ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И ТОЛУОЛА В СТОЧНЫХ ВОДАХ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Т. А. КОЗ ЕЙ КО, И. А. КОЧЕРОВСКАЯ, 1990

УДК 614.777:628.312:547.533]-074

Т. А. Козейко, И. А. Кочеровская

ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И ТОЛУОЛА

В СТОЧНЫХ ВОДАХ

Киевский научно-исследовательский филиал ГосНИИхлорпроекта

Возможность сброса сточных вод в водоемы устанавливается по ряду гигиенических и химических показателей.

Качественный состав сточных вод предприятий зависит от размещенных на них технологических производств и может быть весьма разнообразным. В связи с этим известные методы определения органических соединений в сточных (и природных) водах не являются универсальными [5].

Настоящее исследование посвящено разработке методики определения четыреххлористого углерода (ЧХУ), трихлорэтилена (ТХЭ), пер-хлорэтилена (ПХЭ), толуола, хлорбензола при их совместном присутствии в сточной воде на уровне ПДК, которые соответственно равны 0,03, 0,06, 0,02, 0,5 и 0,02 мг/л [1, 5].

В работах [3, 4, 6] описаны способы, позволяющие определять указанные соединения индивидуально или в смеси с другими органическими веществами.

Сведений об анализе вод указанного качест-

Хроматограмма паровой фазы модельной сточной воды.

1 — ЧХУ (0,05 мг/л); 2 — ТХЭ (0,06 мг/л); 3 — толуол (0,03 мг/л); 4 — ПХЭ (0,02 мг/л); 5 — хлор-

бензол (0,06 мг/л).

венного и количественного состава в литературе мы не нашли.

Работу проводили на хроматографе «Цвет-102» с пламенно-ионизационным детектором. Для хроматографического разделения ЧХУ, ТХЭ, толуола, ПХЭ, хлорбензола испытан ряд неподвижных фаз: ПФМС-4, Е-301, ДС-550, БЕ-ЗО, которые наносили в количестве 5 % массы носителя на хроматон Ы-АШ-ОМСБ фракции 0,250— 0,315 мм; длина колонки 3 м.

Критерием пригодности неподвижной фазы для решения поставленной задачи служила полнота разделения наиболее трудноделимой пары толуол — ПХЭ. Газохроматографическое разделение этих соединений осложняется тем, что ПДК толуола в 25 раз больше таковой ПХЭ (см. рисунок).

Экспериментально подобраны следующие условия газохроматографического анализа: стеклянная колонка длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм, заполненная 5 % 5Е-30 на хрома-тоне Ы-АШ-ОМСБ зернением 0,250—0,315 мм. Температура термостата колонок 65°С, испарителя 150°С, расход газа-носителя (азота) 45 см3/мин.

При определении следовых количеств (^1-10_4%) органических соединений в воде необходимым и важным этапом анализа является концентрирование [3]. Простым, чувствительным, удобным способом концентрирования из воды органических соединений, имеющих коэффициент распределения ^Ю3, является метод анализа равновесной паровой фазы [2, 3].

Концентрирование хлорорганических соединений и толуола из воды осуществляли следующим образом. Образец воды помещали во флакон, герметизировали его по способу [4], тер-мостатировали, после чего отбирали медицинским шприцем паровую фазу, которую хромато-графировали в условиях, приведенных выше. Затем шприц продували воздухом и выдерживали в воздушной камере ультратермостата 10— 15 мин при температуре термостатирования пробы. Изучение зависимости площадей пиков исследуемых веществ от температуры и времени термостатирования, а также от объема анализируемой паровой фазы показало, что требуемая чувствительность определения достигается при термостатировании 10 см3 воды (соотношение жидкой и газовой фаз 1:1) при температуре

2

J_1_!_^Ц_121

12 9 6 3 0

80 °С в течение 20 мин и объеме паровой фазы, равной 5 см3 (отбор пробы из флакона однократный).

