МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ и экологии РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ РД 52.18.750-2010

МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ФЕНОЛОВ В ВОДАХ Методика измерений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с применением твердофазной экстракции

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»), Д.Г. Левшин (ИПМ ГУ «НПО «Тайфун»)

3    СОГЛАСОВАН с УМЗА Росгидромета - 2010 - 12 - 20

4    УТВЕРЖДЕН заместителем Руководителя Росгидромета - 2010 -12-21

5    СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ № 18.26 - 2010 выдано 20 октября 2010 г. ГУ «НПО «Тайфун»

6    ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ НПО «Тайфун» за номером РД 52.18.750-2010 от 27 декабря 2010 г.

7    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

п

РД 52.18.750-2010

-    колбы мерные вместимостью 2-10-2; 2-100-2; 2-1000-2 по ГОСТ 1770-74;

-    дозатор пипеточный одноканальный переменного объема от 0,02 до 0,2 см³ и от 100 до 1000 см³ типа Gilson;

-    цилиндры мерные вместимостью 10 и 1000 см³ по ГОСТ 1770-74;

-    пипетки градуированные 2 класса точности вместимостью 1 и 5 см³ поГОСТ 29229-91;

-    пробирки мерные с притертой пробкой вместимостью 5 см³ по ГОСТ 1770-74;

-    ротаметр типа РМ ГОСТ 13045-81.

Примечание - Допускается использование других средств измерений, в том числе импортных, метрологические и технические характеристики которых не хуже, чем указанные в п.4.1.

4.2 При выполнении измерений применяют следующие реактивы, материалы и стандартные образцы:

-    концентрирующие патроны Диапак П по ТУ 4215-002-05451931-94;

-    мембранные фильтры ФМНЦ-0,45 с размером пор 0,45 мкм по ТУ 9471-001 -00212038-2000;

-    ацетонитрил для ВЭЖХ по ТУ 67-09-14-2167-84, о.с.ч.;

-    вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

-    вода бидистиллированная или деионизированная по ГОСТ Р 52501-2005;

-    уголь активированный марки БАУ-А по ГОСТ 6217-74;

-    3-метилфенол фирмы Supelco, каталожный номер 442391;

-    4-метилфенол фирмы Supelco, каталожный номер 442418;

-    4-хлорфенол фирмы Supelco, каталожный номер 442411;

-    4-этилфенол фирмы Pestanal, каталожный номер 36724;

-    фенол СОП 0202-03 ER-PH;

-    2-хлорфенол СОП 0202-03 ER-PH 2;

-    2,4-дихлорфенол СОП 0203-03 ER-PH 3;

-    2,6-дихлорфенол СОП 0204-03 ER-PH 4;

5

РД 52.18.750-2010

-    2,4,5-трихлорфенол СОП 0205-03 ER-PH 5;

-    2,4,6-трихлорфенол СОП 0206-03 ER-PH 6;

-    пентахлорфенол СОП 0207-03 ER-PH 7;

-    тетраборат натрия 10- водный, по ГОСТ 4199-76, ч.д.а.;

-    кислота трифторуксусная (импортная);

-    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;

-    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 2 степени чистоты по ИСО 3696:1987;

-    дистиллятор по ТУ 61-1-721-79;

-    холодильник бытовой;

-    водокольцевой вакуум-насос «Бегемот» производства ЗАО «БиоХимМак СТ» или водоструйный насос;

-    устройство для фильтрации растворов;

-    склянки Вульфа вместимостью 1000 см³ с нижним тубусом по ГОСТ 25336-82;

-    склянки для очистки газов вместимостью 250 см³ по ГОСТ 25336-82

-    чашки выпарительные фарфоровые вместимостью 30 см³ по ГОСТ 9147-80;

-    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.

РД 52.18.750-2010

5 Метод измерений

Выполнение измерений массовой концентрации фенолов основано на твердофазной экстракции их из пробы воды с применением концентрирующих патронов Диапак П, элюировании определяемых веществ растворителем, концентрировании элюата упариванием и анализе полученного концентрата методом ВЭЖХ на колонке Диасфер-110-CIOCN или Диа-сорб-130-CIOCN, используя в качестве подвижной фазы смесь ацетонитрила с водой с рН=2,5. На выходе из колонки детектор фиксирует концентрацию компонентов смеси при длине волны 220 нм (при одноволновом) или при 220, 230, 254, 280 нм (при четырехволновом) детектировании. Времена выхода пиков и волновые характеристики используют для качественной идентификации фенолов, а площади пиков характеризуют их количественное содержание.

Проверка отсутствия загрязнения используемых растворов тетраборатом натрия и ацетоном, к 0,2 см³ бидистиллированной воды добавляют 1 каплю тетрабората натрия и 5 см³ ацетона. После выпаривания ацетона доводят объем пробы до 0,3 см³ ацетонитрилом. Анализируют пробу на хроматографе. При наличии хроматографических пиков контролируют каждое вещество в отдельности.

