Утверждаю
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации,
Первый заместитель
Министра здравоохранения
Российской Федерации
Г.Г.ОНИЩЕНКО
16 марта 2003 года
Дата введения -
1 июля 2003 года
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1,2,3-БЕНЗОТРИАЗОЛА В ВОДЕ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
МУК 4.1.1208-03
1. Подготовлены НИИ экологии человека и гигиены окружающей
среды им. А.Н. Сысина РАМН под руководством д.б.н. А.Г. Малышевой
авторским коллективом специалистов в составе: к.б.н. Н.П.
Зиновьева, к.х.н. Е.Е. Сотников, А.В. Зорина, Т.И. Голова.
2. Утверждены и введены в действие Главным государственным
санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем
Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г. Онищенко 16
марта 2003 г.
4. Введены впервые с 1 июля 2003 г.
Предисловие
В настоящее время токсичные и опасные химические вещества
распространены повсюду в окружающей среде. Так, высокое содержание
медленно разлагающихся потенциально опасных органических веществ в
водах продолжает возрастать, выбросы и стоки вредных химических
веществ приобрели большие масштабы и их регламентирование
становится важнейшей задачей. Всего несколько лет назад
гигиеническая опасность большей части из примерно миллиона
загрязняющих веществ не была известна. К счастью, в настоящее
время почти все промышленно развитые страны приняли и постоянно
ужесточают законодательство, направленное на улучшение контроля
качества водных объектов. Для обнаружения и мониторинга соединений
привлекается аналитическая химия. Перед ней ставится задача
разработки все более совершенных методов, регламентирующих анализ
и требующих определения все большего числа веществ и продуктов их
трансформации со все более низкими пределами обнаружения.
Актуальность разработки и внедрения эффективных аттестованных
методов контроля качества воды обусловлена многими факторами.
Главные из них: непрерывное расширение перечня нормированных
показателей, ужесточение требований к чувствительности
существующих методов вследствие изменения гигиенических нормативов
в сторону их снижения, идентификация ранее неизвестных соединений
в результате более широкого к настоящему времени применения
методов обзорного анализа, принадлежность к группам
высокотоксичных веществ, частота обнаружения ненормированных
соединений.
Уже более 40 лет газовая хроматография остается одним из
основных методов определения веществ в окружающей среде и, в
частности, в водных объектах. Использование капиллярной газовой
хроматографии и различных высокочувствительных детектирующих
устройств позволили существенно улучшить селективность, снизить
пределы обнаружения, повысить надежность идентификации компонентов
сложных смесей загрязняющих веществ и продуктов их трансформации
различной природы и токсичности. В то же время из всех
используемых способов детектирования только
масс-спектрометрический обладает наибольшим потенциалом в
отношении идентификации компонентов и анализа проб неизвестного
состава. Поэтому именно хромато-масс-спектрометрический метод к
настоящему времени стал практически основным в многокомпонентном
анализе.
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.
Методические указания разработаны в соответствии с
требованиями ГОСТ Р 8.563-96 "Методики выполнения измерений", ГОСТ
17.0.02-79 "Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля
загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные
положения".
Методики выполнены с использованием современных
физико-химических методов исследования, метрологически аттестованы
и дают возможность контролировать содержание химических веществ
меньше уровней их предельно допустимых концентраций (0,5 ПДК) 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 этого документа, - в СанПиН 4630-88
"Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от
загрязнения".
Методические указания одобрены и приняты на бюро секции по
физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды
Проблемной комиссии "Научные основы экологии человека и гигиены
окружающей среды" и бюро Комиссии по государственному
санитарно-эпидемиологическому нормированию Министерства
здравоохранения Российской Федерации.
Настоящие методические указания устанавливают количественный
хроматографический анализ воды централизованного
хозяйственно-питьевого водоснабжения для определения в ней
содержания 1,2,3-бензотриазола в диапазоне концентраций 0,05 -
15,0 мг/куб. дм.
Методические указания могут быть использованы для анализа воды
с более высоким содержанием 1,2,3-бензотриазола (до 20%) после
соответствующего разбавления.
