Неионогенные поверхностно-активные вещества в воде водоемов

18.09.2016
Предельно допустимая концентрация большинства неионогенных поверхностно-активных веществ в воде водоемов 0,1 мг/л (препараты ОП-7, ОП-10, ОС-20, оксанол КШ-9, оксанол Л-7, проксамин 385, проксанол 186, синтамид, синтанолы ВН-7, ВТ-15, ДТ-7, МЦ-10, ДС-10 и др.), лимитирующий признак вредности органолептический (пенообразование). Поскольку указанные соединения имеют одинаковый норматив с одним и тем же показателем вредности, при санитарно-химическом контроле можно ограничиваться определением их суммарного содержания, применяя групповой метод.

Турбидиметрическое определение


Принцип метода. Метод основан на взаимодействии неионогенных ПАВ с реактивом Несслера в кислой среде с образованием нерастворимых в воде продуктов реакции. Определению неионогенных веществ мешают анионоактивные соединения, нитриты, белки, сероводород. Влияние анионоактивных ПАВ и нитритов устраняют, пропуская исследуемую пробу через колонку с анионитом ЭДЭ-10П в С1--форме со скоростью 1 мл/мин. Белки при концентрации более 2 мг/л удаляют осаждением сульфатом цинка, для чего к 100 мл пробы приливают 5 мл 5% сульфата цинка, а после перемешивания 1,25 мл 5% гидроксида натрия. После осветления раствора приливают 2—3 капли 1 % гидроксида натрия, чтобы убедиться в полноте осаждения, затем для определения ПАВ осторожно отбирают пипеткой 50 мл прозрачного раствора над осадком. Сероводород удаляют продуванием воздухом подкисленной азотной кислотой пробы, которую нейтрализуют гидроксидом.

Предел обнаружения 0,1 мг/л неионогенных ПАВ. Меньшие концентрации могут быть определены после концентрирования пробы упариванием (неионогенные ПАВ нелетучи).

Аппаратура. Фотоколориметр — нефелометр любой модели.

Реактивы. 1. Реактив Несслера.

2. Азотная кислота пл. 1,42 г/см3.

3. Сульфат цинка, 5% раствор.

4. Гидроксид натрия, 5 и 1% растворы.

5. Анионит ЭДЭ-10П. Тренировку свежего анионита в колонке длиной 20 см и диаметром 1 см проводят попеременным пропусканием через него 200 мл 1 н. хлористоводородной кислоты, 500 мл дистиллированной воды, 200 мл 1 н. гидроксида натрия, 500 мл дистиллированной воды. Такой цикл повторяют 5—6 раз, заканчивая пропусканием хлористоводородной кислоты и 500 мл дистиллированной воды. После анализа колонку промывают 200 мл 1 н. гидроксида натрия, несколькими миллилитрами этанола и 500 мл дистиллированной воды.

6. Стандартные растворы неионогенного ПАВ. а) Основной раствор. В мерной колбе вместимостью 1 л растворяют 2 г чистого неионогенного ПАВ (желательно использовать вещество, которое может попадать в контролируемый водоем, или любой препарат, исходя из процентного содержания в нем неионогенного вещества). В 1 мл содержится 2 мг вещества. Хранят в течение 1 мес при 3°С. б) Рабочий раствор готовят разбавлением 1 мл основного до 1 л дистиллированной водой. В 1 мл содержится 0,002 мг вещества. Готовят перед анализом.

Ход определения. К 50 мл исследуемой или сконцентрированной пробы воды приливают 0,6 мл азотной кислоты пл. 1,42 г/см3, перемешивают и добавляют 1 мл реактива Несслера, снова перемешивают и оставляют на 1 ч. Интенсивность образовавшейся мути измеряют на нефелометре ФЭК-Н с зеленым светофильтром (λ 540 нм) в кювете с толщиной оптического слоя 3—5 см по отношению к дистиллированной воде с добавкой реактивов. Содержание ПАВ (мг) определяют по калибровочному графику.

Калибровочный график. В мерные колбы вместимостью 50 мл наливают 0—2,5—5—10—15—25 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию неионогенного ПАВ 0—0,005—0,01—0,02—0,03—0,05 мг, доводят объем до метки дистиллированной водой. Проводят все операции, включая подготовку пробы, и фотометрируют на нефелометре в тех же условиях, что и пробу. По результатам измерений строят калибровочный график в координатах показания нефелометра — содержание неионогенного ПАВ (мг).

Концентрацию неионогенного ПАВ (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А*1000/V,


где А — содержание препарата, найденное по калибровочному графику, мг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.

