- Законы
- Кодексы
- Форум
Руководство по химическому анализу морских вод. РД 52.10.243-92
¦предполагается, что оно составляет 760 мм рт. ст. ¦ ¦ <**> Индекс вверху справа - значение температуры, °C; при его отсутствии ¦ ¦предполагается, что оно составляет 18 - 20 °C ¦ -------------------------------------------------------------------------------------------
Очень малые значения предельно допустимых концентраций фенолов в воде диктуют необходимость применения высокочувствительных и специфичных методов их определения.
Применяющаяся в практике химического мониторинга морской среды фотометрическая методика определения суммы фенолов и фенолоподобных веществ [3, 4] недостаточно чувствительна, не позволяет количественно анализировать индивидуальные фенолы и поэтому метрологически не аттестована. Указанная методика может быть использована для приближенных оценок фенольного загрязнения морской воды.
В настоящее Руководство включена высокочувствительная и специфичная газохроматографическая методика, которая дает возможность определять индивидуальные фенолы различных типов в морских и распресненных водах в диапазоне концентраций исследуемых веществ от 0,3 до 5000 мкг/л [2].
1. Сущность метода анализа
1.1. Сущность предлагаемого метода заключается в следующем: фенол и алкилфенолы анализируют в форме свободных фенолов на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором (ПИД) с предварительным извлечением их из воды изобутилацетатом с добавкой высаливателя [1].
1.2. Хлор- и нитрофенолы определяют на приборе с детектором типа электронного захвата (ДЭЗ). Предварительно с целью оптимизации хроматографических условий анализа производят совмещенный с экстракцией перевод анализируемых веществ в ацетилпроизводные [5, 7].
1.3. Идентификацию осуществляют по времени удерживания в сравнении с контрольными образцами фенолов. Количественный расчет проводят методом соотнесения с градуировочными растворами фенолов по площадям пиков на хроматограммах. Показатели погрешности измерений рассчитаны в диапазонах концентрации алкилфенолов от 1 до 5000 мкг/л и хлор- и нитрофенолов от 0,3 до 160 мкг/л.
Мешающее влияние нейтральных веществ устраняют предварительно отмывкой подщелоченной водной пробы органическим растворителем, органических кислот - обработкой бикарбонатом натрия.
2. Средства измерений, оборудование, материалы и реактивы
Для выполнения анализа применяются:
хроматограф любой марки с детекторами электронного захвата или постоянной скорости рекомбинации, или ионизационного резонанса и пламенно-ионизационным;
весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104 (аналитические);
весы лабораторные 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104 (технические);
сушильный шкаф по ГОСТ 13474;
насос водоструйный стеклянный по ГОСТ 25336 или пластмассовый КМ-1230 по ТУ 64-1-862;
плитка электрическая с закрытой спиралью мощностью 800 Вт по ТУ 92-208;
баня водяная по ГОСТ 25336;
батометр типа ГР-15М по ТУ 25-04-1750 или пластмассовый 7-литровый, например системы ИОАН;
баллон газовый для азота по ГОСТ 949;
баллон газовый для водорода по ГОСТ 949;
компрессор для подачи воздуха к детектору хроматографа, например типа КВМ-8, или баллон со сжатым воздухом по ГОСТ 949;
редуктор кислородный по ГОСТ 6268;
редуктор водородный по ГОСТ 15150;
штатив лабораторный ШЛ с зажимом по ТУ 64-1-707;
шланги резиновые по ГОСТ 5496;
шланги вакуумные по ТУ 38-105881;
секундомер по ГОСТ 5072;
термометр ТЛ-5 1-А по ГОСТ 215;
микрошприц МШ-10М на 10 мкл по ТУ 25-05-2152;
колонки хроматографические стеклянные длиной 1,8 - 2,0 м с внутренним диаметром 3 мм по ТУ 25-05-2815;
колбы мерные 2-го класса точности на 100; 500 и 1000 мл по ГОСТ 1770;
колбы круглодонные на 500 мл по ГОСТ 25336;
колбы грушевидные на 150 мл по ГОСТ 25336;
пробирки мерные на 5 мл по ГОСТ 1770;
стаканы на 250 мл по ГОСТ 25336;
цилиндры мерные на 50 мл по ГОСТ 1770;
воронки химические типа В диаметром 50 - 80 мм по ГОСТ 25336;
воронки делительные на 50; 1000 и 2000 мл по ГОСТ 25336;
пипетки 2-го класса точности на 0,2; 2; 5 мл по ГОСТ 20292;
холодильник прямой по ГОСТ 25336;
аллонж, тип АИО, по ГОСТ 25336;
склянки стеклянные с притертой пробкой на 25; 30; 100 и 1000 мл (для экстрактов и проб воды);
фильтры бумажные, тип ФОМ, по ТУ 6-09-1678;
бумага индикаторная универсальная по ТУ 6-09-181;
инертон-супер зернением от 0,160 до 0,200 мм с нанесенной неподвижной жидкой фазой (НЖФ) OV-225 в количестве 5%;
инертон-супер зернением от 0,160 до 0,200 мм с нанесенной НЖФ SE-30 в количестве 5%;
инертон-супер зернением от 0,160 до 0,200 мм;
антифомсилан (АФС), 70%-ный раствор в эфире поли-трис-(диметил)-метил-оксиметилсилоксан по ФС 421865;
ацетон, ос.ч., по ТУ 6-09-3513;
гексан, ч., очищенный концентрированной серной кислотой и свежеперегнанный, по ТУ 6-09-3375;
изобутиловый эфир уксусной кислоты, очищенный раствором гидроксида натрия концентрацией 1,6 моль/л и свежеперегнанный, по ТУ 6-09-701;
уксусный ангидрид, ч.д.а., по ГОСТ 5815;
натрий сернокислый безводный, ч.д.а., по ГОСТ 4166;
натрий углекислый, х.ч., по ГОСТ 4201;
калий двухромовокислый, ч.д.а., по ГОСТ 4220;
натрия гидроксид, х.ч., по ГОСТ 4328;
серная кислота, х.ч., по ГОСТ 4204;
соляная кислота, х.ч., по ГОСТ 3118;
вода дистиллированная, очищенная изобутиловым эфиром уксусной кислоты, по ГОСТ 6709;
эфир этиловый технический перегнанный по ГОСТ 6265;
азот особой чистоты по ГОСТ 9239 или поверочный нулевой газ (ПНГ);
водород особой чистоты по ГОСТ 3022;
стандартный раствор фенола ГСО N 1762, концентрация 100 мкг/мл;
стандартный раствор 2-метилфенола ГСО N 1763, концентрация 500 мкг/мл;
препараты фенолов: 2,5-диметилфенол; 2,6-диметилфенол; 3,4-диметилфенол; 3,5-диметилфенол; 3-хлорфенол; 2,4-дихлорфенол; 2,4,6-трихлорфенол; 2,3,4,5,6-пентахлорфенол; 2-нитрофенол; 4-нитрофенол - стандартные образцы импортного (например, фирмы "Кемикэл сервис вестчестер", РА 19380, США) или отечественного производства с содержанием основного вещества не менее 99,5%.
3. Отбор проб
Отбор проб осуществляют с помощью стеклянного или пластмассового батометра. Пробы воды объемом 1 л (для каждого вида анализа) без фильтрации немедленно переносят в стеклянные бутыли и закрывают притертыми пробками. Применение полиэтиленовой посуды, резиновых и полиэтиленовых пробок не допускается. Пробы воды хранят не более суток в темноте при комнатной температуре.
Гексановые и изобутилацетатные экстракты хранят в холодильнике в склянках с притертыми пробками при условии полного отсутствия в них воды. Срок хранения до 4 мес.
4. Подготовка к анализу
4.1. Методы приготовления реактивов для проведения анализа
4.1.1. Безводный сульфат натрия для осушения экстрактов прокаливают в сушильном шкафу при температуре 200 - 250 °C в течение 7 - 8 ч. Прокаленный сульфат натрия хранят в герметически закупоренной склянке. Срок хранения не ограничен.
4.1.2. Навески сульфата натрия готовят взвешиванием 177 г безводного сульфата натрия.
4.1.3. Навески бикарбоната натрия готовят взвешиванием 10 г натрия углекислого кислого.