C H N Мол. масса 119,13
6 5 3
1,2,3-Бензотриазол (азиминобензол) - бесцветные кристаллы,
температура плавления 98,5 -С, температура кипения 201 - 204 -С
(при 15 мм рт. ст.), трудно растворим в холодной воде, легко
растворим в этаноле и диэтиловом эфире, растворим в бензоле и
горячей воде, высасывается из воды хлористым натрием и
серно-кислым натрием.
ПДК в воде централизованных систем питьевого водоснабжения -
0,1 мг/куб. дм. Относится к 3 классу опасности.
1. Погрешность измерений
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не
превышающей +/- 24,0%, (дельта ), при доверительной вероятности
отн.
0,95.
2. Метод измерений
Измерение концентраций 1,2,3-бензотриазола основано на
извлечении его из воды высаливанием при рН 7,5 - 8,0 с последующей
экстракцией диэтиловым эфиром, упаривании растворителя,
реэкстракции этанолом, хроматографическом разделении на
капиллярной колонке, идентификации по удерживаемому объему или
масс-спектрометрической идентификации и количественному
определению.
Нижний предел измерения в анализируемом объеме экстракта 0,25
мкг.
Определению не мешают алкиламины, ацетилбензотриазол и
фенилбензотриазол.
3. Средства измерений, вспомогательные устройства,
материалы, реактивы
При выполнении измерений применяют следующие средства
измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
3.1. Средства измерений
Газовый хроматограф с пламенно-ионизационным
детектором или с масс-селективным детектором
с программным обеспечением HPG 1034
с MS Chem Station (серия DOS)
Микрошприц вместимостью 10 куб. мм МШ-10 М ГОСТ 8043-75
Весы аналитические лабораторные ВЛА-200 ГОСТ 24104-80Е
Меры массы ГОСТ 7328-82Е
Цилиндр мерный на 500 куб. см ГОСТ 1770-74Е
Мерные колбы вместимостью ГОСТ 29169-91
100 куб. см, 250 куб. см и 1000 куб. см
Пипетки емкостью 0,1 куб. см и 0,2 куб. см ГОСТ 29169-91.
3.2. Вспомогательные устройства
Колонка кварцевая капиллярная хроматографическая
длиной 30 м внутренним диаметром 0,25 мм,
покрытая неподвижной фазой SPB-1
(диметилполисилоксан) с толщиной пленки 1,0 мкм
Воронка делительная емкостью 500 куб. см ГОСТ 9613-75
Прибор для концентрирования эфирных
экстрактов (рис. 1 - не приводится)
Баня водяная ТУ 61-1-423-72
Шкаф сушильный электрический 2В-151
Редуктор водородный ТУ 26-05-463-76
Редуктор кислородный ТУ 26-05-235-70.
3.3. Материалы и реактивы
Эфир серный для наркоза, стабилизированный,
Госфармакопея
Натрий гидроксид, х.ч. ГОСТ 4328-77
Вода дистиллированная ГОСТ 6709-77
Этанол, х.ч. ТУ 6-09-1710-77
Натрий хлористый, х.ч. ГОСТ 4233-77
Гелий газообразный марки А ТУ 51-940-80
Азот сжатый, ос.ч. ГОСТ 9293-74
Водород сжатый ГОСТ 3022-80
Воздух сжатый ГОСТ 1188-73
1,2,3-Бензотриазол, ч. ТУ 6-09-1291-75.
4. Требования безопасности
4.1. При работе с реактивами соблюдают требования
безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и
легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88 и
12.1.007-76.
4.2. При выполнении измерений концентраций 1,2,3-бензотриазола
с использованием газовых хроматографов с пламенно-ионизационным
детектором или масс-селективным детектором соблюдают правила
электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и
инструкциями по эксплуатации приборов.
5. Требования к квалификации оператора
К выполнению измерений на газовых хроматографах допускают
специалистов, имеющих квалификационную группу по работе на
установках с высоким напряжением не ниже четвертой, прошедших
соответствующий курс обучения и знающих устройство и правила
эксплуатации приборов.
