МУК 4.1.647-96  

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Методические указания по газохроматографическому определению
фенола в воде

Дата введения: с момента утверждения

РАЗРАБОТАНЫ А.Г.Малышевой (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН), А.А.Беззубовым, Ю.С.Друговым (Аналитический центр Геологического института РАН).

УТВЕРЖДЕНЫ Первым заместителем Председателя Госкомсанэпиднадзора России - заместителем Главного государственного санитарного врача Российской Федерации 31 октября 1996 г.

Настоящие методические указания устанавливают количественный газохроматографический анализ воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения для определения в ней содержания фенола в диапазоне концентраций 0,0005-0,1 мг/дм.

СНОН

мол. масса 94,11

Фенол - бесцветное кристаллическое вещество со специфическим запахом, температура плавления - 42 °С, температура кипения - 182 °С. В 100 дм воды при 15 °С растворяется 8,2 г фенола. Хорошо растворим в хлороформе, эфире, маслах и других органических растворителях.

Фенол является нервным ядом, обладает сильным раздражающим и прижигающим действием. Предельно допустимая концентрация в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования 0,001 мг/л. Относится к 4-му классу опасности.

1. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±20,7%, при доверительной вероятности 0,95.

 2. Метод измерений

Измерения содержаний фенола выполняют методом газовой хроматографии. Методика основана на извлечении фенола из воды с помощью газовой экстракции, концентрировании в ловушке с адсорбентом и экстракции диэтиловым эфиром с последующим анализом на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором.

Нижний предел измерения в объеме пробы 0,001 мкг.

Определению не мешают крезолы и хлорфенолы.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

3.1. Средства измерений

Хроматограф газовый с пламенно-ионизационным детектором

Барометр-анероид М-67

ТУ 2504-1797-75

Весы аналитические ВЛА-200

ГОСТ 24104-80 Е

Линейка измерительная

ГОСТ 17435-72

Лупа измерительная

ГОСТ 8309-75

Меры массы

ГОСТ 7328-82 Е

Микрошприц МШ-10М

ГОСТ 8043-75

Посуда стеклянная лабораторная

ГОСТ 1770-74 Е, 20292-80, 25336-82

Секундомер СДС, пр. 1-2-000

ГОСТ 5072-79

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2, пределы 0-55 °С, цена деления 1 °С

ГОСТ 215-73 Е

3.2. Вспомогательные устройства

Баня водяная

Дистиллятор

ТУ 61-1-721-79

Колба Вюрца (схема перегонки, рис.1)

Микрокомпрессор РК-1

ТУ 25-056-926-77

Насос вакуумный водоструйный

ГОСТ 10696-75

Редуктор водородный

ТУ 26-05-463-76

Редуктор кислородный

ТУ 26-05-235-70

Сорбционные трубки из молибденового стекла длиной 10 см и внутренним диаметром 3 мм

Сосуд для газовой экстракции
(колба Эрленмейера) емкостью 0,5 л

Хроматографическая колонка из нержавеющей стали длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм

Чашки фарфоровые

ГОСТ 9147-73

Электроплитка

ГОСТ 14919-83

3.3. Материалы

Азот сжатый в баллоне

ГОСТ 9293-74

Воздух сжатый в баллоне

ГОСТ 11882-73

Водород сжатый в баллоне

ГОСТ 3022-89

Стекловолокно обезжиренное

ГОСТ 10176-74

Стеклянные заглушки

Трубки из силиконовой резины

3.4. Peaктивы

Ацетон, ч.д.а.

ГОСТ 2603-79

Вода дистиллированная

ГОСТ 6709-77

н-Гексан, х.ч.

ТУ 6-09-3375-78

Диэтиловый эфир, фармакопейный

Карбовакс-20М на хроматоне
NAW-DMCS, зернением 0,1-0,125 мм (Чехия)

Кислота серная, пл. 1,84 г/см, х.ч.

ГОСТ 3188-77

Силохром С-80, фракция 0,5-0,35 мм

Натрия сульфит, ч.д.а.

ГОСТ 195-77

Фенол, ч.д.а.

ГОСТ 6417-72

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 инструкцию по эксплуатации прибора.

5. Требования к квалификации операторов

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

6. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

6.1. 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, рекомендуемых технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

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

7.1. Приготовление растворов

Исходный раствор фенола для градуировки (1,0 мг/см). 100 мг фенола вносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят уровень дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора - 30 дней в холодильнике.

Рабочий раствор фенола (0,001 мг/см). 1,0 см исходного раствора вносят в колбу вместимостью 1000 см, доводят уровень раствора до метки дистиллированной водой и перемешивают. Срок хранения рабочего раствора - 7 дней в холодильнике.

Кислота серная. Раствор в воде в соотношении 1:3.

Фенол свежеперегнанный. Перегонку проводят согласно схеме на рис.1.

Рис.1. Схема перегонки фенола

1 - электроплитка;

2 - колба Вюрца вместимостью 50-100 см;

3 - термометр;

4 - алонж;

5 - приемник.

