LIETUVOS RESPUBLIKOS APLINKOS MINISTRO
Į S A K Y M A S
DĖL APLINKOS APSAUGOS NORMATYVINIŲ DOKUMENTŲ LAND 48-2002 IR LAND 49-2002 PATVIRTINIMO
2002 m. rugpjūčio 8 d. Nr. 404
Vilnius
Vadovaudamasis Lietuvos Respublikos aplinkos ministerijos nuostatų (Žin., 1998, Nr. 84-2353; 2002, Nr. 20-766) 6.8 punktu,
1. Tvirtinu šiuos aplinkos apsaugos normatyvinius dokumentus:
1.1. LAND 48-2002 Vandens kokybė. Svorio metodas mineralinei naftai (naftos produktams) nustatyti (pridedama);
2. Aplinkos ministerijos informacijos kompiuterinėje sistemoje vadovautis reikšminiais žodžiais: „valdymo sistema“, „vanduo“.
PATVIRTINTA
Lietuvos Respublikos aplinkos ministro
2002 08 08 įsakymu Nr. 404
VANDENS KOKYBĖ.
SVORIO METODAS MINERALINEI NAFTAI (NAFTOS PRODUKTAMS) NUSTATYTI
Įspėjimai
· Anglies tetrachloridas ir chloroformas yra įtariami kancerogeniniu poveikiu žmogui. Jie yra nuodingi patekę į virškinamąjį traktą, kvėpavimo takus, taip pat jei patenka ant odos, per ją įsiskverbia į organizmą.
· Heksanas yra kenksmingas žmogaus sveikatai. Būtina vengti kontakto su oda ir akimis.
· Heksanas yra labai degus skystis.
· Visas procedūras su anglies tetrachloridu, chloroformu ir heksanu būtina atlikti traukos spintoje.
1. Taikymo sritis
Šis metodas taikomas mineralinės naftos koncentracijai nustatyti nuotekose.
1.3. Trukdžiai.
1.3.2. Nėra tirpiklio, kuris selektyviai tirpintų tik mineralinę naftą. Sunkioje naftos liekanoje yra dalis medžiagų, kurios netirpsta tirpiklyje-ekstrahente. Tinkamiausias tirpiklis – trichlortrifluoretanas (1,1,2-trichlor-1,2,2-trifluoretanas), tačiau tai – freonas, kuris ardo ozono sluoksnį.
2. Terminai ir apibrėžimai
2.1. Hagos simpoziume (1968 m.) buvo nutarta analitiniu požiūriu mineraline nafta (naftos produktais) laikyti nepolinių ir mažo poliškumo angliavandenilių, tirpstančių heksane, anglies tetrachloride, kituose nepoliniuose tirpikliuose, kurių neadsorbuoja aliuminio oksidas, sumą, t. y. alifatinius, aliciklinius ir aromatinius angliavandenilius, sudarančius 70–90 % visų mineralinėje naftoje esančių junginių.
3. Principas
Mineralinė nafta iš vandens ekstrahuojama tirpikliu. Iš ekstrakto išgarinamas tirpiklis, liekana tirpinama nepoliniame tirpiklyje ir perleidžiama per chromatografinę kolonėlę, užpildytą aliuminio oksidu, sulaikančiu visus polinius junginius. Eliuatas išgarinamas, nepoliniai ir mažai poliniai angliavandeniliai sveriami.
4. Reagentai
Visi reagentai turi būti analiziškai gryni.
4.1. Praskiestas 1+1 druskos rūgšties (HCl) tirpalas. Į 100 ml distiliuoto vandens įpilkite 100 ml koncentruotos druskos rūgšties.
4.2. Anglies tetrachloridas (CCl4), ρ =1,595 g/ml, virimo temperatūra 76,7 oC arba chloroformas (CHCl3), ρ = 1,489 g/ml, virimo temperatūra 61,2 oC.
4.4. Aliuminio oksidas (Al2O3), „chromatografinis“, bazinis arba neutralus I–II aktyvumo pagal Brokmaną, dalelių dydis 63–200 mm (mesh 70–230). I–II aktyvumas pagal Brokmaną reiškia, kad sorbente yra 1–2 % vandens. Jei naudojate ne „chromatografinį“ aliuminio oksidą, tuomet jį iškaitinkite 600oC temperatūroje 4 val. Po iškaitinimo dezaktyvuokite 100 g aliuminio oksido 1 ml vandens. Ant eksikatoriaus dugno papilkite 1 ml vandens ir lėkštelėje nestoru sluoksniu paskleiskite iškaitintą aliuminio oksidą. Kai vanduo susigers į sorbentą, patikrinkite jo aktyvumą, t.y. svorio metodu nustatykite drėgmę. Ji turėtų būti 1–2 %. Taip paruoštą aliuminio oksidą laikykite hermetiškai užsukamame butelyje.
4.8. Kokybės valdymo standartinis tirpalas. Į 25–50 ml matavimo kolbą su šlifo kamščiu įpilkite apie 10–15 ml izopropanolio (4.6) ir pasverkite analitinėmis svarstyklėmis. Po to įlašinkite 10–20 lašų tepalo (4.7) ir vėl pasverkite analitinėmis svarstyklėmis. Atsargiai supurtydami ištirpinkite tepalą ir praskieskite izopropanoliu (4.6) iki brūkšnio. Apskaičiuokite mineralinės naftos koncentraciją, pvz.:
kolbos masė su izopropanoliu ir 10 lašų tepalo (4.7) 26,7100 g
kolbos masė su izopropanoliu 26,5600 g,
t.y.: atsverta 150 mg tepalo ir ištirpinta 25 ml izopropanolio.
