Мониторинг органических загрязнений природной среды 500 методик практическое руководство

Описание книги

Подробная информация

А. А. Родин, Ю. С. Другов, ещё 0 авторов

Мониторинг органических загрязнений природной среды. 500 методикPDF

Ю. С. Другов,  А. А. Родин

МОНИТОРИНГ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

500

МЕТОДИК

Ю. С. Другов,  А. А. Родин

МОНИТОРИНГ 
ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 
ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
500
 
МЕТОДИК

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

5-е издание, электронное

Москва
Лаборатория знаний
2020

УДК 543
ББК 20.18+24.4
Д76

С е р и я о с н о в а н а в 2003 г.
Другов Ю. С.
Д76
Мониторинг органических загрязнений природной среды.
500
методик
:
практическое
руководство
/
Ю. С. Другов,
А. А. Родин. — 5-е
изд.,
электрон. — М.
:
Лаборатория
знаний, 2020. — 896 с. — (Методы в химии). — Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10".— Загл. с титул. экрана. — Текст :
электронный.
ISBN 978-5-00101-725-7
В практическом руководстве представлено более 500 экоаналитических
методик определения приоритетных органических загрязнений природной
среды (питьевая вода, природные и сточные воды, почвы, донные отложения,
бытовые и опасные промышленные отходы, атмосферный воздух, воздух
рабочей зоны и промышленные выбросы). Методики отражают перечни
нормированной государственной документации России, США и европейских
стран.
Для сотрудников аналитических лабораторий любого уровня, занятых
рутинным анализом различных объектов, в том числе с целью арбитражного
анализа.
УДК 543
ББК 20.18+24.4

Деривативное издание на основе печатного аналога: Мониторинг органических загрязнений природной среды. 500 методик : практическое руководство / Ю. С. Другов, А. А. Родин. — 2-е изд., доп. и перераб. — М. : БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2009. — 893 с. : ил. — (Методы в химии).
ISBN 978-5-94774-761-4

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-00101-725-7
c○ Лаборатория знаний, 2015

2

А
амины 
АА
ароматические амины
ААС
атомноабсорбционная спектроскопия
АТХ
абсорбционная тонкослойная хроматография
АФЛС атомнофлуоресцентный детектор
АЭД
атомноэмиссионный детектор
АФМС атомноэммисионная спектрометрия
БД
бензидины
ВВ
взрывчатые вещества
ВСТ
внутренний стандарт
ВЭЖХ высокоэффективная жидкостная
хроматография
ГГС
галогенорганические гидроксилсодержащие
соединения
ГОС
галогенорганические соединения
ГСО
государственный стандартный образец
д. в.
действующее вещество
ДДМ детектор на диодной матрице
ДЕР
дериватизация
ДМД детектирование с использованием диодной 
матрицы
ДОП
другие соединения
ЕРА
Американское агенство по защите окружающей среды
ЕС
Европейское сообщество
ЖЖЭ жидкостножидкостная экстракция
ЗПД
десорбция через замкнутую петлю
ИКС
инфракрасная спектроскопия
ИСП
индуктивносвязанная плазма
ИХ
ионная хроматография
КГХ
капиллярная газовая хроматография
КК
капиллярная колонка
ЛА
летучие ароматические вещества
ЛГС
летучие галогенорганические соединения
ЛОС
летучие органические соединения
МВ
микроволновое излучение
МВИ методика выполнения измерений
МДУ
максимально допустимый уровень
МОС металлорганические соединения
МС
массспектрометрическое детектирование
МСД массселективный детектор
НЖФ неподвижная жидкая фаза
НП
нефтепродукты
НРГ
неорганические вещества
НХБ
хлорнитробензолы
НХТ
хлорнитротолуолы