Определение с фосфорновольфраматом кальция


Принцип метода. Метод основан на осаждении неионогенного ПАВ в виде комплекса с фосфорновольфраматом кальция или бария. Количественное определение в осадке проводят по реакции связанного в комплекс вольфрама с гидрохиноном в сернокислой среде. Большинство неорганических веществ, обычно присутствующих в воде, не мешают определению. При использовании соли бария определению мешают сульфаты в концентрации более 200 мг/л, а также вещества, соосаждающиеся с фосфорновольфрамовой кислотой (например, белки, которые в этом случае предварительно осаждают гидроксидом цинка, как это принято в анализе сточных вод).

При предварительном концентрировании пробы упариванием предел обнаружения 0,1 мг/л.

Аппаратура. Центрифуга и центрифужные пробирки вместимостью 20—25 мл.

Реактивы. 1. Хлористоводородная кислота, разбавленный 1:1 раствор.

2. Хлорид кальция, 10% раствор. Растворяют 10 г безводного хлорида кальция CaCl2 в 100 мл дистиллированной воды. Раствор должен быть прозрачным, если необходимо, его фильтруют или центрифугируют.

3. Хлорид бария, 10% раствор. Растворяют 10 г ВаСl2*2Н2O в 100 мл прокипяченной дистиллированной воды.

4. Серная кислота пл. 1,84 г/см3.

5. Фосфорновольфрамовая кислота, 2% раствор. Растворяют 2 г кислоты в 100 мл дистиллированной воды.

6. Гидрохинон, 5% раствор в серной кислоте. Растворяют 5 г гидрохинона в 100 мл серной кислоты пл. 1,84 г/см3. Применяют только свежеприготовленным (раствор имеет зеленовато-коричневый цвет, при хранении темнеет и дает другие оттенки окраски).

7. Стандартные растворы неионогенного ПАВ. а) Основной раствор готовят, как указано ранее. б) Рабочий раствор готовят разбавлением 2,5 мл основного в мерной колбе вместимостью 100 мл дистиллированной водой. В 1 мл содержится 0,05 мг неионогенного ПАВ. Готовят перед анализом.

Ход определения. Упаривают 50 мл исследуемой воды до объема 10 мл (при содержании неионогенного ПАВ более 1 мг/л для анализа берут 10 мл исследуемой воды, не упаривая), переносят в центрифужную пробирку вместимостью 20— 25 мл, прибавляют 3 капли хлористоводородной кислоты (1:1), 1 мл 5% хлорида кальция или хлорида бария и 1 мл 2% сернокислого раствора фосфорновольфрамовой кислоты. Перемешивают, помещают пробирку на 15 мин в кипящую водяную баню, затем охлаждают. Стенки пробирки ополаскивают небольшим количеством дистиллированной воды, смывая в раствор частицы осадка. При низких концентрациях ПАВ в пробирке образуется лишь помутнение раствора, а не осадок.

Центрифугируют 5 мин со скоростью 2500 об/мин, затем жидкость над осадком отсасывают пипеткой с оттянутым капилляром (пипетку можно подсоединить к вакуум-насосу). Затем осадок промывают 5 мл горячей дистиллированной воды, опять центрифугируют и отсасывают жидкость. Таким же образом промывают еще раз. Осадок в пробирке подсушивают в сушильном шкафу при 100—105 °С.

После охлаждения до комнатной температуры осадок растворяют в 5 мл серной кислоты пл. 1,84 г/см3. Растворение ускоряется при умеренном встряхивании или перемешивании стеклянной палочкой (растворение происходит с трудом). После полного растворения осадка прибавляют 1 мл гидрохинона, перемешивают, доливают серную кислоту пл. 1,84 г/см3 до объема 10 мл и вновь перемешивают. Через 15 мин переносят раствор в сухую кювету фотоколориметра с толщиной оптического слоя 1—2 см и фотометрирут при зеленом светофильтре (λ 500 нм) относительно дистиллированной воды со всеми реактивами. Содержание неионогенного ПАВ (мг) находят по калибровочному графику.

Калибровочный график. В центрифужные пробирки вносят 0—0,5—1—2—3—4—5 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию неионогенного ПАВ 0—0,025—0,05—0,10—0,15—0,20—0,25 мг. Добавляют дистиллированную воду в каждую пробирку до объема 10 мл и далее обрабатывают, как пробу. Строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание препарата (мг).

Концентрацию неионогенного ПАВ (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А*1000/V,


где А — содержание препарата, найденное по калибровочному графику, мг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.