Kokybės valdymo standartinio tirpalo koncentracija – 6 mg/ml.
Šį tirpalą laikykite hermetiškai užsukamame butelyje šaldytuve, išlieka stabilus 5–6 mėn.
5. Aparatūra, įranga, indai
6. Mėginio paėmimas, konservavimas, laikymas
6.2. Mineralinei naftai nustatyti imkite atskirą mėginį. Nuotekas semkite į plačiagurklį 1 l arba 0,5 l talpos stiklinį butelį, kuris yra išplautas su skystu plovikliu, gerai išskalautas vandeniu ir perplautas tirpikliu (pvz., anglies tetrachloridu arba chloroformu).
6.3. Negalima butelio perpildyti, kad vanduo lietųsi per kraštus, ir laboratorijoje mėginio negalima dalyti į dalis.
6.4. Butelį užpildykite maždaug 90 % nuotekomis. Jei yra galimybė, mėginį parūgštinkite druskos rūgšties tirpalu (4.1) iki pH=2 arba žemiau. Mėginį laikykite apie 4 oC temperatūroje. Ekstrakciją atlikite kaip galima greičiau nuo mėginio paėmimo laiko, tačiau ne vėliau kaip po 4 dienų.
7. Procedūros
7.1. Ekstrakcija.
7.1.2. Ant butelio žymekliu užbrėžkite brūkšnį pagal vandens meniską tam, kad paskui galėtumėte išmatuoti nuotekų tūrį.
7.1.2. Jeigu mėginys neparūgštintas, jį parūgštinkite 1+1 druskos rūgšties tirpalu (4.1) iki pH=2 arba žemiau (paprastai užtenka 5 ml 1+1 druskos rūgšties tirpalo 900 ml nuotekų).
7.1.3. Jeigu nuotekose yra daug kitų organinių medžiagų, siūloma įdėti 80 g magnio sulfato (4.5) į 900 ml vandens tam, kad nesusidarytų emulsija.
7.1.4. Visą vandenį iš butelio supilkite į ekstraktorių /1 l dalijamąjį piltuvą (5.5), kuriame įstatyta mechaninė maišyklė (5.2)/.
7.1.5. Į indą, kuriame buvo mėginys, įpilkite 25 ml anglies tetrachlorido (4.2). Atsargiai apiplaukite indo sieneles ir visą tirpiklį supilkite į 1 l dalijamąjį piltuvą arba į ekstraktorių su mėginiu.
7.1.7. Laukite 10 min., kol atsiskirs sluoksniai. Dažnai susidaro daug emulsijos. Apatinį anglies tetrachlorido sluoksnį kartu su emulsija nuleiskite į 0,1–0,25 l dalijamąjį piltuvą.
7.1.8. Į ekstraktorių vėl įpilkite naują 25 ml anglies tetrachlorido (4.2) porciją. Vėl 10 min. ekstrahuokite, 10 min. laukite, kol atsiskirs sluoksniai. Apatinį anglies tetrachlorido sluoksnį kartu su emulsija nuleiskite į tą patį mažąjį dalijamąjį piltuvą.
7.1.9. Jeigu antroji ekstrakto porcija bespalvė, ekstrakcijos nebekartokite, jeigu gelsva, – ekstrakciją pakartokite trečią kartą, ekstraktą prijungiant prie pirmųjų dviejų.
7.1.10. Palaukite, kol mažajame dalijamajame piltuve atsiskirs vandens sluoksnis, kurį atsargiai nupilkite nuo viršaus. Likusį anglies tetrachloridą su emulsija staigiu judesiu sukrėskite, po to sluoksniai dažniausiai atsiskiria.
7.1.12. Prijunkite kolbą prie šaldytuvo ir tirpiklį, šildydami ant vandens vonios, nudistiliuokite. Distiliaciją baikite, kai kolboje liks apie 20 ml ekstrakto.
7.1.13. Likusį kolboje ekstraktą ventiliatoriumi išgarinkite sausai. Ventiliatoriumi galima išgarinti ir visą ekstrakte esanti tirpiklį jo nedistiliuojant, tačiau taupumo sumetimais distiliacija rekomenduotina, nors dėl to pailgėja analizės trukmė.
7.2. Ekstrakto valymas ir svėrimas.
7.2.1. Chromatografines kolonėles (5.4) nestipriai užkimškite mažais vatos gumulėliais, nustumiant juos į galą pipete. Ant vatos užberkite po 3 g aliuminio oksido (4.4). Kolonėles sustatykite į stovus, o po jomis pastatykite po mažą stiklinėlę (5.13). Į kiekvieną kolonėlę įpilkite po 5 ml heksano (4.3). Laukite, kol didžioji dalis tirpiklio išlašės, tačiau virš aliuminio oksido dar liks plonas (apie 1–2 mm) heksano sluoksnis. Iš stiklinėlių heksaną pilkite į švarias atliekas.
7.2.2. Po kolonėlėmis pastatykite paruoštus iki pastovaus svorio 5–10 ml biuksus (5.11). Ekstrakto liekaną ištirpinkite 3–4 ml heksano (4.3), jį atsargiai supilkite į chromatografinę kolonėlę, žiūrėkite, kad kolonėlėje virš aliuminio oksido liktų plonas heksano sluoksnis.
