Пнд ф бензапирен почва

Методы определения бенз(а)пирена в почвах и грунтах

Бенз(а)пирен (3,4-бензпирен) относится к классу полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и является распространенным токсикантом окружающей среды во всех развитых странах. Это обусловлено устойчивостью ПАУ в окружающей среде и их высокими мутагенными и канцерогенными свойствами.

Бенз(а)пирен относится к токсикантам первого класса опасности, поэтому определение его в почвах и грунтах является обязательным при проведении санитарно-гигиенического мониторинга территорий населенных пунктов, промышленных зон, проведении инженерно-экологических изысканий для строительства.

На сегодняшний день существуют разные методы определения ПАУ в почвах/грунтах:

Газохроматографический анализ;
Криоскопический анализ;
Высокоэффективная жидкостная хроматография.

Но наиболее распространенным, высокочувствительным и точным методом определения бенз(а)пирена в почве является метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с флуориметрическим или спектрофотометрическим детектированием.

Метод измерений массовой доли бенз(а)пирена в почвах и грунтах заключается в последовательном проведении следующих операций:

экстракция ПАУ из проб почвы органическим растворителем;
замещение растворителя и очистка методом твердофазной экстракции с использованием концентрирующих патронов;
идентификация и измерение массовой концентрации бенз(а)пирена с помощью ВЭЖХ.

В нашем «Испытательном центре «НОРТЕСТ» определение ПАУ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии успешно выполняется на жидкостном хроматографе высокой эффективности фирмы Shimadzu (Япония) с основным флуориметрическим и контрольным спектрофотометрическим детекторами.

Анализ проводится с применением методики ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03 «Методика измерений массовой доли бенз(а)пирена в пробах почв, грунтов, твердых отходов, донных отложений, осадках сточных вод методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентным детектированием».

Хроматограмма стандартного образца почвы представлена на рисунке

Загрязнение почв/грунтов городских территорий 3,4-бензпиреном характеризуется очень высокой пространственной неоднородностью, что серьезно осложняет отбор репрезентативной навески пробы для проведения химического анализа. Благодаря многолетнему опыту работы в нашей лаборатории отработаны и внедрены методы оптимизации условий пробоподготовки для обеспечения заданной методикой воспроизводимости анализа. Точность и достоверность получаемых в нашем центре результатов подтверждена неоднократным успешным прохождением межлабораторных сличительных испытаний.

Полезные статьи

Анализ воды СанПиН

Определение тяжелых металлов в почвах и грунтах

Источник

Определение бенз(α)пирена в почвах и грунтах методом ВЭЖХ с применением концентрирующих патронов «ДИАПАК-С»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕНЗ(α)ПИРЕНА В ПОЧВАХ И ГРУНТАХ МЕТОДОМ ВЭЖХ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОНЦЕНТРИРУЮЩИХ ПАТРОНОВ «ДИАПАК-С»

и ПИ Экологии города»; г. Москва, *****@***ru

Бенз(а)пирен (3,4-бензпирен) относится к классу полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и является приоритетным токсикантом окружающей среды во всех развитых странах. Это обусловлено устойчивостью ПАУ в окружающей среде и их высокими мутагенными и канцерогенными свойствами.

Данное вещество является продуктом неполного сгорания органических соединений, присутствует в продуктах переработки угля, нефти. Основными источниками эмиссии техногенных ПАУ в окружающую природную среду являются предприятия энергетического комплекса, автомобильный транспорт, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.. Бенз(а)пирен вместе с другими ПАУ оседает в частицах сажи и смолы на поверхности почвы. Мониторинг его содержания осуществляется в почве, воде, воздухе, пищевых продуктах и продовольственном сырье. Предельно допустимая концентрация бенз(а)пирена в почве составляет 0,02 мг/кг.

Наиболее распространенным инструментальным методом определения бенз(а)пирена в почве является метод высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим или ультрафиолетовым детектированием. Менее распространены газохроматографический и криоскопический методы анализа.

Самым длительным этапом анализа содержания бенз(а)пирена в почве является пробоподготовка, которая включает следующие стадии:

· экстракция бенз(а)пирена из образца органическим растворителем;

· очистка экстракта от примесей, мешающих определению целевого компонента;

Для целей экологического мониторинга на сегодняшний день широко применяются следующие аттестованные методики: «Методика выполнения измерений массовой доли бенз(а)пирена в продовольственном сырье, пищевых продуктах и почве методом ВЭЖХ» — БСТ-МВИ-03-03 ПАУ, «МУК по отбору проб из объектов внешней среды и подготовка их для последующего определения канцерогенных ПАУ» № 000-76 и «Методика выполнения измерений массовой доли бенз(а)пирена в пробах почв, грунтов, донных отложений и твердых отходах методом ВЭЖХ с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02 в качестве флуориметрического детектора» — ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03.

Общим недостатком всех этих методик является большой расход экстрагентов, образование в процессе анализа больших объемов отработанных растворителей, требующих специфической утилизации, и длительность процедуры пробоподготовки.

По методике БСТ-МВИ-03-03 ПАУ полученный экстракт очищается последовательным использованием трех видов специальных концентрирующих патронов («Диапак-С», «Диапак А-3» и «Диапак П-3»), что делает анализ очень трудозатратным и дорогим.

Недостатками МУК 1424-76 является низкая селективность, большие временные затраты, потери целевого вещества в ходе пробоподготовки, низкая воспроизводимость и невозможность работы с высокими концентрациями ПАУ.

Методика ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03 предполагает очистку и концентрирование экстракта от примесей в статическом режиме на стеклянной хроматографической колонке, заполненной специально подготовленным оксидом алюминия. Недостатком этой методики является трудоемкий процесс подготовки и эксплуатации концентрирующей колонки, возможное загрязнение последующей пробы, длительное выпаривание больших объемов экстракта на стадии замены растворителя.

