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

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».

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Методические указания
по газохроматографическому определению
бутилакрилата и бутилметакрилата в воде

Настоящие методические указания устанавливают количественный газохроматографический анализ воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения для определения в ней содержания бутилакрилата и бутилметакрилата в диапазоне концентраций 0,005 - 0,1 мг/дм³.

СН₂ = СН - СООС₄Н₉                                  мол. масса 128,17

Бутилакрилат - бесцветная жидкость, температура кипения - 147,4 °С, плотность - 0,91 г/см³. Растворяется в спиртах, эфире, в воде - 0,32 % при 20 °С.

Бутилакрилат обладает наркотическим и общетоксическим действием, относится к 4-му классу опасности. ПДК в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования 0,01 мг/дм³ (мг/л).

СН₂ = С(СН₃) - СООС₄Н₉                                   мол. масса 142,2

Бутилметакрилат - жидкость, температура кипения - 163,0 °С, плотность - 0,89 г/см³. Растворяется в органических растворителях. Растворяется в воде - 0,32 % при 20 °С.

Бутилметакрилат обладает наркотическим и общетоксическим действием. ПДК в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования 0,02 мг/дм³ (мг/л).

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнения измерений с погрешностью, не превышающей ±10 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерения концентраций бутилакрилата и бугилметакрилата выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование веществ из воды осуществляют газовой экстракцией на твердый сорбент. Термодесорбцию проводят в испарителе прибора.

Нижний предел измерения в объеме пробы 0,005 мг/дм³.

Определению не мешают спирты C₁ - С₄, метилакрилат, этилакрилат, метилметакрилат, акриловая и метакриловая кислоты, ароматические углеводороды.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

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 масштабная	ГОСТ 17435-72
Лупа измерительная	ГОСТ 8309-75
Меры массы Г-2-210, 2-го кл.	ГОСТ 7328-82Е
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74Е, 20292-74Е
Реометр для измерения потока газа
Секундомер 2-го кл.	ГОСТ 5072-79
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2	ГОСТ 215-73Е

3.2. Вспомогательные устройства

Вакуумный насос	ТУ 26-06-459-69
Втулка металлическая длиной 2 см с внутренним конусом (рис.)
Дистиллятор	ТУ 61-1-721-79
Поглотительные приборы с пористой пластиной № 1
Редуктор водородный	ТУ 26-05-463-76
Редуктор кислородный	ТУ 26-05-235-70
Сорбционные трубки из нержавеющей стали длиной 13 см и внутренним диаметром 4 мм, с наружным конусом на одном конце и сквозным отверстием диаметром 0,2 см на другом (рис.)
Хроматографическая колонка из стекла длиной 3 м и внутренним диаметром 4 мм

3.3. Материалы

Азот сжатый	ГОСТ 9293-74
Воздух сжатый	ГОСТ 17433-80
Водород сжатый	ГОСТ 3022-89
Стекловата
Стеклянные заглушки

3.4. Реактивы

Бензол, х.ч.	ГОСТ 5955-75
Бутилакрилат, для хроматографии	ТУ 817-232-69
Бутилметакрилат MP	ТУ 6-09-2941-66
Вода дистиллированная	ГОСТ 6709-72
Силохром С-80, зернением 0,25 - 0,50 мм	ТУ 6-09-17-48-74
Синтетическое моющее средство
Спирт этиловый, х.ч.	ГОСТ 18300-72
Полиметилсилоксан, ПМС-100
Полифенилметилсилоксан (ПФМС-4)	ГОСТ 15866-70
Полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА)	ТУ 611-65-67
Хлороформ, х.ч.	ГОСТ 20015-74
Эфир диэтиловый	ГОСТ 6265-74

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 хроматографа, подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Исходные растворы бутилакрилата и бутилметакрилата для градуировки (с = 1000 мг/дм³). 1000 мг бутилакрилата и бутилметакрилата вносят в мерные колбы вместимостью 1,0 дм³, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения растворов - 6 часов.

Рабочие растворы бутилакрилата и бутилметакрилата для градуировки (с = 1,0 мг/дм³). 1,0 см³ исходного раствора вносят в мерные колбы вместимостью 1,0 дм³, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения растворов - 6 часов.

7.2. Подготовка хроматографа

Из испарителя хроматографа извлекают газонаправляющую трубку и помещают втулку для фиксации сорбционной трубки. При проведении измерений втулка находится в испарителе постоянно.

