
дистиллата и последующим вводом его аликвотной части в хроматограф.
Определению не мешают
углеводороды С1 - С10, изомасляный альдегид, ацетон,
метилэтилкетон, бензол, этилбензол, ксилолы, стирол, фенол. Определению
изобутанола мешает толуол.
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
Хроматографическая колонка из стекла
длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм
|
|
Насос вакуумный водоструйный
|
ГОСТ 10696-75
|
Редуктор водородный
|
ТУ 26-05-463-76
|
Редуктор кислородный
|
ТУ 26-05-235-70
|
Установка из стекла для перегонки (см.
рис.)
|
|
3.3. Материалы
3.4. Реактивы
Альдегид масляный, свежеперегнанный, с
концентрацией не ниже 97 %
|
|
Вода дистиллированная
|
ГОСТ 6709-77
|
Спирт бутиловый нормальный технический
|
ГОСТ 5208-81
|
Спирт изобутиловый технический
|
ГОСТ 9536-79
|
2-Этилгексаналь, свежеперегнанный, с
концентрацией не ниже 97 %
|
|
2-Этилгексеналь, свежеперегнанный, с
концентрацией не ниже 97 %
|
|
2-Этилгексанол технический
|
ГОСТ 26624-85
|
Хроматон N-AW-DMCS с 15 % мас. реоплекса-400 (или ПЭГА), фракции 0,16 - 0,2 мм
(Чехия) - готовая насадка для хроматографической колонки
|
|
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 инструкцией 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. При проведении процессов
приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие
условия:
температура воздуха
|
20 ± 10 °С
|
атмосферное давление
|
630 - 800 мм рт.ст.
|
влажность воздуха не более
|
80 % (при 25 °С)
|
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, установление градуировочной характеристики, отбор
проб.
7.1. Приготовление растворов
Исходные растворы бутаналя (с
= 20,05 мг/дм3 и с = 96,2 мг/дм3). 5 мм3
(4,01 мг) и 6 мм3 (4,81 мг) вещества вносят соответственно в мерные
колбы вместимостью 200 и 50 см3, доводят дистиллированной водой до
метки и перемешивают.
Исходные растворы изобутанола
(с = 96,2 мг/дм3 и с = 60,15 мг/дм3). 6 мм3
(4,81 мг) и 15 мм3 (12,0 мг) вещества вносят соответственно в мерные
колбы вместимостью 50 и 200 см3, доводят дистиллированной водой до
метки и перемешивают.
Исходный раствор бутанола (с
= 12,15 мг/дм3). 3 мм3 (2,43 мг) бутанола вносят в мерную
колбу вместимостью 200 см3, доводят дистиллированной водой до метки
и перемешивают.
Исходные растворы
2-этилгексаналя, 2-этилгексеналя и 2-этилгексанола с концентрациями
соответственно (с = 3,28; 6,78 и 33,3 мг/дм3). 4 мм3
(3,28 мг) 2-этилгексаналя, 8 мм3 (6,78 мг) 2-этилгексеналя и 8 мм3
(6,66 мг) 2-этилгексанола вносят соответственно в мерные колбы вместимостью
1000, 1000 и 200 см3, доводят дистиллированной водой до метки и
перемешивают.
Сроки хранения исходных
растворов, используемых при градуировке веществ без концентрирования (бутаналь
и изобутанол), 2 недели при температуре ±20 °С. Все градуировочные растворы,
используемые при градуировке веществ с концентрированием пробы, готовятся перед
использованием.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Сухую чистую
хроматографическую колонку с помощью водоструйного насоса заполняют готовой
насадкой, закрывают концы стекловатой, помещают в термостат хроматографа и, не
присоединяя к детектору, продувают азотом со скоростью 30 - 40 см3/мин
в течение 15 часов при температуре 60, 90, 120, 140 и 160 °С (соответственно по
3 ч при каждой температуре) и 5 ч при температуре 180 °С. После охлаждения
термостата колонку подсоединяют к детектору и записывают нулевую линию. При
отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.
7.3. Установление градуировочной
характеристики
Градуировочную характеристику
устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах
индивидуальных веществ в воде. Она выражает зависимость среднего значения
высоты пика вещества (мм) на хроматограмме от его концентрации (мг/дм3)
в пробе воды и строится по 3-м стандартным сериям растворов, каждая из которых
состоит из 6-ти растворов.
Для градуировки бутаналя и
изобутанола при анализе в области высоких концентраций (без концентрирования) в
мерные колбы вместимостью 50 см3 вносят соответствующие количества
их исходных растворов согласно табл. 3
Таблица 3
Градуировочные
растворы бутаналя и изобутанола без использования концентрирования
Номер раствора
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Объем исходного р-ра бутаналя (с = 20,05 мг/дм3),
см3
|
0,3
|
0,6
|
1,2
|
2,4
|
3,0
|
6,0
|
Концентрация бутаналя, мг/дм3
|
0,12
|
0,24
|
0,48
|
0,96
|
1,2
|
2,4
|
Объем исходного р-ра изобутанола (с = 96,2 мг/дм3),
см3
|
0,6
|
1,2
|
2,4
|
4,0
|
8,0
|
15,0
|
Концентрация изобутанола, мг/дм3
|
1,15
|
2,31
|
3,45
|
4,6
|
9,2
|
29,0
|
2 мм3
каждого из градуировочных растворов вводят в испаритель хроматографа и проводят
определение не менее 3 раз.
