Методика выполнения измерений массовой концентрации фенола в питьевой и сточной воде, воде поверхностных и подземных источников водопользования методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

1. Объекты исследования

Настоящая методика устанавливает метод измерений массовой концентрации фенола в воде централизованных систем питьевого водоснабжения и расфасованной в емкости, воде минеральной питьевой лечебной, лечебно-столовой и природной столовой, природной и сточной методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

2. Диапазон измерений

Метод обеспечивает получение результатов измерений массовой концентрации фенола в пробах воды в диапазоне от 0,10 до 20 мкг/дм³. Диапазоны измерения массовой концентрации фенола в различных объектах указаны в таблице 1.

Таблица 1. Диапазоны измерения массовой в пробах воды.

3. Пробоподготовка

Отбор, консервация и хранение проб воды проводятся в соответствии с ГОСТ Р 51592, воды питьевой – по ГОСТ Р 51593, воды минеральной питьевой лечебной, лечебно-столовой и природной столовой – по ГОСТ 23268.0, воды природной – по ГОСТ 17.1.5.05, поверхностных вод суши и очищенных сточных вод – по Р 52.24.353, сточных вод – по НВН 33.5.3.01, а также в соответствии с другой нормативной документацией, регламентирующей отбор проб для конкретных объектов исследования.

Для отбора, хранения и транспортировки проб используют чистые склянки темного стекла с герметично закрывающимися крышками. Объём пробы воды для определения массовой концентрации фенола должен быть не менее 1000 см³. Пробы хранят при температуре 4-6°C не более 3 суток.

Подготовка проб к измерениям включает следующие этапы:

• извлечение (экстракция) фенола из пробы методом твердофазной экстракции;
• элюирование фенола с ТФЭ-картриджа;
• подготовка пробы для ввода в хроматограф.

Для анализа готовят две параллельные пробы.

Блок-схема процедуры пробоподготовки

* При наличии взвешенных частиц или осадка пробу фильруют через мембранный фильтр из нейлона с диаметром пор 0.45 мкм
** При анализе газированных вод с пробой помещают в УЗ-ванну на 7-10 мин.

4. Проведение хроматографического анализа

4.1. Оборудование и условия для проведения ВЭЖХ-анализа градуировочных растворов фенола, подготовленной пробы воды.

Для хроматографического анализа фенола необходимо использовать изократическую хроматографическую систему с электрохимическим детектором.

При подготовке к выполнению измерений выполняют следующие работы: подготовка посуды, проверка чистоты реактивов и растворителей, приготовление растворов, подготовка хроматографа к работе, контроль эффективности разделительной системы, установление градуировочной зависимости.

Оборудование:

• хроматографическая система «Стайер-М»;
• детектор электрохимический (ECD);
• персональный компьютер с установленным программным обеспечением «МультиХром».

Условия:

• режим разделения: изократический;
• колонка: Synergi Polar-RP 250x4,6 мм 4 мкм (Phenomenex, США);
• защитная колонка: Polar-RP 4x3,0 мм (Phenomenex, США);
• подвижная фаза: ацетонитрил – 1% p-p фосфорной кислоты в воде (35:65);
• скорость потока: 0,9 см³/мин;
• температура: 20°С
• объем петлевого дозатора: 100 мкл;
• детектирование: электрохимическое;
• режим: постояннотоковый;
• потенциал рабочего электрода: +1,3 В.

Эффективность установленной разделительной системы оценивают по значению показателя эффективности N (числа теоретических тарелок) пика фенола при вводе в хроматограф градуировочного раствора с массовой концентрацией фенола 100 нг/см³. Значение показателя эффективности рассчитывают как среднее арифметическое значение по результатам двух параллельных измерений. Эффективность установленной разделительной системы принимают удовлетворительной при N ≥ 10000. Контроль эффективности установленной разделительной системы в процессе эксплуатации проводится не реже чем 1 раз в 2 недели.

Градуировку во всем диапазоне измеряемых концентраций проводят не реже 1 раза в месяц, а также при смене колонки и/или защитной колонки, при замене стандартных веществ и/или реактивов; после проведения ремонта хроматографа, после длительного простоя хроматографа (2 недели и более), при изменении эффективности хроматографической системы и/или чувствительности детектора.

Контроль стабильности градуировочной характеристики выполняют перед началом работ в день выполнения измерений по градуировочному с массовой концентрацией фенола 100 нг/см³. Регистрируют не менее двух хроматограмм. При отклонении среднего значения результатов измерений фенола в градуировочном растворе более чем на 15 % и/или изменении времени удерживания более чем на 7 %, выполняют градуировку хроматографа во всем диапазоне измерений.

4.2. Определение количественного содержания фенола в пробе воды.

Для получения результата измерений необходимо провести анализ двух параллельных проб, для каждой из которых выполнить по два измерения (получить по две хроматограммы).

Результат измерений – массовая концентрация фенола в пробе, введенной в хроматограф, автоматически рассчитывается программой системой сбора и обработки хроматографической информации «МультиХром». Расчитывают среднее арифметическое значение (Сxp) массовой концентрации фенола в пробах, введенных в хроматограф (C₁ и C₂), по результатам двух измерений для каждой из параллельных проб.

Массовую концентрацию фенола в рабочей пробе (Х), мкг/дм³, рассчитывают по формуле

где Схр – среднее значение массовой концентрации фенола в пробе, введенной в хроматограф, мкг/дм³;
V₁ – объем пробы воды, см³  (50 см³);
V₂ – измеренный объем пробы после ТФЭ и добавления фосфорной кислоты, см³;
Kэктр – коэффициент твердофазной экстракции фенола (равен 0,95).