7.3. Подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки

Хроматографические колонки и сорбционную трубку перед заполнением насадками промывают горячей водой, раствором синтетических моющих средств, дистиллированной водой, спиртом, бензолом и высушивают в токе газа-носителя. Заполнение хроматографических колонок насадками проводят под вакуумом. Одну хроматографическую колонку заполняют смесью фаз 10 % ПМС-100 и 20 % ПФМС-4 на хроматоне N-AW-HMDS. Вторую хроматографическую колонку заполняют фазой 20 % ПЭГА на хроматоне N-AW-HMDS. Концы заполненных колонок закрывают стекловатой слоем 1 см, колонки помещают в термостат и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе азота с расходом 40 см³/мин при температуре 150 °С в течение 12 часов. После охлаждения колонки подключают к детектору и записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонки готовы к работе.

Сорбционную трубку заполняют насадкой в количестве 0,4 г вручную. Насадка состоит из 5 % ПМС-100 на силохроме С-80. Сорбционную трубку кондиционируют в испарителе прибора в токе газа-носителя с расходом 40 см³/мин при температуре 150 °С в течение 2 часов. Хранят сорбционную трубку в пробирке с притертой пробкой не более 7 дней.

7.4. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах бутилакрилата и бутилметакрилата. Для этого готовят 5 серий растворов для градуировки, каждая из которых состоит из 7-ми растворов. В мерные колбы вместимостью 100 см³ вносят рабочие растворы для градуировки в соответствии с табл. 1 и доводят объем до метки дистиллированной водой. Растворы тщательно перемешивают. Готовят в день проведения измерений.

Таблица 1

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации бутилакрилата и бутилметакрилата

5,0 см³ каждого градуировочного раствора помещают в поглотительный прибор и проводят газовую экстракцию веществ. Для этого к входному концу поглотительного прибора подсоединяют источник газа-носителя (азот), к выходному концу - сорбционную трубку. Расход азота устанавливают 100 см³/мин, время пропускания азота 10 мин. Контролируют расход азота реометром. По истечении 10 мин сорбционную трубку с сорбированными веществами вставляют в испаритель прибора так, чтобы ее конусообразный конец вошел плотно в конус втулки. После этого испаритель быстро закрывается крышкой с прокладкой с одновременным включением секундомера (время стабилизации нулевой линии составляет 30 сек). Потоком газа-носителя вещества переносятся в хроматографическую колонку на анализ в следующих условиях:

Температура термостата колонок:

со смесью фаз 10 % ПМС-100 и 20 % ПФМС-4	130 °С
с 20 % ПЭГА	80 °С
Температура испарителя	200 °С
Расход газа-носителя (азота)	40 см3/мин
Расход водорода	40 см3/мин
Расход воздуха	400 см3/мин
Чувствительность шкалы электрометра	20×10-10 А
Время удерживания бутилакрилата на колонке:
со смесью фаз 10 % ПМС-100 и 20 % ПФМС-4	5 мин 43 сек
с 20 % ПЭГА	6 мин 12 сек
Время удерживания бутилметакрилата на колонке:
со смесью 10 % ПМС-100 и 20 % ПФМС-4	8 мин 50 сек
с 20 % ПЭГА	8 мин 15 сек

На полученной хроматограмме рассчитывают площадь пиков бутилакрилата и бутилметакрилата и по средним результатам из 5-ти серий строят градуировочные характеристики, выражающие зависимость площади пика (мм²) от концентрации веществ (мг/дм³). Градуировочные характеристики проверяют 1 раз в квартал или при смене партии реактивов.

7.5. Отбор проб

Пробу воды отбирают согласно ГОСТу 4979-49, 2874-82 и 17.1.5.04-81. Анализ проводят в день отбора пробы.

8. Выполнение измерений

5,0 см³ пробы воды помещают в поглотительный прибор и проводят газовую экстракцию веществ в условиях, указанных в п. 7.3.

На хроматограмме рассчитывают площади пиков бутилакрилата и бутилметакрилата.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрации бутилакрилата и бутилметакрилата в воде (мг/дм³) определяют по градуировочным характеристикам.

Методические указания разработаны Е.А. Комраковой (НИИ гигиены труда и профзаболеваний, г. Н.-Новгород).

Рис. Схема устройства для термодесорбции примесей в испарителе хроматографа.

1 - крепежная втулка; 2 - сорбционная трубка; 3 - сорбент;
4 - пробки из стекловолокна; 5 - отверстие для газа-носителя.