ОБУВ ориентировочно безопасный уровень 
воздействия
ОВ
отравляющие вещества
ОДК
ориентировочно допустимая концентрация
ООС
оловоорганические соединения
ПАН
пероксиацетилнитраты
ПАУ
полициклические ароматические углеводороды
ПББ
полибромированные бифенилы
ПДК
предельно допустимая концентрация
ПДМС полидиметилсилоксан
ПИД
пламенноионизационный детектор
ППУ
пенополиуретан
ППФД пульспламеннофотометрический детектор
ПРВ
прямой ввод образцов воды
ПФА
парофазный анализ
ПФД пламеннофотометрический детектор
ПХБ
полихлорированные бифенилы
ПХДД полихлорированные дибензопдиоксины
ПХДФ полихлорированные дибензофураны
ПЭГ
полиэтиленгликоль
РГХ
реакционная газовая хроматография
РСК
реакционносорбционное концентрирование
РТХ
распределительная (обращенная) тонкослойная хроматография
РФЛА рентгенофлуоресцентный анализ
СДИ
селективное детектирование ионов
СКХ
сверхкритическая флюидная хроматография
СЛГС среднелетучие галогенорганические соединения
СН
нижняя граница определяемых содержаний
СФЛ спектрофлуориметрия
СФМ спектрофотометрия
СФЭ сверхкритическая флюидная экстракция
ТИД
термоионный (азотнофосфорный) детектор
ТРИА триазины
ТФМЭ твердофазная микроэкстракция
ТФЭ
твердофазная экстракция
ТЭС
тетраэтилсвинец
ФИД фотоионизационный детектор
ФЛД флуоресцентный детектор
ФМ
фенилуретаны
ФМД флуориметрический детектор
ФОП фосфорорганические пестициды
ФУП
пестициды на основе феноксиуксусных 
кислот

Принятые сокращения

ХА
хлоранилины
ХМС
хроматомассспектрометрия
ХОП
хлорорганические пестициды
ХТ
хлортолуидины
ХФ
хлорфенолы
ХЭ
хлорированные эфиры
ЭЗД
электроннозахватный детектор

ЭЛКД электролитический кондуктометрический
детектор
ЭПД
электролитической проводимости детектор
ЭХ
эксклюзивная хроматография
ЭХД
электрохимический детектор (Холла)

NPD
азотнофосфорный детектор
PT
продувка с последующим улавливанием
(газовая экстракция)

4
Принятые сокращения

Мониторинг* загрязняющих веществ в объектах окружающей среды давно
уже стал насущной необходимостью, поскольку постоянно меняется не
только качественный и количественный состав загрязнителей, но и неуклонно растет их число. В воздухе, воде и почве аккумулируется не менее
нескольких тысяч токсичных органических соединений (антропогенные
выбросы и выбросы автотранспорта), определение которых в полном объеме является чрезвычайно проблематичным.
В некоторых странах определены списки приоритетных загрязнителей
природной среды, которые для различных матриц (вода, почва, воздух и др.)
содержат примерно 100–150 наиболее опасных загрязнителей, постоянно
встречающихся в различных объектах окружающей среды. Их определение необходимо для оценки качества воздуха и воды и степени загрязнения почвы (оценка экологической ситуации), а также для постоянного
контроля загрязнителей при функционировании систем очистки с целью
выяснения динамики их роста (или снижения) и изучения возможных изменений (превращений) под действием  различных факторов.
Такие списки есть в США и странах Европейского сообщества (ЕС), но
в России пока еще нет научнообоснованных (с точки зрения экологии,
токсикологии, гигиены, клинической медицины и экоаналитики) перечней
приоритетных загрязнителей для воды, воздуха или почвы, что затрудняет
рутинный контроль за их содержанием в различных природных средах.
Проведение мониторинга природных объектов затрудняется тем, что в
России стратегия экологического химического анализа, как правило, подразумевает определение индивидуальных загрязнителей по индивидуальным
методикам, что практически невыполнимо, так как таких методик (по числу нормированных токсичных веществ в воздухе, воде, почве и биосредах)
насчитывается в России более 7000, и их использование для этих целей
представляется по меньшей мере абсурдным. В самом деле, трудно представить, как  должен действовать аналитикпрактик, определяя (например, в воде) по индивидуальной методике сначала бензол, затем толуол,
ксилолы и т. д.

Введение

Памяти русского химикааналитика 
Алексея Ивановича Бусева посвящается

* Мониторинг — непрерывный анализ. В последние годы считают, что мониторинг — это
также периодически повторяющийся анализ в течение длительного времени.