Для градуировки бутаналя,
бутанола, изобутанола, 2-этилгексаналя, 2-этилгексеналя и 2-этилгексанола с
проведением концентрирования в колбы вместимостью 1000 см3 вносят
800 см3 дистиллированной воды с каждым из анализируемых веществ
согласно табл. 4 (общий объем
раствора 800 ± 10 см3).
Таблица 4
Градуировочные
растворы бутаналя, бутанола, изобутанола, 2-этилгексаналя, 2-этилгексеналя и 2-этилгексанола
при использовании концентрирования
Номер раствора
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Объём исходного р-ра бутаналя (с = 96,2 мг/дм3),
см3
|
1,000
|
2,000
|
4,000
|
8,000
|
14,000
|
20,000
|
Концентрация бутаналя, мг/дм3
|
0,120
|
0,240
|
0,480
|
0,960
|
1,200
|
2,400
|
Объём исходного р-ра изобутанола (с = 60,15 мг/дм3),
см3
|
1,000
|
2,000
|
4,000
|
8,000
|
14,000
|
20,000
|
Концентрация изобутанола, мг/дм3
|
0,075
|
0,150
|
0,300
|
0,600
|
1,050
|
1,500
|
Объём исходного р-ра бутанола (с = 12,15 мг/дм3),
см3
|
1,000
|
2,000
|
4,000
|
8,000
|
14,000
|
20,000
|
Концентрация бутанола, мг/дм3
|
0,015
|
0,030
|
0,060
|
0,120
|
0,210
|
0,300
|
Объём исходного р-ра 2-этилгексаналя (с = 3,28
мг/дм3), см3
|
1,000
|
2,000
|
4,000
|
8,000
|
14,000
|
20,000
|
Концентрация 2-этилгексаналя, мг/дм3
|
0,0041
|
0,0082
|
0,0164
|
0,0328
|
0,057
|
0,082
|
Объём исходного р-ра 2-этилгексеналя (с = 6,78
мг/дм3), см3
|
1,000
|
2,000
|
4,000
|
8,000
|
14,000
|
20,000
|
Концентрация 2-этилгексеналя, мг/дм3
|
0,0085
|
0,017
|
0,034
|
0,068
|
0,119
|
0,170
|
Объём исходного р-ра 2-этилгексанола (с = 33,3
мг/дм3), см3
|
1,000
|
2,000
|
4,000
|
8,000
|
14,000
|
20,000
|
Концентрация 2-этилгексанола, мг/дм3
|
0,042
|
0,084
|
0,168
|
0,336
|
0,588
|
0,840
|
Далее
градуировочные растворы подвергают перегонке в колбе вместимостью 1000 см3,
отбирают 1 см3 дистиллята в цилиндр, закрывают его пробкой,
тщательно перемешивают и вводят в хроматограф его аликвотную часть в количестве
2 мм3. Повторяют измерения не менее 3 раз.
По высотам пиков на
хроматограмме рассчитывают градуировочные коэффициенты для каждого вещества (b, мг/дм3×мм) по формуле:
где
ci - концентрация вещества в градуировочном
растворе, мг/дм3;
hi - высота пика вещества на хроматограмме,
мм;
k - коэффициент пересчета чувствительности
усилителя;
n - число измерений.
Анализ градуировочных
растворов проводят в следующих условиях:
Температура термостата колонок
|
90 °С
|
Температура испарителя
|
160 °С
|
Температура детектора
|
160 °С
|
Расход газа-носителя (азота)
|
30 см3/мин
|
Расход водорода
|
30 см3/мин
|
Расход воздуха
|
300 см3/мин
|
Скорость движения диаграммной ленты
|
240 мм/ч
|
Диапазон измерения чувствительности
усилителя ИМТ 0,5
|
5×10-12
- 10×10-10 А
|
Время удерживания:
|
|
бутаналь
|
1,8 мин
|
изобутанол
|
3,4 мин
|
бутанол
|
4,6 мин
|
2-этилгексаналь
|
7,1 мин
|
2-этилгексеналь
|
13,3 мин
|
2-этилгексанол
|
26,3 мин
|
7.4. Отбор проб
Отбор проб воды проводят в
соответствии с ГОСТом
4979-49, 2874-82,
24481-80 и ГОСТом
17.1.5.04-81. Анализируют в день отбора.
На анализ отбирают не менее 2
дм3 воды.
8. Выполнение измерений
Выполнение измерений
концентраций бутаналя, изобутанола, бутанола, 2-этилгексаналя, 2-этилгексеналя
и 2-этилгексанола в воде проводят в условиях, описанных в п. 7.3.
9. Вычисление результатов
измерений
Концентрацию каждого вещества
в воде (мг/дм3) вычисляют по формуле:
С = b × k × h, где
b - градуировочный коэффициент для
анализируемого вещества, мг/дм3 мм;
h - средняя высота пика анализируемого
вещества на хроматограммах воды или дистиллата, мм;
k -
коэффициент пересчета чувствительности усилителя.
Методические указания
разработаны С.В. Зубаревым, Л.К. Вагиной, В.А. Ушаковой (НПО по разработке и
внедрению нефтехимических процессов, г. С.-Петербург).