4.1.4. Хромовую смесь готовят перед употреблением растворением 9,9 г двухромовокислого калия в 100 мл концентрированной серной кислоты.
4.1.5. Раствор детергентов готовят растворением 10 г любого синтетического моющего средства в 1 л кипящей воды. Используют свежеприготовленный раствор.
4.1.6. 10%-ный раствор бикарбоната натрия готовят растворением 50 г бикарбоната натрия в 100 - 150 мл дистиллированной воды и последующим доведением объема раствора дистиллированной водой до 500 мл в мерной колбе. Срок хранения раствора 1 год.
4.1.7. Растворы гидроксида натрия концентрациями 1,6 и 4 моль/л готовят растворением 64 и 160 г щелочи в 150 - 200 мл дистиллированной воды и последующим доведением объемов растворов дистиллированной водой до 1 л в мерных колбах. Срок хранения растворов 1 год.
4.1.8. Гексан перед употреблением очищают следующим образом: 700 - 800 мл гексана помещают в делительную воронку на 1000 мл, добавляют 50 мл концентрированной серной кислоты и встряхивают в течение 5 мин. Жидкостям дают расслоиться, серную кислоту отбрасывают, затем повторяют встряхивание в аналогичных условиях еще раз с новой порцией серной кислоты. Гексан отмывают от остатков кислоты встряхиванием с дистиллированной водой (порциями по 100 мл) до нейтральной реакции промывных вод. Сушат безводным сульфатом натрия.
Очищенный от примесей гексан перегоняют с дефлегматором, отбрасывая первую порцию 75 - 80 мл, и собирают фракцию с температурой кипения 67 - 69 °C. Хранят гексан в стеклянной посуде с притертой пробкой не более 1 года.
4.1.9. Изобутиловый эфир уксусной кислоты перед использованием очищают следующим образом: 1000 мл реактива помещают в делительную воронку, добавляют 15 мл раствора гидроксида натрия (1,6 моль/л) и встряхивают в течение 3 мин., затем водно-щелочной слой отбрасывают, эфир промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод, сушат безводным сульфатом натрия и перегоняют, собирая фракцию с температурой кипения 116 - 117 °C. Хранят в темной стеклянной посуде не более 1 года.
4.2. Подготовка посуды
Стеклянную посуду и стеклянную вату промывают в следующем порядке: горячим раствором детергентов, дистиллированной водой (трижды), хромовой смесью, дистиллированной водой (трижды), ацетоном. После промывания все оборудование и стеклянная вата сушатся при температуре 150 - 200 °C в течение 2 - 3 ч.
4.3. Экстракция и ацетилирование хлор- и нитрофенолов
Пробу воды объемом 1 л помещают в делительную воронку и, добавляя по каплям раствор гидроксида натрия концентрацией 4 моль/л, доводят pH до 12 - 13. Приливают 40 мл н-гексана и энергично встряхивают в течение 3 мин. Дают слоям разделиться (10 - 12 мин.). Нижний водный слой сливают в исходную емкость из-под пробы, гексановый экстракт отбрасывают. Пробу воды опять помещают в воронку и доводят pH до 6 - 7, приливая по каплям концентрированную соляную кислоту. Добавляют в пробу воды 10 г бикарбоната натрия и встряхивают до полного его растворения. Приливают 1 мл уксусного ангидрида, 30 мл гексана и энергично встряхивают воронку в течение 3 мин. Дают слоям разделиться (10 - 15 мин.). Нижний водный слой сливают в исходную емкость из-под пробы, гексановый экстракт образовавшихся ацетилпроизводных фенолов сливают в склянку, пропуская через воронку с 20 - 25 г безводного сульфата натрия, ацетилирование и экстракцию повторяют еще раз с теми же объемами реагентов.
Водный слой сливают в емкость из-под пробы, гексановый же слой пропускают через ту же воронку с сульфатом натрия, присоединяя к первой порции гексана. Затем приливают к пробе 30 мл гексана и 0,5 мл уксусного ангидрида, встряхивают 3 мин., дают слоям разделиться, нижний водный слой отбрасывают, а гексановый присоединяют к предыдущим двум порциям, фильтруя через ту же воронку с сульфатом натрия. Емкость из-под пробы и делительную воронку обмывают гексаном дважды порциями по 3 мл и присоединяют смыв к экстракту, пропуская его через использованную для фильтрования экстракта воронку с сульфатом натрия. Допускается хранение экстракта в течение 4 мес.
4.4. Концентрирование экстрактов хлор- и нитрофенолов
Высушенный экстракт переносят в грушевидную колбу на 150 мл, обмывают склянку, в которой он хранился, порцией гексана 2 - 3 мл, присоединяют промывные порции гексана к экстракту и отгоняют гексан в вакууме водоструйного насоса в токе азота до объема около 3 мл на водяной бане при температуре не выше 35 °C. Применение смазки или других смазочных материалов не допускается. Концентрированный экстракт переносят в пробирку с помощью капилляра, обмывают колбу порцией гексана 1 - 2 мл, смыв гексана присоединяют к концентрату в пробирку тем же капилляром и помещают пробирку на водяную баню с температурой 30 - 40 °C, отдувая пары растворителя досуха инертным газом из баллона через редуктор. Растворяют сухой остаток 0,2 мл гексана и аликвоту (1 - 2 мкл) вводят в хроматограф с ДЭЗ.
4.5. Экстракция алкилфенолов
В емкость с пробой воды объемом 1 л добавляют навеску 177 г сульфата натрия и встряхивают до насыщения, затем пробу воды помещают в делительную воронку на 2 л и, добавляя по каплям концентрированную соляную кислоту, доводят pH до 1 - 2 (контроль по индикаторной бумаге). Приливают 10 мл изобутилацетата и встряхивают 10 мин. Дают слоям разделиться (10 - 15 мин.), водный слой сливают в исходную емкость из-под пробы, а органический - через воронку с 20 - 25 г безводного сульфата натрия переносят в склянки объемом 25 - 30 мл с притертой пробкой. Экстракцию повторяют еще раз с тем же объемом изобутилацетата. Экстракт помещают в ту же склянку. В таком виде экстракты можно хранить в холодильнике в течение 4 мес. Для дальнейшей обработки экстракт переносят в делительную воронку на 50 мл и встряхивают 3 мин. с 1 мл 10%-ного раствора бикарбоната натрия. После отстаивания нижний водный слой отбрасывают, а в делительную воронку приливают 1 мл раствора гидроксида натрия концентрацией 4 моль/л и реэкстрагируют фенолы (5 мин.). Реэкстракт переносят в пробирку с притертой пробкой и подкисляют концентрированной HCl до pH = 1...2, не давая смеси нагреться выше комнатной температуры. Затем в пробирку вносят 0,1 мл изобутилацетата, закрывают пробкой и встряхивают 5 мин. Из верхнего органического слоя микрошприцем отбирают аликвоту объемом 1 - 5 мкл для ввода в хроматограф.
5. Проведение анализа
5.1. Схема проведения анализа
1 - 2 мкл экстрактов (получение см. п. п. 4.3 - 4.5) вводят в испаритель хроматографа, снабженного ДЭЗ и ПИД соответственно, и записывают хроматограмму. После выхода пика ацетилпроизводного пентахлорфенола (при анализе хлор- и нитрофенолов) и пика 3,4-диметилфенола (при анализе алкилфенолов), имеющих наибольшие индексы удерживания, оставляют прибор в холостом режиме работы на 20 мин. во избежание оседания на колонке возможных органических высокомолекулярных примесей, содержащихся в морской воде.
5.2. Проведение холостого определения
5.2.1. Холостое определение проводят перед анализом проб воды. Цель определения - проверка чистоты реактивов и материалов, используемых для анализа. Для выполнения холостого определения берут те же объемы реактивов, что и для одной пробы воды и проводят с ними последовательно все операции, описанные в п. п. 4.3 - 4.5.
5.2.2. Если время удерживания пиков на хроматограмме холостого опыта не совпадает ни с одним из анализируемых фенолов, то холостое определение повторяют для каждой партии реактивов.
5.2.3. Если же на хроматограмме холостого опыта имеются пики с временами удерживания, совпадающими с временами удерживания фенолов, то необходимо путем постадийного исследования установить, какой из реактивов загрязнен, и/или попытаться очистить его, или заменить этим же реактивом, но из другой партии. В случае, если загрязненной оказывается дистиллированная вода, необходимо провести ее очистку.
