МУК 4.1.650-96
Утверждаю
Первый заместитель Председателя
Госкомсанэпиднадзора России,
заместитель Главного
государственного санитарного
врача Российской Федерации
С.В.СЕМЕНОВ
31 октября 1996 года
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
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ОПРЕДЕЛЕНИЮ АЦЕТОНА, МЕТАНОЛА, БЕНЗОЛА, ТОЛУОЛА ЭТИЛБЕНЗОЛА, ПЕНТАНА, О-, М-, П-КСИЛОЛА, ГЕКСАНА, ОКТАНА И ДЕКАНА В ВОДЕ
МУК 4.1.650-96
Дата введения - с момента утверждения
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.
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 17.00.02-79 "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".
Настоящие методические указания устанавливают методику газохроматографического количественного химического анализа воды централизованного хозяйственно - питьевого водоснабжения для определения в ней содержания определяемых веществ в диапазоне концентраций 0,005 - 20 мг/куб. дм.
Физико - химические свойства ацетона, метанола, бензола, толуола, этилбензола, о-, м-, п-ксилола, пентана, гексана, октана и декана представлены в табл. 1, а их гигиенические нормативы - в табл. 2.
Таблица 1
ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ
Наименование вещества | Формула | Мол. масса | Tкип., °C | Плотность, г/куб. см | Растворимость, г/л | ||||
вода | этанол | эфир | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
Ацетон | C3H6O | 58,08 | 56,24 | 0,791 | - | - | - | ||
Метанол | CH3OH | 32,04 | 64,06 | 0,793 | - | - | - | ||
Бензол | C6H6 | 76,00 | 80,01 | 0,879 | 0,72 | - | - | ||
Толуол | C7H8 | 92,00 | 110,00 | 0,867 | 0,57 | - | - | ||
Этилбензол | C6H5C2H5 | 106,17 | 136,15 | 0,867 | 0,14 | - | - | ||
о-Ксилол | C6H4(CH3)2 | 106,17 | 144,41 | 0,881 | н.р. | л.р. | л.р. | ||
м-, п-Ксилолы | (CH3)2C6H4 | 106,17 | 139,10 138,35 | 0,864 0,861 | н.р. | л.р. | л.р. | ||
Пентан | C5H12 | 72,15 | 36,07 | 0,626 | 0,036 | - | - | ||
Гексан | C6H14 | 86,18 | 68,70 | 0,659 | 0,014 | 50 | р | ||
Октан | C8H18 | 114,00 | 124,00 | 0,703 | 0,0015 | р | р | ||
Декан | C10H22 | 144,00 | 174,00 | 0,730 | н.р. | - | - |
Примечание. Н.р. - нерастворимо; р - растворимо; л.р. - хорошо растворимо; - - смешивается с водой в любых соотношениях.
Таблица 2
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ АНАЛИЗИРУЕМЫХ ВЕЩЕСТВ
Наименование вещества | ПДК, мг/л | Класс опасности |
Ацетон | 3,00 | 3 |
Метанол | 2,20 | 3 |
Бензол | 0,01 | 2 |
Толуол | 0,5 | 4 |
Этилбензол | 0,01 | 4 |
о-Ксилол | 0,05 | 3 |
м-, п-Ксилолы | 0,05 | 3 |
Пентан | - | - |
Гексан | - | - |
Октан | - | - |
Декан | - | - |
1. Погрешность измерений
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей +/- 13%, при доверительной вероятности 0,95.
2. Метод измерений
Измерения концентрации анализируемых соединений выполняют методом газовой хроматографии с пламенно - ионизированным детектированием.
Метод основан на извлечении соединений из воды газовой экстракцией при нагревании в замкнутом объеме и последующем анализе равновесной паровой фазы на приборе.
Нижний предел измерения 0,025 мкг.
Определению не мешают галоген-, азот- и серосодержащие соединения.
