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
метилакрилата и метилметакрилата в воде

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

СН₂ = СН - СООСН₃                                         мол. масса 86,09

Метилакрилат - бесцветная жидкость с резким специфическим запахом, в воде нестабильна. Температура кипения - 80,5 °С, плотность - 0,95 г/см³. Растворима в органических растворителях, растворимость в воде 5,48 % (20 °С).

СН₂ = С(СН₃) - СООСН₃                                  мол. масса 100,11

Метилметакрилат - бесцветная жидкость с резким специфическим запахом, в воде не стабильна. Температура кипения - 100,6 °С, плотность - 0,94 г/см³; растворимость в воде 1,59 % (20 °С).

Метилакрилат и метилметакрилат обладают наркотическим, раздражающим и общетоксическим действием. Предельно допустимые концентрации этих веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования соответственно 0,02 и 0,01 мг/дм³ (мг/л).

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±11 %, при доверительной вероятности 0,95.

2. Метод измерений

Измерения концентраций метилакрилата и метилметакрилата выполняют методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием. Концентрирование веществ из воды осуществляют методом газовой экстракции и улавливанием паров на твердый сорбент. Анализ проводят с использованием метода термодесорбции.

Нижний предел измерения 0,005 мг/дм³.

Определению не мешают: спирты С₁ - С₄, ацетон, хлороформ, акролеин, акрилонитрил, этилакрилат, бутилакрилат, бутилметакрилат, ароматические углеводороды.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

3.1. Средства измерений

Хроматограф газовый с пламенно-ионизационным детектором
Барометр-анероид М-67	ТУ 2504-1797-75
Весы аналитические ВЛА-200, 2-го кл.	ГОСТ 24104-88
Линейка измерительная	ГОСТ 17435-72
Лупа измерительная	ГОСТ 25706-83
Меры массы	ГОСТ 7328-82Е
Посуда стеклянная лабораторная	ГОСТ 1770-74, 20292-74
Реометр для измерения расхода газа-экстрагента
Секундомер	ГОСТ 5072-70
Термометр ТМ-8	ГОСТ 212-78

3.2. Вспомогательные устройства

Колонки хроматографические длиной 3 м - 3 шт.
Втулка металлическая с внутренним конусом (рис.)
Дистиллятор	ТУ 61-1-721-79
Насос вакуумный В11-461
Поглотительные приборы с пористой пластинкой № 1
Редуктор водородный	ТУ 26-05-463-76
Редуктор кислородный	ТУ 26-05-235-70
Трубки сорбционные металлические (рис.)
Чашки фарфоровые	ГОСТ 9147-69

3.3. Материалы

Азот сжатый	ГОСТ 9293-74
Водород сжатый	ГОСТ 3022-77
Воздух сжатый ГОСТ 17433-80
Резиновая трубка
Стекловата или стекловолокно
Стеклянные заглушки
Тефлоновая муфта

3.4. Реактивы

Ацетон, ч.	ГОСТ 2603-79
Вода дистиллированная	ГОСТ 6709-72
Дидецилфталат, MP	ТУ 6-09-958-63
Метилакрилат	ТУ 8П-145-68
Метилметакрилат	ТУ ИРЕА 29-66
Полиметилсилоксан ПМС-100
Полифенилметилсилоксан ПФМС-4	ГОСТ 15866-70
Силохром С-80, фр. 0,25 - 0,50 мм	ТУ 6-09-17-48-74
Хроматон N-AW-HMDS, 0,2 - 0,25 мм
Эфир для наркоза

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 оператора

К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на газовом хроматографе.

6. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

6.1. Процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТу 15150-69 при температуре воздуха (20 ± 10) °С, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт.ст. и влажности воздуха не более 80 %.

6.2. Выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовка хроматографа, подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор метилакрилата и метилметакрилата для градуировки (с = 1,0 мг/см³). 50 мг каждого вещества вносят в мерные колбы вместимостью 50 см³, доводят объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Растворы стабильны в течение 6 часов.

Рабочие растворы метилакрилата и метилметакрилата для градуировки (с = 1,0 мг/дм³). 1,0 см³ каждого исходного раствора вносят в мерные колбы вместимостью 1000 см³, доводят объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Растворы стабильны в течение 6 часов.

