Неорганические соединения (элементный состав, катионы)

В настоящее время отсутствуют корректные интегральные показатели, характеризующие безопасность (доброкачественность) воды в отношении этих загрязняющих веществ. В этой связи представляется необходимым в ходе расширенных исследований проведение анализа воды индивидуально на каждый из элементов (№ 8—41).

Неорганические соединения (анодный состав)

Другие неорганические соединения, указанные в прилож. 2 СанПиН 2.1.4.559—96, вводить, в обязательный перечень расширенных исследований представляется нецелесообразным по следующим причинам.

Достаточно надежные аттестованные методики определения в питьевой и природной воде роданид-иона (HCN^-), хлорит-иона (ClO₂^-), хлорат-иона (СlO₃^-), перхлорат-иона (СlO₄^-), перекиси водорода (Н₂О₂) и персульфат-иона (S₂O₈²^-) сегодня отсутствуют. Имеются методики определения указанных примесей для сточных вод соответствующих производств, но по своей чувствительности, погрешности и селективности они мало пригодны для оценки питьевой воды.

То же относится и к анионам комплексных соединений гексанитрокобальтиат-иона [Со(NО₃)₆]⁴^- и ферроцианид-иона [Fe(CN)₆]^3-, содержание в воде которых, по-видимому, целесообразно оценивать по концентрации соответствующих комплексообразующих элементов — кобальта и трехвалентного железа.

Весьма маловероятно присутствие в водоисточнике таких неустойчивых соединений, как, например, фосфор элементарный или перекись водорода, и таких сильных окислителей, как хлориты, хлораты или перхлораты.

Что касается нормируемых соединений гидросульфид-ион и сероводород, то аттестованные и временно допущенные методики анализа, а также современная аналитическая база позволяют определить их в воде лишь как суммарное содержание всех форм сульфидов. Содержание каждой формы в отдельности рассчитывают по специальным таблицам. Относительные концентрации этих форм в воде зависят прежде всего от рН этой воды, в меньшей мере — от ее температуры и общего солесодержания. Например, сульфид-ионы появляются в заметных количествах лишь при рН > 10; при рН 11 — сульфид-ионов содержится 1 % от суммы всех сульфидов; при рН 12 — 9 %, при рН 13— 50 %, что неактуально для питьевой и природных вод.

По-видимому, в дальнейшем при переработке СанПиНа следует еще раз рассмотреть вопрос о целесообразности включений вышеуказанных веществ в перечень проведения расширенных исследований.

Наиболее проблемной представляется оценка воды на содержание в ней органических примесей. Это связано как с широким спектром возможных загрязняющих веществ, так и с большими сложностями их определения и интерпретации результатов анализа.

К органическим веществам, подлежащим обязательному включению в расширенные исследования, табл. 2 СанПиНа относит

а прилож. 2 СанПиНа — весь спектр других органических загрязнений, для которых в настоящее время установлены гигиенические нормативы.

В этой связи расширенные исследования должны включать сведения о наличии или отсутствии основных классов (групп) загрязняющих веществ, указанных в прилож. 2 СанПиНа, которые приближённо можно представить следующим образом:

полиароматические углеводороды, например бенз(а)пирен и др.;

галогензамещенные органические соединения, в том числе летучие, например, хлороформ, хлорбензол и др.;

спирты и простые эфиры, например метанол, диметиловый эфир и др.;

карбонильные соединения (альдегиды и кетоны), например, акролеин, диэтилкетон и др.;

органические кислоты (анионы органических кислот), например акриловая кислота, бензойная кислота и др.;

сложные эфиры органических кислот, например винилацетат и др.;

производные органических кислот, например ацетонитрил и др.;

карбаматы, тиокарбаматы, производные мочевины и тиомочевины;

нитросоединения, например нитробензол и др.;

гетероциклические соединения, например трибутилфосфат, трикрезилфосфат и др.;

серосодержащие соединения, например сероуглерод и др.;

элементоорганические соединения, например, трибутил-олово, этилмеркурхлорид и др.

