Методики количественного химического анализа вод, включенные в перечень методик, внесенных в Государственный реестр методик химического анализа

В этом разделе собраны официальные методики количественного химического анализа вод, включенные в перечень методик Государственного реестра РФ в 1996—1998 гг. и допущенные для целей государственного экологического контроля.

Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных и очищенных сточных вод методом колоночной хроматографии с гравиметрическим окончанием

Область применения

Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерений содержания нефтепродуктов в природных и очищенных сточных водах методом колоночной хроматографии с гравиметрическим окончанием при массовых концентрациях нефтепродуктов от 0,30 до 50,0 мг/дм³.

Мешающие влияния, обусловленные присутствием в пробе органических веществ других классов, устраняются в ходе анализа (см. ниже).

Метод измерений

Метод определения массовой концентрации нефтепродуктов основан на извлечении нефтепродуктов из анализируемых вод органическим растворителем, отделении от полярных соединений других классов колоночной хроматографией на оксиде алюминия и количественном определении гравиметрическим методом.

Нормы погрешности измерений

Нормы погрешности измерений установлены ГОСТ 27384 «Вода. Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств».

Характеристики погрешности измерений

Настоящая методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностями, не превышающими значений, рассчитанных по соотношениям, приведенным в табл. II.7.

Таблица II.7. Значения характеристики погрешности и ее составляющих

* Идентична методике, описанной вразд. 1.1 этой главы [3, 10|.

Средства измерений. Вспомогательное оборудование. Материалы. Реактивы

При выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, оборудование и материалы:

Средства измерений, вспомогательное оборудование

Весы лабораторные, 2 класса точности ГОСТ 24104

Вентилятор комнатный типа ВН10-УЧ ГОСТ 7402

Термометр КШ-14/23 ТУ 25-2021.007-88

Посуда

Колбы конические К-250-ТХС ГОСТ 25336

Холодильник ХПТ или ХШ ГОСТ 25336

Колба КН-500 (Эрлснмейера) ГОСТ 25336

Воронка ВД-3-1000; ВД-3-2000 ХС ГОСТ 25336

Цилиндр 1-1000 ГОСТ 1770

Мензурка 100 ГОСТ 1770

Стаканчики для взвешивания (бюксы) ГОСТ 25336

Стакан НН-50; 100 ГОСТ 19908

Колбы 2-25-2 ГОСТ 1770

Пипетки мерные с делением 0,1 см³ 4(5)-2-1(2),

• 6(7)-1-5(10),
• 3-1-50. ГОСТ 20292

Бутыли из стекла с притертыми пробками вместимостью 2000—3000 см³ для отбора и хранения проб Колонка с оксидом алюминия

Реактивы

Гексан ТУ 6-09-3375

Углерод четыреххлористый* ГОСТ 20288

Хлороформ ТУ 6-09-800

Алюминия оксид ТУ 6-09-3916

Натрий сернокислый ГОСТ 4166

Кислота соляная Г ОСТ 3118

Кислота серная ГОСТ 4204

Все реактивы должны быть квалифицированы не ниже х.ч.

Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

Температура окружающего воздуха (20±5)^SC.

Атмосферное давление (84—106) кПа.

Относительная влажность (80±5)%

Частота переменного тока (50+1) Гц.

Напряжение в сети (220+10) В.

О возможности использования тетрахлорида углерода см. Введение.

Отбор и хранение проб воды

Пробы воды отбирают в стеклянные емкости с притертыми пробками. Если определение нефтепродуктов в день отбора невозможно, то пробы консервируют 2—4 см³ экстрагента (четыреххлористый углерод, хлороформ) на 1 дм³ воды. Законсервированные пробы могут храниться в течение двух недель.

При определении нефтепродуктов методом колоночной хроматографии с гравиметрическим окончанием, объем пробы (при концентрации нефтепродуктов 0,3—3,0 мг/дм³) должен составлять не менее 3—3,5 дм³.

При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

• — цель анализа, предполагаемые загрязнители;
• — место, время отбора;
• — номер пробы;
• — должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

Подготовка к выполнению измерений

При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы.

Колонка с оксидом алюминия представляет собой стеклянную трубку длиной 10 см и диаметром 0,7—1,0 см с оттянутым нижним концом до диаметра 0,1 см. В трубку помещают стеклянную вату слоем 0,5 см, затем 2—3 см слоя оксида алюминия (приблизительно 1 г) и снова стеклянную вату. В качестве колонки можно использовать обычную пипетку, градуированную на 10 см³. Слоя оксида алюминия в 2—3 см достаточно для поглощения 50—100 мг полярных соединений. Оксид алюминия в колонке меняют после каждой пробы. Использованный оксид алюминия можно регенерировать промыванием его четыреххлористым углеродом или хлороформом, испарением растворителя и последующим прокаливанием при 300-400°С в течение 4 ч.

Устранение мешающих влияний

Мешающие влияния, обусловленные присутствием в пробе органических веществ других классов, устраняются в ходе анализа: одни остаются нерастворимыми в гексане, другие (фенолы, нафтеновые кислоты) сорбируются оксидом алюминия.