 7.2. Подготовка хроматографической колонки и сорбционной трубки

Хроматографическую колонку и сорбционную трубку перед заполнением насадками промывают дистиллированной водой, ацетоном, гексаном и высушивают в токе азота (расход 50 см/мин) при температуре 80-100 °С.

Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают тампонами из обезжиренного стекловолокна, устанавливают ее в термостате хроматографа, не подключая к детектору, и кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 100 см/мин в течение 12 часов при температуре 200 °С. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии дрейфа нулевой линии колонка готова к работе.

Аналогичным образом кондиционируют сорбционные трубки. Концы каждой трубки, содержащей 0,1 г силохрома С-80, закрывают тампонами из обезжиренного стекловолокна и кондиционируют при температуре 300 °С в течение 2 ч. До начала измерений сорбционные трубки закрывают стеклянными заглушками и хранят в эксикаторе.

7.3. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной градуировки на градуировочных растворах фенола. Она выражает зависимость площади пика на хроматограмме (мм) от массы фенола (мкг) и строится по 5-ти сериям растворов для градуировки.

Каждую серию, состоящую из 6-ти градуировочных растворов, готовят в стеклянных сосудах для газовой экстракции вместимостью 500 см с силиконовыми пробками. Для этого в каждую колбу вносят рабочий раствор для градуировки в соответствии с табл.1. 0,5 см раствора серной кислоты, доводят объем дистиллированной водой до 250 см, закрывают сосуд силиконовой пробкой и тщательно перемешивают.

 Таблица 1

     
Растворы для установления градуировочной характеристики при определении концентрации фенола

Номер раствора

1

2

3

4

5

6

Объем рабочего р-ра (0,001 мг/см), см

0

0,1

0,25

1,0

10,0

25,0

Содержание фенола, мкг

0

0,1

0,25

1,0

10,0

25,0

После заполнения сосуда его помещают в водяную баню с температурой воды 50 °С, присоединяют сорбционную трубку и микрокомпрессор (рис.2) и через 1-2 мин начинают с помощью микрокомпрессора барботировать воздух через раствор в сосуде (расход 300 см/мин), продолжая эту продувку в течение 1 ч.

Рис.2. Схема устройства для газохронометрического определения фенола в воде

1 - стеклянный сосуд;

2 - анализируемая вода;

3 - сорбционная трубка;

4 - склянка Дрекселя с молекулярным ситом 5А;

5 - микропроцессор;

6 - водяная баня с электрообогревом.

По окончании продувки (газовой экстракции) силохром высыпают из сорбционной трубки в пенициллиновый флакон емкостью 10-15 см, приливают 1 см диэтилового эфира и закрывают флакон корковой пробкой, выдерживая его содержимое в течение 15 мин при периодическом встряхивании флакона. Декантируют эфир и промывают силохром 0,5 см эфира. Объединенные эфирные экстракты вносят в конусообразную пробирку вместимостью 10 см, упаривают экстракт на водяной бане до объема 5-10 мм, вводят микрошприцем концентрат в испаритель газового хроматографа и анализируют в следующих условиях:

Температура термостата колонки

200 °С

Температура испарителя

230 °С

Температура детектора

240 °С

Расход потока газа-носителя (азота)

25 см/мин

Расход потока водорода

25 см/мин

Расход потока воздуха

250 см/мин

Скорость диаграммной ленты

200 мм/ч

Чувствительность электрометра

2·10 А

Время удерживания фенола

5 мин 20 сек

На хроматограмме измеряют площади пиков фенола и по средним значениям из 5-ти измерений устанавливают градуировочную характеристику. Проверку градуировочной характеристики проводят 1 раз в месяц и при смене партии реактивов.

Эффективность извлечения фенола из воды методом газовой экстракции составляет 77-86%. Полнота сорбции фенола силохромом С-80 97±5%, а полнота экстракции микропримесей фенола диэтиловым эфиром составляет 95%.

7.4. Отбор проб

Отбор проб проводят согласно ГОСТу 2761-84, 4979-49 и 17.1.5.04-81, в бутыли из темного стекла, добавляя в каждую бутыль по 2 см раствора серной кислоты в расчете на 1 дм воды. Если в пробе присутствует хлор или другие окислители, добавляют 0,1 г сульфита натрия на 1 дм воды. Срок хранения проб воды не более 3 суток при температуре не выше +4 °С и при рН менее 2.

8. Выполнение измерений

В сосуд для газовой экстракции вносят 250 см анализируемой воды и закрывают его силиконовой пробкой. Далее подготавливают пробу к анализу аналогично подготовке проб для градуировки и после выхода хроматографа на рабочий режим проводят измерения в условиях, указанных в разделе 7.3.

На полученной хроматограмме рассчитывают площадь пика фенола и по градуировочному графику определяют массу фенола в пробе.

9. Вычисление результатов измерений

Концентрацию фенола (мг/дм) в воде рассчитывают по формуле:

, где

- масса фенола в объеме пробы, найденная по градуировочному графику, мкг;

- объем пробы воды, взятой для анализа, см.

Текст документа сверен по:
официальное издание
Методические указания по определению
концентраций химических веществ в воде
централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения:
Сборник методических указаний МУК 4.1.646-4.1.660-96. -
М.: Информационно-издательский центр
Минздрава России, 1997