7.2.4. 3–4 ml heksano (4.3) porcija perplaukite kūginę kolbą, kurioje buvo ekstraktas, ir taip pat ją perleiskite per aliuminio oksido kolonėlę. Procedūrą pakartokite dar kartą. Būtina kiekybiškai visą ekstrakto liekaną perpilti į chromatografinę kolonėlę ir ją perplauti 10–15 ml heksano.
7.2.5. Heksaną iš biukso visiškai išgarinkite (nelieka heksano kvapo) ir biuksą su mineraline nafta 1 parai įdėkite į eksikatorių (5.12).
7.3. Tuščiasis bandymas.
Paruoškite tuščiąjį mėginį. 70–75 ml heksano (4.3) perleiskite per aliuminio oksidu užpildytą chromatografinę kolonėlę į pastovaus svorio biuksą, ventiliuojant, kad heksanas nesilietų per biukso kraštus. Įvykdykite 7.2.5 ir 7.2.6 punktus. Sausos liekanos masė turi būti ne didesnė negu svėrimo tikslumas.
7.4. Kokybės laidavimas ir valdymas.
Siūloma reguliariai kiekvienoje mėginių serijoje arba kas dvidešimtą analizę, naudojant 900 ml distiliuoto vandens su 1 ml kokybės valdymo standartinio tirpalo (4.8), atlikti išgauties nustatymą.
7.4.1. Išgauties nustatymas.
7.4.1.1. Į 1 litro hermetiškai užsukamą butelį su teflonine tarpine įpilkite 900 ml distiliuoto vandens ir 1 ml kokybės valdymo standartinio tirpalo (4.8). Nuotekoms rekomenduojama mineralinės naftos koncentracija – 5–10 mg/ml izopropanolio.
7.4.1.2. Butelį guldykite į kratiklį ir energingai 250 judesių/min. kratykite 30 min. arba rankomis energingai – 10 min.
7.4.1.3. Būtinai nedelsiant (tą pačią dieną) atlikite mineralinės naftos nustatymą pagal 7.1–7.2 punktus.
Išgautis turi būti tarp 70-100 %.
8. Rezultatai
8.1. Rezultatų apskaičiavimas.
Rezultatus apskaičiuokite pagal formulę:
X = |
(m1-m2) |
x 1000 (2) |
V |
m1 – biukso svoris su mineraline nafta, išgarinus heksaną, mg;
m2 – tuščio biukso svoris, mg;
V – analizei paimto vandens tūris, ml.
Bibliografija
2. Standartiniai vandens ir nuotekų tyrimų metodai, 1992, 18 leidimas, Vašingtonas, JAV. Standard methods for examination of water and wastewater, 1992, 18th edition, Washington, USA.
4. Metodo palyginimo bandymas, nustatant naftą vandenyje, 2000-07-11, Berlynas. Method intercomparison test on the determination of oil in water, 11 07 2000, Berlin.
5. ISO 9377-2:2000, Vandens kokybė. Naftos angliavandenilių indekso nustatymas – 2-oji dalis: Dujų chromatografijos metodas po ekstrakcijos tirpikliu. ISO 9377-2:2000, Water quality- Determination of hydrocarbon oil index-Part 2: Method using solvent extraction and gas chromatography.
PATVIRTINTA
Lietuvos Respublikos aplinkos ministro
2002 08 08 įsakymu Nr. 404
VANDENS KOKYBĖ.
INFRARAUDONŲJŲ (IR) SPINDULIŲ SPEKTROFOTOMETRIJOS METODAS MINERALINEI NAFTAI (NAFTOS PRODUKTAMS) NUSTATYTI
Įspėjimai
· Benzenas yra kancerogenas. Anglies tetrachloridas yra įtariamas kancerogeniniu poveikiu žmogui. Jie yra nuodingi patekę į virškinamąjį traktą, kvėpavimo takus, taip pat jeigu patenka ant odos, per ją įsiskverbia į organizmą.
· Dirbant su anglies tetrachloridu ir benzenu, būtina dėvėti chemiškai atsparias pirštines ir visas procedūras atlikti traukos spintoje.
1. Taikymo sritis
1.1. Šiame metode aprašomas mineralinės naftos koncentracijos nustatymas paviršiniame vandenyje ir nuotekose infraraudonųjų (IR) spindulių spektrofotometrija.
1.2. Metodo linijinis intervalas yra 0–2,5 mg/25 ml anglies tetrachlorido, dirbant su naftos analizatoriumi AN–1 (2), ir 0–0,6 mg/25 ml anglies tetrachlorido, dirbant su naftos analizatoriumi ANVP–79 bei IR spektrofotometru „Specord M 80“. IR spektrofotometro linijinį intervalą galima išplėsti iki 3 mg/25 ml, naudojant 1 cm kiuvetę. Eliuatai (ekstraktai), kuriuose mineralinės naftos koncentracija yra didesnė už maksimalią linijinio intervalo vertę, yra skiedžiami.
1.5. Trukdžiai.
1.5.1. Nėra tirpiklio, kuris selektyviai tirpintų tik mineralinę naftą. Sunkioje naftos liekanoje yra dalis medžiagų, kurios netirpsta tirpiklyje-ekstrahente. Tinkamiausias tirpiklis – trichlortrifluoretanas (1,1,2-trichlor-1,2,2-trifluoretanas), tačiau tai – freonas, kuris turi neigiamą įtaką ozono sluoksniui.