5.2.4. Для проверки чистоты используемой посуды ее ополаскивают порцией ацетона 3 мл и 1 мкл полученного смывного раствора вводят в испаритель хроматографа. Отсутствие на хроматограмме пиков (кроме пика, соответствующего растворителю) служит доказательством чистоты посуды.
5.2.5. Перед анализом каждой пробы проверяют чистоту микрошприца, используемого для ввода экстракта проб. Для этого набирают 1 мкл чистого ацетона и вводят в испаритель хроматографа. При появлении пиков на хроматограмме (кроме пика растворителя) дополнительно промывают шприц ацетоном и вновь проверяют на чистоту.
6. Подготовка средств измерений к работе
6.1. Способы приготовления стандартных растворов хлор- и нитрофенолов
6.1.1. Для приготовления стандартных растворов индивидуальных фенолов взвешивают на аналитических весах по 0,002 г 3-хлор-, 2,4-дихлор-, 2,4,6-трихлор- и пентахлорфенола. Переносят навески в отдельные мерные колбы вместимостью 100 мл, растворяют в небольшом количестве ацетона и доводят объем раствора до метки тем же растворителем. Каждому полученному раствору приписывают концентрацию 20 мкг/мл.
Для приготовления стандартных растворов 2-нитро- и 4-нитрофенолов взвешивают по 0,03 г фенолов и готовят растворы аналогично вышеописанным. Полученным растворам приписывают концентрации 300 мкг/мл. Растворы стабильны при хранении в холодильнике в течение 6 мес.
6.1.2. Непосредственно перед использованием готовят два стандартных ацетоновых раствора в мерных колбах вместимостью 100 мл. Раствор 1: отбирают 2 мл стандартного раствора 4-нитрофенола и по 1 мл стандартных растворов 3-хлор-, 2,4-дихлор- и пентахлорфенолов, доводят объем до метки. Раствор 1 содержит 6 мкг/мл 4-нитрофенола и по 0,2 мкг/мл 3-хлор-, 2,4-дихлор- и пентахлорфенола.
Раствор 2: отбирают 2 мл стандартного раствора 2-нитрофенола и 1 мл стандартного раствора 2,4,6-трихлорфенола. Доводят объем до метки. Раствор 2 содержит 6 мкг/мл 2-нитрофенола и 0,2 мкг/мл 2,4,6-трихлорфенола.
6.2. Способы приготовления стандартных растворов алкилфенолов
6.2.1. В качестве стандартных индивидуальных растворов фенола и 2-метилфенола используют их стандартные образцы с концентрацией 100 и 500 мкг/мл соответственно.
Для приготовления стандартных растворов индивидуальных алкилфенолов взвешивают на аналитических весах по 0,05 г 2,6-диметил-, 2,5-диметил-, 3,5-диметил-, 3,4-диметилфенола. Навески переносят количественно в мерные колбы вместимостью 100 мл, растворяют в небольшом количестве ацетона и доводят объем раствора до метки тем же растворителем. Каждый из полученных растворов имеет концентрацию 500 мкг/мл. Растворы стабильны при хранении в холодильнике в течение 6 мес.
6.2.2. Готовят стандартный раствор смеси алкилфенолов в ацетоне с содержанием 1 мкг/мл фенола и по 5 мкг/мл всех остальных алкилфенолов. Для этого в мерную колбу на 100 мл отбирают по 1 мл стандартных растворов собственно фенола и индивидуальных алкилфенолов и доводят объем раствора до метки ацетоном.
6.3. Установление градуировочных характеристик метода определения хлор- и нитрофенолов
6.3.1. Разделение всех определяемых хлор- и нитрофенолов в виде их ацетилпроизводных на насадочной колонке с одной и той же НЖФ не достигается, и необходимо применять две колонки с НЖФ разной полярности. В настоящей методике в качестве таких НЖФ выбраны OV-225 и SE-30. В выбранных условиях проведения анализа (см. п. 7.1.3) не разделяются ацетилпроизводные 2,4,6-трихлорфенола и 2-нитрофенола на колонке с НЖФ OV-225 и 2,4-дихлорфенола и 4-нитрофенола - с НЖФ SE-30.
6.3.2. Установление градуировочных характеристик всех хлор- и нитрофенолов проводят с использованием стандартных растворов 1 и 2 (см. п. 6.1.2). Для этого из раствора 1 в ряд мерных колб вместимостью 1 л отбирают 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 мл и доводят объемы дистиллированной водой до метки. Концентрации полученных растворов равны соответственно для каждого хлорфенола 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мкг/л, а для 4-нитрофенола - 1,5; 3,0; 4,5; 6,0; 9,0; 12,0; 15,0 мкг/л. Эти растворы проводят через все стадии анализа (см. п. п. 4.3, 4.4). Аналитические растворы вводят в хроматограф с ДЭЗ, снабженный колонкой с OV-225.
Из раствора 2 в ряд мерных колб вместимостью 1 л отбирают 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 мл и доводят объемы дистиллированной водой до метки. Концентрации полученных растворов равны 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мкг/л для 2,4,6-трихлорфенола и 1,5; 3,0; 4,5; 6,0; 9,0; 12,0; 15,0 мкг/л для 2-нитрофенола. Эти растворы проводят через все стадии анализа (см. п. п. 4.3, 4.4). Аналитические растворы вводят в хроматограф с ДЭЗ, снабженный колонкой с SE-30.
6.3.3. Градуировочные графики строят в координатах "площадь пика ацетилпроизводного хлор- или нитрофенола (кв. см) - концентрация соответствующего хлор- или нитрофенола (мкг/л)".
6.4. Установление градуировочных характеристик метода определения алкилфенолов
6.4.1. Для установления градуировочных характеристик в ряд мерных колб вместимостью 1 л вносят 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 мл стандартного раствора смеси алкилфенолов (приготовление см. п. 6.2.2) и доводят объем до метки дистиллированной водой. Полученные растворы имеют концентрации 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 мкг/л для собственно фенола и 5,0; 7,5; 12,5; 20,0; 30,0; 40,0; 50,0 мкг/л для всех алкилфенолов. Каждый градуировочный раствор проводят через все стадии анализа (см. п. 4.5). Аналитические растворы вводят в хроматограф с ПИД, снабженный колонкой с АФС.
6.4.2. Градуировочный график строится в координатах "площадь пика фенола (кв. см) - концентрация фенола (мкг/л)" для собственно фенола и "площадь пика соответствующего алкилфенола (кв. см) - концентрация алкилфенола (мкг/л)" для всех алкилфенолов.
6.4.3. В приведенных условиях выполнения измерений (см. п. 7.2.3) собственно фенол и 2-нитрофенол выходят одним пиком, и если при анализе проб морской воды на хроматографе с ДЭЗ, снабженном колонкой с SE-30, установлено присутствие 2-нитрофенола в анализируемой пробе воды, то пик 1 на хроматограмме (рис. 16) соответствует сумме собственно фенола и 2-нитрофенола. В таких случаях содержание фенола в пробе устанавливают по разности с учетом вычисленной концентрации 2-нитрофенола. Для этого дополнительно строят градуировочный график для фенола (ГГф) по хроматограммам градуировочной смеси алкилфенолов без 2-нитрофенола и градуировочный график для 2-нитрофенола (ГГнф) по хроматограммам градуировочной смеси без фенола.
6.5. Подготовка хроматографических колонок для определения хлор- и нитрофенолов
Стеклянные колонки длиной 1,8 - 2,0 м промывают смесью ацетона и диэтилового эфира, сушат и заполняют готовым носителем с нанесенной жидкой фазой следующим образом: один конец колонки закрывают тампоном из стеклянной ваты и подсоединяют к водоструйному насосу, а в другой конец через воронку засыпают приготовленный носитель небольшими порциями, постукивая колонку палочкой с резиновым концом, и следят за тем, чтобы носитель ложился равномерно. Заполненную колонку закрывают тампоном из стеклянной ваты, устанавливают в термостат хроматографа с ДЭЗ, не подсоединяя к детектору, и кондиционируют в токе азота (скорость 15 - 20 мл/мин.) при температуре 100 - 120 °C в течение 4 - 6 ч и при температуре 180 - 200 °C в течение 7 - 8 ч.
