Для чего определяют концентрацию нефтепродуктов воде

Методы определения содержания нефтепродуктов в воде

Нефтепродукты (НП) относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих природные воды. Нефть и продукты ее переработки представляют собой сложную, непостоянную смесь предельных и непредельных углеводородов и их различных производных. Понятие «нефтепродукты» в гидрохимии условно ограничивается только углеводородной фракцией (алифатические, ароматические и ациклические), составляющей главную и наиболее характерную часть нефти и продуктов ее переработки. В международной практике содержание в воде нефтепродуктов определяется термином «углеводородный нефтяной индекс» (hydrocarbon oil index).

В связи с неблагоприятным воздействием нефтепродуктов на организм человека и животных, на биоценозы водоемов, контроль за содержанием нефтепродуктов в водах обязателен и регламентируется требованиями ГН 2.1.5.1315-03, ГН 2.1.5.2280-07, СанПиН 2.1.5.980-00, Приказом Росрыболовства от 18.01.2010 №20.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования 0,3 мг/дм3, в водах водных объектов рыбохозяйственного значения — 0,05 мг/дм3.

В настоящее время применяют методы определения содержания нефтепродуктов в воде, основанные на различных физических свойствах нефтепродуктов:

1. Метод ИК-спектрофотометрии
2. Гравиметрический метод
3. Флуориметрический метод
4. Метод газовой хроматографии.

Метод ИК-спектрофотометрии (ПНД Ф 14.1:2:4.168; МУК 4.1.1013-01, НДП 20.1:2:3.40-08) заключается в выделении эмульгированных и растворенных нефтяных компонентов из воды экстракцией четыреххлористым углеродом, хроматографическом отделении НП от сопутствующих органических соединений других классов на колонке, заполненной оксидом алюминия, и количественном их определении по интенсивности поглощения C-H связей в инфракрасной области спектра. Диапазон измеряемых концентраций: 0,02 – 2,00 мг/дм3. Погрешность методики при Р=0,95 ( ±δ, %): 25 – 50%.

Гравиметрический метод ( ПНД Ф 14.1:2.116-97) 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. Диапазон измеряемых концентраций: 0,30 – 50,0 мг/дм3. Погрешность методики при Р=0,95 ( ±δ, %): 25 – 28% (для природных вод), 10 – 35% (для сточных вод).

Флуориметрическим методом (ПНД Ф 14.1:2:4.128-98). Данный метод основан на экстракции нефтепродуктов гексаном из пробы воды и измерении интенсивности флуоресценции экстракта на анализаторе жидкости «Флюорат-02». Диапазон измеряемых концентраций: 0,005 – 50,0 мг/дм3. Погрешность методики при Р=0,95 ( ±δ, %): 25 – 50%.

Преимуществами этого метода определения НП являются высокая чувствительность и экспрессность анализа.

Методом газовой хроматографии (ГОСТ 31953-2012 ) определяют массовую концентрацию нефтепродуктов в питьевой воде, в том числе расфасованной в емкости, природной (поверхностной и подземной) воде, в том числе воде источников питьевого водоснабжения, а также в сточной воде с массовой концентрацией нефтепродуктов не менее 0,02 мг/дм3.

Метод основан на экстракционном извлечении нефтепродуктов из пробы воды экстрагентом, очистке экстракта от полярных соединений сорбентом, анализе полученного элюата на газовом хроматографе, суммировании площадей хроматографических пиков углеводородов в диапазоне времен удерживания равным и (или) более н-октана ( ) и расчете содержания нефтепродуктов в воде по установленной градуировочной зависимости. Этот метод позволяет определить не только общее содержание нефтепродуктов, но и проводить идентификацию состава нефтепродуктов. Погрешность методики при Р=0,95 ( ±δ, %): 25 – 50%.

В лаборатории АНО «Испытательный Центр «Нортест» измерение массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных, питьевых, сточных вод выполняется флуориметрическим и гравиметрическим методами анализа.

Источник

Для чего определяют концентрацию нефтепродуктов воде

4.1. Методы контроля. Химические факторы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВОДЕ

Дата введения: с момента утверждения

1. РАЗРАБОТАНЫ авторским коллективом в составе: Скачков В.Б., Брагина И.В., Ластенко Н.С. (Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России), к.х.н. Морозов С.В., Орнацкая Г.Н., Зуева О.А. (Испытательный аналитический центр Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН), при участии к.т.н. Василенко Ю.Г., Петровской И.Ф. (Производственно-экологическое предприятие «СИБЭКОПРИБОР», г.Новосибирск)

2. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем министра здравоохранения Российской Федерации 25 января 2001 года

3. ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

1. Назначение и область применения

Настоящие методические указания устанавливают ИК-фотометрическую методику количественного химического анализа проб питьевых, природных и очищенных сточных вод для определения в них массовой концентрации нефтепродуктов в диапазоне концентраций от 0,02 до 2,00 мг/дм .

Нефтепродукты (НП) — неполярные и малополярные углеводороды (алифатические, ароматические и алициклические), составляющие главную и наиболее характерную часть нефти и продуктов ее переработки (ГОСТ 17.1.4.01).

2. Токсикологическое действие

Высокие концентрации нефтепродуктов могут оказывать наркотическое действие и вызывать острые отравления. Нефтепродукты, содержащие мало ароматических углеводородов, вызывают наркоз и судороги. Высокое содержание ароматических углеводородов может угрожать хроническими отравлениями.

ПДК нефтепродуктов в воде — не более 0,1 мг/дм .

3. Погрешность измерений

Методика обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл.1.

Диапазон измерений, значения характеристики относительной погрешности и
ее случайной составляющей при доверительной вероятности Р=0,95

Характеристика погрешности (границы интервала, в котором погрешность находится с заданной вероятностью),
± , %

Характеристика случайной составляющей погрешности (среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности),
, %

От 0,02 до 0,05 вкл.

Св. 0,05 до 0,1 вкл.

Св. 0,1 до 2,0 вкл.

Если массовая концентрация НП в анализируемой пробе воды превышает верхнюю границу диапазона, допускается разбавление элюата (но не более чем в 50 раз) таким образом, чтобы концентрация НП соответствовала регламентированному диапазону; при этом результату количественного химического анализа приписывается значение характеристики погрешности диапазона, в котором произведено измерение.

4. Метод измерения

Измерение массового содержания НП выполняют методом ИК-фотометрии с использованием концентратомера КН-2.

Методика основана на выделении эмульгированных и растворенных нефтяных компонентов из воды экстракцией четыреххлористым углеродом, хроматографическом отделении НП от сопутствующих органических соединений других классов на колонке, заполненной оксидом алюминия, с последующим количественным определением их массовой концентрации по интенсивности поглощения С-Н связей в инфракрасной области спектра на концентратомере КН-2.

Диапазон определяемых концентраций нефтепродуктов (НП) от 0,02 до 2,00 мг/дм .

Мешающее влияние других веществ, присутствующих в пробе воды, устраняется в процессе пробоподготовки.

5. Средства измерений, вспомогательное оборудование, материалы, реактивы

При выполнении измерений массовой концентрации НП используют следующие средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы и материалы.

5.1. Средства измерений

Концентратомер КН-2 или другой прибор с аналогичными метрологическими характеристиками

Государственный стандартный образец состава раствора НП (углеводородов) в четыреххлористом углероде

Источник

1. Назначение и область применения

Настоящие методические указания устанавливают ИК-фотометрическую методику количественного химического анализа проб питьевых, природных и очищенных сточных вод для определения в них массовой концентрации нефтепродуктов в диапазоне концентраций от 0,02 до 2,00 мг/дм 3 .