Выбор того или иного метода определения бенз(а)пирена обусловлен рядом причин, таких как наличие соответствующего оборудования, удовлетворение метрологических характеристик требованиям поставленных задач, селективность при анализе, трудоемкость, финансовые затраты.

Учитывая массовость анализов почв и грунтов на содержание бенз(а)пирена, выполняемых в лаборатории экологии города», была поставлена задача оптимизации процесса пробоподготовки в целях снижения временных затрат, уменьшения трудоемкости, экономичного расхода реактивов и уменьшения объема отработанных растворителей. Для достижения поставленной задачи в процедуру пробоподготовки и в режим хроматографирования по методике ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03 были внесены следующие изменения:

· уменьшен объем хлористого метилена до 15мл на стадии экстракции;

· на стадии очистки экстракта применили концентрирующие патроны «Диапак-С» с силикагелем вместо стеклянных набивных колонок с оксидом алюминия;

· учитывая высокий уровень содержания бенз(а)пирена в городских почвах и грунтах, на патрон наносится аликвотная часть экстракта, что избавило от длительного выпаривания больших объемов экстракта на стадии замены растворителя;

· использование более короткой хроматографической колонки длиной 50 мм, диаметр – 4,6 мм, сорбент HYPERSIL, зерно – 3мкм.

Загрязнение почв/грунтов городских территорий 3,4-бенз(а)пиреном характеризуется очень высокой пространственной неоднородностью, что серьезно осложняет отбор репрезентативной навески пробы для проведения химического анализа. Поэтому была проведена работа по определению оптимальной массы навески для обеспечения необходимой воспроизводимости анализа.

Предварительная подготовка проб выполнялась в соответствии с методикой ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03. Концентрирующие патроны «Диапак-С» предварительно насыщались гексаном, каждый патрон использовался однократно.

Оптимизированная схема процесса пробоподготовки представлена на рис. 1.

Источник

Общие положения

Настоящие методические указания устанавливают методы определения массовой концентрации неорганических и органических загрязнений в водной и воздушных средах — поверхностных и подземных источниках водопользования, питьевой воде, воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населенных мест методами люминесцентного анализа, а также определения бенз(а)пирена в воздушных средах и почвах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентным детектированием.

Методические указания предназначены для использования в лабораториях центров Госсанэпиднадзора, санитарных лабораториях промышленных предприятий.

Настоящий документ вводится в действие наряду с существующими методиками с целью повышения производительности и снижения стоимости анализа при сохранении высокой чувствительности определения.

Средствами измерений являются флуориметры, спектрофлуориметры или люминесцентные анализаторы жидкости (например, анализатор жидкости «Флюорат-02» ТУ 4321-001-020506233-94, выпускаемый НПФ «Люмэкс»), имеющие следующие технические характеристики:

• диапазон возбуждающего излучения, нм

• диапазон регистрации флуоресценции, нм

• предел обнаружения фенола в растворе, мкг/дм 3

Порядок проведения измерений при использовании анализатора жидкости «Флюорат-02» подробно описан в соответствующем разделе. При использовании иных средств измерений необходимо использовать руководство (инструкцию) по его эксплуатации.

К выполнению измерений и обработке их результатов допускают специалистов, имеющих высшее или среднее специальное образование или опыт работы в аналитической лаборатории, прошедших соответствующий инструктаж, освоивших метод в процессе тренировки и показавших положительные результаты при выполнении процедур контроля точности измерений.

При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, требования электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019, а также требования, изложенные в технической документации на средство измерений.

Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать норм, установленных ГН 2.2.5.686-96 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

Организация обучения работающих должна соответствовать требованиям техники безопасности по ГОСТ 12.0.004.

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

84,0 — 106,7 кПа (630 — 800 мм рт.ст.);

не более 80 % при температуре 25 °С.

Требования к качеству электроэнергии по ГОСТ 13109.

Применительно к анализаторам жидкости «Флюорат-02» методики прошли метрологическую аттестацию в ФГУ «Уральский НИИ метрологии» в части анализа водных сред и ФГУ «ВНИИМ им. Менделеева» в части анализа воздушных сред.

Главный государственный санитарный

врач Российской Федерации, Первый

заместитель Министра здравоохранения

1 апреля 2003 г.

Дата введения: 1 сентября 2003 г.

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

1. Введение

Настоящие методические указания устанавливают методику количественного химического анализа проб почв, грунтов, твердых промышленных отходов для определения в них бенз(а)пирена методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (далее — ВЭЖХ) с флуориметрическим детектированием.

Диапазон измеряемых содержаний бенз(а)пирена при массе анализируемой навески пробы 1 г составляет 0,005 — 2,0 мг/кг.

Бенз(а)пирен (3,4-бензпирен) относится к классу полиядерных ароматических углеводородов (ПАУ), молярная масса 252,32 г/моль. Структурная формула молекулы представлена ниже. Вещество является продуктом неполного сгорания (пиролиза) органических соединений, присутствует в продуктах переработки угля, нефти (тяжелые фракции), а также образуется в больших количествах при производстве алюминия. Бенз(а)пирен вместе с другими ПАУ оседает в частицах сажи и смолы на поверхности почвы. Бенз(а)пирен обладает канцерогенной активностью.

Бенз(а)пирен относится к веществам класса опасности 1. Предельно допустимая концентрация бенз(а)пирена в почве составляет 0,02 мг/кг с учетом фона (Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. МУ 2.1.7.730-99).