6.6. Подготовка хроматографической колонки для определения алкилфенолов
Необходимый для заполнения стеклянной колонки длиной 1,8 - 2,0 м объем твердого носителя инертона-супер (около 10 г) взвешивают на технических весах и помещают в фарфоровую чашку. Навеску АФС (5% массы носителя - около 0,72 г) растворяют в диэтиловом эфире и добавляют к твердому носителю. Диэтиловый эфир испаряют на водяной бане при постоянном осторожном перемешивании до приобретения фазой воздушно-сухого состояния. Чашку с приготовленной насадкой помещают в сушильный шкаф и выдерживают при 100 °C в течение 1 ч. Далее заполняют стеклянную колонку длиной 1,8 м приготовленной насадкой и кондиционируют ее (см. п. 6.5).
6.7. Подготовка хроматографа для определения хлор- и нитрофенолов
6.7.1. Подготовку хроматографа с ДЭЗ проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации. С помощью пенного расходомера устанавливают расход азота через колонку 23 - 26 мл/мин. и на поддув детектора ДЭЗ 110 - 120 мл/мин. Оптимальный расход азота через колонку и на поддув детектора ДЭЗ определяется качеством получаемых хроматограмм. Подсоединяют колонку к детектору и проверяют герметичность соединений при помощи мыльной пены. Измеряют суммарный расход азота на выходе прибора. Эту величину контролируют ежедневно перед началом работ.
Устанавливают температуру термостата колонок 140 - 150 °C, температуру
термостата детектора 220 - 230 °C, испарителя 210 - 220 °C, рабочий
-12
предел измерений на шкале электрометра 10 х 10 А, скорость диаграммной
ленты 240 мм/ч.
6.7.2. Критерием полноты кондиционирования газохроматографической колонки является соответствие дрейфа и нерегулярных шумов нулевой линии паспортным данным прибора. После выхода прибора на режим для насыщения колонки вводят несколько раз по 1 мкл стандартного раствора смеси ацетилпроизводных хлор- и нитрофенолов (получение см. п. 6.3.2).
Определение параметров колонки и детектора проводят согласно Приложению 1.
6.8. Подготовка хроматографа для определения алкилфенолов
6.8.1. Подготовку хроматографа с ПИД также проводят в соответствии с
инструкцией по эксплуатации. Устанавливают расход азота через колонку 20 -
25 мл/мин., водорода - 25 - 30 мл/мин., воздуха - 280 - 300 мл/мин.
Подсоединяют откондиционированную колонку к детектору и проверяют
герметичность соединений при помощи мыльной пены. Устанавливают температуру
термостата колонок 90 °C, термостата детектора - 230 - 240 °C, испарителя -
-12
220 - 230 °C, рабочий предел измерений на шкале электрометра 2 х 10 А,
скорость диаграммной ленты 180 мм/ч. Режим программирования температуры
термостата колонок следующий: изотерма при 90 °C - 3 мин.; линейное
программирование 90 °C -> 200 °C со скоростью 10°/мин. (Критерий полноты
кондиционирования колонки см. п. 6.7.)
6.8.2. Для насыщения колонки анализируемыми соединениями вводят 5 - 7 раз по 1 мкл стандартного раствора смеси алкилфенолов, после этого колонка готова к анализу.
Определение параметров колонки и детектора проводят согласно Приложению 1.
6.9. Определение характеристик линейности
6.9.1. Для определения характеристик линейности диапазона детектирования дозируют стандартные смеси хлор- и нитрофенолов и стандартные смеси алкилфенолов шести концентраций, отличающихся не более чем в 2 раза, и проводят через все стадии анализа (см. п. п. 4.3 - 4.5). Вводят в испаритель хроматографа по 1 мкл полученных растворов и записывают хроматограммы на рабочей шкале электрометра. Рассчитывают площади пиков на полученных хроматограммах и определяют отношение (К) концентрации фенолов С к площадям пиков S:
К = С / S.
Линейность детектирования сохраняется для концентраций, при которых значения К отличаются не более чем на 5%:
[(К - К ) / К ] 100% <= 5%,
2 1 2
где индексы 1 и 2 относятся соответственно к предыдущей и последующей концентрациям стандартной смеси фенолов.
6.9.2. В случае отсутствия по какой-либо причине линейности детектирования следует построить градуировочный график для всех используемых рабочих шкал электрометра.
7. Выполнение измерений
7.1. Выполнение измерений содержания хлор- и нитрофенолов
7.1.1. В испаритель хроматографа с ДЭЗ, снабженного колонкой с OV-225, вводят микрошприцем 1 мкл стандартного раствора 1 (получение см. п. 6.3.2) и записывают хроматограмму. Времена удерживания всех компонентов рассчитывают по трем результатам хроматографирования. Этот параметр необходимо проверять перед началом определений после выхода прибора на режим.
7.1.2. Затем вводят в испаритель 1 мкл экстракта пробы (см. п. п. 4.3, 4.4). Хлорфенолы и нитрофенол идентифицируют, сравнивая времена удерживания индивидуальных соединений на хроматограмме пробы морской воды с соответствующими пиками на хроматограмме стандартного раствора 1.
7.1.3. В случае идентификации на хроматограмме пробы воды, полученной на колонке с OV-225, пика с относительным временем удерживания 0,45 - 0,47, принадлежащем ацетилпроизводным 2,4,6-трихлор- и 2-нитрофенола, необходимо ввести в испаритель хроматографа с ДЭЗ, снабженного колонкой с SE-30, 1 мкл стандартного раствора 2 (см. п. 6.3.2), определить времена удерживания ацетилпроизводных 2,4,6-трихлорфенола и 2-нитрофенола, а затем ввести в испаритель 1 мкл экстракта этой пробы воды.
7.1.4. Условия хроматографирования ацетилпроизводных хлор- и нитрофенолов приведены в табл. 23.
Таблица 23
УСЛОВИЯ <*> ХРОМАТОГРАФИРОВАНИЯ АЦЕТИЛПРОИЗВОДНЫХ ХЛОР- И НИТРОФЕНОЛОВ НА НЖФ РАЗНОЙ ПОЛЯРНОСТИ
--------------------------------
<*> Условия приведены для газового хроматографа "Цвет-100", модель 110.
-----------------------------------+------------------------------ ¦ Параметр ¦ НЖФ ¦ ¦ +--------------+--------------+ ¦ ¦ OV-225 ¦ SE-30 ¦ +----------------------------------+--------------+--------------+ ¦ ¦ -12 ¦ -12 ¦ ¦1. Рабочие шкалы электрометра, А ¦10 х 10 ¦10 х 10 ¦ ¦ ¦ -12 ¦ -12 ¦ ¦ ¦20 х 10 ¦20 х 10 ¦ ¦ ¦ -12 ¦ -12 ¦
¦ ¦50 х 10 ¦50 х 10 ¦ ¦2. Скорость протяжки ленты, мм/ч ¦240 ¦240 ¦ ¦3. Расход газов, куб. см/мин. ¦ ¦ ¦ ¦азота в колонку ¦23 - 26 ¦23 - 26 ¦ ¦азота в детектор ¦110 - 120 ¦110 - 120 ¦ ¦4. Температурный режим, °C ¦ ¦ ¦ ¦колонки ¦140 - 150 ¦130 - 140 ¦ ¦испарителя ¦210 - 220 ¦210 - 220 ¦ ¦детектора ¦220 - 230 ¦220 - 230 ¦ -----------------------------------+--------------+---------------
7.1.5. Типические хроматограммы ацетилпроизводных хлор- и нитрофенолов представлены на рис. 17 и 18. Относительные времена удерживания по отношению к ацетилпроизводному пентахлорфенола даны в табл. 24.
Таблица 24
ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ВРЕМЕНА УДЕРЖИВАНИЯ <*> АЦЕТИЛПРОИЗВОДНЫХ ХЛОР- И НИТРОФЕНОЛОВ (ПО АЦЕТИЛПРОИЗВОДНОМУ ПЕНТАХЛОРФЕНОЛА) ПРИ ХРОМАТОГРАФИРОВАНИИ НА КОЛОНКАХ С НЖФ РАЗНОЙ ПОЛЯРНОСТИ <**>
--------------------------------
<*> Времена удерживания получены при анализе смеси хлор- и нитрофенолов на хроматографе "Цвет-100", модель 110.
