содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

6.3.

Рекомендации по составлению Программы проведения расширенных исследований воды

Рабочая программа производственного контроля качества воды, включающая перечень химических веществ, выбранных для постоянного контроля, в соответствии с приложением 1 СанПиНа базируется на данных "расширенных исследований".

Проблема формирования перечня веществ для проведения расширенных исследований качества питьевой воды остается наименее проработанной к настоящему времени.

Базовая информация, т. е. материалы, указанные в п. 1.2.1 приложения 1 к СанПиНу, обосновываются на данных органов охраны природы, гидрометеослужбы, управления водными ресурсами, геологии и использования недр, предприятий и организаций, органов управления и организаций сельского хозяйства, центров Госсанэпиднадзора, данных собственной лаборатории и т. д.

Анализ этой информации позволяет принять обоснованное решение о включении или невключении в расширенные исследования лишь части пестицидов и ядохимикатов, а также некоторых наименований из приложения 2 к СанПиН. Для большинства веществ, регламентируемых СанПиН 2.1.4.559—96, имеющейся информации для принятия решения о включении или невключении их в расширенные исследования очевидно недостаточно.

Мониторинг водоисточников ведется чаще всего также по весьма ограниченному перечню контролируемых показателей, а данные о составе и объемах сточных вод, поступающих в водоисточник, обычно весьма неполны. Таким образом, базовая информация не заменяет расширенного анализа, а лишь служит основой для его планирования.

В случае отсутствия и невозможности своевременного получения безвозмездной (в соответствии с п. 3.3.1 МУ 2.1.4.682—97) базовой информации от организаций органов охраны природы, гидрометеослужбы, управления водными ресурсами, геологии и использования недр, предприятий и организаций органов управления и организаций сельского хозяйства и т. п., организации водоснабжения вправе учитывать в качестве таковой только данные собственной производственной лаборатории о качестве воды за предшествующие годы.

Для организации контроля качества питьевой воды в соответствии с СанПиНом рекомендуется следующая схема выбора компонентов для расширенного исследования воды водоисточника:

1. Проводит анализ базовой информации, указанной в п. 1.2.1 приложения 1 к СанПиН 2.1.4.559—96. Такой информацией чаще всего являются собственные данные организации водоснабжения или ЦСЭН по соответствующей территории о качестве воды за последние 3 года.

2. По результатам этого анализа определяют вещества, о которых имеются сведения в представленных материалах и которые включают или не Включают в расширенные исследования на основании данных об их содержании в воде.

3. Если базовая информация не содержит убедительных доказательств отсутствия в водоисточнике и питьевой воде загрязняющих веществ, нормируемых СанПиНом (в том числе и приведенных в приложении 2), проводится расширенный химический анализ воды источника (однократно) с использованием современных инструментальных методов исследований для наиболее полного выявления загрязнений водоисточника.

Для этого вещества, сведения о которых отсутствовали в представленных материалах, группируют по химическим классам и группам таким образом, чтобы с минимальными затратами, путем применения селективных физико-химических методов (приемов) исследования, можно было определить наличие или отсутствие этих классов, групп или гомологических рядов в целом.

Используемый метод (прием) должен давать однозначный ответ о наличии или отсутствии искомых классов (групп) загрязняющих веществ в водоисточнике, убедительный для территориальных органов Санэпиднадзора.

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

5. На основании анализа базовой информации (п. 1 и 2) и проведенного однократного (как минимум) "расширенного химического анализа воды" (п. 3 и 4) составляется обоснованный перечень химических веществ для "расширенных лабораторных исследований воды" конкретного источника; проводимых в течение года, и отдельно перечень веществ для годовых "расширенных исследований" состава питьевой воды конкретной системы водоснабжения, которые согласовывают с территориальными органами Санэпиднадзора.

В соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.559—96 оба эти перечня должны обязательно включать, наряду с загрязняющими веществами, обнаруженными в результате расширенного химического анализа воды, все показатели из табл. 2 СанПиНа.

Для систем водоснабжения, использующих реагентные методы обработки воды, при проведении расширенных исследований перед подачей воды в распределительную сеть, дополнительно включают показатели, указанные в табл. 3 СанПиНа. Следует также включать загрязняющие вещества, содержащиеся в реагентах и фильтрующих загрузках, на основании информации, представленной в сертификатах на эту продукцию. Если реагентная обработка воды не осуществляется, то исследовать воду на указанные ингредиенты СанПиН не требует.

Указанная принципиальная схема позволяет существенно уменьшить затраты на проведение расширенных исследований воды.

Перечень показателей качества для расширенных исследований состава питьевой воды конкретной системы водоснабжения обычно включает следующие входящие в табл. 2 и прилож. 2 СанПиНа:

Обобщенные показатели

Следует иметь в виду, что все указанные в этой рубрике нормативы не являются окончательными для оценки данной воды. Так, в частности, при нормативном содержании в воде "нефтепродуктов" на уровне 0,1 мг/л, концентрация их обязательного компонента "бензола" (норматив 0,01 мг/л) может оказаться, превышенной на порядок, а возможного компонента "дифенила" (фенилбензола, ПДК 0,001 мг/л) на два порядка. "Фенольный индекс" воды, например, может отвечать нормативу (0,25 мг/л), а содержание "пропилфенола" (норматив 0,01 мг/л) при этом окажется в данной воде превышенным в 25 раз, а "фенола" (норматив 0,001 мг/л) в 250 раз!

Приведенные здесь показатели качества дают лишь самый общий контур данной воды, пригодный в основном для регистрирования каких-то форс-мажорных ситуаций или получения самых общих сведений, таких, например, как характеристики постоянства состава или наличия сезонных изменений ее качества.

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 (S₂O₈^2-) 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.

Органические показатели

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

50. g-ГХЦГ (линдан).

51. ДДТ (сумма изомеров).

52. 2,4-D,

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:

углеводороды, например бензол и др.;

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.;

фенолы, например фенол, крезол и др.;

карбаматы, тиокарбаматы, производные мочевины и тиомочевины;

амины, например этаноламин, анилин и др.;

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.

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..