6 Требования безопасности и охраны окружающей среды

6.1 По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся к 2-му и 3-му классам опасности по ГОСТ 12.1.007. Поэтому при выполнении измерений фенолов необходимо соблюдать требования по технике безопасности при работе с химическими веществами по ГОСТ 12.1.007 и требования электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.

7

РД 52.18.750-2010

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 фенолов, ацетонитрилом 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.

6.7    Оператор должен быть проинструктирован о мерах техники безопасности при работе в химической лаборатории.

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.

РД 52.18.750-2010

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+Ц) 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 хроматографическая с обращенной фазой С18 типа Диасфер-110-С ЮС N длиной 250 мм, внутренним диаметром 4 мм, диаметром частиц 5 микрон;

-    состав элюента: элюент А - объемное соотношение ацетонитрила, трифторуксусной кислоты и бидистиллированной воды 20:5:75 и элюент Б - объемное соотношение ацетонитрила, трифторуксусной кислоты и бидистиллированной воды 90:5:5;

-    скорость потока, см³/мин, -1,0;

-    режим градиентного элюирования: линейный градиент от элюента А до элюента Б за 25 мин;

-длина волны спектрофотометрического детектора, нм:

при одноволновом детектировании - 220;

9

РД 52.18.750-2010

при четырехволновом детектировании - 220, 230, 254, 280.

При данных условиях хроматографирования ориентировочные времена удерживания показателей (мин) приведены в Приложении Г.

9 Отбор и хранение проб

9.1    Отбор проб производится в соответствии с ГОСТ Р 51592 и ГОСТ 17.1.5.05. Оборудование для отбора проб должно соответствовать ГОСТ 17.1.5.04 и ГОСТ Р 51592. Пробы отбирают в бутыли из темного 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 суток.

Экстракты проб на патронах Диапак должны храниться при температуре от 4 до 8 °С не более 14 суток.

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.

ю

РД 52.18.750-2010

Содержание

1    Область применения.....................................................................................1

2    Нормативные ссылки.....................................................................................1

3    Характеристики погрешности измерений.....................................................2

4    Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы,

материалы.........................................................................................................4

5    Метод измерений...........................................................................................7

6    Требования безопасности и охраны окружающей среды..........................7

7    Требования к квалификации операторов.....................................................8

8    Условия выполнения измерений..................................................................9

9    Отбор и хранение проб................................................................................10

10    Подготовка к выполнению измерений......................................................11

10.1    Приготовление растворов и реактивов..............................................11

10.2    Подготовка аппаратуры.......................................................................12

10.3    Приготовление градуировочных растворов......................................12

10.4    Установление градуировочной зависимости.....................................14

10.5    Контроль стабильности градуировочной характеристики................15

11    Выполнение измерений.............................................................................16

12    Обработка результатов измерений..........................................................18

13    Оформление результатов измерения......................................................19

14    Контроль качества результатов измерений при реализации методики

в лаборатории.................................................................................................20

14.1 Контроль повторяемости....................................................................20

14.2. Контроль процедуры выполнения измерений..................................21

15    Проверка приемлемости результатов, полученных в условиях

воспроизводимости.........................................................................................23

16    Затраты времени на проведение анализа...............................................23

Приложение А Устройство для твердофазного концентрирования

фенолов из проб воды на патроны Диапак..........................25

ш

РД 52.18.750-2010

Приложение Б Полуавтоматическое устройство для элюирования

фенолов с патронов...............................................................26

Приложение В Устройство для концентрирования проб в атмосфере

инертного газа.........................................................................27

Приложение Г Хроматограмма смеси фенолов на колонке Диасфер-110-

CioCN длиной 250 мм............................................................28

Приложение Д (справочное) Соотношения интенсивностей длин волн

для фенола и хлорфенолов при анализе градуировочных

растворов (Р=0,95; п=11)......................................................29

Свидетельство об аттестации методики (метода) измерений № 18.26-2010 на Зстр....................................................................................35

IV

РД 52.18.750-2010

Введение

Образование фенолов в некоторой степени обусловлено природными процессами, но главным их источником являются стоки промышленных предприятий. Для сточных вод некоторых отраслей промышленности -химической, нефтехимической, текстильной, целлюлозно-бумажной - фенольное загрязнение достаточно характерно. Эти сточные воды и являются основными источниками антропогенного поступления фенолов в водные объекты.

Хлорирование фенолсодержащих вод при водоочистке приводит к образованию хлорфенолов. Пентахлорфенол широко применяется для консервации древесины. Хлорированные фенолы являются метаболитами ряда пестицидов.

В естественных условиях фенолы образуются в процессе метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ. В незагрязненных или слабозагрязненных речных водах содержание фенолов обычно не превышает 0,001 мг/дм³. Превышение естественного фона может служить указанием на загрязнение водоемов фенольными соединениями.

Фенолы являются неустойчивыми веществами. Они легко окисляются и подвергаются биохимическому и химическому окислению. Эти процессы зависят от температуры воды, величины pH, содержания кислорода, состава фенолов и их концентрации, химической структуры, содержания и качественного состава органических веществ. Вследствие этого в существенных концентрациях они могут наблюдаться лишь при дефиците кислорода, а также при низких температурах. Наименее устойчивым является сам фенол, его алкильные и хлорированные производные более устойчивы.