Такого рода анализы не имеют смысла, так как в воде (как и в других
матрицах — воздухе, почве, донных осадках, твердых отходах и пр.) обычно присутствует целая группа органических загрязнителей одного класса:
20–30 алкилбензолов, столько же галогенуглеводородов и многих других
органических соединений. В смеси загрязнителей из 100 и более компонентов невозможно за реальное время определить по индивидуальным методикам каждый из этих компонентов. По этой причине зарубежные методики давно уже ориентированы на одновременное определение целых
классов органических соединений с использованием традиционных для
экоаналитики методов идентификации и количественного анализа (ГХ,
ВЭЖХ, ГХ/МС, ВЭЖХ/МС, ГХ/ИКФурье и др.).
В отсутствии российских списков приоритетных загрязнений можно,
на наш взгляд, пользоваться аналогичными списками США и стран Европы (списки и методики ЕС, ЕРА, ASTM, NIOSH и OSHA*), тем более, что
загрязнители практически одинаковы в различных странах и их состав в
основном определяется промышленными выбросами, промышленными и
коммунальными стоками и выхлопными газами автотранспорта.
В настоящей монографии мы постарались наиболее полно представить
современные экоаналитические методики определения приоритетных органических загрязнителей воды, воздуха и почвы (а также методики
определения пестицидов в растениях и продуктах питания — как официальные (стандартные), так и оригинальные методики, опубликованные в
последнее время (всего около 500).
Материалы сборника могут быть использованы в аналитических
лабораториях любого уровня как для выполнения рутинных анализов, так
и для арбитражного анализа.
Выражаем благодарность Новиковой К. Ф., Калинину В. А., Васиярову Г. Г. и сотрудникам фирмы Agilent Technologies за предоставленные
материалы.

6
Введение

* ЕРА — Агентство по охране окружающей среды США; NIOSH — Национальный институт охраны труда и профилактики профессиональных заболеваний США; OSHA — Управление профессиональной безопасности и гигиены труда США; ASTM — Американское общество по испытанию материалов.

Водная среда (как и воздушная) загрязняется человеком. Это загрязнение
обусловлено не только работой промышленных предприятий, направляющих свои выбросы в реки и океаны. Не менее интенсивно загрязняет природу и современное сельское хозяйство с его массовым поголовьем скота,
интенсивным внесением удобрений в почву и использованием средств защиты растений от вредителей (удобрения и химические соединения попадают в грунтовые и поверхностные воды). Наконец, бытовые сбросы также
вносят вклад в загрязнение вод.
В течение длительного времени бытовало мнение, что все вредные выбросы либо постепенно разрушаются в океанских просторах, либо оседают там на дно. Тур Хейердал первым обратил внимание общественности
на то, что во время его путешествия через Тихий океан на плоту «КонТики» (1947 г.) в открытом океане повсюду по пути следования на поверхности воды приходилось видеть пятна нефти. Сегодня почти во всех районах
мирового океана в результате аварий танкеров или неосмотрительного бурения нефтяных скважин можно обнаружить нефтяные загрязнения.
Морские воды вблизи берегов загрязнены нитратами и фосфатами, что
приводит к массовому росту водорослей, оскудению рыбных запасов и
уменьшению концентрации кислорода в воде. Еще за десятилетия до появления видимых следов загрязнений в океанах множество рек было настолько загрязнено, что вымерли многие породы рыб.
Судя до публикациям последних лет [1–7] и перечню докладов, представляемых ежегодно на Питсбургской конференции по аналитической химии и прикладной спектроскопии в США [8], количество работ по определению загрязняющих веществ в воде неуклонно растет, существенно опережая аналогичные
публикации по определению загрязнений воздуха, почвы, донных отложений,
бытовых и промышленных отходов, растительности, биосред и других объектов. Очевидно это связано с важностью такого рода анализов для здоровья
людей, особенно на фоне постоянно возрастающего загрязнения водных
источников, в том числе и водопроводной воды.*

1. Перечень приоритетных загрязнителей воды
Как было отмечено во Введении, в России пока нет списка приоритетных
загрязнителей воды (а также воздуха и почвы), но необходимость формирования такого перечня постоянно подчеркивается специалистами в области
экологии и экологического химического анализа: «Для обеспечения эффективного контроля за водными средами, обоснованного нормирования
химических веществ в воде и правильного определения размера платежей

Глава I. 
Приоритетные загрязнители воды

* Около 50% населения России вынуждено пить воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям.

за пользование водными ресурсами, и загрязнением природных водных
объектов представляется необходимым создание единых в Российской Федерации структуры и формы перечня нормируемых химических соединений, принятой в международной практике» [9].
Пока же это все еще благие намерения*, и многие аналитики России в
своих исследованиях в области экологической аналитической химии
пользуются списком ЕС или США [17, 22].
В 1982 г. в ЕС утвержден список приоритетных загрязнителей воды (его
иногда называют «черным списком»), число соединений в котором
случайно оказалось таким же, что и в аналогичном списке Агентства по
охране окружающей среды США (ЕРА), насчитывающем 129 веществ.
Позднее к нему было добавлено еще три вещества (табл. I.1). Как видно из
этой таблицы, в ЕС в список приоритетных загрязнителей входят летучие
органические соединения (ЛОС) и органические соединения средней летучести (малолетучие соединения), основные классы которых перечислены в табл. I.2.

2. Определение приоритетных
загрязнителей воды
В ЕС в отличие от ЕРА не регламентированы аналитические методики определения опасных загрязнителей в различных природных средах,
поскольку для этих целей может быть использован любой подходящий метод [7]. ЕРА, наоборот, разработало и внедрило в обязательную (на территории США) аналитическую практику сотни методик [6], в том числе для
питьевых, природных и сточных вод [6, 10, 11].
В СССР (а позднее и в России) было разработано множество хроматографических методик [12–15] для определения в воде нескольких сотен
опасных органических соединений, в число которых попадают основные
приоритетные загрязнители из списка ЕС, перечисленные в табл. I.1. Однако за немногими исключениями (ЛОС, нефтепродукты, пестициды) [13, 15,
16] российские методики предлагают, как уже отмечалось выше (см. Введение), методы определения лишь индивидуальных химических соединений,
а не целых классов (групп, видов и т. п.), как в аналогичных зарубежных методиках.
По этой причине в последующих разделах этой главы и главах II и III
основной упор сделан на зарубежные методики (ЕС и ЕРА), которые сравниваются с аналогичными российскими методиками. Для целей мониторинга
загрязнителей воды и рутинных анализов (в отсутствии российского списка
приоритетных загрязнителей и соответствующих методик) вполне логично
воспользоваться как списками приоритетных загрязнителей ЕС и ЕРА, так и
утвержденными ими методиками контроля загрязнений, которые по большинству метрологических характеристик превосходят отечественные.

8
Глава I. Приоритетные загрязнители воды

* Проект Федерального закона о питьевой воде принят Государственной Думой в первом
чтении 15 января 1997 г. [77].

Таблица I.1. Список  ЕС приоритетных загрязнителей воды, альтернативные методы их анализа и пробоподготовки [7]