2. Характеристика погрешности измерений

Характеристика погрешности измерений (граница допускаемой относительной погрешности измерений для доверительной вероятности Р = 0,95) приведена в табл. 1.

Характеристика погрешности измерений для доверительной вероятности Р = 0,95

Характеристика погрешности измерений, ± d , %

от 0,005 до 0,040 включительно

свыше 0,040 до 2,0 включительно

3. Метод измерений

Метод измерения основан на экстракции бенз(а)пирена из проб почв и других анализируемых по методике объектов хлористым метиленом, концентрировании экстракта, очистке его методом колоночной хроматографии, хроматографическом разделении, регистрации сигнала компонентов с использованием флуоресцентного детектора, идентификации пика бенз(а)пирена на хроматограмме по времени удерживания и расчете массовой доли бенз(а)пирена в пробе с использованием градуировочной зависимости.

4. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

Анализатор жидкости «Флюорат-02» или иной флуориметрический детектор, обеспечивающий интервал длин волн возбуждения 270 — 360 нм и регистрации 390 — 450 нм

Жидкостный хроматограф или хроматографическая приставка

Хроматографическая колонка должна быть заполнена обращенно-фазным сорбентом и в условиях выполнения анализа должна иметь эффективность не менее 5 000 теоретических тарелок по пику бенз(а)пирена. Минимально определяемая концентрация бенз(а)пирена в растворе (соотношение сигнал/шум, равное трем), должна быть не более 0,002 мкг/см 3 . Колонку снабжают предколонкой, заполненной обращенно-фазным сорбентом.

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г и ценой деления 1,0 мг, любого типа

Колбы мерные 2-го класса точности, вместимостью 25, 50, 100 см 3

Пипетки градуированные 2-го класса точности, вместимостью 1, 2, 5 и 10 см 3

Цилиндры мерные, вместимостью 50, 100 и 1000 см 3

Линейка металлическая с ценой деления 1 мм или интегратор, или система сбора и обработки данных

Госреестр СИ РФ № 13473-98

«Мультихром» на основе персонального компьютера, или другие программные средства, внесенные в Госреестр Государственный стандартный образец (ГСО) состава раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле (массовая концентрация 100 мкг/см 3 , с погрешностью аттестованного значения не более ±2 %)

Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки. Допускается использование других средств измерений и стандартных образцов, имеющих аналогичные или лучшие характеристики.

Испаритель роторный пленочный любого типа или иное устройство для удаления растворителя (например, набор для удаления растворителя НПФ «Люмэкс»)

Муфельная печь или электропечь сопротивления, обеспечивающая поддержание температурного режима от 150 до 600 °С с погрешностью не более ±25 °С

Устройство для встряхивания проб, например, типа ПЭ-6300, 6410, 6500 («Экрос», Санкт-Петербург) или аналогичное

Холодильник бытовой любого типа

Сито с размером ячейки 1 мм

Бюкс (стаканчик для взвешивания)

Установка для перегонки растворителей, состоящая из круглодонной колбы, вместимостью 1000 см 3 , дефлегматора, насадки типа П-10 (Вюрца), холодильника типа ХПТ (Либиха), алонжа типа АИ; все части установки соединяются между собой взаимозаменяемыми нормальными шлифами

Колбы круглодонные или грушевидные для перегонки, вместимостью 50, 100 см 3 НШ 29

Колбы плоскодонные, вместимостью 100 и 250 см 3 с пришлифованной пробкой (П-1-100(250)-29/32)

Стаканы химические, вместимостью 100 см 3

Фарфоровая ступка с пестиком

Колонка хроматографическая стеклянная с пришлифованной пробкой (внутренний диаметр не менее 14 мм, длина 20 см)

Эксикатор, заполненный осушителем (типа безводного хлористого кальция)

Фильтры бумажные «красная лента»

Ацетонитрил для жидкостной хроматографии, ос.ч. (например, предприятия «Криохром», сорт 1 — 3)

Кислота серная, ч.

Натрий серно-кислый безводный, х.ч.

Оксид алюминия для хроматографии любой основности, фракция 50 — 150 мкм (например «Fluka» (Швейцария), номера по каталогу 06290, 06300, 06310, 06320)

Хлористый метилен, ч.д.а., перегнанный

Допускается использование реактивов аналогичной или более высокой квалификации, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в т.ч. импортных.

Растворы бенз(а)пирена должны храниться в темноте при температуре не выше 6 °С, в герметичной посуде, исключающей возможность испарения растворителя и контакт раствора с материалами иными, чем стекло и фторопласт. Растворы каждой концентрации готовят по потребности.

В мерную колбу вместимостью 50 см 3 помещают 0,5 см 3 ГСО состава раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле номинальной концентрации 100 мкг/см 3 (или другой, указанной в паспорте), разбавляют до метки ацетонитрилом и перемешивают. Срок хранения в указанных выше условиях — 1 год.

В мерную колбу вместимостью 25 см 3 помещают 2,5 см 3 раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 1 мкг/см 3 по п. 4.4.1.1, разбавляют до метки ацетонитрилом и перемешивают. Срок хранения в указанных выше условиях — 6 месяцев.

В мерную колбу вместимостью 50 см 3 помещают 2,5 см 3 раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 1 мкг/см 3 по п. 4.4.1.1, разбавляют до метки ацетонитрилом и перемешивают. Срок хранения в указанных выше условиях — 6 месяцев.

В мерную колбу вместимостью 25 см 3 помещают 5 см 3 раствора бенз(а)пирена с концентрацией 0,05 мкг/см по п. 4.4.1.3, разбавляют до метки ацетонитрилом и перемешивают. Срок хранения в указанных выше условиях — 3 месяца.

