ГОСТ 32581-2013 Орто-крезол. Определение содержания в водной среде.

ГОСТ 32581-2013

 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 ОРТО-КРЕЗОЛ

 Определение содержания в водной среде

 o-Cresol. Determination in water

МКС 13.040

Дата введения 2014-07-01

 Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены  "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и  "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным бюджетным учреждением здравоохранения "Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУЗ "Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ" Роспотребнадзора)

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2013 г. N 44-2013)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 1921-ст межгосударственный стандарт  введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2014 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2019 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

      1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения содержания орто-крезола в водной среде в диапазоне от 0,001 мг/л до 10,0 мг/л методом газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ-МС). При массовой концентрации орто-крезола свыше 0,1 мг/л пробы предварительно разбавляют дистиллированной водой.

Объем отбираемой пробы должен составлять не менее 1 л, необходимо не менее двух идентичных проб. Пробы отбирают в чистые склянки из темного стекла. Склянки с пробами воды снабжают этикетками, на которых указывают номер и вид пробы, дату и место отбора. Пробы направляют в лабораторию с сопроводительным документом.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

 Реактивы. Натрий сернокислый. Технические условия

 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

 Вода дистиллированная. Технические условия

* Весы лабораторные. Общие технические требования

________________

* В Российской Федерации действует  "Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания".

 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

      3 Характеристики погрешности измерений

Относительная расширенная неопределенность измерений,

=15%, при коэффициенте охвата

=2.

Примечание - Указанная неопределенность соответствует границам относительной суммарной погрешности ±15% при доверительной вероятности

=0,95.

      4 Описание метода

Измерение массовой концентрации орто-крезола проводят методом газовой хроматографии - масс-спектрометрии с использованием метода внутреннего стандарта.

Анализируемую пробу воды подкисляют, добавляют рассчитанное количество внутреннего стандарта - пердейтеронафталина (дейтеронафталина-d

) и экстрагируют дихлорметаном. Экстракты высушивают, концентрируют и вводят в хроматограф, снабженный капиллярной колонкой. Индивидуальные соединения, разделенные на хроматографической колонке в режиме программирования температуры, детектируют масс-спектрометром, соединенным с хроматографом.

Идентификацию орто-крезола осуществляют по времени удерживания и масс-спектрам электронной ионизации.

Измерение массовой концентрации орто-крезола проводят методом внутреннего стандарта: определяют площади пиков орто-крезола и внутреннего стандарта на масс-хроматограммах, зарегистрированных для характеристических ионов этих соединений. Расчет количества орто-крезола составляют, исходя из площадей этих пиков, массы внутреннего стандарта и факторов отклика орто-крезола по отношению к внутреннему стандарту.

Для градуировки прибора и расчета факторов отклика готовят серию градуировочных растворов орто-крезола в дистиллированной воде, соответствующих указанному диапазону концентраций и содержащих известное количество внутреннего стандарта. Вычисляют факторы отклика, исходя из количеств орто-крезола и внутреннего стандарта в растворах и площадей соответствующих хроматографических пиков.

      5 Средства измерений, реактивы и материалы

5.1 Средства измерений

5.1.1 Хромато-масс-спектрометр состоит из:

- газового хроматографа;

- масс-спектрометра;

- колонки хроматографической силиконовой капиллярной (длина 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, неподвижная жидкая фаза SPB-5 толщиной 0,25 мкм);

- системы обработки данных со справочной библиотекой масс-спектров.

Рабочие параметры хроматомасс-спектрометра (хроматографа с масс-селективным детектором) должны удовлетворять следующим требованиям:

- проведение измерений в диапазоне масс от 30 до 300 а.е.м. (Да) в режиме электронной ионизации при энергии электронов 70 эВ;

- масс-спектральное разрешение не ниже 0,5 а.е.м. (Да) по всей шкале масс и паспортной чувствительности прибора не ниже 10 пг (по октафторнафталину, электронная ионизация).

Допускается также применение других хроматографических колонок, позволяющих провести отделение определяемых соединений от других компонентов пробы, и аналогичных систем обработки данных.

