Руководящий документ РД 52.24.414-95 Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации пропанила и его метаболита 3,4-дихлоранилина в поверхностных водах суши газохроматографическим методом.
РД 52.24.414-95
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРОПАНИЛА И ЕГО МЕТАБОЛИТА 3,4-ДИХЛОРАНИЛИНА В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ СУШИ ГАЗОХРОМАТОГРАФЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Дата введения 1995-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Гидрохимическим институтом
2 РАЗРАБОТЧИКИ Ю.Я.Винников, канд. хим. наук (руководитель разработки); Г.И.Ганин, канд. хим. наук; Е.В.Федорова, ведущий инженер
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Начальником ГУЭМЗ Росгидромета Цатуровым Ю.С. 17.04.95 г.
4 ОДОБРЕН Секцией по методам химического и радиологического мониторинга природной среды ЦКПМ Росгидромета 11.04.95 г., протокол N 2.
5 СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ Выдано Гидрохимическим институтом в 1995 г. N 68
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН в 1995 г. N 414
7 ВВЕДЕН ВЗАМЕН РД 52.24.68-88
Введение
Гербицид пропанил (ДПА, пропанид, рогью, суркопур) широко применяется в агрохимической практике для борьбы с сорной растительностью в посевах различных культур, что обуславливает его поступление в водные объекты с ливневым стоком с сельхозугодий и через атмосферу.
Пропанил включён в приоритетный перечень пестицидов, подлежащих контролю в поверхностных водах.
В окружающей среде пропанил малоустойчив и довольно быстро разлагается в почве и воде до 3,4-дихлоранилина (3,4-ДХА), который по сравнению с пропанилом обладает значительно большей токсичностью и стойкостью. Поэтому, наряду с определением содержания приоритетного гербицида пропанила, в ряде случаев целесообразен контроль содержания в природных водах также и 3,4-ДХА.
Предельно допустимые в поверхностных водах концентрации определяемых по настоящей методике веществ приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Предельно допустимые концентрации пропанила и 3,4-ДХА в поверхностных водах суши
|
|
|
Гербицид | ПДК, мкг/дм , для водоёмов | |
| хозяйственно-питьевых | рыбохозяйственных |
Пропанил | 100 | 0,3 |
3,4-ДХА | 50 | 1,0 |
1 Назначение и область применения методики
2 Нормы погрешности и значения характеристик погрешности измерения
Для 3,4-ДХА нормы погрешности при его определении в ГОСТ 27384 не установлены.
Установленные для настоящей методики значения характеристик погрешностей и их составляющих приведены в таблице 2.
|
|
|
|
|
Гербицид | Диапазон измеряемых концентраций, , мкг/дм | Характеристики составляющих погрешности, мкг/дм | Характеристика погрешности, мкг/дм , | |
|
| случайной, | систематической |
|
Пропанил | 1,00-30,0 | 0,11+0,13 | 0,09+0,10 | 0,22+0,26 |
3,4-ДХА | 1,50-20,0 | 0,22+0,17 | 0,12+0,014 | 0,44+0,34 |
3 Метод измерения
Определение основано на извлечении пропанила и 3,4-ДХА из предварительно очищенной н-гексаном пробы воды экстрагированием хлороформом. Содержащийся в экстракте 3,4-ДХА ацилируют трифторуксусным ангидридом или гептафтормасляным хлорангидридом до анилида 3,4-ДХА.
Количественное определение пропанила и анилида 3,4-ДХА выполняют методом газожидкостной хроматографии с детектором по захвату электронов.
Идентификацию пропанила и анилида 3,4-ДХА осуществляют по их временам удерживания. Количественный расчёт содержания определяемых веществ проводят по высотам их хроматографических пиков на хроматограммах стандартного раствора и пробы.