При проведении расширенного анализа (и расширенных исследований) следует ориентироваться не только и не столько на анализ индивидуальных загрязнений, что весьма дорого и трудоемко, сколько на определение присутствия в исследуемой воде групп органических соединений в целом.

Так, например, отрицательный результат анализа воды на содержание общего органического хлора с большой степенью приближения указывает на отсутствие в испытуемой воде групп хлорорганических пестицидов, летучих галогеналканов — продуктов хлорирования воды, а также хлорзамещенных углеводородов, спиртов, фенолов и прочих, а следовательно, и на отсутствие необходимости в проведении контроля этой воды за указанными соединениями.

Таким же образом отрицательный результат анализа воды на содержание общего карбонила избавляет от необходимости ее исследования в отношении многочисленных индивидуальных загрязняющих веществ, относящихся к кетонам и альдегидам, например акролеина, формальдегида, бензальдегида, диэтил-кетона.

Современные инструментально-аналитические методы — хроматография, масс-спектрометрия, ИК-спектроскопия, спектроскопия ЯМР, а также их комбинации сориентированы на проведение групповых сканирующих исследований. Это во многом облегчает и удешевляет проведение расширенных анализов по СанПиНу.

При положительных результатах обобщенной оценки качества воды на присутствие в ней того или иного класса (группы) загрязняющих веществ следует проводить более детальный химический анализ компонентного состава представителей обнаруженного класса и их количественного содержания в исследуемой воде.

Анализы воды по наименованиям, приведенных выше, обязательны только для проведения расширенных исследований и в очень незначительном объеме реально входят в рабочую программу производственного контроля.

Можно предложить следующую конкретную схему проведения расширенных исследований в части определения органических загрязняющих веществ.

Первоначальную оценку органического состава воды проводят в отношении валового количества присутствующих в ней органических загрязняющих веществ. Наиболее предпочтительным является показатель общего органического углерода (ООУ). При этом наиболее эффективным и достоверным (в особенности для оценки исходных природных вод) следует считать метод ООУ, основанный на количественной термокаталитической деструкции органических примесей. Окисление продуктов пиролиза здесь происходит до диоксида углерода с последующей его конверсией в метан и регистрированием последнего хроматографическим детектором. Сопоставление чувствительности, точности и воспроизводимости показателя ООУ с традиционными методами определения суммарного содержания органических веществ в воде - ХПК, БПК, ПО указывают на убедительное преимущество.

В случае обнаружения суммарного содержания органических загрязнений в пробе воды свыше 7,0 мг С/л, которое не обусловлено присутствием нефтепродуктов, ПАВ или фенольного индекса в соответствующих количествах, рекомендуется проведение первоначальной прикидочной оценки состава, составляющих эту величину соединений методом "вычитания". Использование "преколонок вычитания" позволяет определить, какую долю в валовом содержании органики составляют представители тех или иных химических классов.

Оценка ООУ в воде до и после фильтрации образца через "преколонки вычитания" часто позволяет экспрессно оценить данную воду по широкому перечню классов веществ с большой степенью приближения. Например, фильтрование образца воды через некоторые аниониты приводит к удалению из него фенолов и карбонилсодержащих веществ, фильтрование через хромосорб Р-кислых и нейтральных примесей, а применение Тепах GC приводит к избирательному удерживанию нейтральных соединений.

Использование барбатера (микробарбатера) позволяет при двух последовательных анализах проб воды на содержание ООУ — до и после отдувки воздухом или инертным газом — определить в валовом содержании органики долю летучих органических соединений (ЛОС), имеющих растворимость в воде не более 2 %, и температуру кипения не выше 150 °С, которые обычно представлены начальными членами гомологических рядов алифатических, ароматических и нафтеновых углеводородов, а также низкомолекулярными продуктами хлорирования воды — хлороформа, 1,2-дихлорэтана и др.

При последующей оценке воды на содержание в ней ЛОС, в том числе:

- алифатических углеводородов (н-гексан и др.);

- алициклических углеводородов (циклопентан и др.);

- ароматических углеводородов (бензол и др.);

- летучих галогеналканов (хлороформ и др.), можно предложить следующие общие подходы.