В мерную колбу вместимостью 25 см 3 помещают 2,5 см 3 раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 0,05 мкг/см 3 по п. 4.4.1.3, разбавляют до метки ацетонитрилом и перемешивают. Срок хранения в указанных выше условиях — 2 недели.

Отбирают 1 см 3 раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле массовой концентрации 0,05 мкг/см 3 по п. 4.4.1.3, удаляют растворитель упариванием при температуре 40 — 45 °С в вакууме водоструйного насоса, растворяют сухой остаток в 1 см 3 гексана. Концентрация бенз(а)пирена в полученном растворе составляет 0,05 мкг/см 3 . Используют свежеприготовленный раствор.

Отбирают определенный объем ( V _ац , см 3 ) раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле по п. 4.4.1.2 — 4.4.1.5, который рассчитывают по формуле:

С_ац — концентрация раствора бенз(а)пирена в ацетонитриле по п. 4.4.1.2 — 4.4.1.5, использованного для приготовления раствора в гексане, мкг/см 3 ;

С_гек — концентрация бенз(а)пирена в полученном растворе для добавки, мкг/см 3 ;

V _гек — объем гексана, взятого для приготовления раствора, см 3 .

Затем удаляют растворитель упариванием при температуре 40 — 45 °С в вакууме водоструйного насоса и сухой остаток растворяют в гексане. Раствор используют свежеприготовленным.

В тщательно вымытый по п. 6.2 цилиндр вместимостью 1000 см 3 помещают 200 см 3 дистиллированной воды. Доводят объем смеси до 1000 см 3 ацетонитрилом, раствор переливают в заранее подготовленную стеклянную плотно закрывающуюся емкость для постоянного хранения и тщательно в ней перемешивают * . Недопустимо использование резиновых, корковых и полимерных пробок (за исключением тефлона).

* Для хранения целесообразно использовать предварительно высушенные емкости из-под ацетонитрила или гексана производства фирмы «Криохром».

Перед употреблением элюент выдерживают для дегазации не менее 4 ч. Для быстрой дегазации готовой смеси проводят вакуумирование емкости с элюентом, подключая ее к водоструйному насосу, либо поместив на ультразвуковую баню. Срок хранения в условиях, исключающих испарение растворителя, не ограничен.

4 .4.4. Приготовление элюента для колоночной хроматографии: смесь гексан — хлористый метилен в объемном соотношении 90:10

К 90 см 3 гексана приливают 10 см 3 перегнанного хлористого метилена, смесь осторожно перемешивают. Элюент рекомендуется готовить в стеклянной посуде непосредственно перед использованием во избежание испарения хлористого метилена и изменения состава смеси. Смеси гексан — хлористый метилен с другим соотношением компонентов готовятся аналогично.

5. Требования безопасности

В дополнение к требованиям безопасности, сформулированным в разделе «Общие положения», необходимо соблюдать следующие требования при работе с растворами бенз(а)пирена.

Растворы бенз(а)пирена должны храниться в холодильнике в герметично закупоренных емкостях. Поскольку бенз(а)пирен обладает выраженной канцерогенной активностью, то необходимо избегать контакта кожных покровов с его растворами и, по окончании работы, а также при попадании раствора на кожу или на стол, необходимо смыть загрязнение проточной водой с моющим средством, а затем обработать участок кожи и загрязненные поверхности этиловым спиртом.

6. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: отбор проб, приготовление растворов, подготовка стеклянной посуды и хроматографической колонки, выбор условий регистрации хроматограммы, проверка и градуировка хроматографической системы.

Пробы почв, грунтов, твердых отходов и донных отложений массой приблизительно 100 г отбирают в стеклянную посуду и доставляют в лабораторию. Влажные образцы высушивают при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния. Затем образец измельчают в фарфоровой ступке и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм.

Посуду для приготовления и хранения подвижной фазы моют только серной кислотой (без применения других моющих средств) и ополаскивают дистиллированной водой и ацетонитрилом.

Остальную стеклянную посуду моют горячей водой с моющим средством, тщательно ополаскивают дистиллированной водой и сушат при температуре 120 °С. Охладив, ополаскивают ацетоном и хранят в укупоренном виде.

В сухую плоскодонную колбу вместимостью 100 см 3 помещают 15 — 20 см 3 хлористого метилена и продолжают выполнять все операции по п. 7.1 — 7.4. Содержание бенз(а)пирена в холостой пробе должно быть ниже 2 нг/см 3 .

В противном случае находят и устраняют причины загрязнения холостой пробы (посуда или реактивы). Наиболее распространенной причиной загрязнения холостой пробы является недостаточная чистота используемого гексана, поэтому при неудовлетворительном результате контроля холостой пробы, в первую очередь, контролируют используемый растворитель по п. 6.4 * .

* Гексан производства предприятия «Криохром»; как правило, не содержит бенз(а)пирен, и загрязнение холостой пробы в случае его применения скорее всего обусловлено другими используемыми реактивами.

Данный пункт опускают при удовлетворительных результатах контроля холостой пробы.

При подозрении на недостаточную чистоту растворителей (гексана, хлористого метилена) осуществляется контроль их пригодности для выполнения определения бенз(а)пирена. С этой целью в колбу для перегонки вместимостью 100 см 3 отбирают растворитель в объеме, равном суммарному объему данного растворителя, используемого при обработке пробы, и упаривают досуха. Затем в колбу вносят 1 см 3 ацетонитрила, тщательно обмывая стенки колбы, и выдерживают не менее 15 мин. Полученный раствор дозируют в хроматограф. Растворитель считается пригодным, если содержание бенз(а)пирена ниже 2 нг/см 3 .