5.1.2 Весы лабораторные электронные не ниже 2-го класса точности по .

5.1.3 Шприцы аналитические вместимостью 1, 10 и 100 мкл.

5.1.4 Пипетки с одной отметкой (Мора) 2-1-1 по  с погрешностью ±0,015 мл.

5.1.5 Цилиндры мерные 2-50 и 2-1000 по  с погрешностью ±0,5, ±10,0 мл соответственно.

5.1.6 Колбы мерные: 2-25-2, 2-50-2, 2-1000-2 по  с погрешностью ±0,05, ±0,08 и ±0,5 мл соответственно.

5.1.7 Универсальная индикаторная бумага рН 0-12.

Примечание - Допускается применение других типов средств измерений по 5.1.2-5.1.7 с метрологическими и техническими характеристиками не ниже указанных.

5.2 Реактивы и материалы

5.2.1 Орто-крезол, чистотой не менее 99%.

5.2.2 Пердейтеронафталин (дейтеронафталин-d

), чистотой не менее 99%.

5.2.3 Вода дистиллированная по .

5.2.4 Дихлорметан (метилен хлористый), чистотой не менее 99%, например х.ч. для хроматографии.

5.2.5 Кислота серная, х.ч., по .

5.2.6 Сульфат натрия безводный квалификации ч.д.а. по .

Помимо пердейтеронафталина в качестве внутреннего стандарта можно использовать другие соединения, заведомо отсутствующие в анализируемых пробах. При этом рассчитанные по ним относительные факторы отклика должны находиться в диапазоне от 0,1 до 10.

Примечание - Допускается применение реактивов, изготовленных по другой технической документации, с квалификацией чистоты не ниже указанной.

5.3 Вспомогательные устройства

5.3.1 Воронки делительные вместимостью 1000 мл по .

5.3.2 Шкаф сушильный с терморегулятором типа СНОЛ.

5.3.3 Склянки из темного стекла вместимостью до 1 л для отбора проб воды.

5.3.4 Испаритель ротационный.

5.3.5 Фильтры бумажные обеззоленные "синяя лента".

5.3.6. Бытовой холодильник, обеспечивающий поддержание температуры в холодильной камере в диапазоне от 0 до +5°С, в морозильной камере от -10°С до -18°С;

5.3.7 Бумага индикаторная универсальная;

5.3.8 Воронка делительная ВД-2-250 ХС по .

Примечание - Допускается применение аналогичного вспомогательного оборудования с техническими характеристиками не ниже указанных.

      6 Требования безопасности

6.1 Применяемые в работе реактивы относятся к веществам 1-го и 2-го классов опасности. При работе с ними необходимо соблюдать требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по .

Работа с дихлорметаном, который относится к 4-му классу опасности, проводят по .

6.2 При эксплуатации хроматомасс-спектрометра и проведении соответствующих измерений следует соблюдать правила электробезопасности в соответствии с  и инструкцией по эксплуатации прибора.

      7 Требования к квалификации персонала

7.1 К процедуре приготовления градуировочных растворов допускаются лица, имеющие квалификацию инженера-химика или техника-химика и опыт работы в химической лаборатории.

7.2 К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика или химика, прошедших соответствующий курс обучения и имеющих опыт работы в лабораториях, аккредитованных на выполнение анализов с применением настоящей методики.

7.3 Весь персонал должен пройти проверку знаний по технике безопасности, в том числе при работе в химической лаборатории, включая общие правила работы с едкими и токсичными веществами,  и промышленной санитарии.

      8 Условия выполнения измерений

При приготовлении растворов, подготовке проб и выполнении измерений необходимо соблюдать следующие условия: температура окружающего воздуха (20±5)°С; атмосферное давление 84,0-106,7 кПа (630-800 мм рт.ст.); относительная влажность воздуха ниже 85% при 25°С; напряжение в сети питания переменного тока (220±22) В; концентрации мешающих определению и агрессивных компонентов в воздухе не должны превышать ПДК для воздуха рабочей зоны.

Другие условия измерений должны соответствовать инструкции по эксплуатации прибора.

      9 Подготовка к выполнению измерений

9.1 Подготовка посуды

Использованную стеклянную посуду перед дальнейшим употреблением ополаскивают применявшимся растворителем и тщательно моют горячей водой с содой, ополаскивают водопроводной, а затем дистиллированной водой.

9.2 Приготовление растворов

Приготовление растворов проводят в вытяжном шкафу при температуре окружающего воздуха (20±5)°С.

9.2.1 Исходный раствор орто-крезола

Навеску орто-крезола (50±1) мг помещают в мерную колбу вместимостью 50 мл, растворяют в 10-20 мл дихлорметана, доводят до метки этим же растворителем. Массовая концентрация орто-крезола в полученном растворе 1,00 мг/мл. Хранят в защищенном от света месте при температуре от -10°С до -18°С не более 30 дней.

9.2.2 Раствор внутреннего стандарта пердейтеронафталина

В мерную колбу вместимостью 25 мл помещают (25±1) мг пердейтеронафталина, растворяют его в 10-15 мл дихлорметана и доводят до метки этим же растворителем. Массовая концентрация пердейтеронафталина в полученном растворе 1,00 мг/мл. Хранят в защищенном от света месте при температуре от -10°С до -18°С не более 90 дней.

9.2.3 Градуировочные растворы орто-крезола

Градуировочные растворы готовят в мерных колбах вместимостью 1 л (см. 5.1.6). К 1 л дистиллированной воды добавляют рассчитанное количество раствора орто-крезола и 10 мкл (0,01 мл) раствора внутреннего стандарта. В  приведены данные, необходимые для приготовления градуировочных растворов с заданным значением массовой концентрации определяемого вещества. Указанные аликвоты отбирают соответствующими микрошприцами по 5.1.

Таблица 1 - Характеристики градуировочных растворов орто-крезола

Приготовленные градуировочные растворы орто-крезола подкисляют серной кислотой до рН 2 и трижды экстрагируют (встряхивают в течение 20 мин) дихлорметаном (тремя порциями по 30 мл). Экстракт объединяют, сушат над безводным сульфатом натрия и концентрируют, используя ротационный испаритель, до объема 1-3 мл.

9.3 Подготовка прибора к выполнению измерений

Хроматограф - масс-спектрометр включают и настраивают в соответствии с инструкцией по эксплуатации и описанием, прилагаемым к прибору. Устанавливают рабочие параметры, необходимые для проведения измерений. Рабочие параметры приборов должны быть постоянными при измерении во всем диапазоне концентраций.

Основные характеристики:

1) Хроматограф:

- температура испарителя: 270°С;

-  тип инжектора: без разделения потока;

- объем вводимого раствора (экстракта): 0,1-1 мкл;

- режим программирования температуры колонки:

- начальная температура 50°С (2 мин);

- скорость нагрева 20°С в мин;

- конечная температура 200°С (1 мин).

2) Масс-спектрометр:

- температура источника ионов: 230°С;

- диапазон сканируемых масс: 29-250;

- скорость сбора данных: 10 спектров в секунду по всему диапазону масс.

9.4 Градуировка

Градуировку прибора осуществляют непосредственно перед измерениями по 11. Проводят двукратные измерения каждого из 5 градуировочных растворов.

9.4.1 Определяют площади пиков на масс-хроматограммах, построенных для орто-крезола по сумме токов характеристических ионов с

107 и 188, для внутреннего стандарта (пердейтеронафталина) по характеристическому иону с

136.

Для каждого измерения рассчитывают фактор отклика,

, по формуле:

,                                                      (1)

где

- площадь пика орто-крезола, построенного по сумме токов характеристических ионов с m/z 107 и 108;

- масса добавленного внутреннего стандарта в мкг;

- площадь пика внутреннего стандарта, построенная по характеристическому иону с m/z 136;

- масса орто-крезола в 1 мл градуировочного раствора в мкг.

В дальнейших расчетах используют среднеарифметическое значение

, относящееся к полному диапазону измеряемых концентраций:

,                                                                (2)

где

- общее число измерений (10) - двукратные измерения каждого из пяти градуировочных растворов.