Количественное определение проводили методом абсолютной калибровки. Готовили серию градуировочных растворов определяемых соеди-

fpmfl в воде в диапазоне 0,5—10 ПДК; каждый аствор анализировали не менее 5 раз и рассчитывали средний калибровочный коэффициент [в мг/л-мм2] для каждого компонента:

m

2 Ci-Si v 1 =1_

Д = m '

v s2

jLJ

i = 1

где Ci — массовая концентрация ¿-то компонента в градуировочном растворе, мг/л; m — число проб; Si — средняя площадь пика ¿-го компонента в градуировочном растворе, мм2.

Статистическая обработка результатов определения хлорорганиечских соединений и толуола фв воде на уровне их ПДК показала, что относительная погрешность не превышала 18 % при доверительной вероятности 0,95.

При проверке разработанной методики на реальных сточных водах установлено, что прове-

© и. А. ЦИБУЛЬСКАЯ, И. Г. ЗЕНКЕВИЧ, 1990 УДК 614.777:628.312:547.221]-074

%

Определение фреонов, фтор- и фторхлоралке-нов в объектах окружающей среды представляет научно-практический интерес как для сани-тарно-химических исследований, так и в связи с проблемой разрушения озонового слоя при накоплении фреонов в атмосфере. Среди соединений этого типа особую группу составляют наиболее летучие представители с температурами кипения ниже 20—30 °С. В их число попадают фторпроизводные, содержащие менее 4 атомов углерода, в частности простейшие перфторалке-ны. При выявлении их основных источников следует учитывать, что наряду с промышленными выбросами значительная доля этих веществ может поступать в атмосферу в результате интенсивного дегазирования сточных вод промышленных предприятий. Для отдельных соединений подобного типа нормируется содержание их в воздухе, но для воды ПДК установлена только для перфторэтилена (ПДКв=0,01 мг/л) [1].

Предлагаемая нами методика определения летучих фторорганических соединений в сточ-

дению анализа не мешает присутствие пиридш/а, хлористого бензила, а также минеральных солей, кислот (до 10%) или щелочей (до 5%).

В результате проведенных исследований разработана газохроматографическая методика определения ЧХУ, ТХЭ, ПХЭ, толуола, хлорбензола при их совместном присутствии в сточной воде с чувствительностью не ниже Vio ПДК для толуола и 7г ПДК для остальных соединений.

Методика прошла испытания и внедрена на одном из предприятий Минхимпрома.

Литература

1. Беспамятное Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: Справочник. — J1., 1985.

2. Витенберг А. ГИоффе Б. В. Газовая экстракция в хроматографическом анализе. — Л., 1982.

3. Дженнигс В., Parin А. Подготовка образцов для газо-хроматографического анализа. — М., 1970.

4. Козлова В. СКочеровская И. А. // Гиг. и сан. — 1986. —№ 1. —С. 35-37.

5. Лурье Ю. 10. Аналитическая химия промышленных сточных вод. — М., 1984.

6. Хромченко Я. Л. // Химия и технол. воды. — 1987.— Т. 9, № 5. — С. 422—426.

Поступила 20.02.S9

ных водах основана на газохроматографическом парофазном анализе [2]. Целесообразность использования этого метода обусловлена малыми величинами коэффициентов распределения фтор-содержащих углеводородов С2—С4 (KCl) между жидкой и газовой фазой и соответственно значительным выигрышем в чувствительности анализа:

УУ/Уж

а~ /C+VY/Уж '

где Уг/Уж«Ю8 — соотношение предельных дозируемых в хроматографическую колонку объемов газа (несколько миллилитров) и жидкости (несколько микролитров); К (Сж/Сг) — коэффициент распределения, численно равный отношению массообъемных концентраций компонента в равновесных жидкой и газовой фазах; Vr/Vж — соотношение объемов фаз в замкнутом сосуде для установления равновесия.

По сравнению с прямым дозированием исследуемого водного образца в хроматограф анализ

И. А. Цибульская, И. Г. Зенкевич

ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕТУЧИХ ПОЛИФТОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В СТОЧНЫХ ВОДАХ

Ленинградский университет