В противном случае растворитель необходимо заменить или подвергнуть тщательной перегонке с активированным углем (из расчета 10 г на 1 дм 3 растворителя), собирая среднюю фракцию с температурой кипения 68 — 69 °С (гексан) или 39 — 40 °С (хлористый метилен) ** .

Читайте также: Плотномер почвы это что

** В сосуд с растворителем добавляют активированный уголь, смесь тщательно перемешивают и оставляют на 8 — 12 ч. Растворитель переносят в колбу для перегонки, засыпают свежую порцию активированного угля и перегоняют, собирая среднюю фракцию.

Подготовку хроматографической системы к работе проводят в соответствии с руководством по эксплуатации.

Используется система для ВЭЖХ следующей конфигурации:

• колонка для ВЭЖХ, обеспечивающая в условиях выполнения анализа эффективность не менее 6000 теоретических тарелок по пику бенз(а)пирена, внутренним диаметром 2 мм, заполненная обращенно-фазным сорбентом;

• предколонка внутренним диаметром 2 мм, заполненная обращенно-фазным сорбентом;

• подвижная фаза — смесь ацетонитрил/вода 8:2;

• петлевой кран-дозатор (инжектор) с объемом петли 10 мм 3 ;

• объемная скорость подачи подвижной фазы — 200 мм 3 /мин (при внутреннем диаметре колонки 2 мм).

Приведенная конфигурация и параметры могут быть изменены в зависимости от используемого оборудования.

6 .5.2. Параметры работы системы с использованием анализатора жидкости «Флюорат—02» в качестве флуориметрического детектора

При выполнении всех измерений в канале возбуждения используют светофильтр «292», а в канале регистрации — светофильтр «ХЗ». Рекомендуемые параметры и режимы работы анализатора модификации «Флюорат-02» (см. также «Руководство по эксплуатации анализатора жидкости «Флюорат-02»):

• число усредняемых измерений N = 50 — 100 (при регистрации на компьютер выставляют N = 1 — 3);

• чувствительность F 1 = 00 или F1 = 01.

Для записи хроматограммы на самописец или принтер необходимо выбрать режим F6, в котором следует задать размах шкалы I, вычитание фона Ф (при регистрации на компьютер не имеют значения), а также в режиме F7 задать время записи хроматограммы, используя следующую комбинацию клавиш: «F » — «7» — «#» — «200» -«#» — «5000» — «#» (соответствует 25 мин).

При выполнении всех измерений в канале возбуждения используют светофильтр «292», а в канале регистрации — светофильтр «Х3». Рекомендуемые параметры и режимы работы анализатора модификации «Флюорат-02-2М» (см. также «Руководство по эксплуатации анализатора») приведены в табл. 2.

Рекомендуемые условия регистрации ориентированы на запись хроматограммы при помощи самописца или на принтер. Для первичной оценки значений «Шкала» и «Фон» проводят пробную регистрацию хроматограммы раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 0,05 мкг/см 3 по п. 4.4.1.3 (задают значения «Шкала» — «1» и «Фон» — «0»), выбирают необходимые значения, затем приступают к проверке работоспособности хроматографической системы (см. «Руководство по эксплуатации хроматографического комплекса»).

При использовании системы сбора и обработки данных на основе персонального компьютера необходимые настройки производят в соответствии с руководством пользователя программного обеспечения (например, ПО «Мультихром»).

Выбирается по результатам регистрации пробной хроматограммы (обычно не более 30:00)

Выбирается по результатам регистрации пробной хроматограммы (при регистрации на ПК не используется)

Печать среднего из

Устанавливается автоматически (величина согласована с параметром «Время», но может быть изменена)

Выбирается исходя из параметров используемого самописца (при регистрации на ПК не используется)

При использовании анализатора модификации «Флюорат-02-Панорама» выставить соответствующие рабочие длины волн монохроматоров возбуждения — 292 нм и регистрации — 405 нм.

Остальные рекомендуемые параметры и режимы работы анализатора модификации «Флюорат-02-Панорама» приведены в «Руководстве по эксплуатации» и в «Описании программного обеспечения». Описание проведения хроматографических измерений содержится в «Рекомендациях по проведению хроматографических измерений с использованием анализатора «Флюорат-02-Панорама».

6 .6. Краткий алгоритм проведения хроматографических измерений

При подготовке и проведении измерений необходимо:

• проверить правильность сборки хроматографической системы в соответствии с «Руководством по эксплуатации хроматографического комплекса»;

• подготовить насос к работе в соответствии с его «Руководством по эксплуатации»;

• установить скорость подачи (расход) подвижной фазы 200 мм 3 /мин;

• запустить насос и дождаться прекращения роста давления в хроматографической системе;

• настроить регистрирующее устройство на прием хроматографических данных;

• включить детектор («Флюорат-02») и дождаться стабилизации базовой линии;

• промыть шприц и петлю крана-дозатора ацетонитрилом;

• заполнить петлю крана-дозатора анализируемым раствором (избегая попадания в нее пузырьков воздуха), вводя приблизительно 50 — 70 мм, при этом кран-дозатор должен находиться в положении «ПЕТЛЯ» (перед вводом в кран-дозатор при наличии капли на конце иглы шприца ее следует удалить фильтровальной бумагой);

• ввести пробу, для чего, не вынимая шприц, переключить кран-дозатор в положение «КОЛОНКА». Одновременно запустить детектор и регистратор;

• перед следующим вводом пробы переключить кран-дозатор в положение «ПЕТЛЯ» и вынуть шприц, после чего промыть шприц и петлю крана-дозатора ацетонитрилом;

• перед очередным запуском хроматограммы детектор должен быть остановлен.

Оксид алюминия прокаливают в фарфоровой или кварцевой чашке в муфельной печи при 500 — 600 °С в течение 4 ч. Охлаждают в печи до температуры 150 — 200 °С, после чего помещают в эксикатор с осушителем и охлаждают до комнатной температуры. Оксид быстро переносят в предварительно взвешенный стеклянный сосуд с пришлифованной пробкой, взвешивают, после чего добавляют дистиллированную воду в количестве 3 % от массы оксида, тщательно перемешивают интенсивным встряхиванием и выдерживают перед употреблением в течение суток.

Срок хранения в эксикаторе, заполненном осушителем (безводным хлористым кальцием), в посуде с пришлифованной пробкой — 1 месяц.

Непосредственно перед выполнением анализа необходимо подготовить хроматографическую колонку.

В носик колонки помещают небольшое количество ваты, предварительно промытой хлористым метиленом. В чистом стаканчике взвешивают 6 г оксида алюминия, приливают к нему 10 — 15 см 3 осушенного сульфатом натрия гексана, перемешивают до получения однородной суспензии и в несколько приемов переносят в колонку. При заполнении колонки используется воронка, чтобы оксид алюминия не попал на шлиф. По этой же причине уровень гексана всегда должен быть ниже шлифа.

Когда оксид алюминия осядет, в колонку добавляют 1 г безводного сульфата натрия. Стенки колонки обмывают гексаном и устанавливают скорость прохождения гексана около 1 см 3 /мин (

1 капля/с) при высоте столба растворителя 10 — 12 см. Для этого несколько раз постукивают по колонке, выжидают примерно минуту и определяют скорость элюирования. Если скорость выше, процедуру повторяют. Приготовленную колонку используют однократно.

В процессе работы с колонкой нельзя допускать высыхания сорбента, для этого необходимо поддерживать над осушителем слой растворителя.

При использовании каждой новой партии адсорбента перед работой необходимо проводить контрольные исследования условий элюирования стандартного раствора бенз(а)пирена с колонки.

Для этого заполняют стеклянную колонку оксидом алюминия (п. 6.7), наносят на нее 1 см 3 раствора бенз(а)пирена в гексане (п. 4.4.2) и элюируют бенз(а)пирен, как описано в п. 7.2, последовательно сначала 40 см 3 смеси гексан-хлористый метилен 95:5 (5 %), далее 40 см 3 смеси 90:10 (10 %) и затем 40 см 3 смеси 80:20 (20 %) (п. 4.4.4). Элюаты упаривают досуха (п. 7.3), остатки растворяют в 1 см 3 ацетонитрила, тщательно ополаскивая стенки колбы, выдерживают 15 мин и дозируют в хроматограф. По полученным хроматограммам рассчитывают значения массовой концентрации бенз(а)пирена для каждой фракции по формуле (1), например:

где (2)

Х₅ _% — найденное значение массовой концентрации бенз(а)пирена при элюировании смесью, содержащей 5 % хлористого метилена (5 %-ный элюат), мкг/см 3 ;

С_гр — концентрация бенз(а)пирена в градуировочном растворе, мкг/см 3 (0,05);

S _гр — площадь (высота) пика бенз(а)пирена в градуировочном растворе;

S _5% — площадь (высота) пика бенз(а)пирена в 5 %-ном элюате.

При использовании программного обеспечения «МультиХром для Windows» концентрация бенз(а)пирена вычисляется автоматически по заложенной в метод градуировочной зависимости и выводится в отчет.

Затем вычисляют степень извлечения бенз(а)пирена после прохождения через колонку для каждой из фракций, например:

h — степень извлечения бенз(а)пирена;

Х_5% — найденное значение массовой концентрации бенз(а)пирена в 5 %-ом элюате, мкг/см 3 .

Фракцию, для которой степень извлечения составляет от 0,85 до 1,1, считают оптимальной и приступают к анализу проб, используя для элюирования бенз(а)пирена из колонки смесь гексан-хлористый метилен найденного состава.

Если бенз(а)пирен вымывается в две фракции и суммарное извлечение составляет от 0,85 до 1,1, то для элюирования бенз(а)пирена выбирают смесь с более высоким содержанием хлористого метилена.

На стадии освоения методики процедуру контроля проводят не менее трех раз, каждый раз заново готовя колонку. Вычисляют степень извлечения бенз(а)пирена при каждой повторности. Результаты освоения элюирования бенз(а)пирена признаются удовлетворительными, если все или последние три результата удовлетворяют условию 0,85 £ h £ 1,1.

При удовлетворительных результатах контроля можно приступать к анализу проб. В противном случае процедуру повторяют.

Примечание . При расчете содержания бенз(а)пирена в пробах почв при соблюдении условия 0,85 £ h £ 1,1 поправку на степень извлечения бенз(а)-пирена допускается не вносить (см. расчетные формулы (9) и (10), п. 8).

Градуировку хроматографической системы проводят не реже одного раза в 3 месяца. Внеочередная градуировка системы производится при неудовлетворительных результатах ее контроля по п. 6.11 и/или 6.12. Необходимость новой градуировки чаще всего возникает в следующих случаях:

• при смене колонки и/или предколонки;

• при замене стандартного образца и/или реактивов;

• после проведения ремонта или длительного простоя хроматографической системы;

• когда есть основания полагать, что изменилась эффективность хроматографической системы или чувствительность детектора.

Градуировка системы проводится путем регистрации хроматограммы раствора бенз(а)пирена с концентрацией 0,05 мкг/см 3 , приготовленного по п. 4.4.1.3. Регистрируют не менее двух хроматограмм, измеряют высоту пика бенз(а)пирена и находят среднее арифметическое. Различие между измеренными величинами времен удерживания должно быть не более 5 % от их среднего значения, а значения площади (высоты) пика не должно превышать 7 %, т.е. должны выполняться условия:

t ₁ и t ₂ — время удерживания пика бенз(а)пирена на первой и второй хроматограммах соответственно, мин;

— среднее арифметическое значений t ₁ и t ₂ , мин.

