Изопропилбензол, стирол, α-метилстирол в воде водоемов

18.09.2016
Предельно допустимые концентрации изопропилбензола (кумол), стирола и α-метилстирола в воде водоемов 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.

Определение методом газожидкостной хроматографии


Принцип метода. Метод основан на экстракции изопропилбензола, стирола и α-метилстирола из воды органическими растворителями и последующем хроматографическом определении.

Предел обнаружения 0,01 мг/л каждого вещества. Диапазон измеряемых количеств в 1 мл экстракта 10—100 мкг.

Пробы воды хранят в герметичных сосудах при 3—4 °C не более 1—2 сут.

Аппаратура. 1. Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором. 2. Хроматографическая колонка из нержавеющей стали длиной 2 м и внутренним диаметром 3 мм. 3. Баллоны с редукторами со сжатым азотом, водородом и воздухом. 4. Прибор для перегонки жидкостей или ротационный испаритель ИР-1М. 5. Водоструйный насос. 6. Микрошприц МШ-10.

Реактивы. 1. Носитель для газовой хроматографии хроматон N-AW, зернением 0,2—0,25 мм.

2. Неподвижная жидкая фаза — полиэтиленгликоль 20000 (ПЭГ).

3. Сорбент для заполнения хроматографической колонки — 15% ПЭГ на хроматоне N-AW. Растворяют 3 г ПЭГ 20000 в хлороформе и в полученный раствор вносят 20 г хроматона N-AW, раствор должен полностью смочить носитель. Смесь перемешивают до улетучивания основного количества растворителя, а остатки удаляют выпариванием на водяной бане при 60 °C, непрерывно помешивая.

4. Этанол 96%.

5. Петролейный эфир перегнанный, фракция 29—52 °С.

6. Диэтиловый эфир.

7. Хлорид натрия кристаллический.

8. Сульфат натрия безводный.

9. Стандартные растворы изопропилбензола, стирола, α-метилстирола. Препараты для приготовления стандартных растворов перегоняют при температуре: изопропилбензол 152,5 °C, стирол 145,2 °С, α-метилстирол 162—163 °C. Основные стандартные растворы в этаноле с содержанием 0,02 мг/мл готовят из соответствующих перегнанных препаратов.

Подготовка прибора к работе. Наладку и выход прибора на режим работы проводят в соответствии с инструкцией.

Хроматографическую колонку, предварительно промытую хромовой смесью, водой, этанолом, бензолом, высушивают и продувают сухим воздухом или азотом, затем заполняют сорбентом под вакуумом, присоединив один конец к водоструйному насосу. Заполненную колонку с обоих концов закрывают стеклянной ватой, помещают в рабочем состоянии в термостат хроматографа (не присоединяя к детектору) и кондиционируют первые 2 ч при 50 °C, затем 2 ч при 100 °С и 7 ч при 170 °C в токе газа-носителя (азота). После этого колонку подсоединяют к детектору и затем тренируют при рабочем режиме, записывают «нулевую линию». Если мешающие вещества отсутствуют, то прибор готов к работе.

Условия хроматографирования: температура термостата 120 °С, испарителя 175 °С. Скорость газа-носителя (азота) 20 мл/мин, водорода 25 мл/мин, воздуха 200 мл/мин, диаграммной бумаги 240 мм/ч. Объем вводимой пробы 1 мкл. Время удерживания для изопропилбензола 4 мин 40 с, для стирола — 5 мин 45 с, для α-метилстирола — 7 мин 30 с.

Ход определения. В делительную воронку вместимостью 1 л помещают 500 мл исследуемой воды и растворяют в ней 50 г хлорида натрия, затем вливают 50 мл петролейного или диэтилового эфира и энергично встряхивают в течение 1—2 мин, периодически выпуская пары эфира. Отстаивают экстракт до полного разделения слоев. Нижнюю водную фракцию переливают в другую воронку и еще дважды экстрагируют эфиром. Эфирные вытяжки объединяют, сушат безводным сульфатом натрия и фильтруют через бумажный фильтр,, промытый эфиром. Концентрат выпаривают до объема 6— 8 мл в ротационном испарителе или приборе для перегонки под вакуумом. Растворитель количественно переносят в пробирку и упаривают при комнатной температуре до объема 1 мл.

Из полученного экстракта отбирают микрошприцем 1 мкл и вводят через испаритель в хроматографическую колонку. Хроматографируют при указанных выше условиях.

Содержание изопропилбензола, стирола и α-метилстирола (мг) находят по соответствующим калибровочным графикам.

Калибровочный график. В ряд делительных воронок вместимостью 1 л вносят по 500 мл дистиллированной воды, прибавляют в каждую воронку 0,5—1—2—3—4—5 мл стандартных растворов изопропилбензола, стирола и α-метилстирола в этаноле, что соответствует содержанию 0,01—0,02—0,04—0,06—0,08—0,1 мг каждого препарата. Растворы анализируют и хроматографируют, как пробу. Строят калибровочные графики для каждого вещества в координатах содержание (мг) — площадь пика (мм2).

Площадь пика (мм2) пробы и стандартных растворов рассчитывают по формуле:

S = h * b0,5,


где h — высота пика, мм; b0,5 — ширина пика на середине высоты, мм.

Концентрацию изопропилбензола, стирола и α-метилстирола (мг/л) вычисляют по формуле:

Х = Аст*V2*1000/V1*V3,


где Aст — содержание вещества, найденное по соответствующему калибровочному графику, мг; V1 — объем введенного в хроматограф экстракта, мкл; V2 — общий объем экстракта, мкл; V3 — объем пробы, взятой для анализа, мл.