Анионоактивные вещества в воде водоемов

18.09.2016
Предельно допустимая концентрация в воде водоемов для большинства анионоактивных веществ 0,5 мг/л (алкилсульфаты, алкилсульфонаты, алкиламидометансульфат натрия, хлорный сульфонол, сульфонолы НП-1 и НП-3, сланцевый сульфонол ЭС-1 и др.), лимитирующий показатель вредности органолептический.

Для алкилбензолсульфоната (АБС) аммония ПДК 1 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Для алкилбензолсульфоната кальция (таламо) ПДК 0,2 мг/л, алкилбензолсульфоната триэтаноламина 1 мг/л, динатриевой соли алкилполиоксиэтиленгликолевого эфира сульфоянтарной кислоты (сукцинол ДТ-2, ДНС) 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.

Анионоактивные вещества включают 2 основные группы соединений, отличающиеся по химическому составу: а) алкил-сульфаты (сложные эфиры спиртов и серной кислоты) и б) алкил- и алкиларилеульфонаты (соли соответствующих сульфокислот). Для санитарно-химического контроля при необходимости можно провести раздельное определение алкил-сульфатов и алкилсульфонатов. В то же время чаще всего определяют суммарное содержание анионных ПАВ, тем более что метод их определения групповой. Если в водоем попадает одно известное вещество, то расчет ведут на него и учитывают величину соответствующего норматива. Если же в водоем сбрасывается несколько анионоактивиых соединений или состав их неизвестен, то расчет ведут по веществу» имеющему наименьший норматив — 0,1 мг/л.

Определение суммарного содержания с метиленовым синим


Принцип метода. Метод основан на образовании растворимого в хлороформе окрашенного соединения при взаимодействии анионоактивных веществ с основным красителем — метиленовым синим. Это соединение экстрагируют в щелочной среде, промывают кислым раствором метиленового синего, чем устраняется мешающее влияние хлоридов, нитратов, роданидов и белков. Проведению анализа мешают катионоактивные ПАВ, сульфиды, восстанавливающие метиленовый синий. Их влияние устраняют, добавляя к пробе пероксид (перекись) водорода.

Предел обнаружения 0,1 мг/л ПАВ. Диапазон измеряемых количеств 0,02—0,25 мг в пробе.

Реактивы. 1. Метиленовый синий, нейтральный раствор. Растворяют 0,35 г препарата в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л и доводят водой до метки.

2. Метиленовый синий, кислый раствор. Растворяют 0,35 г препарата в дистиллированной воде в мерной колбе на 1 л. К раствору прибавляют 6,5 мл серной кислоты пл. 1,84 г/см3 и доводят объем до метки дистиллированной водой.

3. Фосфатный буферный раствор pH 10. Готовят 2 водных раствора: а) содержащий 16,3308 г дигидроортофосфата калия KH2PO4 в 1200 мл и б) содержащий 5,04 г гидроксида натрия в 630 мл. Оба раствора смешивают. Величину pH проверяют потенциометрически или по универсальной индикаторной бумаге.

4. Хлороформ.

5. Стандартные растворы анионоактивного вещества. Для приготовления применяют чистые вещества (лаурилсульфонат натрия C12H25SO3Na, лаурилсульфат натрия C12H25OSO3Na, сульфанол, некаль и другие анионоактивные ПАВ или синтетические моющие средства — СМС). Желательно использовать соединения, которые могут попадать в контролируемый водоем. При использовании CMC учитывают фактическое содержание в них анионоактивного вещества. Для этого 3 г CMC обрабатывают 50 мл этанола при нагревании с обратным холодильником на водяной бане 30—40 мин (температура бани 70°С). Фильтруют в сухую колбу через стеклянный фильтр. Дважды промывают колбу и холодильник этанолом и фильтруют в ту же колбу. Раствор выпаривают в чашке на водяной бане, остаток промывают петролейным эфиром и 3 раза экстрагируют эфиром несульфированные вещества. Полноту экстракции проверяют по отсутствию жирного пятна при нанесении капли эфирной вытяжки на фильтровальную бумагу. После очистки эфиром остаток переносят в чашку и выпаривают при 70°С. Определяют массу остатка и рассчитывают процентное содержание активного вещества во взятом препарате. Из полученного чистого вещества можно готовить стандартные растворы, а) Основной раствор. Растворяют в 1 л дистиллированной воды 0,1 г чистого вещества или необходимое количество CMC (с учетом процентного содержания в нем активного вещества). В 1 мл содержится 0,1 мг анионоактивного вещества. Раствор устойчив в течение I мес при условии хранения при 3°С. б) Рабочий раствор готовят разбавлением основного в 10 раз. В 1 мл содержится 0,01 мг активного вещества. Применяют свежеприготовленным.

Ход определения. В делительную воронку на 250 мл помещают 100 мл воды (при необходимости исследуемую воду разбавляют или упаривают для концентрирования анионоактивного вещества), прибавляют 10 мл фосфатного буферного раствора (pH 10) и 5 мл нейтрального метиленового синего. Содержимое воронки перемешивают и оставляют стоять на 15 мин. Затем добавляют 10 мл хлороформа, смесь энергично встряхивают в течение 1 мин и после расслоения жидкости хлороформный экстракт сливают в другую делительную воронку, содержащую 110 мл дистиллированной воды и 5 мл кислого раствора метиленового синего. Содержимое второй воронки встряхивают в течение 1 мин и оставляют до расслоения жидкости. Хлороформный слой сливают в мерную колбу на 25 мл.