6. Условия измерений
При выполнении измерений соблюдают следующие условия.
6.1. Приготовление растворов и подготовку проб к анализу
проводят в нормальных условиях при температуре воздуха (20 +/- 5)
-С, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности воздуха
не более 80% при температуре 25 -С.
6.2. Выполнение измерений на газовых хроматографах проводят в
условиях, рекомендуемых технической документацией к приборам и
настоящими методическими указаниями.
7. Подготовка к выполнению измерений и проведение измерений
Перед выполнением измерений проводят следующие работы:
приготовление растворов, подготовку хроматографической колонки,
установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Приготовление растворов
Рабочий раствор N 1 1,2,3-бензотриазола для градуировки (с = 1
мг/куб. см). Навеску 1,2,3-бензотриазола в количестве 100 мг
вносят в мерную колбу вместимостью 100 куб. см, приливают этанол
до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения рабочего раствора
N 1 - 1 месяц в холодильнике.
Рабочий раствор N 2 1,2,3-бензотриазола для градуировки (с =
10 мг/куб. см). Навеску 1,2,3-бензотриазола в количестве 1,0 г
вносят в мерную колбу вместимостью 100 куб. см, приливают этанол
до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения рабочего раствора
N 2 - 1 месяц в холодильнике.
1 н раствор гидроксида натрия. В мерную колбу вместимостью
1000 куб. см помещают 40 г гидроксида натрия, доливают
дистиллированную воду до метки и перемешивают.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Кварцевую капиллярную колонку предварительно кондиционируют,
нагревая в термостате ступенчато с 70 до 220 -С, и выдерживают при
этой температуре в течение 4 ч. По охлаждении термостата до
комнатной температуры выход колонки подсоединяют к
пламенно-ионизационному детектору или к устройству сопряжения с
масс-селективным детектором и создают в нем разряжение, затем
записывают нулевую линию при параметрах проведения
хроматографического анализа. При отсутствии заметных флуктуаций
приступают к работе.
7.3. Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику устанавливают на градуировочных
растворах 1,2,3-бензотриазола в воде. Она выражает зависимость
площади пика 1,2,3-бензотриазола от его концентрации в мг/куб. дм
и строится по 5 сериям растворов для градуировки. Для этого в
мерную колбу вместимостью 250 куб. см в соответствии с табл. 1 и 2
помещают рабочий раствор 1,2,3-бензотриазола, доводят
дистиллированной водой до метки и перемешивают.
Таблица 1
ГРАДУИРОВОЧНЫЕ РАСТВОРЫ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИЙ
1,2,3-БЕНЗОТРИАЗОЛА В ВОДЕ
-----------------------------T--T----T----T----T-----T-----T-----¬
¦ Номер раствора ¦1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦
+----------------------------+--+----+----+----+-----+-----+-----+
¦Объем рабочего раствора N 1 ¦0 ¦12,5¦25,0¦62,5¦125,0¦187,5¦250,0¦
¦(с = 1 мг/куб. см), куб. мм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------------+--+----+----+----+-----+-----+-----+
¦Концентрация 1,2,3-бензо- ¦0 ¦0,05¦0,1 ¦0,25¦0,5 ¦0,75 ¦1,0 ¦
¦триазола в воде, мг/куб. дм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L----------------------------+--+----+----+----+-----+-----+------
Таблица 2
ГРАДУИРОВОЧНЫЕ РАСТВОРЫ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИЙ
1,2,3-БЕНЗОТРИАЗОЛА В ВОДЕ
-----------------------------T-T----T----T-----T-----T-----T-----¬
¦ Номер раствора ¦1¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦
+----------------------------+-+----+----+-----+-----+-----+-----+
¦Объем рабочего раствора N 2 ¦0¦37,5¦75,0¦125,0¦187,5¦250,0¦375,0¦
¦(с = 10 мг/куб. см), куб. мм¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------------+-+----+----+-----+-----+-----+-----+
¦Концентрация 1,2,3-бензо- ¦0¦1,5 ¦3,0 ¦5,0 ¦7,5 ¦10,0 ¦15,0 ¦
¦триазола в воде, мг/куб. дм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L----------------------------+-+----+----+-----+-----+-----+------
При построении градуировочной характеристики 250 куб. см
градуировочного раствора помещают в делительную воронку
вместимостью 500 куб. см, приливают раствор 1 н гидроксида натрия
до рН 7,5 - 8, вносят 1 г хлористого натрия, приливают 35 куб. см
диэтилового эфира и периодически встряхивают, сбрасывая избыточное
давление. После расслоения эфирный слой сливают в колбу с
оттянутым дном. Водный слой еще дважды экстрагируют 15 куб. см
диэтилового эфира. Объединенный эфирный экстракт концентрируют на
установке, изображенной на рис. 1. К полученному концентрату
добавляют этанол до объема 0,1 куб. см.