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 типа Цвет-530 или 3700 с пламенно - ионизационным детектором | |
Весы аналитические лабораторные типа ВЛА-200 | ГОСТ 24104-80Е |
Линейка измерительная | ГОСТ 17435-72 |
Лупа измерительная | ГОСТ 8309-75 |
Меры массы | ГОСТ 7328-82Е |
Посуда стеклянная лабораторная | ГОСТ 1770-74Е |
Секундомер СДС пр. 1-2-000 | ГОСТ 5072-79 |
Термостат водяной | |
Флаконы стеклянные вместимостью 10 куб. см с резиновыми пробками и металлическими держателями, ФО-1-10-Б-1 | ТУ 64-2-10-87 |
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка из кварцевого стекла длиной 25 м и внутренним диаметром 0,3 мм с жидкой фазой SE-54 (толщиной пленки 5 мк) | |
Дистиллятор | ТУ 61-1-721-79 |
Редуктор водородный | ТУ 26-05-463-76 |
Редуктор кислородный | ТУ 26-05-235-70 |
Электроплитка | ГОСТ 14919-83 |
3.3. Материалы
Азот сжатый | ГОСТ 9293-4 |
Водород сжатый | ГОСТ 3022-77 |
Воздух сжатый | ГОСТ 17433-80 |
Перчатки хлопчатобумажные |
3.4. Реактивы
Ацетон, ч.д.а. | ГОСТ 2768-84 |
Бензол, х.ч. | ГОСТ 5955-75 |
Вода артезианская (кипяченая) | |
Гексан, декан, пектан - реагент для хроматографии | |
м-Ксилол, х.ч. | ТУ 6-09-4556-77 |
о-Ксилол, х.ч. | ТУ 6-09-915-76 |
Метанол, х.ч. | ГОСТ 6995-77 |
Октан, х.ч. | ТУ 6-09-661-76 |
Толуол, х.ч. | ГОСТ 5789-78 |
Этилбензол, х.ч. | ГОСТ 9385-77 |
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.
4.3. При отборе проб разогретым шприцем надевают на руки хлопчатобумажные перчатки.
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)° C, 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 хроматографической колонки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Приготовление растворов
Исходный раствор N 1 ацетона и метанола для градуировки (с = 0,1 мг/куб. см). 25 мг каждого вещества вносят в колбу вместимостью 250 куб. см, доводят до метки кипяченой артезианской водой и перемешивают. Срок хранения раствора - 1 месяц.
Исходный раствор N 2 бензола, толуола, этилбензола, о-ксилола, м-, п-ксилола, пентана, гексана, октана и декана для градуировки (с = 0,1 мг/куб. см). 10 мг каждого вещества вносят в колбу вместимостью 100 куб. см, доводят до метки метанолом и перемешивают. Срок хранения растворов - 1 месяц.
Рабочие растворы бензола, толуола, этилбензола, о-ксилола, м-, п-ксилола для градуировки (с = 0,01 мг/куб. см). 5 куб. см исходного раствора N 2 вносят в колбу вместимостью 50 куб. см, доводят до метки метанолом и перемешивают. Срок хранения - 1 месяц.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Хроматографическую капиллярную колонку, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа - носителя с расходом 2,5 куб. см/мин. при температуре 250° C в течение 18 часов. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.
7.3. Установление градуировочной характеристики
Градуировочные характеристики устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах. Они выражают зависимость площади пика соответствующего вещества на хроматограмме (кв. мм) от концентрации (мг/куб. дм) и строятся по 7 сериям растворов для градуировки.
Градуировочные растворы ацетона и метанола готовят в мерных колбах вместимостью 1000 куб. см. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор N 1 для градуировки в соответствии с табл. 3, доводят объем охлажденной до 20° C кипяченой артезианской водой до метки и тщательно перемешивают.
Градуировочные растворы пентана, гексана, октана, декана готовят в мерных колбах вместимостью 1000 куб. см. Для этого в каждую колбу вносят исходный раствор N 2 в соответствии с табл. 4 и доводят объем до мести охлажденной артезианской водой и перемешивают.
Градуировочные растворы бензола, толуола, этилбензола, о-ксилола, м-, п-ксилолов готовят в мерных колбах вместимостью 1000 куб. см. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор в соответствии с табл. 5 и доводят объем до метки охлажденной до 20° C кипяченой артезианской водой.