Нефтепродукты (НП) — неполярные и малополярные углеводороды (алифатические, ароматические и алициклические), составляющие главную и наиболее характерную часть нефти и продуктов ее переработки (ГОСТ 17.1.4.01).

2. Токсикологическое действие

Высокие концентрации нефтепродуктов могут оказывать наркотическое действие и вызывать острые отравления. Нефтепродукты, содержащие мало ароматических углеводородов, вызывают наркоз и судороги. Высокое содержание ароматических углеводородов может угрожать хроническими отравлениями.

ПДК нефтепродуктов в воде — не более 0,1 мг/дм 3 .

3. Погрешность измерений

Методика обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл. 1 .

Диапазон измерений, значения характеристики относительной погрешности и ее случайной составляющей при доверительной вероятности Р = 0,95

Характеристика погрешности (границы интервала, в котором погрешность находится с заданной вероятностью), ± d , %

Характеристика случайной составляющей погрешности (среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности), s ( d ) ,%

От 0,02 до 0,05 вкл.

Св 0,05 до 0,1 вкл.

Св 0,1 до 2,0 вкл.

Если массовая концентрация НП в анализируемой пробе воды превышает верхнюю границу диапазона, допускается разбавление элюата (но не более чем в 50 раз) таким образом, чтобы концентрация НП соответствовала регламентированному диапазону; при этом результату количественного химического анализа приписывается значение характеристики погрешности диапазона, в котором произведено измерение.

4. Метод измерения

Измерение массового содержания НП выполняют методом ИК-фотометрии с использованием концентратомера КН-2.

Методика основана на выделении эмульгированных и растворенных нефтяных компонентов из воды экстракцией четыреххлористым углеродом, хроматографическом отделении НП от сопутствующих органических соединений других классов на колонке, заполненной оксидом алюминия, с последующим количественным определением их массовой концентрации по интенсивности поглощения С-Н связей в инфракрасной области спектра на концентратомере КН-2.

Диапазон определяемых концентраций нефтепродуктов (НП) от 0,02 до 2,00 мг/дм 3 .

Мешающее влияние других веществ, присутствующих в пробе воды, устраняется в процессе пробоподготовки.

5. Средства измерений, вспомогательное оборудование, материалы, реактивы

При выполнении измерений массовой концентрации НП используют следующие средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы и материалы.

5.7. Средства измерений

Концентратомер КН-2 или другой прибор с аналогичными метрологическими характеристиками. ИШВЖ.004ТУ

Государственный стандартный образец состава раствора НП (углеводородов) в четыреххлористом углероде ГСО 7248

Весы лабораторные ВЛР-200 ГОСТ 24104

Меры массы ГОСТ 7328

Пипетки 2-2-10, 2-2-5, 2-2-1 ГОСТ 29227

Колбы мерные 2-50-2, 2-25-2 ГОСТ 1770

Цилиндры мерные, вместимостью 10, 25, 1000 см 3 ГОСТ 1770

5.2. Вспомогательное оборудование

Шкаф сушильный общелабораторный ГОСТ 13474

Плитка электрическая с закрытой спиралью ГОСТ 14919

Печь муфельная ПМ-8 ТУ 79-337

Стаканы химические, вместимостью 50 см 3 ГОСТ 25336

Стаканчик для взвешивания (бюкс) высокий ГОСТ 25336

Экстрактор либо воронки делительные, вместимостью 0,5- 1,0 дм 3 ГОСТ 25336

Колонки хроматографические с внутренним диаметром 7 мм длиной 200 мм

Штатив для хроматографические колонок

Сито с диаметром отверстий 0,16 мм

Эксикатор ГОСТ 25336

Стеклянные палочки длиной 12-15 см

Бутыли из стекла, вместимостью 0,5-1,0 дм 3 , с притертыми пробками для отбора и хранения проб

5.3. Реактивы и материалы

Четыреххлористый углерод, ГОСТ 20288

х. ч.(ос. ч.) (ТУ 6-09-3219)

Оксид алюминия, для хроматографии, ТУ 6-09-3916

ч. д. а. (ГОСТ 8136)

Натрий сернокислый, безводный, ч. (натрия сульфат) ГОСТ 4166

Кислота серная, х. ч. ГОСТ 4204

Кислота азотная ГОСТ 4461

Вода дистиллированная ГОСТ 6709

Стеклоткань или стекловата ГОСТ 10146

6. Требования безопасности

6.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005.