Анализируют 2 куб. мм экстракта на газовом хроматографе с
пламенно-ионизационным детектором или на газовом хроматографе с
масс-селективным детектором.
Условия проведения газохроматографического анализа с
пламенно-ионизационным детектором:
задержка деления потока газа-носителя
при вводе пробы 0,5 мин.;
температура испарителя 220 -С;
температура детектора 250 -С;
температура колонки 150 -С в течение 2 мин., затем нагрев со
скоростью 5 -С/мин. до температуры 220 -С, после чего
изотермически при 220 -С в течение 10 мин.;
расход газа-носителя (азота) 0,44 куб. см/мин.;
поддув газа-носителя (азота) 35 куб. см/мин.;
расход водорода 35 куб. см/мин.;
расход воздуха 350 куб. см/мин.;
-10
чувствительность шкалы электрометра 2 - 200 х 10 А;
время удерживания 1,2,3-бензотриазола 12,1 мин.;
общее время анализа 26 мин.
На полученных хроматограммах рассчитывают площади пиков
1,2,3-бензотриазола и по средним результатам из 5 серий строят
градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади
пиков (кв. мм) от концентрации (мг/куб. дм) 1,2,3-бензотриазола.
Условия проведения хромато-масс-спектрометрического анализа:
задержка деления потока газа-носителя (гелия)
при вводе пробы 0,5 мин.;
температура испарителя 220 -С;
температура интерфейса 280 -С;
температура колонки 150 -С в течение 2 мин., затем нагрев со
скоростью 5 -С/мин. до температуры 220 -С, после чего
изотермически при 220 -С в течение 10 мин.;
время удерживания 1,2,3-бензотриазола 12,1 мин.;
общее время анализа 26 мин.
Масс-спектры электронного удара органических соединений
получают при следующих параметрах:
энергия ионизирующих электронов 70 эВ;
температура масс-селективного детектора 172 -С;
диапазон сканирования масс 45 - 550 m|z;
число сканирований в секунду 1, 2;
число выборок 2;
напряжение на электронном умножителе 1635 В;
ток эмиссии 50 мкА.
Идентификацию 1,2,3-бензотриазола осуществляют с помощью
библиотечного поиска в библиотеке NBS компьютера и по времени
удерживания. Интегрируют площадь пика 1,2,3-бензотриазола и по
средним результатам из 5 серий строят градуировочную
характеристику для 1,2,3-бензотриазола. Градуировку проверяют 1
раз в 6 месяцев.
7.4. Отбор проб
Основные требования к отбору проб по ГОСТ Р 51592-00 и ГОСТ Р
51593-00. Объем отобранной пробы воды должен быть не менее 500
куб. см. Пробы отбирают в емкости, изготовленные из полимерного
материала или темного стекла. Пробы следует хранить не более 6 ч
при температуре не более 25 -С. Хранение проб более 6 ч проводят
по ГОСТ Р 51592-00.
8. Выполнение измерений
Анализируют 250 куб. см образца, как описано в п. 7.3.
Идентификацию 1,2,3-бензотриазола осуществляют по времени
удерживания или с помощью библиотечного поиска.