<**> Параметры колонок приведены в табл. 23.
-----------------------------------+------------------------------ ¦ Хлор- и нитрофенолы ¦ НЖФ ¦ ¦ +--------------+--------------+ ¦ ¦ OV-225 ¦ SE-30 ¦ +----------------------------------+--------------+--------------+ ¦3-Хлорфенол ¦0,15 - 0,17 ¦0,09 - 0,11 ¦ ¦2,4-Дихлорфенол ¦0,19 - 0,21 ¦0,19 - 0,21 ¦ ¦2,4,6-Трихлорфенол ¦0,45 - 0,47 ¦0,40 - 0,42 ¦ ¦2,3,4,5,6-Пентахлорфенол ¦1,00 ¦1,00 ¦ ¦2-Нитрофенол ¦0,45 - 0,47 ¦0,12 - 0,13 ¦ ¦4-Нитрофенол ¦0,69 - 0,71 ¦0,19 - 0,21 ¦ -----------------------------------+--------------+---------------
7.2. Выполнение измерений содержания алкилфенолов
7.2.1. В испаритель хроматографа с ПИД вводят микрошприцем 1 - 5 мкл стандартного раствора алкилфенолов, включают кнопку программирования и записывают хроматограмму. Времена удерживания всех компонентов смеси рассчитывают по трем результатам хроматографирования. Этот параметр проверяют ежедневно перед началом определений после выхода прибора на режим.
7.2.2. Затем вводят в испаритель 1 - 5 мкл экстракта пробы (подготовку см. п. 4.5). Алкилфенолы идентифицируют, сравнивая времена удерживания компонентов пробы морской воды на полученной хроматограмме с соответствующими параметрами на хроматограмме смеси стандартных алкилфенолов.
7.2.3. Условия хроматографирования смеси алкилфенолов приведены в табл. 25.
Таблица 25
УСЛОВИЯ <***> ХРОМАТОГРАФИРОВАНИЯ СМЕСИ АЛКИЛФЕНОЛОВ
--------------------------------
<***> Условия приведены для газового хроматографа "Хром-5" (Чехо-Словакия).
------------------------------------+----------------------------- ¦ Параметр ¦ Значение ¦ +-----------------------------------+----------------------------+ ¦ ¦ -12 ¦ ¦Рабочая шкала электрометра, А ¦2 х 10 ¦ ¦ ¦ -12 ¦ ¦ ¦4 х 10 ¦ ¦ ¦ -12 ¦ ¦ ¦8 х 10 ¦ ¦ ¦ -12 ¦ ¦ ¦16 х 10 ¦ ¦Скорость протяжки ленты, мм/ч ¦180 ¦ ¦Расход газов, куб. см/мин. ¦ ¦ ¦азота ¦20 - 25 ¦ ¦водорода ¦25 - 30 ¦ ¦воздуха ¦280 - 300 ¦ ¦Температурный режим, °C колонки ¦Изотерма при 90 °C (3 мин.) ¦ ¦ ¦линейное программирование ¦ ¦ ¦90 - 200 °C со скоростью ¦ ¦ ¦10°/мин. ¦ ¦испарителя ¦220 - 230 ¦ ¦детектора ¦230 - 240 ¦ ------------------------------------+-----------------------------
7.2.4. Типичная хроматограмма смеси алкилфенолов приведена на рис. 16. Относительные времена удерживания по отношению к 3,4-диметилфенолу даны в табл. 26.
Таблица 26
ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ВРЕМЕНА УДЕРЖИВАНИЯ <*> АЛКИЛФЕНОЛОВ (ПО 3,4-ДИМЕТИЛФЕНОЛУ) ПРИ ХРОМАТОГРАФИРОВАНИИ НА АФС <**>
--------------------------------
<*> Времена удерживания получены при анализе на хроматографе "Хром-5" (Чехо-Словакия).
<**> Параметры колонки, см. табл. 25.
---------------------------------+-------------------------------- ¦ Алкилфенол ¦Относительное время удерживания¦ +--------------------------------+-------------------------------+ ¦Фенол ¦0,25 - 0,27 ¦ ¦2-Метилфенол ¦0,31 - 0,33 ¦ ¦2,6-Диметилфенол ¦0,37 - 0,39 ¦ ¦2,5-Диметилфенол ¦0,64 - 0,66 ¦ ¦3,5-Диметилфенол ¦0,83 - 0,85 ¦ ¦3,4-Диметилфенол ¦1,00 ¦ ---------------------------------+--------------------------------
8. Обработка результатов
8.1. Обработка результатов измерений
8.1.1. Содержание фенолов в анализируемой пробе морской воды находят по формуле:
С S V V
ст х 1 ст
С = -------------,
х S V V
ст 2 х
где:
С - концентрация соответствующего фенола в пробе, мкг/л;
х
С - концентрация соответствующего фенола в стандартном растворе,
ст
мкг/л;
S - площадь пика определяемого фенола на хроматограмме пробы морской
х
воды, кв. см;
V - объем экстракта после концентрирования, мл;
1
V - объем стандартного раствора, инжектируемый в испаритель
ст
хроматографа, мкл;
S - площадь пика соответствующего фенола на хроматограмме
ст
стандартного раствора, кв. см;
V - объем пробы морской воды, взятой для анализа, мл;
2
V - объем экстракта пробы, инжектируемый в испаритель хроматографа,
х
мкл.
Площади пиков рассчитывают по формуле:
S = h а ,
0,5h
где:
S - площадь пика, кв. см;
h - высота пика, см;
а - ширина пика, измеренная на середине его высоты, см.
0,5h
8.1.2. Поскольку в пробе при анализе на хроматографе с ПИД в выбранных условиях фенол и 2-нитрофенол выходят одним пиком, вычисление концентрации фенола производят с учетом вычисленной ранее концентрации 2-нитрофенола (при анализе проб на хлор- и нитрофенолы на хроматографе с ДЭЗ). Для этого из суммарной площади двух фенолов вычитают площадь пика 2-нитрофенола, найденную по градуировочному графику ГГнф (см. п. 6.4). Затем по полученной величине площади пика фенола находят его концентрацию, используя ГГф.
8.2. Числовые значения показателей погрешности методики
На основании метрологической аттестации, проведенной ВНИИАСМ-НПО "Исари" Госстандарта СССР с 01.09 по 20.12.89 (табл. 27), настоящая методика определения фенолов допущена к применению в организациях Росгидромета.
Таблица 27
РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ МВИ
-------------------------+-------------+-----------------+------------+--------------- ¦ Фенол ¦ Диапазон ¦ Показатель ¦ Показатель ¦ Показатель ¦ ¦ ¦концентраций,¦воспроизводимости¦правильности¦ погрешности ¦ ¦ ¦ мкг/л ¦ (эпсилон), % ¦ (ТЭТА), % ¦МВИ, суммарная¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ погрешность ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ (ДЕЛЬТА), % ¦ +------------------------+-------------+-----------------+------------+--------------+ ¦2-Нитрофенол ¦18,5 - 30,7 ¦5,0 ¦20,0 ¦20,0 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦2-Нитрофенол ¦30,8 - 69,3 ¦3,5 ¦12,0 ¦12,9 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦4-Нитрофенол ¦2,0 - 6,3 ¦3,6 ¦8,5 ¦9,5 ¦ ¦ ¦6,4 - 12,7 ¦2,9 ¦7,9 ¦8,7 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦3,4-Диметилфенол ¦60,0 - 120,0 ¦3,0 ¦8,4 ¦9,2 ¦ ¦ ¦120,1 - 5000 ¦3,4 ¦7,3 ¦8,3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦3,5-Диметилфенол ¦60,0 - 120,0 ¦3,1 ¦7,7 ¦8,6 ¦ ¦ ¦120,1 - 5000 ¦3,3 ¦7,2 ¦8,2 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦2,4-Дихлорфенол ¦2,5 - 65,0 ¦6,0 ¦15,0 ¦16,3 ¦ ¦ ¦65,1 - 130 ¦4,5 ¦9,5 ¦10,8 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦2,4,6-Трихлорфенол ¦0,3 - 2,5 ¦5,0 ¦16,6 ¦17,9 ¦ ¦ ¦2,6 - 16,3 ¦4,6 ¦10,6 ¦12,4 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦2,6-Диметилфенол ¦30,0 - 60,0 ¦2,4 ¦7,6 ¦8,3 ¦ ¦ ¦60,1 - 120,0 ¦1,9 ¦5,2 ¦5,7 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦2,5-Диметилфенол ¦60,0 - 120,0 ¦2,9 ¦6,9 ¦7,7 ¦ ¦ ¦120,1 - 250 ¦2,3 ¦6,8 ¦7,5 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦Фенол ¦1,0 - 5,0 ¦8,3 ¦21,1 ¦23,5 ¦ ¦ ¦5,1 - 15,0 ¦1,6 ¦3,2 ¦3,7 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦2-Метилфенол ¦6,0 - 15,0 ¦4,3 ¦9,2 ¦10,5 ¦ ¦ ¦15,1 - 30,0 ¦1,7 ¦5,8 ¦6,3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦3-Хлорфенол ¦13,5 - 27,0 ¦5,7 ¦11,5 ¦13,2 ¦ ¦ ¦27,1 - 83,0 ¦3,3 ¦8,3 ¦9,3 ¦ ¦ ¦83,1 - 166,7 ¦1,6 ¦4,8 ¦5,2 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦2,3,4,5,6-Пентахлорфенол¦0,6 - 4,0 ¦6,2 ¦20,5 ¦22,3 ¦ ¦ ¦4,1 - 8,0 ¦3,8 ¦10,0 ¦10,7 ¦ -------------------------+-------------+-----------------+------------+---------------
9. Требования к квалификации аналитика
Анализ проб воды на содержание фенолов должен выполняться высококвалифицированными химиками-аналитиками, знакомыми с правилами эксплуатации приборов, применяемых в данной методике, и прошедшими соответствующий инструктаж по технике безопасности.