6.2. При выполнении измерений на концентратомере КН-2 соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019 и руководством по эксплуатации прибора.

7. Требования к квалификации операторов

Выполнение измерений может проводить химик-аналитик, владеющий техникой проведения химических работ, изучивший руководство по эксплуатации КН-2.

8. Условия измерения

8.1. Процессы приготовления и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТу 15150 при температуре воздуха (20 ± 5) °С; атмосферном давлении 630-800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80%.

9. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовку посуды, четыреххлористого углерода, оксида алюминия, сульфата натрия, очищенной дистиллированной воды, стеклоткани/стекловаты, хроматографических колонок; приготовление градуировочных растворов; подготовку концентратомера КН-2, калибровку/контроль калибровки концентратомера КН-2; отбор проб.

При выполнении измерений массовой концентрации НП необходимо тщательно соблюдать чистоту химической посуды. Для мытья химической посуды разрешается использовать концентрированные серную и азотную кислоты. Запрещается использовать для мытья все виды синтетических моющих средств. Рекомендуется иметь отдельный набор посуды, который используется только для определения НП. Категорически запрещается смазывать шлифы и краны делительных воронок всеми видами смазок!

9.2. Подготовка четыреххлористого углерода

Проверяют чистоту каждой партии в соответствии с руководством по эксплуатации концентратомера КН-2. В кювету заливают чистый четыреххлористый углерод и помещают в прибор. После появления показания нажимают и удерживают в нажатом положении кнопку «О». На табло появится цифровое показание, характеризующее чистоту четыреххлористого углерода. Если это показание лежит в пределах от 10,0 до 20,0 мг/дм 3 , то четыреххлористый углерод пригоден для работы. В противном случае выполняют очистку растворителя путем перегонки в температурном интервале от 76 до 78 °С.

9.3. Подготовка оксида алюминия 2-ой степени активности

Сорбент просеивают через сито и используют мелкую фракцию. Перед употреблением прокаливают в муфельной печи при 600 °С в течение 4 ч, после чего добавляют к прокаленному оксиду алюминия дистиллированную воду (3% масс.) и выдерживают в течение суток при комнатной температуре. При хранении в эксикаторе либо в колбе с притертой пробкой прокаленный оксид алюминия пригоден к использованию в течение 1 месяца.

9.4. Подготовка безводного сульфата натрия

Перед употреблением прокаливают при 400 °С в течение 8 ч. Хранят в эксикаторе.

9.5. Подготовка стеклоткани или стекловаты

Стеклоткань или стекловату выдерживают в разбавленной (1:1) серной или азотной кислоте в течение 12 ч, промывают водопроводной, затем дистиллированной водой и сушат в сушильном шкафу.

Допускается использование ваты медицинской по ГОСТу 5556 (хлопковой, не синтетической!). Перед использованием вату тщательно промывают четыреххлористым углеродом и высушивают при комнатной температуре.

9.6. Подготовка хроматографических колонок

В нижнюю часть вымытой и высушенной колонки помещают комочек стеклоткани или стекловаты. Затем в колонку засыпают 3 г оксида алюминия и вновь помещают слой стеклоткани или стекловаты (0,5 см).

Оксид алюминия используют в колонке однократно.

9.7. Подготовка очищенной дистиллированной воды

Экстрагируют пробу воды из расчета 20 см 3 четыреххлористого углерода на 1 дм 3 воды.