В первую воронку наливают еще 5 мл хлороформа и снова повторяют все операции. Третью экстракцию проводят аналогичным способом с 5 мл хлороформа. Все порции хлороформного экстракта объединяют, объем доводят хлороформом до 25 мл и измеряют оптическую плотность на ФЭК с красным светофильтром в кювете с толщиной оптического слоя 3 см или на спектрофотометре при длине волны 650 нм по отношению к хлороформу, полученному при обработке дистиллированной водой так же, как и пробы. Содержание ПАВ (мг) определяют по калибровочному графику.

Калибровочный график. В мерные колбы на 100 мл наливают 0—2—5—10—15—20—25 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию ПАВ 0—0,02—0,05—0,1—0,15—0,20—0,25 мг, и доводят объем в каждой колбе до метки. Каждый раствор переносят в делительные воронки, обрабатывают так же, как и пробы, и измеряют оптические плотности полученных хлороформных экстрактов. По результатам измерений строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание ПАВ (мг). Концентрацию анионного ПАВ (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А*1000/V,


где А — количество ПАВ в пробе, найденное по калибровочному графику, мг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.

Загрязненную метиленовым синим посуду промывают азотной кислотой, а затем водой.

Определение экспресс-методом


Принцип метода. Как и предыдущий, этот метод основан на реакции ПАВ с метиленовым синим. Данная модификация позволяет проводить определение в полевых условиях.

Предел обнаружения 0,1 мг/л. Диапазон измеряемых количеств в пробе 0,001—0,01 мг.

Реактивы. 1. Пероксид (перекись) водорода, 3% раствор. Применяют свежеприготовленным.

2. Фосфатный буферный раствор pH 10. Растворяют 1 г гидроортофосфата натрия (безводного) в дистиллированной воде, доводят pH до 10, добавляя 0,1 н. гидроксид натрия, разбавляют до 100 мл дистиллированной водой и перемешивают. Величину pH контролируют потенциометрически или по универсальной индикаторной бумаге.

3. Гидроксид натрия, 0,1 н. раствор.

4. Нейтральный раствор метиленового синего. Растворяют 175 мг метиленового синего в дистиллированной воде и разбавляют водой до 1000 мл. При необходимости очищают хлороформом.

5. Хлороформ.

6. Серная кислота, 0,3% раствор. Разбавляют 3 мл серной кислоты пл. 1,84 г/см3 дистиллированной водой до 1000 мл.

7. Стандартные растворы ПАВ.

Ход определения. В пробирку приблизительно на 20 мл вносят 10 мл исследуемой воды и последовательно прибавляют 1 мл 3% пероксида водорода, 1 мл фосфатного буферного раствора, 1 мл метиленового синего. После добавления каждого реактива раствор перемешивают. Затем наливают 3 мл хлороформа, осторожно перемешивают в течение 1 мин, приливают 1 мл 0,3% серной кислоты и снова перемешивают 1 мин. После разделения слоев колориметрируют, сравнивая окраску нижнего хлороформного слоя с окраской соответствующего стандартного раствора на белом фоне.

Анализ можно проводить в делительных воронках вместимостью 25—30 мл. В этом случае окрашенный хлороформный слой сливают в сухую пробирку и определяют количество ПАВ, визуально сравнивая окраску пробы со шкалой стандартных растворов или фотометрируют с красным светофильтром (А, 650 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 1 см. В последнем случае концентрацию анионного ПАВ находят по калибровочному графику.

Калибровочный график. В ряд колориметрических пробирок или делительных воронок вместимостью 25—30 мл вносят 0—0,1—0,2—0,3—0,4—0,5—0,6—0,8—1 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует концентрациям ПАВ 0—0,1—0,2—0,3—0,4—0,5—0,6—0,8—1 мг/л, разбавляют до 10 мл дистиллированной водой. Добавляют все реактивы и проводят операции, как при исследовании пробы. Для визуального определения шкала устойчива 2—3 дня при хранении в холодильнике. При фотометрическом определении строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — концентрация ПАВ (мг/л).

Раздельное определение алкилсульфатов и алкилсульфонатов


Принцип метода. Метод основан на предварительном гидролизе алкилсульфатов в кислой среде под давлением с последующим определением оставшихся алкилсульфонатов.

Аппаратура. Стеклянные ампулы вместимостью 50 мл — ПК-50.

Реактивы.

Дополнительно хлористоводородная кислота пл. 1,19 г/см3.

Ход определения. В ампулу вносят 5—40 мл исследуемой воды, доводят, если требуется, объем до 40 мл дистиллированной водой и приливают 10 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3. Запаивают ампулу и помещают ее в кипящую водяную баню на 2 ч. В полученном растворе определяют алкилсульфонаты одним из указанных выше методов. Содержание алкилсульфатов рассчитывают по разности между результатами определения суммарного количества ПАВ и количества алкилсульфонатов.