Для получения результатов измерения концентрации
1,2,3-бензотриазола проводят анализ 2 параллельных проб воды.
Перед обработкой любых результатов измерений необходимо
проанализировать "холостую пробу" дистиллированной воды по п. 7.3,
чтобы убедиться в отсутствии помех и загрязнений.
9. Обработка (вычисление) результатов измерений
Концентрацию 1,2,3-бензотриазола (мг/куб. дм) в воде
определяют по градуировочной характеристике после вычисления
площади пика или компьютерного интегрирования хроматограммы.
Вычисляют среднее значение концентрации 1,2,3-бензотриазола в
воде:
_ 2
С = 0,5 SUM С .
i=1 i
Рассчитывают относительную разницу результатов 2 параллельных
измерений одной пробы:
_
|С - С | <= 0,01 х d х С,
1 2
где d - норматив оперативного контроля сходимости, равный
33,8%.
10. Оформление результатов измерения
Средние значения результатов измерения концентрации
1,2,3-бензотриазола в воде оформляют протоколом по форме:
Протокол N
количественного химического анализа
1. Дата проведения анализа _______________________________________
2. Место отбора пробы ____________________________________________
3. Название лаборатории __________________________________________
4. Юридический адрес лаборатории _________________________________
РЕЗУЛЬТАТЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
-------------T------------------T-----------------T--------------¬
¦ Шифр или ¦ Определяемый ¦ Концентрация, ¦ Погрешность ¦
¦ N пробы ¦ компонент ¦ мг/куб. дм ¦ измерения, % ¦
+------------+------------------+-----------------+--------------+
L------------+------------------+-----------------+---------------
Исполнитель:
Руководитель лаборатории:
11. Контроль погрешности измерений
11.1. Контроль сходимости. Выполняют по п. 9. При превышении
норматива оперативного контроля сходимости эксперимент повторяют.
При повторном превышении норматива выясняют причины, приводящие к
неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.
11.2. Оперативный контроль погрешности. Проводится при смене
реактивов, после ремонта прибора. Образцами для контроля являются
реальные пробы воды, к которым делаются добавки измеряемых веществ
в виде растворов. Отбирают 2 пробы воды и к 1 из них делают
добавку таким образом, чтобы содержание определяемого вещества
увеличилось по сравнению с исходным на 50 - 150% и концентрация в
пробе не выходила за верхний диапазон. Каждую пробу анализируют в
точном соответствии с прописью методики и получают результат
анализа исходной рабочей пробы - С и рабочей пробы с добавкой-
исх.
1
С . Результаты анализа исходной рабочей пробы С и с добавкой -
исх.
1
С получают по возможности в одинаковых условиях, т.е. их получает
один аналитик с использованием 1 набора мерной посуды, 1 партии
реактивов и т.д.
Результаты контроля признаются удовлетворительными, если
выполняется условие:
1
|C - C - C| < Kg,
исх.
где:
C - добавка вещества, мг/куб. дм;
Kg - норматив оперативного контроля погрешности, мг/куб. дм.
При внешнем контроле (Р = 0,95) принимают:
_____________________________
/ 1 2 2
Kg = \/(ДЕЛЬТА С ) + (ДЕЛЬТА С ) ,
исх.
1
где ДЕЛЬТА С и ДЕЛЬТА С - характеристика погрешности для
исх.
исходной пробы и пробы с добавкой, мг/куб. дм:
ДЕЛЬТА С = 0,01 х дельта х С и
исх. отн. исх.
1 1
ДЕЛЬТА С = 0,01 х дельта х С .
отн.
При внутрилабораторном контроле (Р = 0,90) принимают:
K'g = 0,84 х Kg.
При превышении оперативного контроля погрешности эксперимент
повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют
причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и
устраняют их.
Методические указания разработаны А.Г. Малышевой, А.А.
Беззубовым (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им.
А.Н. Сысина РАМН, г. Москва), Н.Б. Гавриловым, В.А. Савельевой
(АКВАХИМ).
|