По формулам (3) и (4) рассчитывают среднеквадратическое (стандартное) отклонение,

, и соответствующее относительное среднеквадратичное отклонение, относительное

:

,                                                      (3)

.                                              (4)

Значения относительного

не должны превышать 10%.

9.4.2. Фиксируют времена удерживания пиков орто-крезола для всех хроматограмм. Выбирают среднее значение времени удерживания, т.е. значение, наиболее близкое к середине зафиксированного интервала изменения этой величины. Типичные значения времен удерживания в использованных хроматографических условиях для орто-крезола (473±3) с.

Зарегистрированные полные масс-спектры орто-крезола (2-3 спектра) вводят в справочную библиотеку масс-спектров.

      10 Подготовка образцов для измерений

10.1 Отобранные пробы хранят в защищенном от света месте до 14 суток при температуре от 0 до 5°С. Подготовку образцов проводят в вытяжном шкафу при температуре окружающего воздуха (20±5)°С. Перед обработкой по 10.2 пробы выдерживают при этой температуре не менее 1 ч.

10.2 Аликвоту одной из проб воды объемом 0,5 л фильтруют, подкисляют серной кислотой до рН 2 по универсальной индикаторной бумаге, добавляют раствор внутреннего стандарта (пердейтеронафталина) по 9.2.2 и трижды экстрагируют (встряхивают в течение 20 мин) дихлорметаном (тремя порциями по 30 мл). Объем раствора внутреннего стандарта подбирают таким образом, чтобы площадь хроматографического пика внутреннего стандарта составляла 20-500% от площади пика орто-крезола. Для этого проводят предварительные измерения в соответствии с 11.

Органическую фазу отделяют, фильтруют с помощью делительной воронки; экстракты объединяют и сушат над безводным сульфатом натрия 5-10 г. Затем объединенный экстракт фильтруют и концентрируют на ротационном испарителе до объема 1-5 мл.

Предварительные измерения по 11.2 проводят также для того, чтобы установить необходимость разбавления проб дистиллированной водой. Если предварительный результат измерения концентрации орто-крезола не приводит к этому выводу, то обрабатывают еще одну аликвоту данной пробы анализируемой воды. При необходимости разбавления проб этой процедуре и последующей обработке по 10.2 подвергают две аликвоты второй пробы воды.

      11 Выполнение измерений

Измерения следует проводить в тех же условиях, в которых проведена градуировка прибора (см. 9.4). Для подготовленных образцов проводят измерения величин, подтверждающих идентичность орто-крезола (см. 11.1), и 2-3 параллельных измерения массовой концентрации орто-крезола (см. 11.2). Необходимость разбавления проб (см. 11.2) выявляют, предварительно измеряя концентрацию веществ в аликвоте одной из проб. В зависимости от полученного результата следующие измерения проводят еще с одной аликвотой неразбавленной пробы или с двумя аликвотами второй пробы после ее разбавления.

11.1 Определяют времена удерживания, отвечающие пикам на хроматограммах вблизи среднего значения времени удерживания пика орто-крезола. Полные масс-спектры сравнивают со спектрами орто-крезола в справочной библиотеке. Определяемое соединение считают идентифицированным как орто-крезол при условиях, если:

- время удерживания рассматриваемого соединения отличается от среднего значения этой величины по 9.4.2. не более чем на 3 с;

- показатель сходства экспериментальных спектров со справочными спектрами орто-крезола не ниже 93%.

11.2. Определяют площади пиков на масс-хроматограммах, зарегистрированных по 9.4.1. Массовую концентрацию орто-крезола,

, в одной из аликвот (

-я аликвота,

-й образец) при

-м измерении, мг/л, рассчитывают по формуле:

,                                             (5)

где

- масса внутреннего стандарта, мг;

,                                                            (5а)

- объем раствора внутреннего стандарта, мл, добавленного к аликвоте образца (см. 9);

- массовая концентрация раствора внутреннего стандарта, мг/мл, приготовленного по 9.2.2;

- площадь пика орто-крезола, усл. ед., на

-й масс-хроматограмме, построенной по суммарному току ионов с

107 и 108 (для орто-крезола),

-го образца;

- площадь пика внутреннего стандарта, усл. ед., на

-й масс-хроматограмме, построенной по току ионов с

136,

-го образца;

- усредненный фактор отклика [формула (2)];

- объем аликвоты, л (

=0,5 л).