4 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы
4.1 Средства измерений, вспомогательные устройства
4.1.1 Хроматограф газовый типа Цвет-550 или другого типа, снабжённый детектором по захвату электронов - 1
4.1.2 Весы аналитические 2 класса точности по ГОСТ 24104* или другого типа, равноценные по точности - 1
4.1.3 Весы технические лабораторные 4 класса точности с пределом взвешивания 200 г - 1
4.1.4 Микрошприц МШ-10М, ТУ 2-833-106 - 1
4.1.5 Муфельная печь с регулируемым нагревом любого типа - 1
4.1.6 Шкаф сушильный любого типа - 1
4.1.7 Микрокомпрессор аквариумный любого типа - 1
4.1.8 Насос вакуумный ВН-494 или аналогичного типа - 1
4.1.9 Аппарат для встряхивания АВУ-6с или аналогичного типа - 1
4.1.10 Плитка электрическая с регулируемым нагревом - 1
4.1.11 Баня водяная любого типа - 1
4.1.12 Испаритель ротационный ИР-1М, ТУ 25-11-917, - 1
или аппарат для концентрирования экстрактов (аппарат Кудерна-Даниша, см. рисунок 1а), - 4
4.1.13 Колонка хроматографическая стеклянная длиной 1,5-2 м с внутренним диаметром 3 мм - 1
4.1.14 Колбы мерные, ГОСТ 1770, вместимостью:
4.1.15 Пипетки градуированные не ниже 2 класса точности, ГОСТ 29227, вместимостью:
4.1.16 Цилиндры мерные, ГОСТ 1770, вместимостью:
а - аппарат Кудерна-Даниша (1 - дефлегматор, 2 - средняя часть аппарата, 3 - пробирка для сбора концентрата); б - колба с Г-образным отводом
Рисунок 1 - Устройства для концентрирования экстрактов
4.1.19 Воронки делительные, ГОСТ 25336, вместимостью:
4.1.20 Воронки лабораторные, ГОСТ 25336, диаметром 40-50 мм - 6
4.1.21 Стаканы химические, ГОСТ 25336, вместимостью:
4.1.22 Колбы круглодонные с притёртой пробкой, ГОСТ 25336, вместимостью:
4.1.23 Эксикатор, ГОСТ 25336 - 1
4.1.24 Склянка для очистки газов, СПТ, ГОСТ 25336 - 1
4.2 Реактивы и материалы
4.2.1 Стандартные образцы или препараты пропанила и 3,4-ДХА с содержанием основного вещества не ниже 95%
4.2.2 Хроматон N-AW-DMCS (N-AW-HMDS или N-Super) или Хромосорб W-HP (фракция 0,125-0,16 мм или 0,16-0,20 мм) с 5% нанесенной неподвижной фазы SE-30 или ОV-17
4.2.3 н-Гексан, ч., ТУ 6-09-3375, перегнанный
4.2.4 Ацетон, ч.д.а., ГОСТ 2603, свежеперегнанный или ацетон, ос.ч., ТУ 6-09-3513
4.2.5 Хлороформ, ГОСТ 20015, очищенный, свежеперегнанный
4.2.6 Сульфат натрия безводный, ч.д.а., ГОСТ 4166
4.2.7 Кислота серная концентрированная, х.ч., ГОСТ 4204
4.2.8 Гидрокарбонат натрия, х.ч. или ч.д.а, ГОСТ 4201
4.2.9 Изо-октан эталонный, ГОСТ 5.394*
4.2.10 Дигидрофосфат калия, х.ч, ГОСТ 4198
4.2.11 Дигидрофосфат натрия, х.ч, ГОСТ 245
4.2.12 Ангидрид трифторуксусный, ч, ТУ 6-09-4135, или хлорангидрид гептафтор-масляной кислоты, ч, ТУ 6-09-40-257
4.2.13 Бумага индикаторная универсальная, ТУ 6-09-1181
4.2.14 Азот газообразный особой чистоты, МРТУ 6-02-375, или азот нулевой поверочный, ТУ 6-21-39 - 1 баллон
4.2.15 Уголь активный БАУ, ГОСТ 6217
4.2.16 Стеклоткань или стекловата, ГОСТ 10146, промытая ацетоном и н-гексаном
4.2.17 Вата медицинская, ГОСТ 5556, промытая хлороформом и ацетоном
4.2.18 Вода дистиллированная, ГОСТ 6709.