Таблица 3
РАСТВОРЫ
ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ АЦЕТОНА И МЕТАНОЛА
Номер раствора | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Объем исходного р-ра (с = 0,1 мг/куб. см), куб. см | 10,0 | 20, 0 | 30,0 | 40,0 | 50,0 | 100,0 | 200,0 |
Концентрация вещества, мг/куб. дм | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 10,0 | 20,0 |
Таблица 4
РАСТВОРЫ
ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПЕНТАНА,
ГЕКСАНА, ОКТАНА, ДЕКАНА В ВОДЕ
Номер раствора | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Объем исходного р-ра (с = 0,1 мг/куб. см), куб. см | 1,0 | 5,0 | 10,0 | 30,0 | 60,0 | 80,0 | 100,0 |
Концентрация вещества, мг/куб. дм | 0,1 | 0,5 | 1,0 | 3,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 |
Таблица 5
РАСТВОРЫ
ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИЙ БЕНЗОЛА, ТОЛУОЛА,
ЭТИЛБЕНЗОЛА, О-КСИЛОЛА, М-, П-КСИЛОЛОВ
Номер раствора | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Объем исходного р-ра (с = 0,1 мг/куб. см), куб. см | 0,5 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 30,0 | 60,0 | 100,0 | 200,0 |
Концентрация вещества, мг/куб. дм | 0,005 | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,3 | 0,6 | 1,0 | 2,0 |
По 5 куб. см каждого градуировочного раствора помещают в стеклянный флакон, закрывают резиновой пробкой, прижимают ее металлическим держателем, опускают нижнюю половину флакона в термостат и выдерживают его при температуре 80° C в течение 60 мин. Нагретым до 80° C шприцем отбирают пробу воздуха объемом 2 куб. см над раствором, вводят в испаритель хроматографа и анализируют при следующих условиях:
Температура термостата колонки программируется до 50° C (7 мин. в изотермическом режиме) до 150° C со скоростью 5 град/мин.
Температура испарителя | 250° C |
Температура детектора | 250° C |
Расход азота через колонку | 2 куб. см/мин. |
Расход азота, сбрасываемого в испарителе | 5 куб. см/мин. |
Расход азота, поддуваемого в детектор | 40 куб. см/мин. |
Чувствительность шкалы электрометра | 50 x 10-12 А |
Скорость движения диаграммной ленты | 240 мм/час |
Время удерживания метанола | 2 мин. 06 сек. |
ацетона | 3 мин. 12 сек. |
пентана | 4 мин. 28 сек. |
гексан | 6 мин. 35 сек. |
бензол | 10 мин. 18 сек. |
толуол | 16 мин. 48 сек. |
октан | 17 мин. 10 сек. |
Этилбензол | 20 мин. 10 сек. |
м-, п-ксилолы | 21 мин. 22 сек. |
о-ксилол | 28 мин. 18 сек. |
декан | 27 мин. 03 сек. |
На полученной хроматограмме рассчитывают площади пиков компонентов и по средним значениям из 5 серий строят градуировочные характеристики для каждого вещества. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в квартал и при изменении условий газохроматографического разделения смеси на колонке.
7.4. Отбор проб
Отбор пробы воды проводят в соответствии с ГОСТом 2874-82, 4979-49, 17.1.5.04-81 в бутыли из темного стекла.
8. Выполнение измерений
При выходе прибора на режим 5 куб. см пробы воды помещают во флакон и обрабатывают по схеме, аналогичной установлению градуировочных характеристик, затем отбирают над раствором 2 куб. см парогазовой (воздушной) фазы, вводят ее в испаритель и включают программирование температурного режима колонок. Анализ проводят в условиях построения градуировочной характеристики (п. 7.3).
На хроматограмме рассчитывают площадь пиков.
9. Вычисление результатов измерений
Концентрацию анализируемого вещества (мг/куб. дм) определяют по градуировочной характеристике.
Методические указания разработаны А.Г. Малышевой (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды, г. Москва) и Е.Е. Сотниковым (Всероссийский центр медицины катастроф МЗ и МП РФ, г. Москва).