S ₁ и S ₂ — площадь (высота) пика бенз(а)пирена на первой и второй хроматограммах соответственно;

— среднее арифметическое значений S ₁ и S ₂ .

Если хотя бы одно из указанных условий не выполняется, заново хроматографируют растворы. При выявлении постоянно проявляющейся нестабильности высот пиков и/или времени удерживания заново тестируют хроматографическую систему.

Полученное среднее значение площади (высоты) пика используют для расчета содержания бенз(а)пирена в рабочих пробах.

После построения градуировочной зависимости ее обязательно проверяют по п. 6.11.

Методика регистрации и обработки хроматограмм при помощи программного обеспечения «МультиХром для Windows» производится в соответствии с руководством пользователя к программе.

Контроль построения градуировочной зависимости проводят после градуировки хроматографической системы по п. 6.10.

Образцами для контроля являются растворы бенз(а)пирена, приготовленные по п.п. 4.4.1.2 — 4.4.1.5. Число образцов для контроля должно быть не менее трех, при этом обязательно используют раствор с наименьшей (0,005 мкг/см 3 ) концентрацией, а остальные — в соответствии с диапазоном ожидаемых концентраций бенз(а)пирена в анализируемых пробах. Регистрируют не менее двух хроматограмм раствора и проверяют сходимость времен удерживания и площадей (высот) пиков по формулам (3) и (5) соответственно.

Примечание . При использовании программного обеспечения «МультиХром для Windows» концентрация бенз(а)пирена в образце для контроля вычисляется автоматически по заложенной в метод градуировочной зависимости и выводится в отчет.

При помощи формулы (4) находят концентрацию бенз(а)пирена в образце для контроля:

где (6)

Х _K — найденная массовая концентрация бенз(а)пирена в растворе, используемом для контроля, мкг/см 3 ;

С_гр — концентрация градуировочного раствора, мкг/см 3 (0,05);

S _гр — площадь (высота) пика градуировочного раствора;

S_K — площадь (высота) пика бенз(а)пирена в растворе, используемом для контроля.

Градуировочная зависимость признается удовлетворительной, если выполняется условие:

С — действительное значение массовой концентрации бенз(а)пирена в растворе, используемом для контроля стабильности градуировочной характеристики, мкг/см 3 ;

G — норматив контроля построения градуировочной характеристики, %.

В диапазоне концентраций от 0,002 до 0,005 мкг/см 3 (включительно) G = 25 %, в диапазоне свыше 0,005 до 0,1 мкг/см 3 G = 15 %.

Если условие (7) не выполняется, то процедуру контроля повторяют и при повторении неудовлетворительного результата контроля градуировку системы проводят заново. Перед тем, как принять решение о переградуировке, следует убедиться, что результат контроля не был случайным (неудачный ввод и т.д.) и может быть воспроизведен.

По результатам контроля градуировочной характеристики также уточняют время удерживания, параметры «размах шкалы» и «вычитание фона» (при регистрации хроматограмм на принтер или самописец), и оценивают общую работоспособность хроматографического комплекса.

6 .12. Контроль стабильности градуировочной зависимости

Контроль стабильности градуировочной зависимости проводят ежедневно перед началом работы.

В качестве образцов для контроля можно использовать один из растворов по п.п. 4.4.1.2 — 4.4.1.5 (концентрацию раствора для проведения контроля выбирают исходя из предполагаемого содержания бенз(а)пирена в анализируемых пробах, рекомендуется 0,01 мкг/см 3 ). Регистрируют не менее двух хроматограмм раствора и проверяют сходимость времен удерживания и площадей (высот) пиков по формулам (3) и (5) соответственно.

Вычисляют концентрацию бенз(а)пирена в образце для контроля по формуле (4). Градуировочная зависимость признается стабильной, если выполняется условие (7).

7. Выполнение измерений

Пробу почвы массой 1 г, взвешенную с точностью до 0,01 г, помещают в коническую колбу вместимостью 100 см 3 , заливают 15 — 20 см 3 хлористого метилена и неплотно закрывают стеклянной пробкой. Колбу помещают на перемешивающее устройство и перемешивают в течение 30 мин. Полученный экстракт декантируют через бумажный фильтр «красная лента» в колбу для отгонки растворителя. К анализируемому образцу приливают еще 15 см 3 хлористого метилена и экстракцию повторяют в течение 10 мин. Осадок на фильтре промывают 5 — 7 см 3 хлористого метилена.

Объединенные экстракты упаривают до объема 1 — 2 см 3 , к остатку приливают 3 — 5 см 3 гексана и вновь упаривают до объема менее 0,5 см 3 (но не досуха!).

К полученному по п. 7.2 сконцентрированному экстракту добавляют гексан до объема 1,5 — 2 см 3 ; полученный раствор (выпадающий иногда осадок переносится на колонку полностью!) переносят на колонку и промывают 20 см 3 гексана, отбрасывая выходящий из колонки элюат * . Затем элюируют полициклические ароматические углеводороды, в т.ч. и бенз(а)пирен, 50 см 3 смеси хлористого метилена и гексана с соотношением компонентов, найденным по п. 6.9. Смесь готовится по п. 4.4.4. Весь элюат собирают в колбу для упаривания.

* Для очистки сильно загрязненных образцов перед процедурой элюирования бенз(а)пирена колонку с нанесенным экстрактом рекомендуется промыть вместо гексана 15 — 20 см 3 слабополярного растворителя, например, смесью гексана и хлористого метилена в соотношении 95:5. Перед этим необходимо убедиться (п. 6.9), что этим растворителем бенз(а)пирен не элюируется из колонки.