5 Отбор и хранение проб
Пробы воды, предназначенные для определения в них пропанила и 3,4-ДХА, анализируют в день отбора или консервируют добавкой концентрированной серной кислоты до величины рН 5 по универсальной индикаторной бумаге. Перед проведением анализа пробу нейтрализуют до величины рН 6-7 универсальной индикаторной бумаге 10% раствором гидрокарбоната натрия.
Подкисленные пробы хранят при температуре 5-7 °С не более 1 мес или при комнатной температуре до 10 сут.
Осушенные безводным сульфатом натрия экстракты (7.3) в стеклянной посуде с притертыми пробками могут храниться при температуре 5-7 °С не более 15 сут.
6 Подготовка к выполнению измерений
6.1 Приготовление растворов и реактивов
6.1.1 Сульфат натрия безводный
Перед использованием сульфат натрия прокаливают в муфельной печи при температуре 350-400 °С в течение 8 ч. Прокаленный сульфат натрия хранят в эксикаторе.
6.1.2 Дигидрофосфат калия
Перед использованием реактив дважды перекристаллизовывают и сушат при температуре 120 °С до постоянной массы.
6.1.3 Дигидрофосфат натрия
Перед использованием реактив дважды перекристаллизовывают. При второй перекристаллизации температура раствора не должна превышать 90 °С. Перекристаллизованный препарат сушат при температуре 36 °С до постоянной массы (около 2 сут).
6.1.4 Буферный раствор
6.1.5 Дистиллированная вода, очищенная н-гексаном
6.1.6 Гидрокарбонат натрия, 10% водный раствор
6.1.7 Сульфат натрия, насыщенный водный раствор
6.2 Приготовление стандартных растворов пропанила и 3,4-ДХА
Стандартные растворы пропанила и 3,4-ДХА готовят из стандартных образцов или препаратов пропанила и 3,4-ДХА.
В случае использования стандартных образцов пропанила и 3,4-ДХА производят разбавление исходных растворов в соответствии с инструкцией по их применению.
Стандартные растворы пропанила и 3,4-ДХА готовят, используя в качестве растворителей н-гексан и ацетон. Растворы в н-гексане используют для приготовления стандартных образцов сравнения при хроматографировании (7.6), растворы в ацетоне - в качестве добавок в пробы природной воды при определении коэффициентов пересчёта (7.7) и при внутрилабораторном контроле.
6.2.1 Основные стандартные растворы пропанила и 3,4-ДХА
Перед проведением операций по приготовлению растворов пропанила и 3,4-ДХА весовым методом необходимо препараты пропанила и 3,4-ДХА и растворители выдержать в течение двух часов в рабочем помещении.
Основной стандартный раствор 3,4-ДХА готовят аналогичным образом.
Растворы хранят в холодильнике не более 6 мес.
6.2.2 Промежуточные стандартные растворы пропанила и 3,4-ДХА
Промежуточный стандартный раствор 3,4-ДХА готовят аналогичным образом.
Растворы хранят в холодильнике не более 3 мес.