Концентрирование фенолов из воды методом твердофазной экстракции упрощает и ускоряет процесс пробоподготовки, снижает потери образца, уменьшает расход дорогостоящих токсичных растворителей. Этот

v

РД 52.18.750-2010

подход реализуется преимущественно в сочетании с газохроматографическим или ВЭЖХ инструментальным окончанием.

Разработка настоящего руководящего документа вызвана необходимостью совершенствования методического обеспечения при проведении мониторинга загрязнения природных вод. Предельно допустимая концентрация (ПДК) фенолов в воде водных объектов рыбохозяйственного значения следующая: фенола - 0,001 мг/дм³, 2-хлорфенола - 0,0001 мг/дм³, 2,4-дихлорфенола - 0,0001 мг/дм³, 2,4,6-трихлорфенола - 0,0001 мг/дм³. ПДК для 2,6-дихлорфенола, 2,4,5-трихлорфенола, 3- и 4-метилфенола, 4-хлорфенола, 4-этилфенола не установлена. Пентахлорфенол в воде гидролизуется, образуя пентахлорфенолят натрия. ПДК для пентахлорфе-нолята натрия - 0,0005 мг/дм³. Для водных объектов хозяйственнопитьевого назначения ПДК составляет для хлорфенолов 0,001 мг/дм³, для дихлорфенолов - 0,002 мг/дм³, для трихлорфенолов - 0,004 мг/дм³.

VI

РД 52.18.750-2010

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ФЕНОЛОВ В ВОДАХ Методика измерений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с применением твердофазной экстракции

Дата введения - 2011-07-01

1    Область применения

1.1    Настоящий руководящий документ устанавливает методику измерений (далее - методика) массовой концентрации фенола и его производных: 3- и 4-метилфенола, 4-хлорфенола, 4-этилфенола, 2-хлор-фенола, 2,4-дихлорфенола, 2,6-дихлорфенола, 2,4,6-трихлорфенола, 2,4,5-трихлорфенола, пентахлорфенола в пробах природных и очищенных сточных вод в диапазоне от 0,00005 мг/дм³ до 0,01 мг/дм³ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (далее - ВЭЖХ) с применением твердофазной экстракции для концентрирования.

1.2    Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, выполняющих измерения в области мониторинга загрязнения окружающей среды.

2    Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

1

РД 52.18.750-2010

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

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 27384-2002 Вода. Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств

ГОСТ Р 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб.

ГОСТ Р 51593-2000 Вода питьевая. Отбор проб.

МИ 2881-2004 Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа.

РМГ 76-2004 Рекомендация ГСИ. Внутренний контроль качества ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин

РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения

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.

РД 52.18.750-2010

Таблица1- Диапазон измерений, показатели точности, повторяемости и воспроизводимости методики

Наименование	Диапазон	Показатель	Показатель	Показатель
компонента	измеряемых	повторяемости	воспроизво-	точности
	массовых	(относительное	димости	(границы
	концентраций	средне-	(относитель-	относитель-
	X, мкг/дм3	квадратичное	ное средне-	ной погреш-
		отклонение	квадрати-	ности при ве-
		повторяемости)	ческое	роятности
		Or, %	отклонение	(Р=0,95)
			воспроизво-	±6, %
			димости)
			Or. %
Фенол	От 0,00005 до 0,001 в ключ	21	33	66
	От 0,001 до 0,01 включ.	15	22	44
2- хлорфенол 4-этилфенол 3- . 4-метилфенол	От 0,00005 до 0,001 включ.	25	35	70
	От 0,001 до 0,01 включ.	18	30	60
4-хлорфенол 2,4-дихлорфенол 2,6-дихлорфенол 2.4.5- трихлор-фенол 2.4.6- трихлор-
фенол
Пентахлорфенол

з

РД 52.18.750-2010

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:

-    детектор спектрофотометрический «Smartline 2600»;

-    насос высокого давления «Smartline 1000»;

-    вакуумный дегазатор элюента;

-    устройство для термостатирования колонок, позволяющее поддерживать температуру в диапазоне от 5 до 85 °С с точностью установки ±0,3 °С;

-    колонка с обращенной фазой С18 типа «Диасфер-110-С 10-СN» длиной 250 мм, внутренним диаметром 4 мм, диаметром частиц 5 микрон;

-    устройство ввода пробы - шестипортовый, трехканальный инжектор с дозировочной петлей на 0,1 см³;

-    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 электронные по ГОСТ 24104-2001 специального класса точности (с дискретностью d=0,01 мг для наибольшего предела взвешивания до 50 г и с d=0,1 мг для наибольшего предела взвешивания до 200 г).

4.1.3    Барометр-анероид М-67 по ТУ 2504-1797-75.

4.1.4    Лабораторная посуда:

-    микрошприц для жидкостной хроматографии вместимостью 100 мкл (0,1 см³) типа Hamilton;

4