Одна из целей анализа летучих компонентов — получение информации о наличии в природе одорантов, образующих запах воды. Порог чувствительности к запахам подавляющего большинства одорантов при органолептической оценке составляет менее 1 нг/л, а для некоторых — ниже 0,1 пг/л (10—8 %), т. е. ниже предела чувствительности современных газохроматографических детекторов. По этой причине применяют предварительное концентрирование летучих загрязняющих веществ.

При пробоподготовке для определения ЛОС, в зависимости от целей исследования и физико-химических свойств воды, возможно использование техники статического равновесного концентрирования в газовой фазе, непрерывной газовой экстракции (стриппинг) с промежуточным концентрированием на пористом полимерном сорбенте и применением криогенного ввода в хроматографическую аналитическую систему, жидкостно-жидкостной экстракции и прямого ввода пробы в капиллярную хроматографическую колонку.

Рекомендуемыми методами анализа при оценке состава воды в ходе проведения расширенных исследований для обоснованного выбора показателей для формирования Рабочей программы являются:

• капиллярная газожидкостная хроматография. В рамках этого метода, наряду с проведением традиционного качественного и количественного определения целевых компонентов, рекомендуются исследования "хроматографических профилей" (метод "отпечатков пальцев") загрязняющих примесей. При этом совокупность сведений о числе, относительном расположении, площади и форме пиков, рассматриваемых как единый классификационный признак, позволяет характеризовать природу, происхождение и особенности состава данной пробы воды. В большинстве случаев можно ограничиться отдельными участками хроматограмм, т. е. информацией о ключевых компонентах.

Для получения информации о составе целевых органических загрязняющих веществ в воде проводят раздельное определение летучих и нелетучих (полулетучих) соединений в исследуемых пробах, обычно в режиме программирования температуры на SCOT-колонках различной полярности. Данные этих исследований также учитывают природу органических загрязнений;

• хроматомасс-спектрометрия. В необходимых случаях хроматографический метод дополняют масс-спектрометрической (МС) оценкой качества воды. Целью этого исследования является идентификация индивидуальных органических примесей в воде. Для получения наиболее полной информации о наличии в воде тех или иных органических загрязняющих веществ проводят раздельное МС-определение летучих и нелетучих (полулетучих) соединений в диапазонах, где было зарегистрировано присутствие соответствующих зягрязнений в наиболее ощутимых количествах в ходе газохроматографического анализа.

МС-анализ проводят в режиме, аналогичном предварительному ГЖХ-разделению, обычно при скорости сканирования 1 спектр/с и диапазоне регистрируемых масс 30—450 а.е.м. Идентификацию компонентов проводят с учетом особенностей диссоциативной ионизации различных классов органических соединений по параметрам удерживания на используемых колонках, библиотечным данным и характеристическим для приоритетных загрязнителей ионам. Количественное определение содержания индивидуальных компонентов проводят, как правило, методом внутреннего стандарта.

ГХ/МС-разведочный анализ в целях выбора показателей для формирования Рабочей программы в отношении ЛОС в различных нормативных документах и научной литературе рекомендуется проводить следующим образом.

В Методических указаниях по хроматомасс-спектрометрическому определению летучих органических веществ в воде (МУК 4.1.649—96) оценка качества воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения на содержание указанных примесей осуществляется с использованием непрерывной газовой экстракции, сорбционного концентрирования на твердом полимерном сорбенте — Тепах GC, последующей термодесорбцией и криогенным вводом пробы в хроматографическую капиллярную колонку с нанесенной на нее НЖФ SE-30. Диапазон сканируемых масс составляет 25— 236 а.е.м.

Этот же принцип оценки ЛОС в воде положен в основу Методики выполнения измерений барботируемых органических соединений в воде методом капиллярной газожидкостной хроматографии или хроматомасс-спектрометрии Главного управления аналитического контроля и метрологического обеспечения природоохранной деятельности при Минприроды России, М., 1996.