Выполнение измерений

Определение при концентрации нефтепродуктов 0,3-3,0 мг/дм³

При выполнении измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных и сточных вод выполняют следующие операции:

3—3,5 дм³ исследуемой пробы воды подкисляют соляной кислотой (пл. 1,19 г/см³) дорН<5. Затем приливают 150 см³ хлороформа или четыреххлористого углерода, погружают мешалку так, чтобы лопасти ее были в воде на 50 мм выше границы слоев воды и растворителя и перемешивают в течение 10 мин.

Затем переносят большую часть водного слоя в другой сосуд такой же вместимости, а оставшийся водный слой и слой хлороформа помещают в делительную воронку вместимостью 500—700 см³. Через 15 мин сливают нижний слой хлороформа в коническую колбу (Эрленмейера) вместимостью 500 см³, стараясь не захватить при этом ни воды ни промежуточного слоя эмульсии. Переливают водный раствор из второго сосуда обратно в первый, туда же переносят оставшийся в делительной воронке водный слой с эмульсией, добавляют вторую порцию хлороформа 150 см³ и опять перемешивают мешалкой в течение 5—7 мин. Снова сливают большую часть водного слоя, остаток переносят в ту же делительную воронку. Через 15 мин отделяют второй экстракт и присоединяют его к первому, не захватывая при этом водного слоя. Затем небольшим количеством хлороформа (около 50 см³) обмывают стенки сосуда, в котором проба находилась до экстракции, переносят в ту же делительную воронку, взбалтывают, дают некоторое время отстояться и присоединяют слой хлороформа к первым двум экстрактам. В проведении третьей экстракции обычно нет необходимости.

Экстракцию хлороформом можно также проводить следующим способом. В делительную воронку вместимостью 1—2 дм³ помешают 3 раза по 1 дм³ исследуемой воды и последовательно взбалтывают с двумя порциями по 20 см³ хлороформа. Таким образом на экстракцию из 3 дм³ анализируемой пробы будет израсходовано 120 см³ хлороформа. Экстракты соединяют, прибавляют к ним 50 см³ хлороформного раствора, полученного при ополаскивании сосуда, где хранилась проба.

(Склянку, в которой находилась проба, ополаскивают растворителем, который используется для экстракции.)

Колбу с экстрактом присоединяют к холодильнику, помещают ее в кипящую водяную баню или ставят на горячую закрытую плитку и отгоняют хлороформ до тех пор, пока в колбе не останется 10—20 см³ раствора. Дают колбе остыть и разбирают прибор. Остатки хлороформа удаляют при комнатной температуре. Предварительно взвешенный бюкс (с крышкой) помешают в вытяжном шкафу на расстоянии 25—35 см от обычного комнатного вентилятора, снимают крышку, заполняют бюкс на три четверти полученным экстрактом, включают вентилятор: по мере испарения экстракт подливают в бюкс, пока не перенесут полностью. Колбу из-под экстракта обмывают небольшой порцией хлороформа и переносят в тот же бюкс. Когда в бюксе останется менее 0,5 см³ хлороформного раствора, выключают вентилятор и продолжают испарение на воздухе, взвешивая бюкс каждые 2 мин. Перед взвешиванием его закрывают крышкой и вновь снимают крышку для дальнейшего испарения. Когда масса перестанет изменяться, испарение заканчивают. Разность между массой бюкса с остатком после удаления хлороформа и массой пустого бюкса показывает общее содержание экстрагируемых хлороформом веществ.

Остаток после отгонки хлороформа растворяют в 1—2 см³ предварительно высушенного сульфатом натрия н-гексана или петролейного эфира, полученный раствор вместе с частицами нерастворившегося остатка, если такие окажутся, переносят в колонку с оксидом алюминия, под которую подставляют чистую сухую колбу. Бюкс несколько раз обмывают маленькими порциями н-гексана, переносят каждую порцию в колонку с оксидом алюминия, колонку промывают еще несколькими порциями н-гек- сана (всего 40—45 см³), собирая их в ту же колбу. Не следует при этом допускать, чтобы уровень н-гексана в колонке опускался ниже верхней границы слоя оксида алюминия.

Из полученного раствора нефтепродуктов в н-гексане, свободном от полярных соединений, удаляют н-гексан, испаряя его из бюкса при комнатной температуре вентилятором так же, как удаляли раньше хлороформ. Разность между массой бюкса с остатком после удаления н-гексана и массой пустого бюкса показывает общее содержание нефтепродуктов во взятом для исследования объеме пробы.

Определение при концентрации нефтепродуктов выше 3,0 мг/дм¹

Определение проводят так же, как описано выше, но только с меньшим объемом исследуемой воды. Берут для анализа 100—1000 см³ воды, соответственно взятому объему воды уменьшают и количество применяемого для экстракции растворителя.

Обработка результатов измерений

Содержание массовой концентрации нефтепродуктов X (мг/дм³) рассчитывают по формуле:

где т — масса бюкса с остатком после удаления гексана, мг; mi — масса пустого бюкса, мг; V— объем пробы, взятой для анализа, см³.