В случае, если значение

, полученное по формуле (5), не превышает 0,10 мг/л, для измерений выбирают вторую аликвоту исходной пробы воды. Если указанное значение превышено, то измерения проводят с двумя аликвотами второй пробы воды, предварительно разбавляя пробу дистиллированной водой. Объем последней выбирают таким, чтобы указанные значения концентрации, вычисленные по формуле (5), находились в диапазоне от 0,001 до 0,10 мг/л. Массовую концентрацию орто-крезола

в

-й пробе воды при

-м измерении, мг/л, до разбавления рассчитывают по видоизмененной формуле:

,                                           (5б)

где

- коэффициент разбавления (разведения)

,                                                           (5в)

- объем добавленной дистиллированной воды, л.

Вычисляют среднее значение массовой концентрации орто-крезола для каждого образца (аликвоты), мг/л

,                                                                  (6)

где

- 1 и 2,

- количество параллельных измерений (2 или 3).

Относительное расхождение

, %, результатов для этих образцов

,                                          (7)

где

и

- соответственно наибольшее и наименьшее значение массовой концентрации при параллельных измерениях для каждого образца.     

Результаты параллельных измерений признают приемлемыми, если

не превышает 10% (

=2) или 12% (

=3) при вероятности

=0,95.

Вычисляют средние значения массовой концентрации орто-крезола по обеим аликвотам анализируемой пробы

,                                                                  (8)

и относительное расхождение

, %, результатов для двух аликвот

.                                                          (9)

Результаты признают приемлемыми, если

не превышает 20% (при вероятности

=0,95). При выполнении этого условия среднее значение концентраций

принимают в качестве результата измерений.

      12 Оформление результатов измерений

Результат измерения массовой концентрации орто-крезола представляют в следующей форме

мг/л.                                                     (10)

Примеры записи: <0,001 мг/л, (0,0101±0,0015) мг/л, (0,24±0,04) мг/л, (0,72±0,11) мг/л.

      13 Контроль погрешности

13.1 Проверка чувствительности хроматомасс-спектрометра

При подозрительных результатах измерений или резком уменьшении регистрируемых сигналов проверяют чувствительность прибора по градуировочному раствору с наименьшими массовыми концентрациями орто-крезола (таблица 1) в условиях измерений, указанных в 9.4. Отношение сигнал:шум для определяемых соединений должно быть не менее 10:1. Чувствительность прибора восстанавливают в соответствии с рекомендациями, изложенными в руководстве по его эксплуатации.

13.2 Контроль помех по результатам холостого опыта

Холостой опыт проводят с дистиллированной водой через каждые 20-30 проб, чтобы убедиться в отсутствии загрязнений и помех, источниками которых могут быть измерительная система, реактивы и материалы. В случае обнаружения загрязнений, проявляющихся в появлении сигнала при заданных значениях масс ионов и времени удерживания с отношением сигнал:шум, превышающим 3:1, определяют источник помех, контролируя используемые реактивы и проверяя условия подготовки проб и проведения измерений.

13.3 Контроль правильности методом добавок

Контроль правильности проводят в целях оценки возможности применения настоящей методики выполнения измерений (МВИ) для вод, ранее не подвергавшихся анализу, а также при сомнении в результатах измерений.

Для контроля отбирают три пробы по 1 л, причем одна из проб служит для предварительных измерений, (см. 11.2). Измеряют массовую концентрацию в двух аликвотах второй из проб и получают результат измерений

. В третью пробу вносят добавку исходного раствора орто-крезола, причем массовая концентрация добавки

должна быть в интервале (0,8-1,2)·

, мг/л. Проводят измерения для двух образцов (аликвот) с добавкой и получают результат измерений

.

Результат контроля считают удовлетворительным для

=0,90 при выполнении условия:

,                                                    (11)

где

=15%