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 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

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации веществ в воде

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

Хроматограф газовый с пламенно-ионизационным детектором
Линейка измерительная с ценой деления 1 мм	ГОСТ 427-75
Лупа измерительная	ГОСТ 8309-75
Микрошприц МШ-10М	ГОСТ 8043-75
Пипетки 4,5-2-1,2; 6,7-2-5,10	ГОСТ 20292-74
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74, 20292-74Е
Секундомер СДС, пр. 1-2-000	ГОСТ 5072-79

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

Азот сжатый в баллоне	ГОСТ 9293-74
Воздух сжатый в баллоне	ГОСТ 11882-73
Водород сжатый в баллоне	ГОСТ 3022-89
Стекловата

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

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

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

c_i - концентрация вещества в градуировочном растворе, мг/дм³;

h_i - 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).