2. Terminai ir apibrėžimai
2.1. Hagos simpoziume (1968 m.) buvo nutarta analitiniu požiūriu mineraline nafta (naftos produktais) laikyti nepolinių ir mažo poliškumo angliavandenilių, tirpstančių heksane, anglies tetrachloride, kituose nepoliniuose tirpikliuose, kurių neadsorbuoja aliuminio oksidas, sumą, t.y. alifatinius, aliciklinius ir aromatinius angliavandenilius, sudarančius 70-90 % visų mineralinėje naftoje esančių junginių.
3. Principas
Mineralinė nafta iš vandens ekstrahuojama anglies tetrachloridu. Aliuminio oksidu užpildytoje chromatografinėje kolonėlėje mineralinė nafta atskiriama nuo kitų organinių junginių. Esant bangos skaičiui 1/χ=2930 cm-1, išmatuojama eliuato IR spindulių absorbcija, kuri yra tiesiog proporcinga mineralinės naftos koncentracijai.
4. Reagentai
Visi reagentai turi būti analiziškai gryni.
4.1. Praskiestas 1+1 druskos rūgšties (HCl) tirpalas.
Į 100 ml distiliuoto vandens įpilkite 100 ml koncentruotos druskos rūgšties.
4.3. Aliuminio oksidas (Al2O3), „chromatografinis“, bazinis arba neutralus I–II aktyvumo pagal Brokmaną, dalelių dydis 63–200 mm (mesh 70–230). I–II aktyvumas pagal Brokmaną reiškia, kad sorbente yra 1–2 % vandens. Jei naudojate ne „chromatografinį“ aliuminio oksidą, tuomet jį iškaitinkite 600oC temperatūroje 4 val. Po iškaitinimo dezaktyvuokite 100 g aliuminio oksido 1 ml vandens. Ant eksikatoriaus dugno papilkite 1 ml vandens ir lėkštelėje nestoru sluoksniu paskleiskite iškaitintą aliuminio oksidą. Kai vanduo susigers į sorbentą, patikrinkite jo aktyvumą, t.y. svorio metodu nustatykite drėgmę. Ji turėtų būti 1–2 %. Taip paruoštą aliuminio oksidą laikykite hermetiškai užsukamame butelyje.
4.9. Standartinis angliavandenilių mišinys kalibravimui.
10 ml talpos mėgintuvėlyje su šlifo kamščiu sumaišykite 2,5 ml benzeno (4.6), 3,75 ml heksadekano (4.7) ir 3,75 ml izooktano (4.8).
4.10. Pagrindinis standartinis angliavandenilių tirpalas, kurio koncentracija 7,6 mg/ml.
1 ml standartinio angliavandenilių mišinio (4.9) ištirpinkite anglies tetrachloride (4.2) 100 ml matavimo kolboje su šlifo kamščiu ir praskieskite anglies tetrachloridu iki brūkšnio.
4.11. Standartinis angliavandenilių darbinis tirpalas, kurio koncentracija 0,1 mg/ml.
1,32 ml pagrindinio standartinio angliavandenilių tirpalo (4.10) matavimo kolboje su šlifo kamščiu praskieskite anglies tetrachloridu (4.2) iki 100 ml.
4.15. Mineralinių naftų mišinys.
Sumaišykite lygiais kiekiais pagal masę dyzeliną (4.13) ir tepalą (4.14).
4.16. Kokybės valdymo standartinis tirpalas.
Į 25–50 ml matavimo kolbą su šlifo kamščiu įpilkite apie 10–15 ml izopropanolio (4.12) ir pasverkite analitinėmis svarstyklėmis. Po to įlašinkite 2–3 lašus mineralinių naftų mišinio (4.15) ir vėl pasverkite analitinėmis svarstyklėmis. Atsargiai supurtydami ištirpinkite mineralinių naftų mišinį ir praskieskite izopropanoliu (4.12) iki brūkšnio. Apskaičiuokite mineralinės naftos koncentraciją, pvz.:
kolbos masė su izopropanoliu ir 3 lašais naftos (4.15) 26,6482 g
kolbos masė su izopropanoliu 26,6122 g
t.y.: atsverta 36 mg naftos ir ištirpinta 25 ml izopropanolio.
Mineralinės naftos koncentracija – 1,44 mg/ml.
Mineralinės naftos tirpalą laikykite hermetiškai užsukamame butelyje šaldytuve, išlieka stabilus 5-6 mėn.
Mažesnių koncentracijų mineralinės naftos tirpalus ruoškite skiesdami pradinį tirpalą izopropanoliu.
5. Aparatūra, įranga ir indai
6. Mėginio paėmimas, konservavimas ir laikymas
6.2. Mineralinei naftai nustatyti imkite atskirą mėginį. Vandenį semkite į plačiagurklį 1 l arba 0,5 l talpos stiklinį butelį, kuris yra išplautas su skystu plovikliu, gerai išskalautas vandeniu ir perplautas tirpikliu (anglies tetrachloridu).
6.3. Negalima butelio perpildyti, kad vanduo lietųsi per kraštus, ir atvežto į laboratoriją mėginio negalima dalyti į dalis.
6.4. Butelį užpildykite maždaug 90% vandeniu. Jei yra galimybė, mėginį parūgštinkite druskos rūgšties tirpalu (4.1) iki pH=2 arba žemiau. Mėginį laikykite apie 4 oC temperatūroje. Ekstrakciją atlikite kiek galima greičiau nuo mėginio paėmimo laiko, tačiau ne vėliau kaip po 4 dienų.