7.2. Подготовка хроматографа

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

7.3. Подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки

Для определения концентрации метилакрилата и метилметакрилата используют 3 хроматографические колонки. Колонку № 1 заполняют насадкой, состоящей из 10 % ПМС-100 и 20 % ПФМС-4 на хроматоне. 10 г ПМС-100 и 20 г ПФМС-4 растворяют в эфире и полученным раствором заливают 100 г твердого носителя. Фарфоровую чашку с насадкой помещают на водяную баню и, перемешивая, доводят насадку до сыпучего состояния.

Колонки №№ 2 и 3 заполняют насадкой, состоящей из 15 % дидецилфталата на Хроматоне NAW. 15 г дидецилфталата растворяют в эфире и полученным раствором заливают 100 г твердого носителя. Испарение эфира и подсушивание насадки проводят вышеуказанным способом.

Хроматографические колонки и сорбционные трубки перед заполнением насадками промывают горячей водой, дистиллированной водой, ацетоном, высушивают в токе газа-носителя и заполняют насадками с помощью вакуумного насоса. Колонки №№ 2 и 3 соединяют последовательно с помощью тефлоновой муфты. Заполненные колонки помещают в термостат прибора и, не подключая к детектору, кондиционируют при 150 °С в течение 8 часов. После охлаждения колонку подключают к детектору, выводят прибор на рабочий режим и записывают нулевую линию. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.

Насадка для сорбционных трубок. 0,5 г ПМС-100 растворяют в эфире и полученным раствором заливают 10 г силохрома С-80. Испарение эфира и подсушивание насадками проводят вышеуказанным способом. Сорбционные трубки заполняют готовой насадкой (по 0,4 г) и кондиционируют в испарителе хроматографа при 200 °С в течение 2 часов. Если нулевая линия стабильна, сорбционную трубку вынимают из испарителя, охлаждают и герметизируют стеклянными заглушками. Срок хранения кондиционированной сорбционной трубки - 1 неделя.

7.4. Установление градуировочной характеристики

Градуировочный коэффициент устанавливают методом абсолютной градуировки на 5-ти сериях градуировочных растворов метилакрилата и метилметакрилата. Каждую серию, состоящую из 6-ти растворов, готовят в мерных колбах вместимостью 100 см³. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл. 1, доводят объем дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.

Таблица 1

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации метилакрилата и метилметакрилата

В поглотительные приборы с пористой пластинкой вводят по 5,0 см³ градуировочных растворов каждой концентрации и проводят газовую экстракцию. Для этого к входному концу поглотительного прибора присоединяют источник газа-экстрагента (азота), к выходному - сорбционную трубку. Через поглотительный прибор пропускают азот со скоростью 0,1 дм³/мин в течение 10 мин. Скорость пропускания азота контролируют реометром. Сорбционную трубку с отобранной пробой помещают в испаритель и анализируют в следующих условиях:

Температура термостата колонок:

с дидецилфталатом	90 °С
со смешанными фазами	70 °С
Температура испарителя	160 °С
Расход газа-носителя (азота)	40 см3/мин
Расход водорода	40 см3/мин
Расход воздуха	400 см3/мин
Время удерживания на колонке с дидецилфталатом:
метилакрилата	6 мин 17 сек
метилметакрилата	10 мин 10 сек
Время удерживания на колонке со смешанными фазами:
метилакрилата	5 мин 23 сек
метилметакрилата	9 мин 53 сек

На полученной хроматограмме измеряют высоты пиков метилакрилата и метилметакрилата и по средним значениям из 5-ти серий вычисляют градуировочный коэффициент К для каждого вещества:

К = С/X, где

С - концентрация градуировочного раствора, мг/дм³;

X - высота хроматографического пика, см.

7.5. Отбор проб

Для анализа отбирают 200 см³ воды по ГОСТу 2761-84, 4979-49 и 17.1.5.04-81. Пробу помещают в склянки с притертыми пробками, заполняя доверху. Срок хранения пробы - 6 часов.

8. Выполнение измерений

5,0 см³ исследуемой воды помещают в поглотительный прибор с пористой пластинкой и анализируют аналогично п. 7.3. На полученной хроматограмме измеряют высоту пиков метилакрилата и метилметакрилата.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию метилакрилата и метилметакрилата в пробе (мг/дм³) вычисляют по формуле:

С = К × X, где

К - градуировочный коэффициент, мг/дм³ см;

X - высота хроматографического пика, см.

Методические указания разработаны: Е.А. Комраковой (Нижегородский НИИ гигиены труда и профзаболеваний).

Рис. Схема устройства для термодесорбции примесей в испарителе хроматографа.

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