10. Нормы затрат рабочего времени на анализ
10.1. Для анализа 10 проб хлор- и нитрофенолов требуется 54,5 чел.-ч, в том числе:
на взятие проб из батометра - 0,5 чел.-ч;
на приготовление растворов реактивов - 6 чел.-ч;
на подготовку посуды - 4 чел.-ч;
на проведение пробоподготовки - 16 чел.-ч;
на подготовку прибора к измерениям - 4,0 чел.-ч;
на выполнение измерений - 20 чел.-ч;
на обработку значений, проведение расчетов, запись результатов - 4,0 чел.-ч.
10.2. Для анализа 10 проб алкилфенолов требуется 57,5 чел.-ч, в том числе:
на взятие проб из батометра - 0,5 чел.-ч;
на приготовление растворов и реактивов - 8 чел.-ч;
на подготовку посуды - 4 чел.-ч;
на проведение пробоподготовки - 22 чел.-ч;
на подготовку прибора к измерениям - 3,5 чел.-ч;
на выполнение измерений - 16 чел.-ч;
на обработку значений, проведение расчетов, запись результатов - 3,5 чел.-ч.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Коренман Я.И., Минасянц В.А., Фокин В.Н. Экстракционно-газохроматографическое определение микроколичеств фенолов в водных средах. Журнал аналитической химии, 1988, т. XIII, вып. 7, с. 1303 - 1306.
2. Методические указания. Определение фенолов в морской воде. РД 52.10.242-90. М.: Гидрометеоиздат, 1990, 44 с.
3. Методические указания по химическому анализу распресненных вод морских устьевых областей рек и эпиконтинентальных морей, N 46. М.: Гидрометеоиздат, 1984, с. 40 - 43.
4. Руководство по методам химического анализа морских вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1977, с. 156 - 160.
5. Abrahamsson K., Xie T.M. Direct determination of trace amounts of chlorophenols in fresh water, waste and sea water. J. of chromatogr., 1983, 279, p. 199 - 208.
6. Buikema A., et al. Phenolics in aquatic ecosystems. Review. Mar. Environ. Res., 1979, N 2, p. 87 - 181.
7. Coutts A., Hargesheiner F., Passuto F. Application of a direct aqueous acetilation technique to the gas chromatographic quantitation of nitro-phenols and 1-naphtol in environmental water samples. J. of Chromatogr., 1980, 195, p. 105 - 112.
ХЛОРИРОВАННЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
Хлорированные углеводороды (хлорорганические пестициды - ХОП и полихлорбифенилы - ПХБ) являются одними из наиболее опасных веществ, загрязняющих окружающую среду. Они попадают в морскую среду с промышленными и сельскохозяйственными стоками. Значительное количество этих соединений попадает в морскую среду из атмосферы.
Согласно данным комиссии по охране окружающей среды Балтийского моря [3], в середине 70-х годов во всем мире резко сократилось производство и применение ХОП и ПХБ. Содержание их в морской воде не превышает в настоящее время, как правило, десятых и сотых долей микрограмма в литре. Однако, являясь гидрофобными соединениями, хлорированные углеводороды преимущественно адсорбируются на взвешенных частицах, а также оседают на дно; кроме того, принимая во внимание их способность накапливаться в объектах морской среды (вода - донные отложения - планктон - рыбы - птицы), необходимо осуществлять контроль за фоновыми концентрациями этих соединений в морской воде (0,5 - 5,0 нг/л).
В основу настоящей методики положена работа Доусона и Райли [4].
Наиболее предпочтительным при определении ХОП и ПХБ в морской воде является метод газожидкостной хроматографии (ГЖХ) с использованием высокочувствительного к хлорорганическим соединениям детектора электронного захвата (ДЭЗ) [1].
1. Сущность метода анализа
Метод основан на извлечении хлорированных углеводородов органическим растворителем, очистке экстракта серной кислотой от мешающего влияния коэкстрагирующихся веществ и последующем детектировании ХОП в сконцентрированном экстракте на газовом хроматографе, снабженном детектором электронного захвата.
Идентификацию проводят по времени удерживания в сравнении с контрольными образцами ХОП и ПХБ. Количественный расчет проводят методом соотнесения с градуировочными растворами ХОП и ПХБ по высотам пиков на хроматограммах. Показатели погрешности измерений рассчитаны для гамма-ГХЦГ в диапазоне концентраций от 0,5 до 50,0 нг/л, для альфа-ГХЦГ - от 0,4 до 20,0 нг/л, для ДДТ - от 3,0 до 200,0 нг/л, для ДДД - от 3,0 до 24,0 нг/л, для ДДЭ - от 2,0 до 150,0 нг/л (табл. 30).