Летучие галогенорганические соединения, обычно продукты хлорирования воды, Методические указания по газохроматографическому определению галогенсодержащих веществ в воде (МУК 4.1.646—96) рекомендуют анализировать методом равновесного концентрирования в газовой фазе при 80 °С с применением электронно-захватного детектора.

По методу ЕРА 502.2 исследования ЛОС осуществляют с применением стриппинга, последующего улавливания целевых компонентов на Тепах GC или НЖФ OV-1 и дальнейшего хроматографирования с использованием фотоионизационного детектора.

Исследование воды на присутствие указанных примесей по методу ЕРА 524.2 осуществляют с применением хроматомасс-спектрометра со струйным сепаратором при использовании техники пробоподготовки, которая приведена в методике ЕРА 502.2.

Статический парофазный анализ при 70 °С в течение 30 мин в сочетании с капиллярной ГЖХ и МС в режиме программирования температуры и сканировании 40¸300 а.е.м., а также метод прямого холодного ввода пробы в кварцевую капиллярную хроматографическую колонку для оценки воды на содержание тригалогенметанов с электронно-захватным детектированием рекомендует Практическое руководство "Анализ воды: органические микропримеси" фирмы Hewlett Packard. С.-Пб, Изд-во "Теза", 1995.

К малолетучим (среднелетучим) органическим загрязнениям воды относят галогензамещенные углеводороды (примерно, от С^), галогензамещенные эфиры, нитрозамины, сложные эфиры, полиароматические углеводороды (ПАУ), фталаты, нитроароматические соединения, бензидины, полихлорированные бифенилы (ПХБ), хлорорганические пестициды, триазины, фенолы и др. Отнесение загрязняющих веществ к этой группе весьма произвольно и базируется в основном на хроматографических данных. Вещества условно относят к малолетучим (среднелетучим) в случаях, когда их анализ методом равновесного пара и непрерывной газовой экстракции менее эффективен вследствие низкого давления их паров.

Указанные соединения в соответствии с Методическими указаниями "Определение массовой концентрации органических соединений в воде методом хроматомасс-спектрометрии" (МУК 4.1.663—97), предназначенными для проведения санитарно-химических исследований воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, выделяют и концентрируют методом жидкостно-жидкостной экстракции метилен-хлоридом (при рН > 11, а затем рН < 2) с последующим ГХ/МС-анализом.

По методам ЕРА 525 и 625 указанные соединения извлекают из воды твердофазной (С 18) или непрерывной жидкостно-жидкостной (дихлорметан) экстракцией с последующим ГХ/МС-анализом.

К особой группе малолетучих органических загрязнений воды следует отнести карбонильные соединения — продукты озонирования воды, которые определяют в соответствии с Методическими указаниями по газохроматографическому определению формальдегида, бутаналя, 2-этил-гексаналя и других в воде (МУК 4.1.653—96, 4.1.654-96).

ПАУ, относящиеся к приоритетным загрязнителям, после твердофазного или жидкостно-жидкостного концентрирования, определяют в основном методами капиллярной газовой хроматографии с МС-детектированием, высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЖХ) с ультрафиолетовым или флуоресцентным детектором или методом флюориметрии.

Важным этапом исследований является определение представителей основных групп пестицидов: хлор-, азот-, фoсфорopгaничecкиx, карбоновых кислот и их производных, карбаматов, а также полихлорированных бифенилов (ПХБ).

В случае, если указанные загрязняющие вещества полностью или частично не были определены в ходе предыдущих исследований, рекомендуется применение метода ГЖХ.

В соответствии с прилож. 1 СанПиН 2.1.4.559—96 в случае, если данные органов управления и организаций сельского хозяйства об ассортименте и валовом объеме пестицидов и агрохимикатов, применяемых на территории водосбора и в пределах зоны санитарной охраны за период не менее 3 последних лет указывают на отсутствие применения тех или иных пестицидов (групп пестицидов), соответствующие исследования не проводятся.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: