Руководящий документ РД 52.24.505-2010 "Массовая доля нефтяных компонентов в донных отложениях. Методика выполнения измерений с идентификацией их состава и происхождения ик-фотометрическим, люминесцентным и газохроматографическим методами" (утв. Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 9 августа 2010 г.)

Дата введения - 1 сентября 2010 г.
Взамен РД 52.24.505-98

Введение

Нефть и нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных в глобальном масштабе и опасных веществ, вызывающих тяжелые экологические последствия при загрязнении ими водных объектов.

Основными источниками поступления нефти и нефтепродуктов в водные объекты являются сточные воды предприятий нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности; нефтепродукты часто попадают в воду в результате аварий при перевозке их водным путем и в результате интенсивного судоходства, а также с хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Нефть и продукты ее переработки представляют собой чрезвычайно сложную, непостоянную и разнообразную смесь компонентов, основными из которых являются углеводороды (алифатические, нафтеновые, ароматические) и окисленные гетероциклические соединения - смолы и асфальтены (смолистые компоненты). Указанные компоненты нефти обладают разными устойчивостью, опасностью для экосистемы и физико-химическими свойствами, определяющими особенности их поведения в водном объекте. Многие компоненты нефти и нефтепродуктов обладают высокой токсичностью, а также проявляют мутагенные и канцерогенные свойства, что губительно сказывается на условиях обитания всего гидробиологического сообщества.

Высокая сорбционная способность основных компонентов нефти, особенности их фракционирования при попадании в водный объект, биологическая устойчивость обусловливают накопление нефтяных компонентов (в первую очередь, полициклических углеводородов и высокомолекулярных гетероциклических соединений смол и асфальтенов), в донных отложениях. Доля сорбированных нефтепродуктов при наличии хронических источников загрязнения может достигать 50 и более процентов от их общей суммы. Последнее свидетельствует о необходимости организации и проведения систематического контроля содержания нефтепродуктов в донных отложениях. При этом необходимо учитывать биогенные углеводороды, содержание которых в отдельных случаях, например, в водных объектах с высокой трофностью, может быть достаточно большим. По этой причине методика количественного определения нефтепродуктов в донных отложениях должна предусматривать идентификацию нефтяных и биогенных углеводородов с помощью критериев различия в их составе и свойствах.

1 Область применения

1.1 Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений (далее - методика) массовой доли основных нефтяных компонентов - углеводородов в диапазоне от 0,09 до 0,22 мг/г сухого остатка (далее - с.о.) и смол и асфальтенов в диапазоне от 0,02 до 0,07 мг/г с.о. в пробах донных отложений с идентификацией их состава и происхождения.

Допускается выполнение измерений в донных отложениях с массовой долей углеводородов, а также смол и асфальтенов, превышающей 0,22 мг/г с.о. и 0,07 мг/г с.о. соответственно при разбавлении элюата перед измерением.

1.2 Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих анализ донных отложений водных объектов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия

ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков

ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

ГОСТ Р 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб МИ 2881-2004 Рекомендация. ГСИ. Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа.

Примечание - Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделах 4, А.3 и Б.3.

3 Приписанные характеристики погрешности измерения

3.1 При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений характеристики погрешности результата измерения с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 - Диапазон измерений, значения характеристик погрешности и ее составляющих при принятой вероятности Р = 0,95

Диапазон измерений массовой доли,	Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости)	Показатель воспроизводимости (средне- квадратическое отклонение воспроизводимости)	Показатель правильности (границы систематической погрешности)	Показатель точности (границы погрешности)
X, мг/г с.о.	, мг/г с.о.	, мг/г c.о.	, мг/г с.о.	, мг/г
Углеводороды
От 0,09 до 0,22 включ.	0,02	0,03	0,02 + 0,06 X	0,05+0,03 X
Смолы и асфальтены
От 0,02 до 0,07 включ.	0,005	0,007	0,006	0,014

При выполнении измерений в пробах с массовой долей углеводородов, а также смол и асфальтенов свыше 0,22 мг/г с.о. и 0,07 мг/г с.о., соответственно, при разбавлении элюата, показатель точности измерения и доли в исходной пробе рассчитывают по формуле

; (1)

где - показатель точности измерения массовой углеводородов или смол и асфальтенов в разбавленном элюате, рассчитанный по уравнению таблицы 1;

- степень разбавления.

Значения показателя точности методики используют при:

- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;

- оценке деятельности лаборатории на качество проведения измерений;

- оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики в конкретной лаборатории.

4 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы

4.1 Средства измерений, вспомогательные устройства

4.1.1 Флюориметр лабораторный ("Квант-5", "Квант-7") или анализатор жидкости "Флюорат-02".

4.1.2 ИК-спектрофотометр или ИК-фотометр, обеспечивающий измерения при длине волны 3,42 мкм в кюветах с толщиной поглощающего слоя не менее 40 мм (спектрофотометр ИК-40 или фотометр, входящий в комплект анализаторов АН-2, КН-2 или аналогичных приборов).

4.1.3 Хроматограф газовый (Цвет-500, Цвет-800, Кристалл 2000М, Хроматэк-Кристалл 5000.2) с пламенно-ионизационным детектором (ПИД).

4.1.4 Спектрофлюориметр "Флюорат-02-Панорама".

4.1.5 Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ Р 53228-2008.

4.1.6 Весы лабораторные среднего (III) класса точности по ГОСТ Р 53228-2008 с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

4.1.7 Государственный стандартный образец состава раствора нефтепродуктов (смесь гексадекана, изооктана и бензола) в четыреххлористом углероде ГСО 7424-97 (далее - ГСО).

4.1.8 Колбы мерные 2 класса точности исполнения 2 по ГОСТ 1770-74 вместимостью: 25 - 7 шт., 50 - 4 шт. 100 - 1 шт.

4.1.9 Пипетки, градуированные 2 класса точности исполнения 1, 2 по ГОСТ 29227-91 вместимостью: 0,5 - 1 шт., 1 - 3 шт., 2 - 2 шт., 5 - 3 шт., 10 - 2 шт.

4.1.10 Пипетки с одной отметкой 2 класса точности исполнения 2 по ГОСТ 29169-91 вместимостью 5 - 3 шт.

4.1.11 Микрошприц МШ-10М вместимостью 10 по ТУ 2-833-106 - 1 шт.

4.1.12 Микрошприц вместимостью 50-100 , импортный - 1 шт.

4.1.13 Цилиндры мерные исполнения 1,3 по ГОСТ 1770-74 вместимостью: 25 - 4 шт., 1000 -1 шт.

4.1.14 Цилиндр мерный исполнения 2 по ГОСТ 1770-74 вместимостью 50 .

4.1.15 Пробирки исполнения 2 с притертыми стеклянными пробками по ГОСТ 1770-74 вместимостью 10 - 10-15 шт.

4.1.16 Пробирка градуированная исполнения 1 (коническая) по ГОСТ 1770-74.

4.1.17 Стаканы Н исполнение 1, 2, ТХС, по ГОСТ 25336-82 вместимостью: 10 - 10 шт.; 50 - 10 шт.

4.1.18 Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82: СВ-19/9 - 8 шт., СВ 34/12 - 6 шт., СВ 24/10 - 6 шт.

4.1.19 Воронки делительные ВД исполнения 1, 3, ХС, по ГОСТ 25336-82 вместимостью 1 - 4 шт.

4.1.20 Воронки лабораторные по ГОСТ 25336-82 диаметром 25 или 36 мм - 20 шт.

4.1.21 Колонка стеклянная хроматографическая длиной 25 см, внутренним диаметром 1 см или бюретка по ГОСТ 29251-91.

4.1.22 Кварцевая капиллярная колонка с привитой фазой типа OV-1 длиной 50 м, внутренним диаметром 0,25 мм, толщиной фазы 0,3 мкм.

4.1.23 Генератор водорода любого типа, вырабатывающий водород марки "А" по ГОСТ 3022-80.

4.1.24 Роторный испаритель ИР-ШМ.

4.1.25 Осветитель ртутно-кварцевый с лампой ПРК или СВД-120 и светофильтром УФС-6.

4.1.26 Приспособление для нанесения незакрепленного тонкого слоя оксида алюминия (см. рисунок 1).

4.1.27 Камера для хроматографирования или сосуды из стекла прямоугольной формы с размерами стенок: длина от 21 до 24 см, ширина от 19 до 21 см, и высота стенок от 6 до 10 см, с притертой крышкой.

4.1.28 Пластинки стеклянные размером 12х18 см - 3 шт.

4.1.29 Капилляры стеклянные с внутренним диаметром 0,2-0,3 мм - 6 шт.

4.1.30 Стеклянные палочки длиной 12-15 см - 6 шт.

4.1.31 Чашка выпарительная N 3 по ГОСТ 9147-80 вместимостью 100 .

4.1.32 Установка из стекла для перегонки растворителей (круглодонная колба типа К-1 взаимозаменяемым конусом 29/32, ТС, вместимостью 1 , елочный дефлегматор длиной не менее 350 мм со взаимозаменяемыми конусами 19/26 и 29/32, насадка Н1 с взаимозаменяемыми конусами 19/26-14/23-14/23, холодильник типа ХПТ-1 длиной не менее 30 см с взаимозаменяемыми конусами 14/23, аллонж АИ-14/23) по ГОСТ 25336-82, термометр лабораторный по ГОСТ 29224-91 с диапазоном измерения температур от 0°С до 100°С и ценой деления не более 0,5°С.

4.1.33 Флаконы стеклянные с притертыми пробками для хранения растворов вместимостью 50 и 100 .

4.1.34 Посуда стеклянная с притертыми корковыми или пластиковыми пробками, обернутыми алюминиевой фольгой и двойным слоем тефлоновой пленки для хранения донных проб вместимостью 50 .

4.1.35 Склянки темного стекла для хранения растворителей вместимостью 1 .

4.1.36 Эксикатор по ГОСТ 25336-82.

4.1.37 Сито с диаметром отверстий 0,10 мм, 25 мм.

4.1.38 28 Скальпель по ГОСТ 21240-89.

4.1.39 Шпатель металлический.

4.1.40 Дночерпатель (стратификационный или трубчатый шланговый или шланговый ГР-91 или гидрохимический ДТ-3 или трубка ГОИН ТГ-1/ТГ-1,5) или батометр универсальный БУ-5.

4.1.41 Шкаф сушильный общелабораторного назначения.

4.1.42 Печь муфельная по ТУ 79 РСФСР 337-82.

4.1.43 Центрифуга настольная ОПн-3 с ротором-крестовиной по ТУ 5.375-4260-76 или аналогичного типа со скоростью вращения до 3000 об/мин.

4.1.44 Аппарат для встряхивания АВУ-6с по ТУ64-1-2451-78.

ГАРАНТ:

Нумерация приводится в соответствии с источником

4.1.44 Мешалка магнитная ПЭ-6100 по ТУ 4321-009-230 509663-98.

4.1.45 Электроплитка с регулируемой мощностью нагрева по ГОСТ 14919-83.

4.1.46 Холодильник бытовой.

Примечание - Допускается использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного оборудования, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.1.

4.2 Реактивы и материалы

4.2.1 Изооктан для хроматографии по ТУ 6-09-921-76, х.ч.; бензол по ТУ 6-09-0779-76, х.ч. (при отсутствии ГСО).

4.2.2 Пристан (2,6,10,14-тетраметилпентадекан), импортный.