2. Средства измерений, оборудование, материалы и реактивы
Для выполнения анализа применяют:
хроматограф любой марки, снабженный детектором типа электронного захвата или постоянной скорости рекомбинации;
колонки хроматографические стеклянные длиной 1,8 - 2,0 м с внутренним диаметром 3 мм по ТУ 25-05-2815;
микрошприц МШ-10м на 10 мкл по ТУ 25-05-2152;
эмалированное ведро;
батометр пластмассовый 7-литровый, например системы ИОАН;
баллон газовый для азота по ГОСТ 949;
редуктор кислородный по ГОСТ 6268;
штатив лабораторный ШЛ с зажимом по ТУ 64-1-707;
шланги резиновые по ГОСТ 5496;
шланги вакуумные по ТУ 38-105881;
секундомер по ГОСТ 5072;
термометр ТЛ-5 1-А по ГОСТ 215;
мешалка, снабженная электромотором, по ТУ 25-15-507;
весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104 (аналитические);
сушильный шкаф по ГОСТ 13474;
центрифуга лабораторная любого типа, например ЦЛС-3, У-42, по ТУ 5.375-4170;
плитка электрическая с закрытой спиралью мощностью 800 Вт по ТУ 92-208;
баня водяная по ТУ 46-22-608;
ротационный испаритель ИР-10 по ТУ 25-11-741;
прибор для отгонки растворителя, включающий в себя:
колбы круглодонные исполнения 1 на 500 мл по ГОСТ 25336;
холодильник прямой исполнения 1 по ГОСТ 25336;
аллонж типа АИО по ГОСТ 25336;
насос водоструйный стеклянный по ГОСТ 25336 или пластмассовый КМ-1230 по ТУ 64-1-862;
дефлегматор длиной 10 см по ГОСТ 20789;
бутыль для экстракции на 5 л по ГОСТ 10238;
встряхиватель типа АВУ по ТУ 64-1-1081;
колбы мерные 2 класса точности на 100 мл по ГОСТ 1770;
пипетки 2-го класса точности на 2 мл по ГОСТ 20292;
воронки делительные на 50 и 2000 мл по ГОСТ 25336;
пробирки мерные на 10 мл и 25 мл по ГОСТ 1770;
воронки Шотта по ГОСТ 9775;
колбы грушевидные на 300 мл по ГОСТ 25336;
воронки химические типа В диаметром 50 - 80 мм по ГОСТ 25336;
склянки стеклянные с притертой пробкой на 200 мл (для экстрактов) и на 5 л (для проб воды);
эксикатор по ГОСТ 6371;
бумага индикаторная по ТУ 6-09-1181;
фильтры бумажные типа ФОМ по ТУ 6-09-1678;
алюминиевая фольга;
стекловата;
хроматон N-AW-DMCS зернением от 0,160 до 0,200 мм с неподвижной жидкой фазой SE-30 в количестве 5% или DC-200 (3%);
гексан, ч., по ТУ 6-09-3375;
спирт этиловый ректификат высшей очистки по ГОСТ 5962 или спирт этиловый ректификат высший сорт, перегнанный и пропущенный через активированный силикагель, по ГОСТ 18300;
калия гидроксид, ос.ч., в гранулах по ОСТ 6-01-301 или натрия гидроксид, х.ч., в гранулах по ГОСТ 4328;
натрий сернокислый безводный, х.ч., по ГОСТ 4171;
натрий углекислый кислый, х.ч., по ГОСТ 4201;
серная кислота, х.ч., по ГОСТ 4204;
кальций хлористый, ч., по ТУ 6-09-4578;
силикагель L, хемапол (Чехо-Словакия), зернением 0,040 - 0,100 мм;
азот особой чистоты по ГОСТ 9239 или поверочный нулевой газ (ПНГ);
ацетон, ос.ч., по ТУ 6-09-3513;
бензол, х.ч., по ГОСТ 5955;
синтетическое моющее средство любого типа;
стандартный раствор 4,4'-дихлордифенилдихлорэтена (ДДЭ) - ГСО N 4190, концентрация 100 мкг/мл;
стандартный раствор 4,4'-дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) - ГСО N 4189, концентрация 100 мкг/мл;
препараты хлорированных углеводородов отечественного или импортного производства с содержанием основного вещества не менее 99,4%:
4,4'-дихлордифенилдихлорэтан (ДДД);
альфа-изомер гексахлорциклогексана;
гамма-изомер гексахлорциклогексана (линдан);
полихлорбифенилы - хлофен А-50.
3. Отбор проб
Для отбора проб воды с горизонта 0 м при высоте волны до 1,5 м необходимо использовать узкогорлую бутыль с укрепленным на дне грузом. Если высота волны больше 1,5 м, для отбора проб с горизонта 0 м можно использовать батометр или ведро. С нижележащих горизонтов пробы отбирают стеклянным, металлическим или, в крайнем случае, пластмассовым батометром.
Консервации и хранению пробы не подлежат. В течение двух часов после отбора необходимо проэкстрагировать их н-гексаном с целью перевода ХОП и ПХБ в органическую фазу. Экстракты помещают в склянки с притертыми пробками, которые сверху дополнительно обертывают алюминиевой фольгой. Склянки помещают в ящики для экспедиционных грузов, прокладывают полиуретановыми прокладками и в таком виде транспортируют без дополнительного охлаждения.
Газохроматографический анализ экстрактов производят не позднее чем через 3 мес. после отбора пробы.
4. Подготовка к анализу
4.1. Методы приготовления реактивов для проведения анализа
4.1.1. Безводный сульфат натрия для осушения экстрактов прокаливают в сушильном шкафу 6 - 8 ч при температуре 200 - 220 °C. Прокаленный сульфат натрия хранят в герметически закупоренной склянке. Срок хранения неограничен.
4.1.2. 1%-ный раствор бикарбоната натрия готовят растворением 2 г кристаллического бикарбоната натрия в 200 мл дистиллированной воды. Срок хранения раствора - 1 год.
4.1.3. Силикагель L прокаливают при температуре 320 - 350 °C в течение 25 - 30 ч. Хранят в эксикаторе с хлористым кальцием.
4.1.4. Кальций хлористый прокаливают при температуре 220 - 250 °C в течение 6 - 8 ч.
4.1.5. Гексан перед использованием перегоняют на приборе с дефлегматором, отбрасывая первую порцию в 75 - 80 мл, собирают фракцию с температурой кипения 67 - 69 °C и пропускают через колонку с 5 г активированного силикагеля.
4.1.6. Этиловый спирт перед использованием перегоняют на приборе с дефлегматором при температуре 78 °C и пропускают через колонку с 5 г силикагеля.
4.1.7. Раствор детергентов готовят растворением 10 г любого синтетического моющего средства в 1 л кипящей воды. Используют свежеприготовленный раствор.
4.2. Подготовка посуды
Стеклянная и фарфоровая посуда промывается горячим раствором детергентов либо соды (на 1 л воды 10 г любого вещества), водопроводной водой, дистиллированной водой, ацетоном, гексаном. После промывания посуда сушится при температуре 130 - 140 °C в течение 4 ч и хранится завернутой в алюминиевую фольгу.
4.3. Экстракция
Из пробоотборника пробу морской воды объемом 4 л помещают в бутыль для экстракции объемом 5 л и экстрагируют 2 раза по 10 мин. порциями по 100 мл перегнанного н-гексана. Экстракт отделяют в делительной воронке на 2 л, пропускают через стеклянный фильтр с 20 г безводного сульфата натрия в склянку для экстракта. Двумя порциями по 25 мл н-гексана обмывают делительную воронку и бутыль для экстракции, сливают в ту же склянку. Затем небольшими количествами (5 мл) н-гексана два раза промывают осушитель, слив присоединяют к экстракту.
4.4. Концентрирование и очистка экстрактов
Полученный экстракт упаривается до объема примерно 10 мл на ротационном испарителе или приборе для отгонки растворителя с вакуумом при температуре до 40 °C. Концентрат переливают в делительную воронку на 50 мл, добавляют 6 - 8 мл серной кислоты. Аккуратно переворачивают (но не встряхивают) воронку 15 - 20 раз, отбрасывают сернокислотный слой, а к органическому приливают еще 6 - 8 мл кислоты и переворачивают воронку 10 - 15 раз. Обработку серной кислотой проводят до тех пор, пока сернокислотный слой не будет оставаться бесцветным. Добавляют к очищенному экстракту 8 - 10 мл 1%-ного раствора бикарбоната, встряхивают, отбрасывают водный слой. Обработку бикарбонатом проводят до нейтральной реакции промывных вод по универсальной индикаторной бумаге. Органический слой пропускают через слой осушителя 5 г в мерную пробирку на 25 мл, осушитель промывают два раза н-гексаном порциями по 2 мл, слив присоединяют к экстракту.
Очищенный и осушенный экстракт упаривают до объема примерно 1 мл (объем записывают с точностью до 0,1 мл) под струей воздуха или при слабом нагревании пробирки на водяной бане при температуре не выше 40 °C.
4.5. Дегидрохлорирование <*>
--------------------------------
<*> Стадия дегидрохлорирования может быть опущена, если в анализе использовать капиллярные колонки, обладающие значительно лучшими параметрами разделения [2, 5]. Методика измерений с капиллярной колонкой полностью приведена в Приложении 2.
В случае одновременного присутствия в пробе морской воды ХОП и ПХБ эти группы необходимо разделить химически с помощью спиртового дегидрохлорирования. Для этого к концентрату (после того как из него отобраны 3 мкл и введены в хроматограф, который зафиксировал наличие ПХБ) приливают 1 мл этанола, добавляют одну гранулу гидроксида калия, закрывают пробирку стеклянной пробкой, тщательно размешивают и помещают в водяную баню при температуре 55 - 60 °C (не выше) на 30 мин. Затем пробирку охлаждают под струей водопроводной воды, добавляют к содержимому 3 мл дистиллированной воды, очень энергично встряхивают и дают отстояться в течение 5 мин. до четкого разделения слоев (при возможности разделение слоев следует проводить в лабораторной центрифуге в течение 3 мин. при 1500 об./мин.). Из верхнего гексанового слоя отбирают аликвоту и вводят в хроматограф.
5. Проведение анализа
5.1. Схема проведения анализа
Отбирают 3 мкл экстракта из 1 мл концентрата (получение см. п. 4.4), вводят в испаритель хроматографа и записывают хроматограмму. После выхода пика ДДТ, имеющего наибольшее время удерживания, оставляют прибор в холостом режиме работы на 15 - 20 мин. во избежание оседания на колонке органических высокомолекулярных примесей, которые могут содержаться в морской воде. В случае присутствия в пробе морской воды ПХБ, что выражается в появлении на хроматограмме большого числа пиков, по времени удерживания не совпадающих с пиками известных пестицидов, необходимо отобрать 3 мкл из верхнего гексанового слоя, полученного согласно п. 4.5, и ввести в хроматограф.
5.2. Проведение холостого определения
Перед тем как приступить к анализу проб морской воды, нужно проделать холостой опыт, чтобы убедиться в чистоте используемых реактивов. Для этого 200 мл перегнанного н-гексана концентрируют, обрабатывают серной кислотой, готовят к ГЖХ-определению (см. п. 4.4) и 3 мкл вводят в хроматограф. В дальнейшем такой холостой опыт нужно проводить с каждой новой партией гексана и кислоты.
При обнаружении загрязняющих веществ реактивы и посуду подвергают дополнительной очистке.
Перед анализом каждой пробы проверяют чистоту микрошприца, используемого для ввода экстракта проб. Для этого набирают 3 мкл чистого гексана и вводят в испаритель хроматографа. При появлении пиков на хроматограмме (кроме пика растворителя) дополнительно промывают шприц гексаном и вновь проверяют на чистоту.
6. Подготовка средств измерений к работе
6.1. Способ приготовления стандартных растворов ХОП
Для приготовления стандартного раствора ХОП растворяют по 10 мг линдана и альфа-ГХЦГ и 80 мг ДДД в 100 мл перегнанного гексана, тщательно перемешивают, отбирают 0,5 мл полученной смеси, переносят в мерную колбу на 100 мл, добавляют туда же 2,5 мл ГСО ДДЭ и 5 мл ГСО ДДТ и доводят объем гексаном до метки. Отбирают из полученного раствора 1 мл, переносят в мерную пробирку на 10 мл и доводят объем гексаном до 10 мл.
Концентрации ХОП в растворе следующие: линдана - 50 нг/мл; альфа-ГХЦГ - 50 нг/мл; ДДЭ - 250 нг/мл; ДДД - 400 нг/мл; ДДТ - 500 нг/мл.
6.2. Способ приготовления стандартного раствора ПХБ
Для приготовления стандартного раствора ПХБ растворяют приблизительно 10 мг соединения хлофен А-50 в 100 мл гексана.
Полученный раствор тщательно перемешивают, отбирают 0,5 мл, переносят в мерную колбу на 100 мл, доводят объем гексаном до метки. Концентрация ПХБ в полученном растворе составляет приблизительно 500 нг/мл (рассчитывается с точностью до единиц нг/мл).
6.3. Способ приготовления смешанного стандартного раствора ХОП и ПХБ
Для приготовления стандартного раствора смеси ХОП и ПХБ смешивают равные объемы стандартных растворов ХОП и ПХБ.
Концентрации отдельных компонентов ХОП и ПХБ в полученном растворе следующие: линдана - 25 нг/мл; альфа-ГХЦГ - 25 нг/мл; ДДЭ - 125 нг/мл; ДДД - 200 нг/мл; ДДТ - 250 нг/мл; ПХБ - 250 нг/мл.
6.4. Установление градуировочных характеристик метода определения ХОП
В хроматограф при выбранных условиях (см. п. 7.4) вводят по 3 мкл стандартного раствора ХОП 3 - 5 раз. По результатам индивидуальных дозирований определяют среднюю высоту каждого пика и времена удерживания отдельных ХОП (рис. 19). Разбавляют раствор гексаном в 2, 4, 8 раз и записывают хроматограммы полученных растворов. Проводят математическую обработку полученных хроматограмм. Градуировочный график строят в координатах "высота пика - масса компонента". Убеждаются в его линейности для данного диапазона концентраций.
6.5. Установление градуировочных характеристик метода определения ПХБ
В испаритель хроматографа при выбранных условиях (см. п. 7.4) вводят несколько раз по 3 мкл стандартного раствора ПХБ - хлофена А-50. На полученной хроматограмме (рис. 20) определяют времена удерживания и среднюю высоту каждого из 14 самых высоких пиков отдельных компонентов хлофена А-50.
Разбавляют стандартный раствор ПХБ в 2, 4, 8 раз и записывают хроматограммы полученных растворов. Проводят математическую обработку всех полученных хроматограмм. Градуировочный график строят в координатах "сумма высот самых интенсивных пиков ПХБ на хроматограммах стандартных растворов - масса хлофена А-50".
6.6. Установление градуировочных характеристик метода определения ХОП и ПХБ при их совместном присутствии
В испаритель хроматографа при выбранных условиях (см. п. 7.4) вводят несколько раз по 3 мкл стандартной смеси ХОП и ПХБ (приготовление см. п. 6.3). На полученной хроматограмме 1 (рис. 21) по результатам единичных вкалываний определяют среднюю высоту каждого пика. Затем берут 1 мл этой же смеси и проводят реакцию дегидрохлорирования (см. п. 4.5). Из верхнего гексанового слоя отбирают 3 мкл и вводят в хроматограф несколько раз при тех же условиях. Записывают хроматограмму 2 (рис. 22).
В результате дегидрохлорирования на хроматограмме 2 два пика (ДДТ и ДДД) исчезают, пик ДДЭ возрастает за счет ДДТ, появляется новый пик ДМЭ <*> (производное ДДД). Пики ПХБ при этом остаются прежней высоты.
--------------------------------
<*> ДМЭ - 4,4'-дихлордифенилхлорэтен.
Разбавляют смешанный стандартный раствор ХОП и ПХБ гексаном в 2, 4, 8 раз. Эти растворы также проводят через реакцию дегидрохлорирования и записывают их хроматограммы.
Градуировочный график в координатах "высота пика - концентрация ХОП (нг/мл)" для альфа-, гамма-ГХЦГ и ДДЭ строят, измеряя высоту пика на хроматограмме 1, полученной до дегидрохлорирования. Высота пика ДДТ подсчитывается как разность высот пиков, имеющих соответствующее время удерживания на хроматограммах 1 и 2 (т.е. до и после дегидрохлорирования). Аналогично рассчитывается высота пика ДДТ.
Для построения градуировочного графика ПХБ сравнивают высоты отдельных пиков ПХБ на хроматограммах 2 (после дегидрохлорирования) и стандартных растворов ПХБ. График строится в координатах "сумма высот отдельных пиков ПХБ - содержание ПХБ (нг/мл)".
6.7. Подготовка хроматографической колонки
Стеклянную колонку длиной 2 м (промытую последовательно бензолом и ацетоном) заполняют хроматоном N-AW-DMCS с НЖФ SE-30 (5%) или DC-200 (3%) следующим образом: закрывают один конец колонки стеклянной ватой, устанавливают марлевую прокладку и подсоединяют к водоструйному насосу, в другой конец колонки через воронку засыпают насадку; во время всей операции колонку аккуратно простукивают. После заполнения колонки закрывают свободный ее конец тампоном из стеклянной ваты. Колонку устанавливают в термостат колонок хроматографа, не подсоединяя к детектору электронного захвата, и кондиционируют в токе азота (30 мл/мин.) при температуре 220 °C в течение 5 - 6 ч.
6.8. Подготовка газового хроматографа к работе
6.8.1. Подготовку хроматографа проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации. С помощью пенного расходомера устанавливают расход азота через колонку 25 - 30 мл/мин., через детектор 120 - 130 мл/мин. Оптимальный расход азота через колонку и на поддув детектора ДЭЗ определяется качеством получаемых хроматограмм. Подсоединяют колонку к детектору и проверяют герметичность соединений при помощи мыльной пены. Измеряют суммарный расход азота на выходе прибора. Эту величину контролируют ежедневно перед началом работ.
Комментарии
Комментирование через социальные сервисы Facebook и Вконтакте:
Федеральное