№
Вещество
Класс
Методы анализа
Метод пробоподготовки

1
2
3
1
2
3
1
Альдрин
ХОП
КГХ/ЭХД
КГХ/МС
КГХ/АЭД
ЖЖЭ
ТФЭ
2
2Амино4хлорфенол
ХФ
КГХ/МС
ВЭЖХ/ДМД
ВЭЖХ/МС
ЖЖЭ
ТФЭ
ДЕР
3
Антрацен
ПАУ
ВЭЖХ/ФЛД
КГХ/МС
ВЭЖХ/ДМД
ЖЖЭ
ТФЭ
ПРВ
4
Мышьяк
Неорг.
5
Азинфосэтил
ФОП
КГХ/МС
КГХ/ТИД
ВЭЖХ/МС
ЖЖЭ
ТФЭ
6
Азинфосметил
ФОП
КГХ/МС
КГХ/ТИД
ВЭЖХ/МС
ЖЖЭ
ТФЭ
7
Бензол
ЛА
КГХ/МС
КГХ/ПИД
КГХ/ФИД
РТ
ЖЖЭ
ПФА
8
Бензидин
БД
ВЭЖХ/ЭХД
ВЭЖХ/МС
КГХ/МС
ЖЖЭ
ТФЭ
ДЕР
9
Бензилхлорид
ЛГС
КГХ/МС
КГХ/ЭХД
КГХ/ЭПД
ЖЖЭ
РТ
ЗПД
10
Бензилиденхлорид
ЛГС
КГХ/МС
КГХ/ЭХД
КГХ/ЭПД
ЖЖЭ
РТ
ЗПД
11
Бифенил
ДОП
КГХ/МС
КГХ/ФИД
ВЭЖХ/ДМД
ЖЖЭ
ТФЭ
12
Кадмий
Неорг.
13
Четыреххлористый углерод
ЛГС
КГХ/МС
КГХ/ЭХД
КГХ/ЭПД
РТ
ЖЖЭ
ПФА
14
Хлоральгидрат
ГОС
КГХ/МС
РТ
ПФА
15
Хлордан
ХОП
КГХ/ЭХД
КГХ/МС
КГХ/АЭД
ЖЖЭ
ТФЭ
16
Хлоруксусная кислота
ГКС
КГХ/ЭХД
КГХ/МС
ЖЖЭ
ТФЭ
17
2Хлоранилин
ХА
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/ТИД
ЖЖЭ
ТФЭ
18
3Хлоранилин
ХА
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/ТИД
ЖЖЭ
ТФЭ
19
4Хлоранилин
ХА
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/ТИД
ЖЖЭ
ТФЭ
20
Хлорбензолы
ЛГС
КГХ/МС
КГХ/ЭХД
КГХ/ЭПД
ЖЖЭ
РТ
ЗПД
21
1Хлор2,4динитробензол
НХБ
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/АЭД
ЖЖЭ
РТ
22
Хлорэтанол
ГГС
КГХ/МС
ЖЖЭ
РТ
23
Хлороформ
ЛГС
КГХ/МС
КГХ/ЭХД
КГХ/ЭПД
РТ
ЖЖЭ
ПФА
24
4Хлор3метилфенол
ХФ
КГХ/МС
ВЭЖХ/ДМД
ВЭЖХ/МС
ЖЖЭ
ТФЭ
ДЕР
25
1Хлорнафталин
СЛГС
КГХ/МС
КГХ/ЭХД
ЖЖЭ
ТФЭ
ЗПД
26
Хлорнафталины
СЛГС
КГХ/МС
КГХ/ЭХД
ЖЖЭ
ТФЭ
ЗПД
27
4Хлор2нитроанилин
ХА
ВЭЖХ/МС
КГХ/МС
ЖЖЭ
ТФЭ
ДЕР
28
1Хлор2нитробензол
НХБ
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/АЭД
ЖЖЭ
ТФЭ
29
1Хлор3нитробензол
НХБ
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/АЭД
ЖЖЭ
ТФЭ
30
1Хлор4нитробензол
НХБ
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/АЭД
ЖЖЭ
ТФЭ
31
4Хлор2нитротолуол
НХБ
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/АЭД
ЖЖЭ
ТФЭ
32
Хлорнитротолуолы
НХТ
КГХ/МС
ВЭЖХ/МС
КГХ/АЭД
ЖЖЭ
ТФЭ
33
2Хлорфенол
ХФ
КГХ/МС
ВЭЖХ/ДМД
ВЭЖХ/МС
ЖЖЭ
ТФЭ
ДЕР

Карточка

Другов, Юрий Степанович.

Мониторинг органических загрязнений природной среды [Текст] : 500 методик : практическое руководство / Ю. С. Другов, А. А. Родин. — 2-е изд., доп. и перераб. — Москва : БИНОМ. Лаб. знаний, 2009. — 893 с. : ил., табл.; 24 см. — (Методы в химии).; ISBN 978-5-94774-761-4 (в пер.) : 1000

(Методы в химии)

Окружающая среда — Загрязнение органическими соединениями — Мониторинг

Охрана окружающей среды — Химические методы

Шифр хранения:

FB 2 11-4/51

FB 2 11-4/50