7. Procedūros
7.1. Kalibracinė kreivė IR spektrofotometrui.
7.1.1. Iš standartinio angliavandenilių darbinio tirpalo (4.11), skiesdami jį anglies tetrachloridu, paruoškite kalibracinių tirpalų seriją su tam tikra angliavandenilių koncentracija, atitinkančia mineralinės naftos koncentraciją, kaip nurodyta 2 lentelėje.
2 lentelė.
Standartinio angliavandenilių darbinio tirpalo kiekis, ml |
Anglies tetrachlorido kiekis*), ml |
Mineralinės naftos koncentracija, mg/25 ml CCl4 |
Absorbcija A |
|
1,0 2,5 5,0 5,0 7,5 10 |
50 50 50 25 25 25 |
0,05 0,125 0,25 0,50 0,75 1,0 |
|
|
*)Nurodytus standartinio angliavandenilių darbinio tirpalo kiekius pilkite į 50 arba 25 ml matavimo kolbas (5.10) ir skieskite anglies tetrachloridu iki brūkšnio. |
||||
7.1.2. Prietaisą paruoškite darbui pagal spektrofotometro eksploatacijos instrukciją. Bangų skaičių diapazonas yra 3125–2800 cm-1.
7.1.3. Į IR spektrofotometro kiuvečių vietą įstatykite dvi kvarcines kiuvetes, kurių l=5 cm. Palyginamąją kiuvetę užpildykite anglies tetrachloridu, kitą kiuvetę – kalibraciniu tirpalu (7.1.1). Užrašykite IR spektrogramą. Jeigu IR spektrofotometras matuoja šviesos laidumą T ir absorbciją A, tai spektrogramą užrašykite abiem būdais.
7.1.4. Jeigu spektrofotometras matuoja tik šviesos laidumą, tuomet absorbciją apskaičiuokite bazinės linijos metodu. Bazinę liniją brėžkite kaip liestinę (ab) per dviejų maksimumų pagrindą, kaip parodyta A priede.
Absorbciją apskaičiuokite pagal formulę:
A = lg (1)
A – absorbcija;
I0 – krintančio spinduliavimo intensyvumas;
I – praėjusio pro tirpalą spinduliavimo intensyvumas.
A priede pavaizduotame paveiksle I0 atitinka atkarpą ce, I – atkarpą de, taškas c – bazinės linijos susikirtimą su statmeniu nulinei linijai PK ir 100 % laidumo linijai AB, einančiu per CH2 grupės (1/λ=2926 cm-1 maksimumą.
7.2. Kalibracinė kreivė analizatoriui ANVP-79.
7.2.1. Prieš pradėdami darbą, patikrinkite anglies tetrachlorido grynumą.
7.2.1.1. Į prietaisą įstatykite tuščią kiuvetę, potenciometru „ustanovka 0“ galvanometro rodyklę nustatykite ties nuliu (skalės pradžioje), mygtukas „izmerenije“ nuspaustas, matavimas vyksta 1 min.
7.2.2. Skiedžiant standartinį angliavandenilių darbinį tirpalą (4.11) anglies tetrachloridu, paruoškite kalibracinių tirpalų seriją su tam tikra angliavandenilių koncentracija, atitinkančia mineralinės naftos koncentraciją, kaip nurodyta 3 lentelėje.
3 lentelė.
Standartinio angliavandenilių darbinio tirpalo kiekis, ml |
Anglies tetrachlorido kiekis*), ml |
Mineralinės naftos koncentracija, mg/25 ml CCl4 |
Analizatoriaus rodmenys |
1,0 2,5 5,0 5,0 7,5 10**) |
50 50 50 25 25 25 |
0,05 0,125 0,25 0,50 0,75 1,0 |
|
*)Nurodytus standartinio angliavandenilių darbinio tirpalo kiekius pilkite į 50 arba 25 ml matavimo kolbas (5.10) ir skieskite anglies tetrachloridu iki brūkšnio. **)Šio tirpalo į kalibracinę kreivę neįtraukite, nes jau nėra tiesinės priklausomybės. |
7.2.3. Grynu anglies tetrachloridu sureguliuokite nulinį rodmenį pagal 7.2.1.1 punktą vietoj tuščios kiuvetės į prietaisą įstatę užpildytą anglies tetrachloridu kiuvetę.
7.2.4. Potenciometru 100, kuris yra analizatoriaus priekyje žemai po plokštele, jei įmanoma, kalibraciniu tirpalu, kurio koncentracija 1 mg/25 ml anglies tetrachlorido, prietaiso rodyklę nustatykite ties padala, rodančia 100. Taip padidinsite prietaiso jautrumą.
7.2.5. Pakartokite gryno anglies tetrachlorido matavimą, kuriuo patikrinsite nulinį rodmenį. Tuoj pat matuokite angliavandenilių kalibracius tirpalus (7.2.2). Kiekvieną matavimą atlikite 1 min.
7.3. Analizatoriaus AN-1(2) kalibravimas.
7.3.1. Patikrinkite anglies tetrachlorido grynumą.
7.3.1.1. Į kiuvetės vietą įstatykite tuščią kiuvetę. Potenciometru „ustanovka 0“ nustatykite 00,0, nors patogiau palikti 00,2, 00,3 ar kitokį skaičių, kurį paskui atimsite iš rezultato, nes neigiamo, mažesnio už nulį, skaičiaus analizatorius neparodo.