Полученные по п. 7.2 элюаты упаривают досуха в вакууме водоструйного насоса при 40 — 50 °С. Сухие остатки растворяют в 5 см 3 ацетонитрила (в зависимости от предполагаемой концентрации бенз(а)пирена в образце допускается изменять диапазон конечного объема от 1 до 10 и более см 3 ), тщательно обмывая стенки сосуда, выдерживают перед измерениями не менее 15 мин. Полученные таким образом растворы далее будут называться концентратами.

Далее проводят хроматографический анализ концентратов проб в соответствии с п. 7.4.

Примечание . Для концентрирования экстрактов допускается использовать любую аппаратуру, позволяющую проводить экстракцию без значимых потерь бенз(а)пирена.

Регистрируют хроматограммы концентратов (каждого не менее двух раз) в тех же условиях, при которых была проведена градуировка системы. Идентификацию бенз(а)пирена в пробе проводят по совпадению времени удерживания определяемого пика со временем удерживания пика бенз(а)пирена в концентрате градуировочного раствора, т.е. проверяют выполнение условия, представленного в формуле (3), однако в качестве t ₁ берут время удерживания пика бенз(а)пирена на хроматограмме градуировочного раствора, a t ₂ — время удерживания пика бенз(а)пирена на хроматограмме концентрата.

Если бенз(а)пирен в пробе обнаружен, измеряют высоту (площадь) полученного пика для каждого из двух измерений. Расхождение между ними не должно превышать 7 % от их среднего арифметического значения, т.е. должно выполняться условие (5). Если условие (5) не выполняется, находят и устраняют причины нестабильности, после чего ввод концентрата пробы повторяют.

Для дальнейшего подтверждения правильности идентификации в случае сложных проб рекомендуется выполнить добавку раствора бенз(а)пирена к концентрату пробы. О достоверности идентификации можно судить по увеличению высоты (площади) предполагаемого пика бенз(а)пирена. Величина добавки должна составлять 50 — 150 % от найденного содержания бенз(а)пирена в концентрате пробы, кроме того, необходимо учитывать разбавление концентрата при введении добавки и для его снижения использовать более концентрированные растворы.

Если содержание бенз(а)пирена в концентрате превышает 0,1 мкг/см 3 , то концентрат необходимо разбавить. Коэффициент разбавления ( Q ) вычисляют по формуле:

где (8)

V _р — объем разбавленного концентрата пробы, см 3 ;

V _а — объем аликвотной порции исходного концентрата пробы, взятой для разбавления, см 3 .

8. Обработка результатов измерений

При использовании программного обеспечения «МультиХром для Windows» содержание бенз(а)пирена в пробе вычисляют по формуле:

Х — содержание бенз(а)пирена в пробе, мг/кг;

С_кон — содержание бенз(а)пирена в концентрате пробы, мкг/см 3 ;

V _кон — объем концентрата пробы, см 3 ;

т — навеска пробы почвы, г;

Q — коэффициент разбавления концентрата пробы по п. 7.4;

Содержание бенз(а)пирена в пробе при регистрации хроматограмм на принтер или самописец вычисляют по формуле:

Х — содержание бенз(а)пирена в пробе, мг/кг;

С_гр — концентрация градуировочного раствора бенз(а)пирена по п. 0, мкг/см 3 ;

S _гр — площадь (высота) пика бенз(а)пирена на хроматограмме градуировочного раствора по п. 6.10;

S_x — площадь (высота) пика бенз(а)пирена на хроматограмме концентрата пробы;

V _кон — объем концентрата пробы, см 3 ;

m — навеска пробы почвы, г;

I _гр — размах шкалы при регистрации хроматограммы градуировочного раствора бенз(а)пирена;

I_x — размах шкалы при регистрации хроматограммы концентрата пробы;

Q — коэффициент разбавления концентрата пробы по (8).

9. Оформление результатов измерений

За результат анализа ( X , мг/кг) принимают результат, полученный в соответствии с п. 8, и в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:

• результат анализа X (мг/кг), d (%), Р = 0,95, где d — характеристика погрешности, %;

• Х ± D , мг/кг, Р = 0,95, где

(11)

Результат измерений должен оканчиваться тем же десятичным разрядом, что и погрешность. Результаты измерений регистрируют в протоколах, в которых указывают:

• ссылку на настоящий документ;

• описание пробы (номер, источник, дата отбора и анализа и т.п.);

• отклонения от методики при проведении измерений, если таковые имелись, и факторы, отрицательно влияющие на результаты анализа;

10. Контроль точности измерений

Периодичность контроля воспроизводимости измерений зависит от количества рабочих измерений за контролируемый период и определяется планами контроля.

Образцами для контроля являются пробы почв, грунтов, донных отложений, твердых отходов. Отбирают две навески пробы и каждую из них анализируют в точном соответствии с прописью методики, максимально варьируя условия проведения анализа, т.е. получают два результата анализа, либо с участием разных исполнителей, либо с участием одного исполнителя, но в разное время. Результаты контроля признаются удовлетворительными, если выполняется условие:

где (12)

X ₁ — результат анализа рабочей пробы, мг/кг;

Х ₂ — результат анализа этой же пробы, полученный другим аналитиком, либо в другое время, мг/кг;

— среднее арифметическое значений X ₁ и Х₂, мг/кг;

D — допускаемые расхождения между результатами анализа одной и той же пробы (табл. 3), %.

Значения D выбирают для среднего арифметического результатов измерений .

При превышении норматива контроля воспроизводимости измерений процедуру контроля повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Нормативы контроля воспроизводимости измерений

Источник