9.8. Приготовление градуировочных растворов

Основной раствор готовят из ГСО 7248-96 состава раствора нефтепродуктов (углеводородов) в четыреххлористом углероде. Для этого в мерную колбу, вместимостью 50 см 3 , с помощью пипетки, вместимостью 1,0 см 3 , помещают 1,0 см 3 ГСО состава НП и доводят объем раствора в колбе до метки четыреххлористым углеродом. Раствор перемешивают и хранят в холодильнике при температуре О-5 °С не более 6 месяцев. Перед использованием раствор выдерживают при комнатной температуре не менее 30 мин. Массовая концентрация полученного раствора 1000 мг/дм 3 . Погрешность приготовления составляет 1,1 % отн.

Рабочий раствор готовят разбавлением основного раствора. Для этого в мерную колбу, вместимостью 50 см 3 , вносят пипеткой 5,0 см 3 основного раствора и доводят объем раствора в колбе до метки четыреххлористым углеродом. Раствор перемешивают и хранят в холодильнике при температуре 0-5 °С не более 3 месяцев. Перед использованием раствор выдерживают при комнатной температуре не менее 30 мин. Массовая концентрация полученного раствора 100 мг/дм 3 . Погрешность приготовления составляет 1,5% отн. Рабочий раствор концентрацией 100 мг/дм 3 используют для калибровки концентратомера КН-2.

Градуировочные растворы готовят для каждого поддиапазона и ближе к нижней границе определяемых содержаний. Градуировочные растворы готовят непосредственно перед использованием путем разбавления рабочего градуировочного раствора. Для этого в мерные колбы, вместимостью 50 см 3 , вносят пипеткой последовательно 10,0; 5,0; 2,5; 1,0 см 3 рабочего градуировочного раствора и доводят объемы растворов в колбах до метки четыреххлористым углеродом. Растворы тщательно перемешивают. Массовая концентрация полученных растворов составляет 20; 10; 5; 2 мг/дм 3 соответственно. Погрешность D (Р = 0,95) градуировочных растворов, обусловленная процедурой приготовления, не превышает 2,5%.

9.9. Подготовка концентратомера КН-2

Подготовку концентратомера КН-2 к работе осуществляют в соответствии с руководством по эксплуатации.

9.10. Калибровка концентратомера КН-2

В кювету заливают чистый четыреххлористый углерод, помещают ее в концентратомер КН-2 и в соответствии с руководством по эксплуатации КН-2 в режиме «калибровка» устанавливают значение «О» шкалы. Используя рабочий раствор массовой концентрации 100 мг/дм 3 , в режиме «калибровка» устанавливают значение «100» шкалы. При отсутствии кюветы в концентратомере в режиме «контроль» считывают цифровое показание «А», которое является контрольным для проверки калибровки.

9.11. Контроль калибровки концентратомера КН-2

Контроль калибровки осуществляют ежедневно.

Контроль калибровки концентратомера КН-2 осуществляют следующим образом: при отсутствии кюветы в концентратомере в режиме «контроль» считывают цифровое показание «а₁». Цифровое показание «а₁» должно отличаться от цифрового показания «А», полученного по п. 7.10 не более чем на ± 0,5 мг/дм 3 . В противном случае операцию калибровки по п. 7.10 необходимо повторить.

Контроль калибровки в области измеряемых значений массовых концентраций НП проводят с использованием градуировочных растворов, приготовленных по п. 7.8 .

9.12.1. Отбор проб воды производится в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.4.01, ГОСТ Р 51592-2000, ГОСТ Р 51593-2000. При отборе должен быть исключен захват пленки НП с поверхности воды. Отобранные пробы помещают в стеклянные сосуды с притертыми пробками, используют полностью и не фильтруют.

Объем отобранной пробы в зависимости от содержания НП в воде должен соответствовать значениям, указанным в табл. 2 . Одновременно следует отобрать не менее двух проб из одной точки.

Источник