7.3.1.2. Kiuvetę užpildykite anglies tetrachloridu ir įstatykite į analizatorių. Per 2 min. skaitmeniniame ekrane pasirodo tam tikras skaičius, pvz., 4,5 ar kitoks. Jeigu ekrane atsiranda skaičius, didesnis negu 20, anglies tetrachloridas darbui netinka ir turi būti valomas. Jeigu ekrane pasirodo skaičius, mažesnis už 20, anglies tetrachloridas darbui naudojamas.
7.3.2. Iš standartinio angliavandenilių darbinio tirpalo (4.11), skiesdami jį anglies tetrachloridu, paruoškite kalibracinių tirpalų seriją su tam tikra angliavandenilių koncentracija, atitinkančia mineralinės naftos koncentraciją, kaip nurodyta 4 lentelėje.
4 lentelė.
Standartinio angliavandenilių darbinio tirpalo kiekis, ml |
Anglies tetrachlorido kiekis*), ml |
Mineralinės naftos koncentracija, mg/25 ml CCl4 |
Mineralinės naftos koncentracija, mg/l CCl4 |
1,0 2,5 5,0 10 25 |
50 50 25 25 - |
0,05 0,125 0,5 1,0 2,5 |
2,0 5,0 20 40 100 |
*)Nurodytus standartinio angliavandenilių darbinio tirpalo kiekius pilkite į 50 arba 25 ml matavimo kolbas (5.10) ir skieskite anglies tetrachloridu iki brūkšnio. |
7.3.3. Analizatorių AN-1 paruoškite darbui. Grynu anglies tetrachloridu sureguliuokite nulį pagal 7.3.1.1 punktą vietoj tuščios kiuvetės į prietaisą įstatę užpildytą anglies tetrachloridu kiuvetę.
7.4. Paviršinių vandenų (sąlygiškai švarių) ekstrakcija.
7.4.1. Ekstrakcija 1 litro butelyje.
7.4.1.1. Mėginio pasemta apie 900 ml. Ant butelio (5.13) žymekliu užbrėžkite brūkšnį pagal vandens meniską tam, kad paskui galėtumėte išmatuoti vandens tūrį.
7.4.1.2. Jeigu mėginys yra neparūgštintas, jį parūgštinkite 5 ml 1+1 druskos rūgšties tirpalu (4.1) iki pH=2 arba žemiau (paprastai užtenka 5 ml 1+1 druskos rūgšties tirpalo 900 ml vandens).
7.4.1.3. Į butelį įpilkite 25 ml anglies tetrachlorido (4.2). Hermetiškai užsukite kamštį su teflonine tarpine.
7.4.1.4. Butelį paguldykite į kratytuvą (5.4) ir energingai 250 judesių/min. kratykite 30 min. Stebėkite, kad apatinis anglies tetrachlorido sluoksnis pakiltų iki paguldyto butelio šono viršaus.
7.4.1.7. Apatinį anglies tetrachlorido su emulsija ir nedideliu vandens kiekiu sluoksnį supilkite į 100-250 ml dalijamąjį piltuvą. Vandenį atsargiai nuo paviršiaus nupilkite. Likusį anglies tetrachloridą su emulsija staigiu judesiu sukrėskite, po to sluoksniai dažniausiai atsiskiria.
7.4.1.8. 20-21 ml apatinio sluoksnio nuleiskite į 20-25 ml graduotą mėgintuvėlį su šlifo kamščiu (5.9). Jeigu anglies tetrachlorido su mineraline nafta atsiskiria mažiau negu 20 ml, jį visą nuleiskite į graduotą mėgintuvėlį (5.9).
7.4.2. Ekstrakcija maišant maišykle.
7.4.2.1. Mėginio pasemta apie 900 ml. Ant butelio žymekliu užbrėžkite brūkšnį pagal vandens meniską tam, kad paskui galėtumėte išmatuoti vandens tūrį.
7.4.2.2. Jeigu mėginys neparūgštintas, jį parūgštinkite 1+1 druskos rūgšties tirpalu (4.1) iki pH=2 arba žemiau (paprastai užtenka 5 ml 1+1 druskos rūgšties tirpalo 900 ml vandens).
7.4.2.3. Visą vandenį iš butelio supilkite į ekstraktorių arba 1 l dalijamąjį piltuvą (5.6), kuriame įstatyta mechaninė maišyklė (5.3).
7.4.2.4. Į indą, kuriame buvo mėginys, įpilkite 25 ml anglies tetrachlorido (4.2). Atsargiai apiplaukite indo sieneles ir visą tirpiklį supilkite į dalijamąjį piltuvą arba į ekstraktorių su mėginiu.
7.4.2.6. Laukite 10 min., kol atsiskirs sluoksniai. Dažnai susidaro daug emulsijos. Apatinį anglies tetrachlorido sluoksnį kartu su emulsija nuleiskite į 0,1–0,25 l dalijamąjį piltuvą.
7.4.2.7. Palaukite, kol mažajame dalijamajame piltuve atsiskirs vandens sluoksnis, kurį atsargiai nupilkite nuo viršaus. Likusį anglies tetrachloridą su emulsija staigiu judesiu sukrėskite, po to sluoksniai dažniausiai atsiskiria.
7.4.2.8. 20–21 ml apatinio sluoksnio nuleiskite į 20–25 ml graduotą mėgintuvėlį su šlifo kamščiu (5.9). Jei anglies tetrachlorido atsiskiria mažiau negu 20 ml, jis visas nuleidžiamas į 25 ml graduotą mėgintuvėlį.
7.5. Nuotekų ekstrakcija.
7.5.1. Mėginio pasemta apie 900 ml. Ant butelio žymekliu užbrėžkite brūkšnį pagal vandens meniską tam, kad paskui galėtumėte išmatuoti vandens tūrį.
7.5.2. Jeigu mėginys neparūgštintas, jį parūgštinkite 1+1 druskos rūgšties tirpalu (4.1) iki pH=2 arba žemiau (paprastai užtenka 5 ml 1+1 druskos rūgšties tirpalo 900 ml vandens).
7.5.3. Jeigu nuotekose yra daug kitų organinių medžiagų, siūloma įdėti 80 g magnio sulfato (4.5) į 900 ml vandens tam, kad nesusidarytų emulsija.
7.5.4. Visą vandenį iš butelio supilkite į ekstraktorių arba 1 l dalijamąjį piltuvą (5.6), kuriame įstatyta mechaninė maišyklė (5.3).
7.5.5. Į indą, kuriame buvo mėginys, įpilkite 25 ml anglies tetrachlorido (4.2). Atsargiai apiplaukite indo sieneles ir visą tirpiklį supilkite į dalijamąjį piltuvą arba į ekstraktorių su mėginiu.
7.5.7. Laukite 10 min., kol atsiskirs sluoksniai. Dažnai susidaro daug emulsijos. Apatinį anglies tetrachlorido sluoksnį kartu su emulsija nuleiskite į 0,1–0,25 l dalijamąjį piltuvą.
1 pastaba. Būtinai abi ekstrakto porcijas sujunkite mažajame dalijamajame piltuve.
7.5.9. Palaukite, kol mažajame dalijamajame piltuve atsiskirs vandens sluoksnis, kurį atsargiai nupilkite nuo viršaus. Likusį anglies tetrachloridą su emulsija staigiu judesiu sukrėskite, po to sluoksniai dažniausiai atsiskiria.
2 pastaba. Kartais staigiu sukrėtimu emulsijos nepavyksta suardyti. Tuomet emulsiją perpilkite iš dalijamojo piltuvo į 100 ml stiklinę ir maišydami lazdele įberkite 5–10 g bevandenio natrio sulfato (4.4). Atsiskyrusį anglies tetrachloridą supilkite į 20–25 ml graduotą mėgintuvėlį su šlifo kamščiu (5.9).
7.5.10. 20 ml arba mažiau apatinio sluoksnio nuleiskite į 20–25 ml graduotą mėgintuvėlį su šlifo kamščiu (5.9). Jeigu anglies tetrachlorido atsiskiria mažiau negu 20 ml, jį visą nuleiskite į 20–25 ml graduotą mėgintuvėlį.
7.5.13. Įpilkite į mėginio butelį vandentiekio vandens iki žymekliu pažymėto brūkšnio ir menzūra (5.7) išmatuokite vandens tūrį ml.
3 pastaba. Bandinių ekstrakcijai ir chromatografinėms kolonėlėms būtinai naudokite tą patį anglies tetrachloridą (iš to paties butelio).
7.6.1. Kolonėles (5.5) nestipriai užkimškite mažais vatos gumulėliais, nustumdami juos į galą pipete. Ant vatos užberkite po 3 g aliuminio oksido (4.3). Kolonėles sustatykite į stovus, o po jomis pastatykite po mažą stiklinėlę (5.12). Į kiekvieną kolonėlę įpilkite po 5 ml anglies tetrachlorido (4.2). Laukite, kol didžioji dalis tirpiklio išlašės, tačiau virš aliuminio oksido dar liks plonas (1–2 mm) anglies tetrachlorido sluoksnis. Iš stiklinėlių anglies tetrachloridą pilkite į švarias atliekas.
7.6.2. Po kolonėlėmis pastatykite 25 ml matavimo kolbas. Iš 20–25 ml graduotų mėgintuvėlių į kolonėles supilkite mineralinės naftos mėginių ekstraktus. Iš kolonėlės išlašėjusį eliuatą surinkite, žiūrėkite, kad kolonėlėje virš aliuminio oksido liktų plonas anglies tetrachlorido sluoksnis. 3–4 ml anglies tetrachlorido (4.2) porcija perplaukite 20–25 ml graduotus mėgintuvėlius su natrio sulfatu ir taip pat ją perleiskite per aliuminio oksido kolonėlę. Jei matavimo kolboje tirpalo dar gerokai trūksta iki 25 ml, per kolonėlę perleiskite dar 5–7 ml anglies tetrachlorido (4.2). Kai tirpiklis iš kolonėlių išlašės, kiekvienos kolbos turinį anglies tetrachloridu praskieskite iki brūkšnio, tirpalą sumaišykite. Eliuatas paruoštas matavimui.
7.7. Tuščiasis bandymas.
Būtinai paruoškite tuščiąjį mėginį. Į 20-25 ml graduotą mėgintuvėlį (5.9) įpilkite 25 ml anglies tetrachlorido (4.2), įberkite 2 g bevandenio natrio sulfato (4.4). Anglies tetrachloridą perleiskite per aliuminio oksido chromatografinę kolonėlę, vėl surinkite 25 ml anglies tetrachlorido.
7.8. Matavimai
IR spektrofotometru ar analizatoriumi pirmiausia išmatuokite tuščiojo mėginio eliuatą. Matavimus atlikite taip pat, kaip darant kalibracines kreives arba kalibruojant analizatorių AN-1 (2). Po to matuokite tiriamųjų mėginių eliuatus. Iš nustatytų mėginių verčių minusuokite tuščiojo mėginio vertę.
4 pastaba. Analizuodami įmonių, kurių ūkinėje veikloje dominuoja mineralinė nafta (autotransporto, degalinių, vagonų depo ir kt.) nuotekas, galite chromatografinių kolonėlių nedaryti. Pagal 7.5 punktą paruoštą ekstraktą filtruokite per švarią vatą arba filtro popierių nuo natrio sulfato smulkių dalelių (pirkta medvilninė vata turi būti keletą kartų gerai perplauta anglies tetrachloridu ir išdžiovinta traukos spintoje). Ekstraktus matuokite taip pat, kaip darant kalibracines kreives arba kalibruojant analizatorių AN-1(2).
7.9. Kokybės laidavimas ir valdymas
Siūloma reguliariai kiekvienoje mėginių serijoje, naudojant 900 ml distiliuoto vandens su 1 ml kokybės valdymo standartinio tirpalo (4.16) atlikti išgauties nustatymą.
7.9.1. Išgauties nustatymas.
7.9.1.1. Į 1 litro hermetiškai užsukamą butelį su teflonine tarpine įpilkite 900 ml distiliuoto vandens ir 1 ml kokybės valdymo standartinio tirpalo (4.16). Paviršiniams vandenims rekomenduojama mineralinės naftos koncentracija 0,1-0,2 mg/ml izopropanolio, nuotekoms – 2-10 mg/ml izopropanolio.
7.9.1.2. Butelį guldykite į kratiklį ir energingai 250 judesių/min. kratykite 30 min. arba rankomis energingai – 10 min.
7.9.1.3. Būtinai nedelsdami (tą pačią dieną) atlikite mineralinės naftos nustatymą pagal 7.4-7.6 punktus.
Išgautis turi būti tarp 70–100 %.
8. Rezultatai
8.1. Rezultatų apskaičiavimas.
8.1.1. Dirbant su IR spektrofotometru, koncentraciją apskaičiuokite pagal formules:
paviršiniams vandenims X = |
A x k x 1000 |
x n (3) |
V |
nuotekoms X = |
2 xA x k x 1000 |
x n (4) |
V |
X – mineralinės naftos koncentracija, mg/l;
A – mėginio absorbcija;
V – ekstrakcijai paimtas vandens kiekis, ml;
n – praskiedimų skaičius (po ekstrakcijos surinkta 17 ml, iš kolonėlių eliuato bendras tūris yra 25 ml, n=25 : 17=1,47, o jei dar eliuatas skiestas 10 kartų, tai n=14,7);
k – kalibracinės kreivės koeficientą apskaičiuokite pagal formulę:
k = |
1 |
= |
C |
(5) |
tgα |
A |
C – kalibracinio tirpalo koncentracija mg/25 ml anglies tetrachlorido;
A – kalibracinio tirpalo absorbcija.
8.1.2. Dirbant su naftos analizatoriumi ANVP-79, koncentraciją apskaičiuokite pagal formules:
paviršiniams vandenims X = |
I x k x 1000 |
x n (6) |
V |
nuotekoms X = |
2 xI x k x 1000 |
x n (7) |
V |
X – mineralinės naftos koncentracija, mg/l;
I – mėginio analizatoriaus mikroampermetro rodmenys;
V – ekstrakcijai paimtas nuotekų kiekis, ml;
n – praskiedimų skaičius;
k – kalibracinės kreivės koeficientą apskaičiuokite pagal formulę:
k = |
1 |
= |
C |
(8) |
tgα |
I |
C – kalibracinio tirpalo koncentracija mg/25 ml anglies tetrachlorido;
I – kalibracinio tirpalo analizatoriaus mikroampermetro rodmenys.
8.1.3. Dirbdami su naftos analizatoriumi AN-1(2), koncentraciją apskaičiuokite pagal formulę:
X = |
(C – C0) x V1 |
x n (9) |
V2 |
X – mineralinės naftos koncentracija, mg/l;
C0 – tuščiojo mėginio analizatoriaus rodmenys (mineralinės naftos koncentracija mg/l anglies tetrachlorido);
C – mėginio eliuato (ekstrakto) analizatoriaus rodmenys (mineralinės naftos koncentracija mg/l anglies tetrachlorido);
V1 – ekstrakcijai sunaudotas anglies tetrachlorido kiekis, ml;
V2 – ekstrakcijai paimtas vandens kiekis, ml;
n – praskiedimų skaičius.
Bibliografija
2. Standartiniai vandens ir nuotekų tyrimų metodai, 1992, 18 leidimas, Vašingtonas, JAV. Standard methods for examination of water and wastewater, 1992, 18th edition, Washington, USA.
4. Metodo palyginimo bandymas, nustatant naftą vandenyje, 2000 07 11, Berlynas. Method intercomparison test on the determination of oil in water, 11 07 2000, Berlin.
5. ISO 9377-2:2000, Vandens kokybė. Naftos angliavandenilių indekso nustatymas – 2-oji dalis: Dujų chromatografijos metodas po ekstrakcijos tirpikliu. ISO 9377-2:2000, Water quality – Determination of hydrocarbon oil index-Part 2: Method using solvent extraction and gas chromatography.