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).