4.2.3 Фитан (2,6,10,14-тетраметилгексадекан), импортный.

4.2.4 н-Алканы : пентадекан по ТУ 6-09-3689-74, ч.; гексадекан по ТУ 6-09-3659-74, ч.; гептадекан, импортный; : тетракозан по ТУ 6-09-16-961-75, ч.; пентакозан, импортный; гексакозан по ТУ 6-09-3660-74, ч.; гептакозан, импортный; октакозан, импортный; нонакозан, импортный; триаконтан, импортный; гентриаконтан, импортный; дотриаконтан, импортный.

4.2.5 Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288-74, х.ч., или ТУ 6-09-3219-84, ос.ч.

4.2.6 Хлороформ (трихлорметан) по ГОСТ 20015-88, очищенный

4.2.7 н-Гексан (далее - гексан) по ТУ 6-09-06-657-75, х.ч. или ос.ч.

4.2.8 Натрий сернокислый, безводный (натрия сульфат) по ГОСТ 4166-76, ч.

4.2.9 Оксид алюминия для хроматографии по ТУ 6-09-3916-75 или оксид алюминия активный по ГОСТ 8136-85, ч.д.а.

4.2.10 Ацетон по ТУ 2633-039-44493179-00, ос.ч.

4.2.11 Медь по ГОСТ 859-2001, ч. или оксид меди по ГОСТ 16539-79, ч.д.а.

4.2.12 Кислота уксусная, ледяная по ГОСТ 61-75, ч.д.а.

4.2.13 Кислота серная по ГОСТ 4204-77, ч.д.а.

4.2.14 Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, х.ч.

4.2.15 Фильтры бумажные обеззоленные "красная лента" по ТУ 6-09-1678-86, промытые четыреххлористым углеродом.

4.2.16 Вата медицинская по ГОСТ 5556-81, промытая четыреххлористым углеродом.

4.2.17 Стеклоткань или стекловата, ГОСТ 10146-74, промытая ацетоном и хлороформом.

4.2.18 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Примечание - Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативной и технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.

5 Метод измерений

Выполнение измерений массовой доли нефтяных компонентов ИК - фотометрическим и люминесцентным методами основано на извлечении их из донных отложений экстракцией ацетоном и хлоформом, концентрировании и хроматографическом разделении экстракта в тонком слое оксида алюминия в системе подвижных растворителей гексан - четыреххлористый углерод - ледяная уксусная кислота. Компоненты нефтепродуктов элюируют из соответствующих зон оксида алюминия на пластинке и в элюатах количественно определяют углеводороды по интенсивности поглощения С-H связей метиленовых () и метильных () групп в инфракрасной области спектра ( или 3,42 мкм), смолы и асфальтены - по интенсивности люминесценции ( нм, нм).

При повышенном содержании в донных отложениях тяжелых ароматических соединений предусмотрено выполнение измерений массовой доли углеводородов по интенсивности люминесценции элюатов ( нм, нм).

Для идентификации происхождения нефтяных компонентов применяют газовую хроматографию и спектрофлуориметрию, используя в качестве критериев различия в величинах соотношений между разными углеводородами на хроматограмме и в спектрах люминесценции, максимум которых для нефтяных компонентов находится при 520-540 нм, для биогенных - 600-680 нм.

6 Требования безопасности, охраны окружающей среды

6.1 При выполнении измерений массовой доли нефтяных компонентов в пробах донных отложений соблюдают требования безопасности, установленные в национальных стандартах и соответствующих нормативных документах.

6.2 По степени воздействия на организм человека вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся к 2-му, 3-му, 4-му классам опасности по ГОСТ 12.1.007.

6.3 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

6.4 Выполнение измерений следует проводить при наличии вытяжной вентиляции.

6.5 Оператор, выполняющий измерения на хроматографе должен знать правила безопасности при работе с электрооборудованием, сжатыми и горючими газами.

6.6 Сливы растворителей (гексана, хлороформа и четыреххлористого углерода), а также неиспользованные растворы нефтяных компонентов запрещается выливать в канализацию. Их собирают в специальную посуду и утилизируют в соответствии с действующими правилами.

6.7 Дополнительных требований по экологической безопасности не предъявляется.

7 Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица с высшим профессиональным образованием или со средним профессиональным образованием и стажем работы в лаборатории не менее 3 лет, освоившие методику.

8 Условия выполнения измерений

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

- температура окружающего воздуха ;

- атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);

- влажность воздуха не более 80% при 25°С;

- напряжение в сети ;

- частота переменного тока в сети питания Гц.

9 Отбор и хранение проб

Отбор проб производят в соответствии с ГОСТ 17.1.5.01, ГОСТ 17.1.5.05 и ГОСТ Р 51592 дночерпателем, стратиметром или колонками (трубками) различных конструкций. Оборудование для отбора проб должно соответствовать ГОСТ 17.1.5.04 и ГОСТ Р 51592. Отобранные пробы помещают в стеклянную посуду, которая закрывается притертыми стеклянными или корковыми или пластиковыми (не резиновыми!) пробками, обернутыми алюминиевой фольгой и двойным слоем тонкой тефлоновой пленки. Масса отобранной пробы зависит от концентрации нефтепродуктов в донных отложениях и должна составлять не менее 10 г.

Экстракция пробы должна быть выполнена в течение 7 сут. после отбора при условии хранения пробы при температуре не более 8°С. В замороженном состоянии (от минус 15° до минус 20°С) допускается хранение проб в течение 2 месяцев. Перед началом работы замороженные пробы следует разморозить и довести до комнатной температуры. Экстракты из донных отложений хранят в стеклянной посуде с притертыми пробками в холодильнике не больше 3 месяцев.

10 Подготовка к выполнению измерений

10.1 Приготовление растворов и реактивов

10.1.1 Оксид алюминия

Оксид алюминия просеивают через сито с размером отверстий 0,1 мм, используя фракцию прошедшую через сито, и прокаливают при 600°С в течение 4 ч. Хранят в колбе с притертой пробкой, помещенной в эксикатор, 1 мес.

10.1.2 Углерод четыреххлористый

Проверяют чистоту каждой партии четыреххлористого углерода, выполняя измерение концентрации соединений, поглощающих в ИК-области или люминесцирующих в УФ-свете в соответствии с 11.1 и 11.2, используя для сравнения очищенный четыреххлористый углерод. Если содержание этих соединений превышает 0,004 , выполняют очистку четыреххлористого углерода следующим образом.

В делительную воронку вместимостью 1 помещают 0,4 четыреххлористого углерода, добавляют 0,5 дистиллированной воды и встряхивают в течение 1 мин. Слой четыреххлористого углерода сливают в колбу. Процедуру повторяют с новой порцией дистиллированной воды.

К промытому четыреххлористому углероду добавляют около 10 г безводного сульфата натрия (см. 10.1.5) и, периодически перемешивая, выдерживают 10-15 мин. Обезвоженный четыреххлористый углерод декантируют в перегонную колбу и перегоняют, собирая отдельно первые 50-60 , основную фракцию и оставляя в перегонной колбе около 50 четыреххлористого углерода. Хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой до повышения значения холостого опыта.

10.1.3 Хлороформ

Проверяют чистоту каждой партии хлороформа на содержание соединений, люминесцирующих в УФ-свете или поглощающих в ИК-области по величине холостого опыта, как описано в 11.1. Если концентрация этих соединений превышает 0,002 , выполняют перегонку хлороформа, отбирая фракцию с температурой кипения 61,2°С. Хранят в склянке из темного стекла и в темном месте не более 1 мес.

10.1.4 гексан

Проверяют каждую новую партию гексана введением в хроматограф соответствующей аликвоты. Наличие на хроматограмме пиков посторонних веществ указывает на необходимость очистки. Собирают установку для перегонки из стекла и перегоняют всю партию гексана, отбрасывая первые 50-60 и отбирая фракцию с температурой кипения 68,8-68,9°С. При необходимости проводят повторную перегонку. Если при первой перегонке уменьшения высот пиков загрязняющих веществ не произошло, следует использовать другую партию гексана.

10.1.5 Сульфат натрия (безводный)

Для удаления органических примесей сульфат натрия прокаливают при 400°С в течение 8 ч. Хранят в эксикаторе 1 мес.

10.1.6 Ацетон

Проверяют чистоту каждой партии ацетона на содержание соединений, люминесцирующих в УФ-свете или поглощающих в ИК-области по величине холостого опыта, как описано в 11.1. При недостаточной чистоте ацетон перегоняют, отбирая фракцию с . Хранят в склянке из темного стекла не более месяца.

10.1.7 Раствор азотной кислоты, 1:3

Растворяют 50 концентрированной азотной кислоты при перемешивании в 150 дистиллированной воды.

10.1.8 Медь металлическая активированная, опилки или крупка

Опилки получают, обрабатывая слиток меди напильником или ножовкой по металлу. Изменяя силу нажима на напильник или ножовку, добиваются того, чтобы размер крупинок меди составлял 0,1-0,5 мм. Предназначенные для получения медных опилок напильник или полотно ножовки должны быть обезжирены промыванием последовательно ацетоном и хлороформом.

Медную крупку можно получить, восстанавливая оксид меди в течение 4 ч водородом до металлической меди в стеклянной трубке, присоединенной к испарителю хроматографа при температуре хроматографа 250°С и расходе водорода 100 .

Полученные медные опилки или медную крупку помещают в бюкс и активируют обработкой раствором азотной кислоты (10.1.7) в течение 20-30 с. После этого опилки или крупку промывают дистиллированной водой 5 раз и затем 5 раз ацетоном. После ацетона медные опилки или крупку промывают 2-3 раза гексаном. Хранят активированные медные опилки или крупку в бюксе под слоем гексана 2 сут., после чего необходимо провести повторное активирование. Наиболее целесообразно активировать такое количество меди, которое необходимо на 1 день работы.

Свежевосстановленная медная крупка дополнительной активации не требует.

10.2 Подготовка посуды

Посуду, используемую для приготовления растворов и выполнения измерений массовой доли нефтяных компонентов в донных отложениях, промывают концентрированной серной кислотой, затем отмывают водопроводной водой и ополаскивают дистиллированной водой. Кислоту используют многократно.

Для проверки чистоты посуды на присутствие люминесцирующих примесей или примесей, поглощающих в ИК-области, ее ополаскивают небольшими объемами хлороформа или четыреххлористого углерода (5-10 ) и измеряют люминесценцию или ИК-поглощение смыва. Концентрация люминесцирующих или поглощающих в ИК-области примесей при определении углеводородов должна быть менее 0,004 , а смол и асфальтенов - 0,002 .

10.3 Подготовка хроматографической пластинки

На чисто вымытую стеклянную пластинку насыпают немного оксида алюминия и с помощью специального приспособления - валика (см. рисунок 1), проводят 6 полос шириной 10 мм. Толщина слоя оксида алюминия должна составлять 1 мм.

Избыток оксида алюминия между полосами и по краям пластинки счищают скальпелем.

10.4 Подготовка колонки для очистки экстракта от серы

Помещают 10 г металлической активированной меди (см. 10.1.8) в хроматографическую колонку, предварительно промытую хлороформом. В качестве колонки можно использовать укороченную бюретку с краном вместимостью 25 , в которую помещают комочек чистой стекловаты или распушенной стеклоткани, а затем активированную медь.

10.5 Подготовка подвижной фазы

В мерный цилиндр с притертой пробкой вместимостью 50 добавляют 35 гексана, 15 четыреххлористого углерода, 1 ледяной уксусной кислоты и перемешивают. Смесь готовят перед использованием.

10.6 Подготовка приборов

Включение, вывод на режим и настройку ИК-фотометра, флюориметра, спектрофлюориметра, газового хроматографа осуществляют в соответствии с руководствами по их эксплуатации.

10.7 Приготовление градуировочных растворов для выполнения измерений нефтяных углеводородов ИК-фотометрическим методом

10.7.1 Градуировочный раствор углеводородов для выполнения измерений ИК-фотометрическим методом готовят из ГСО с концентрацией смеси углеводородов 50,0 . Вскрывают ампулу и ее содержимое переносят в сухую чистую коническую пробирку. Отбирают 1,0 образца с помощью чистой сухой пипетки вместимостью 1 и переносят в мерную колбу вместимостью 50 . Доводят объем в колбе до метки четыреххлористым углеродом и перемешивают. Массовая концентрация углеводородов в полученном растворе составляет 1,0 . Для приготовления градуировочного раствора с массовой концентрацией углеводородов 0,10 отбирают пипеткой с одной отметкой 5,0 раствора с массовой концентрацией 1,0 , помещают в мерную колбу вместимостью 50 . Доводят объем в колбе до метки четыреххлористым углеродом и перемешивают.

При хранении в плотно закрытой посуде в холодильнике растворы устойчивы в течение 3 и 1 месяца соответственно.

10.7.2 При отсутствии ГСО допускается использовать аттестованный раствор смеси углеводородов (гексадекана, изооктана, бензола). Методика приготовления аттестованной смеси приведена в приложении А.

10.8 Приготовление градуировочных растворов углеводородов, а также смол и асфальтенов для выполнения измерений люминесцентным методом

Градуировочные растворы готовят на основе аттестованной смеси компонентов нефтепродуктов, приготовление которой приведено в приложении Б.

10.9 Приготовление раствора смеси углеводородов для выполнения идентификации их состава и происхождения методом газовой хроматографии

10.9.1 Для приготовления основных растворов углеводородов отвешивают в бюксах по 100 мг пристана (Рr), фитана (Ph), и каждого из н-алканов. Приливают в каждый бюкс 5 гексана. Перемешивают тонкой стеклянной палочкой и переносят полученный раствор осторожно по палочке через воронку в мерную колбу вместимостью 50 , ополаскивают каждый бюкс дважды по 5 гексана, переносят его в ту же колбу и доводят объем раствора до метки на колбе гексаном и перемешивают. Полученным растворам приписывают массовую концентрацию углеводородов 2,00 . Растворы хранят в холодильнике в плотно закрытых склянках с притертыми или завинчивающимися пробками с тефлоновыми прокладками. В герметичных флаконах растворы можно хранить до года.

10.9.2 Для приготовления рабочего градуировочного раствора смеси углеводородов градуированной пипеткой вместимостью 1 отбирают по 1,0 основного раствора каждого из углеводородов с концентрацией 2,00 , помещают их в мерную колбу вместимостью 50 , доводят до метки гексаном и перемешивают. Полученному раствору приписывают массовую концентрацию каждого углеводорода 0,040 . Раствор хранят в холодильнике в плотно закрытой склянке с притертой или завинчивающейся пробкой 1 месяц.

10.10 Установление градуировочной зависимости для выполнения измерений массовой доли углеводородов ИК-фотометрическим методом

Для приготовления градуировочных образцов градуированными пипетками вместимостью 5 и 10 отбирают 1,0; 2,5; 5,0; 10; 15 градуировочного раствора с концентрацией 0,100 и переносят в мерные колбы вместимостью 25 . Доводят объем в колбах до метки четыреххлористым углеродом и перемешивают. Массовая концентрация углеводородов в полученных образцах составляет 0,004; 0,010; 0,020; 0,040; 0,060 . В качестве последнего градуировочного образца используют градуировочный раствор с концентрацией 0,100 .

Установление градуировочной зависимости (градуировку измерительного прибора) осуществляют в соответствии с руководством по эксплуатации применяемого ИК-фотометра с использованием одного или нескольких градуировочных образцов, приготовление которых описано выше.

Установление градуировочной зависимости проводят при замене измерительного прибора либо при использовании новой партии четыреххлористого углерода.

10.11 Установление градуировочных зависимостей для выполнения измерений массовой доли углеводородов, а также смол и асфальтенов люминесцентным методом

Для приготовления градуировочных образцов с помощью чистой сухой пипетки с одной отметкой отбирают 5,0 аттестованной смеси АС5-УВ или градуировочного раствора, полученного ее разбавлением (см. приложение Б), и переносят в градуированную пробирку с притертой пробкой вместимостью 10 . Добавляют четыреххлористый углерод до объема 10 и перемешивают. Далее последовательным разбавлением готовят еще 4-5 образцов таким образом, чтобы наименьшая концентрация углеводородов составляла 0,004 .

Измерения интенсивности люминесценции для установления градуировочной зависимости проводят по 5-6 точкам (разбавлениям), начиная от верхней точки. За результат принимают среднее из 3-х измерений для каждого раствора. Градуировочную зависимость интенсивности люминесценции от концентрации углеводородов рассчитывают методом наименьших квадратов.

Аналогичным образом готовят градуировочные образцы смол и асфальтенов, используя в качестве растворителя хлороформ. Минимальная концентрация в образце должна быть 0,002 .

Измеряют интенсивность люминесценции градуировочных образцов и устанавливают градуировочную зависимость для смол и асфальтенов методом наименьших квадратов.

Установление градуировочных зависимостей выполняется не реже 2 раз в год.

10.12 Контроль стабильности градуировочной характеристики

10.12.1 Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят 1-2 раза в месяц. Средствами контроля являются образцы, используемые для установления градуировочных зависимостей по 10.10 и 10.11 (не менее 3 образцов для каждой градуировочной зависимости). Допускается проводить контроль стабильности одной градуировочной зависимости, если другие зависимости не используются для расчета результатов анализа проб за контролируемый период.

Градуировочная характеристика считается стабильной при выполнении условия

, (2)

где - результат контрольного измерения массовой концентрации нефтяных компонентов в градуировочном растворе, ;

- приписанное значение массовой концентрации нефтяных компонентов в градуировочном растворе, ;

d - допускаемые расхождения, (см. таблицу 2).

10.12.2 Если условие стабильности не выполняется для одного градуировочного раствора, необходимо выполнить повторное измерение этого раствора для исключения результата, содержащего грубую погрешность. При повторном невыполнении условия, выясняют причины нестабильности, устраняют их и повторяют измерения. Если градуировочная характеристика вновь не будет удовлетворять условию (2), устанавливают новую градировочную зависимость.

Таблица 2 - Допускаемые расхождения между измеренным и приписанным значениями массовой концентрации нефтяных компонентов в градуировочных образцах

Наименование компонента	Массовая концентрация нефтяных компонентов в образцах С,	Допускаемое расхождение d,
Углеводороды	0,005	0,003
	0,010	0,003
	0,020	0,003
	0,040	0,006
	0,060	0,009
	0,100	0,0015
Смолы и асфальтены	0,0010	0,0007
	0,0025	0,0007
	0,0050	0,0007
	0,0100	0,0010
	0,0150	0,0015
	0,0300	0,0030

10.12.3 При выполнении условия (2) учитывают знак разности между измеренными и приписанными значениями массовой концентрации нефтяных компонентов в образцах. Эта разность должна иметь как положительное, так и отрицательное значение, если же все значения имеют один знак, это говорит о наличии систематического отклонения. В таком случае требуется установить новую градуировочную зависимость.

11 Выполнение измерений

11.1 Холостое измерение

Измерение массовой доли нефтяных компонентов в холостой пробе выполняют одновременно с анализом серии проб. Для этого берут смесь 20 хлороформа и 20 ацетона, упаривают ее в вытяжном шкафу и далее обрабатывают холостую пробу как описано в 11.5-11.6. Результат холостого измерения вычитают из результата анализа пробы. При высокой величине холостого определения (превышающей минимально определяемую массовую долю углеводородов, а также смол и асфальтенов) необходимо повторно провести холостой опыт и путём поочередного исключения одного из реактивов установить, какой из них загрязнён, провести его очистку или заменить этим же реактивом, но из другой партии.

Проверяют на чистоту также другие используемые материалы, посуду и, в случае необходимости, устраняют причину загрязнения.

Если предполагается проведение идентификации нефтяных и биогенных углеводородов с помощью газовой хроматографии, следует провести холостое измерение для проверки чистоты или учета содержания углеводородов в используемых растворителях.

Для выполнения холостого измерения берут те же объемы растворителей, которые используются для обработки одной пробы донных отложений и проводят последовательно все операции по обработке пробы и газохроматографическому измерению (11.5; 11.6; 12.1).

11.2 Экстракция

Донные отложения в стеклянной таре тщательно перемешивают шпателем. Навеску от 1 до 5 г донных отложений (содержащих не менее 0,1 мг нефтепродуктов) отвешивают на лабораторных весах среднего класса точности в бюксе СВ 34/12 вместимостью 50 . Добавляют к навеске небольшими порциями (по 0,5-1 г ) сульфат натрия, постоянно перемешивая донные отложения, осторожно разбивая образующиеся комочки стеклянной палочкой, до практически полного осушения пробы. Приливают в бюкс 10 ацетона, тщательно перемешивают палочкой и экстрагируют в течение 10 мин, используя магнитную мешалку. Стеклянную палочку на время экстракции помещают в пробирку. По окончании экстракции смесь оставляют на 10-15 мин до полного оседания взвешенных частиц, после чего экстракт сливают, при помощи той же стеклянной палочки, через бумажный фильтр, предварительно промытый четыреххлористым углеродом, в стаканчик вместимостью 50 . Затем пробу донных отложений аналогичным образом последовательно экстрагируют еще 10 ацетона и дважды по 10 хлороформом, ополаскивая хлороформом стенки бюкса. При необходимости экстракцию хлороформом проводят 4-5 раз до получения неокрашенного экстракта.

11.3 Определение сухого остатка донных отложений

Для расчета содержания нефтепродуктов на 1 г сухих донных отложений необходимо проводить определение массовой доли сухого остатка.

Для этого одновременно со взятием пробы в другой небольшой бюкс берут навеску той же пробы донных отложений в количестве 1-2 г., высушивают до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 110°С.

11.4 Очистка экстракта от содержащих серу соединений

Объединенный ацетоново-хлороформный экстракт очищают от серы, несколько раз пропуская его через колонку с металлической активированной медью (см. 10.4) со скоростью 0,3 . Очистку экстракта считают законченной после прекращения почернения активированной меди в колонке. Очищенный от серы экстракт переносят в стаканчик вместимостью 50 . При невысоком содержании серосодержащих соединений допустимо очистку проводить, добавляя медь в стакан с экстрактом небольшими порциями до прекращения почернения очередной порции меди. После этого экстракт фильтруют через бумажный фильтр в другой стакан вместимостью 50 .

11.5 Разделение нефтяных компонентов методом тонкослойной хроматографии и элюирование

Экстракт в стакане вместимостью 50 оставляют в вытяжном шкафу при комнатной температуре для упаривания. После уменьшения объема экстракта примерно до 2 количественно переносят его в стаканчик вместимостью 5-10 , обмывая стенки 0,5 четыреххлористого углерода или хлороформа, и оставляют до полного упаривания. Остаток растворяют в 0,2 хлороформа или четыреххлористого углерода, ополаскивая стенки стаканчика.

Подвижную фазу, подготовленную в соответствии с 10.5, наливают в хроматографическую камеру не менее, чем за 10 мин до начала хроматографирования и оставляют для насыщения камеры парами подвижной фазы.

Сконцентрированную пробу с помощью капилляра малыми порциями (по 0,01-0,02 ) наносят на полосу с оксидом алюминия на расстоянии 6-7 мм от края хроматографической пластинки в виде пятна диаметром не более 2 мм. Пластинку помещают в хроматографическую камеру под углом приблизительно 20° - 30°.

Через 3-5 мин, когда фронт подвижной фазы достигнет верхнего края оксида алюминия, пластинку вынимают, и, после испарения растворителя (через 5-10 мин), облучают ультрафиолетовым светом (не более 10 с). Отмечают скальпелем хроматографические зоны углеводородов (), смол () и асфальтенов (), люминесцирующие соответственно голубым, желтым и коричневым цветами.

Примечание - Часто наблюдается ярко люминесцирующая зеленовато-голубым и голубым цветами хроматографическая зона полициклических ароматических углеводородов, имеющая величину равную 0,55-0,75. При отсутствии нефтяного загрязнения в зонах смол и асфальтенов обычно наблюдается красная и молочно-голубая люминесценция, присущая хлорофиллу и другим растительным пигментам, являющимся источником биогенных углеводородов.

Отмеченные участки оксида алюминия с помощью скальпеля счищают в воронки с бумажными фильтрами или ватой. Смолы и асфальтены счищают в одну воронку. С помощью градуированной пипетки вместимостью 5 элюируют углеводороды с оксида алюминия небольшими (по 2-2,5 ) порциями четыреххлористого углерода в градуированные пробирки с притертыми пробками вместимостью 10 . Аналогичным образом элюируют хлороформом смолы и асфальтены. Окончательные объемы элюатов углеводородов, а также смол и асфальтенов доводят в пробирках соответствующими растворителями до 10 .

ГАРАНТ:

Нумерация разделов приводится в соответствии с источником

1.6 Измерение массовой концентрации углеводородов в элюате

11.6.1 Для измерения массовой концентрации углеводородов в элюате ИК-фотометрическим методом помещают элюат углеводородов в кювету ИК-фотометра и производят измерение концентрации углеводородов в соответствии с инструкцией по эксплуатации конкретного прибора.

Если оптическая плотность элюата и соответственно массовая концентрация углеводородов в нем выходит за пределы диапазона, в котором проводилась градуировка, разбавляют элюат и повторяют измерение. Разбавление следует проводить таким образом, чтобы массовая концентрации углеводородов в элюате после его разбавления находилась в пределах от 0,05 до 0,1 .

11.6.2 Интенсивность люминесценции элюатов углеводородов измеряют на флюориметре. При использовании прибора типа "Квант" устанавливают светофильтры: в канал возбуждения - УФС 6 + НС 7, в канал регистрации - СС 15 + ЖС 12 . При работе на приборе "Флюорат - 02" используются следующие светофильтры: в канале возбуждения N 13, в канале регистрации - N 15.

Интенсивность люминесценции элюатов смол и асфальтенов при работе на приборе типа "Квант" измеряют со светофильтрами в канале возбуждения - СС 15 + ЖС 12, в канале регистрации - СЗС 8 + ЖС 18. При работе на анализаторе жидкости "Флюорат - 02" используются следующие светофильтры: в канале возбуждения N 15, в канале регистрации - N 14.

Если измеренная интенсивность люминесценции превышает интенсивность люминесценции, соответствующую верхней точке градуировочной зависимости, элюат разбавляют таким образом, чтобы после разбавления массовая концентрация углеводородов или смол и асфальтенов соответствовала верхней половине градуировочной зависимости, и повторяют измерение.

Если в растворе, интенсивно флюоресцирующем при облучении УФ-светом (11.5), рассчитанные массовые концентрации углеводородов или смол и асфальтенов получаются низкими, следует проверить возможность гашения люминесценции из-за слишком высоких массовых концентраций углеводородов или смол и асфальтенов. Для этого следует разбавить элюат в 2-4 раза и снова провести измерение. Если при этом массовые концентрации углеводородов или смол и асфальтенов уменьшаются соответственно степени разбавления, за результат принимают первую величину. При увеличении массовой концентрации или уменьшении, но не соразмерно степени разбавления, проводят разбавление элюата и повторное измерение до тех пор, пока уменьшение массовых концентраций углеводородов или смол и асфальтенов при очередном разбавлении будет соответствовать степени разбавления. За результат при этом принимают массовую концентрацию углеводородов или смол и асфальтенов, полученную при предпоследнем разбавлении.

12 Идентификация нефтяных и биогенных углеводородов

12.1. Идентификация с помощью газовой хроматографии

12.1.1 В случае необходимости после выполнения измерений массовых концентраций углеводородов или смол и асфальтенов в элюатах и вычисления результатов, проводят идентификацию происхождения углеводородов и выделение их антропогенной составляющей с использованием газовой хроматографии и спектрофлуориметрии.

12.1.2 При выполнении газохроматографических измерений в качестве газа-носителя используют водород, на входе в газохроматографическую колонку устанавливают давление 1 атм.; деление потока газа-носителя 1:10, температуру детектора - 320°С.

Задают следующую температурную программу термостата колонок хроматографа:

- начальная температура - 50°С;

- конечная температура - 300°С;

- длительность начальной изотермы - 2 мин;

- длительность конечной изотермы - 2 мин;

- скорость программрования - 10°С/мин.

12.1.3 Для определения времен удерживания компонентов смеси углеводородов с помощью микрошприца вводят в испаритель газового хроматографа 2 рабочего раствора смеси углеводородов и записывают хроматограмму 4-5 раз. Рассчитывают средние значения времен удерживания.

Элюаты углеводородов в четыреххлористом углероде упаривают в стаканчике вместимостью 10 . Остаток растворяют в 0,05 гексана. С помощью микрошприца вместимостью 10 отбирают 2 элюата, вводят его в испаритель хроматографа и записывают хроматограмму пробы.

На основании полученных значений времен выхода углеводородов при хроматографировании рабочего раствора смеси углеводородов, проводят идентификацию и расчет площадей пиков (или массовых концентраций) соответствующих углеводородов в элюате пробы донных отложений. Далее рассчитывают следующие отношения:

- отношение площадей пиков (массовых концентраций) пристана и фитана Pr/Pf;

- отношение площадей пиков (массовых концентраций) гептадекана и пристана ;

- отношение площадей пиков (массовых концентраций) пентадекана и гексадекана ;

- отношение суммы площадей пиков (массовых концентраций) углеводородов с нечетным числом атомов углерода к сумме площадей пиков (массовых концентраций) четных углеводородов CPI. Величину CPI рассчитывают по формуле:

, (3)

- сумма площадей пиков (массовых концентраций) углеводородов с нечетным числом атомов углерода в диапазоне от 25 до 31;

- сумма площадей пиков (массовых концентраций) углеводородов с четным числом атомов углерода в диапазоне от 24 до 30;

- сумма площадей пиков (массовых концентраций) углеводородов с четным числом атомов углерода в диапазоне от 26 до 32.

В случае преобладания биогенных углеводородов величины отношений Pr/Pf; , CPI больше 1, а - меньше 1.

12.2 Идентификация с помощью спектров люминесценции

Элюаты смол и асфальтенов в хлороформе помещают в кювету спектро-флуориметра и снимают спектры люминесценции в диапазоне длин волн 480-720 нм ( нм).

По наличию пиков, максимумы которых находятся в области нм, судят о нефтяном загрязнении исследуемых донных отложений. Наличие интенсивного пика, максимум которого находится при нм, свидетельствует о присутствии хлорофилла и, следовательно, биогенной природе углеводородов, содержащихся в исследуемых донных отложениях. Наличие пиков, максимумы которых находятся при и 600-680 нм, свидетельствует о смешанном происхождении углеводородов в донных отложениях. По соотношению площадей (или высот) пиков при этих длинах волн можно судить о доле антропогенной и биогенной составляющей углеводородов.

13 Вычисление результатов измерений

13.1 Массовую долю углеводородов или смол и асфальтенов в анализируемой пробе донных отложений X, мг/г с.о., находят по формуле

, (4)

где С - массовая концентрация углеводородов или смол и асфальтенов в элюате пробы, найденная по показаниям прибора или градуировочной зависимости, (если прибор показыва-ет результат в , в формулу следует подставить результат, деленный на 1000);

# - массовая концентрация углеводородов или смол и асфальтенов в элюате холостого определения, ;

V - объем элюата, ,

m - масса навески донных отложений, взятой для определения содержания нефтепродуктов, г;

- масса навески донных отложений, взятой для определения сухого остатка, г;

- масса сухого остатка донных отложений, г.

Если проводилось разбавление элюата, полученный результат следует умножить на степень разбавления .

13.2 Результаты измерений оформляют протоколом или записью в журнале, по формам, приведенным в Руководстве по качеству лаборатории.

13.3 Результат измерений массовой доли углеводородов или смол и асфальтенов в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде

, мг/г с.о. (5)

где - границы характеристики погрешности измерений массовой доли углеводородов или смол и асфальтенов, мг/г с.о., (см. таблицу 1).

13.4 Численные значения результата измерений должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности; последние не должны содержать более двух значащих цифр.

13.5 Допустимо представлять результат в виде:

(Р = 0,95) при условии , (6)

где - границы погрешности результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемые контролем стабильности результатов измерений.

Примечание - Допустимо характеристику погрешности результатов измерений при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений.

14 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории

14.1 Общие положения

Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:

- оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности погрешности).

Периодичность оперативного контроля и процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

14.2 Алгоритм контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок

14.2.1 Оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений проводят путем сравнения результатов отдельно взятой контрольной процедуры с нормативом контроля К. Для этого в два чистых бюкса помещают одинаковые навески донных отложений.

В один из бюксов вводят добавку градуировочного раствора смеси углеводородов, приготовленную в ацетоне, и тщательно перемешивают палочкой. Одновременно выполняют измерение массовой концентрации нефтяных компонентов в обоих бюксах согласно 11.

14.2.2 Результат контрольной процедуры , мг/г с.о., рассчитывают по формуле

, (7)

где - результат контрольного измерения массовой доли нефтяных компонентов в пробе с известной добавкой, мг/г с.о.;

X - результат контрольного измерения массовой доли нефтяных компонентов в пробе без добавки мг/г с.о.;

С - величина добавки, мг/г с.о.

14.2.3 Норматив контроля погрешности К, мг/г с.о., рассчитывают по формуле

, (8)

где , и - значения характеристик погрешности результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории, соответствующие массовой доле нефтяных компонентов в пробе с добавкой и рабочей пробе, мг/г с.о.

При превышении норматива повторяют измерение с использованием другой пробы. При повторном превышении норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

15 Проверка приемлемости результатов, полученных в условиях воспроизводимости

14.1 Расхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости R. При выполнении этого условия приемлемы оба результата измерений и в качестве окончательного может быть использовано их общее среднее значение. Значение предела воспроизводимости рассчитывают по формуле

. (9)

14.2 При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно ГОСТ Р ИСО 5725-6 (раздел 5) или МИ 2881.

14.3 Проверку приемлемости проводят при необходимости сравнения результатов измерений, полученных двумя лабораториями.