6.2.3 Рабочие стандартные растворы смеси пропанила и 3,4-ДХА
Таблица 3 - Рабочие стандартные растворы смеси пропанила и 3,4-ДХА
|
|
|
|
|
Номер раствора | Состав раствора | Используемый раствор компонента | Объем раствора, вносимый в мерную колбу вместимостью 25 см , см | Концентрация компонента в смеси, мкг/дм |
1 | Пропанил | промежуточный | 0,5 | 1,0 |
| 3,4-ДХА | промежуточный | 0,75 | 1,5 |
2 | Пропанил | промежуточный | 1,5 | 3,0 |
| 3,4-ДХА | промежуточный | 1,5 | 3,0 |
3 | Пропанил | промежуточный | 3,0 | 6,0 |
| 3,4-ДХА | промежуточный | 3,0 | 6,0 |
4 | Пропанил | основной | 0,5 | 10,0 |
| 3,4-ДХА | основной | 0,5 | 10,0 |
5 | Пропанил | основной | 1,5 | 30,0 |
| 3,4-ДХА | основной | 1,0 | 20,0 |
Растворы хранят в холодильнике не более 1 мес.
Если определять надо только один из компонентов, то в мерные колбы вносят соответствующий промежуточный или основной стандартный раствор только данного компонента и после доведения объёма до метки на колбе растворителем получают рабочий стандартный раствор только этого компонента.
6.2.4 Стандартные образцы смеси пропанила и 3,4-ДХА
В качестве стандартных образцов смеси пропанила и 3,4-ДХА используют те или иные стандартные растворы смеси этих веществ в н-гексане (6.2.3) после ацилирования содержащегося в смеси 3,4-ДХА трифторуксусным ангидридом или хлорангидридом гептафтормасляной кислоты.
Высота пика анилида 3,4-ДХА на хроматограмме стандартного образца соответствует концентрации 3,4-ДХА во взятом для ацилирования стандартном растворе (6.2.3, таблица 3).
Стандартные образцы смеси пропанила и анилида 3,4-ДХА хранят в холодильнике не более 7 сут.
Если предстоит опредеделять только пропанил, то в качестве стандартного образца пропанила используют непосредственно соответствующий ему стандартный раствор без 3,4-ДХА (6.2.3), не проводя его ацилирование.
6.3 Подготовка хроматографической колонки
Стеклянную хроматографическую колонку внутренним диаметром 3 мм и длиной 1,5-2 м промывают последовательно ацетоном и н-гексаном, сушат при температуре 110-120 °С в сушильном шкафу и заполняют носителем с неподвижной фазой SE-30 или OV-17.
Для заполнения хроматографической колонки один ее конец, который в дальнейшем будет подсоединяться к детектору, закрывают тампоном из промытого ацетоном и н-гексаном стекловолокна и присоединяют к вакуумному насосу через мелкую капроновую сетку. Затем включают насос и заполняют колонку носителем с фазой, добавляя последний небольшими порциями и постукивая колонку палочкой с резиновым концом при постоянно работающем насосе, следя за тем, чтобы носитель заполнял колонку равномерно, без разрывов.
6.4 Подготовка хроматографа
6.5 Приготовление фильтра для очистки воздуха
Используемый для упаривания экстрактов воздух (7.4.) необходимо очищать, пропуская через фильтр с активным углем. В качестве фильтра применяют склянку для очистки газов (4.1.24). Входной отросток склянки заполняют медицинской ватой и наполняют склянку активным углем. При этом выходную часть склянки наполняют активным углем так, чтобы его уровень не доходил до выходного отростка примерно на 2 см. Оставшуюся незаполненной углем выходную часть склянки заполняют медицинской ватой. После этого входной отросток склянки соединяют с аквариумным микрокомпрессором, а выходящий из выходного отростка очищенный воздух используют для упаривания экстрактов.
7 Выполнение измерений
7.1 Холостое измерение
Холостое измерение проводят перед анализом проб воды с целью проверки чистоты реактивов и материалов, используемых в анализе. Для выполнения холостого измерения берут 0,8 дм дистиллированной воды и обрабатывают её согласно 7.2-7.6.
Если на хроматограммах холостого опыта имеются пики, по временам удерживания совпадающие с пиками определяемых компонентов, необходимо установить, какой из реактивов загрязнён и провести его очистку или заменить этим же реактивом, но из другой партии.
7.2 Предварительное экстрагирование проб воды н-гексаном
7.3 Извлечение пропанила и 3,4-ДХА
Весь фильтрат собирают в аппарат Кудерна-Даниша (4.1.12). Если экстракт необходимо оставить на хранение, то фильтрат собирают в колбу с притертой пробкой (4.1.18).
7.4 Концентрирование экстракта
Вместо аппарата Кудерна-Даниша концентрирование экстрактов можно проводить в колбах с Г-образным отводом (4.1.12) на водяной бане с температурой около 60 °С под струей воздуха или азота или с помощью ротационного испарителя (температура бани около 35 °С).
7.5 Ацилирование 3,4-ДХА
После разделения слоев водную фазу отбрасывают, а гексановый слой фильтруют в градуированную пробирку через слой безводного сульфата натрия, помещенного в количестве 2-3 г в химическую воронку на подложку из обезжиренной медицинской ваты и смоченного н-гексаном.
Если определять 3,4-ДХА нет необходимости, то ацилирование экстракта не проводят. В этом случае в хроматограф вводят аликвоту концентрата экстракта, полученного по 7.4.
7.6 Хроматографирование
Хроматографирование концентрата экстракта, полученного по 7.5, осуществляют на хроматографе, подготовленном в соответствии с 6.4.
Характерная хроматограмма стандартного образца, содержащего пропанил и анилид 3,4-ДХА, представлена на рисунке 2.
1 - анилид 3,4-ДХА; 2 - пропанил
Рисунок 2 - Хроматограмма стандартного образца
Условия хроматографирования следует устанавливать свои для каждого конкретного хроматографа, исходя из приведённых ниже:
- температура испарителя - 210-230 °С;
- температура колоноки -180-200 °С;
- температура детектора - не менее, чем на 50 °С выше температуры колонки;
- расход азота на поддув детектора - в соответствии с инструкцией по эксплуатации используемого детектора;
- скорость диаграммной ленты - 240 мм/ч;
- рабочий предел измерений на усилителе - в зависимости от определяемых концентраций;
- объёмы вводимых в хроматограф аликвот стандартного образца и пробы должны быть одинаковы.
При хроматографировании проб следует стремиться к тому, чтобы концентрации определяемых компонентов находились в пределах аттестованных диапазонов концентраций (таблица 2). Если содержание пропанила и 3,4-ДХА в пробе превышает верхний предел измеряемого по методике диапазона концентраций, то концентрат экстракта, подвергаемый хроматографированию (7.5), разбавляют н-гексаном или изо-октаном в соответствующее число раз.
7.7 Определение коэффициентов пересчёта
Пробы воды, как с добавками, так и без добавок, анализируют в 4-5 повторностях. Рассчитывают коэффициенты пересчёта каждого из гербицидов по формуле, приведённой в 8.2. С пробами воды другого типа определение коэффициентов пересчёта повторяют.
7.8 Устранение мешающих влияний
Мешающие влияния до приемлемого при анализе пропанила и 3,4-ДХА уровня устраняются операцией предварительного экстрагирования пробы воды н-гексаном по 7.2.
8 Вычисление результатов измерений
8.1 Вычисление результатов измерений массовой концентрации пропанила и 3,4-ДХА
Расчёт содержания пропанила или 3,4-ДХА осуществляют по формуле:
Если та или иная часть аттестованного диапазона концентраций пропанила или 3,4-ДХА (таблица 2) попадёт в диапазон нелинейного детектирования, то для этой части диапазона строят градуировочный график.
Результат измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.
8.2 Вычисление коэффициентов пересчёта
где значения символов те же, что и в формуле (1).
9 Контроль погрешности измерений
Оперативный контроль погрешности проводят с использованием метода добавок. Периодичность контроля - не менее одной контрольной на 15-20 рабочих проб за период, в течение которого условия проведения анализа неизменны.
Результат контроля признают удовлетворительным, если:
Если в исходной пробе определяемый гербицид не обнаружен, то погрешность рассчитывают для концентрации добавки.
При превышении норматива повторяют определение с использованием другой пробы. При повторном превышении норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.
10 Требования безопасности
10.1 При выполнении измерений массовой концентрации пропанила и 3,4-ДХА в пробах поверхностных вод суши соблюдают требования безопасности, установленные в "Правилах по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета", Л., Гидрометеоиздат, 1983, или в "Типовой инструкции по технике безопасности для гидрохимических лабораторий служб Роскомвода", М., 1995.
10.2 По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении определений, относятся к 1, 2, 3, 4 классам опасности по ГОСТ 12.1.007.
10.3 Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.
10.4 Определение следует проводить при наличии вытяжной вентиляции. Оператор, выполняющий определение, должен быть проинструктирован о специфических мерах предосторожности при работе с пропанилом и 3,4-ДХА.
10.5 Оператор, выполняющий измерения на хроматографе, должен знать правила безопасности при работе с электрооборудованием, сжатыми газами.
11 Требования к квалификации операторов
Анализ проб на содержание пропанила и 3,4-ДХА должен выполняться квалифицированным химиком-аналитиком, прошедшим соответствующую подготовку, знающим основы газовой хроматографии, владеющим техникой экстрагирования, очистки растворителей, хроматографирования и работы с токсичными веществами.
12 Затраты времени на проведение анализа
Для проведения анализа серии из 4 проб воды требуется:
- на подготовку посуды - 1,5 чел.-ч;
- на приготовление реактивов, материалов и растворов - 1,5 чел.-ч;
- на проведение определения и вычисления - 7 чел.-ч.
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
СВИДЕТЕЛЬСТВО N 68
об аттестации МВИ
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ массовой концентрации пропанила и его метаболита 3,4-дихлоранилина в поверхностных водах суши газохроматографическим методом.
ОСНОВАНА на извлечении пропанила и 3,4-ДХА из предварительно очищенной н-гексаном пробы воды экстрагированием хлороформом. Содержащийся в экстракте 3,4-ДХА ацилируют трифторуксусным ангидридом или гептафтормасляным хлорангидридом до анилида 3,4-ДХА. Количественное определение пропанила и анилида 3,4-ДХА выполняют методом газожидкостной хроматографии с детектором по захвату электронов.
Идентификацию пропанила и анилида 3,4-ДХА осуществляют по их временам удерживания. Количественный расчет содержания определяемых веществ проводят по высотам их хроматографических пиков на хроматограммах стандартного раствора и пробы.
РАЗРАБОТАНА Гидрохимическим институтом.
РЕГЛАМЕНТИРОВАНА в РД 52.24.414-95.
АТТЕСТОВАНА в соответствии с ГОСТ Р 8.563 (ГОСТ 8.010).
АТТЕСТАЦИЯ проведена Гидрохимическим институтом совместно с САНИИ на основании результатов экспериментальных исследований в 1988 г. и метрологической экспертизы материалов в 1995 г.
В результате аттестации МВИ установлено:
1. МВИ соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками:
|
|
|
|
|
Гербицид | Диапазон измеряемых концентраций , мкг/дм | Характеристики составляющих погрешности, мкг/дм | Характеристика погрешности, мкг/дм , | |
|
| случайной, | систематической |
|
Пропанил | 1,00-30,0 | 0,11+0,13 | 0,09+0,10 | 0,22+0,26 |
3,4-ДХА | 1,50-20,0 | 0,22+0,17 | 0,12+0,014 | 0,44+0,34 |
2. Оперативный контроль погрешности измерений проводят в соответствии с разделом 9 РД 52.24.414-95.
Директор A.M.Никаноров
Главный метролог А.А.Назарова