⚗️ Substancje ekstrahujące się eterem naftowym w wodzie i ściekach — metoda wagowa
Krótko: o co chodzi
Substancje organiczne ekstrahuje się z zakwaszonej i wysolonej próbki eterem naftowym, po czym oznacza je wagowo. Badanie wykonuje się według normy PN-C-04573-01:1986; Zakres wg wydania z 1978 r.: 0,5÷4 mg/dm³ — ekstrakcja zakwaszonej próbki w układzie ciecz/ciecz; powyżej 4 mg/dm³ — ekstrakcja w aparacie Soxhleta próbki zakwaszonej i odparowanej do sucha (parametr z KARTY WYDANIA POPRZEDNIEGO, karta wydania 1986 go nie powtarza). Procedura obejmuje 9 kroków; stosuje się je m.in. do: Ścieki przemysłowe wprowadzane do wód lub do ziemi — kontrola wskaźnika nr 55 (tabela wartości dopuszczalnych) wg Dz.U. 2019 poz. 1311 (50 mg/l dla wszystkich rodzajów ścieków, 20 mg/l dla sektorów wymienionych w załączniku), Ścieki przemysłowe wprowadzane do urządzeń kanalizacyjnych — kontrola dostawców ścieków przez eksploatatora sieci, Bilanse tłuszczów i olejów w ciągu ściekowym i osadowym oczyszczalni (ścieki surowe, osad wstępny i nadmierny, wody osadowe, ścieki oczyszczone).
W skrócie
- Norma: PN-C-04573-01:1986
- Kategoria: Fizykochemia
- Kroków procedury: 9
- Wielkość mierzona: masa suchej pozostałości po odparowaniu ekstraktu eterowego, przeliczona na objętość próbki [mg/l]
- Dolna granica oznaczania: 0,5 mg/l (karta PKN wydania PN-C-04573-01:1986)
- Zakres wg wydania z 1978 r.: 0,5÷4 mg/dm³ — ekstrakcja zakwaszonej próbki w układzie ciecz/ciecz; powyżej 4 mg/dm³ — ekstrakcja w aparacie Soxhleta próbki zakwaszonej i odparowanej do sucha (parametr z KARTY WYDANIA POPRZEDNIEGO, karta wydania 1986 go nie powtarza)
Przegląd
Wskaźnik „substancje ekstrahujące się eterem naftowym” to suma substancji organicznych, które przechodzą z próbki wody lub ścieków do eteru naftowego. Karta katalogowa PKN wydania z 1986 r. opisuje metodę jednym zdaniem zasady: ekstrakcja substancji organicznych eterem naftowym z zakwaszonej i wysolonej próbki oraz wagowe określenie zawartości substancji ekstrahujących się; dolna granica oznaczania wynosi 0,5 mg/l. Sama norma ma dwie strony i zawiera — wg tej samej karty — wytyczne ogólne, aparaturę i przyrządy, odczynniki i roztwory, przygotowanie próbki do badań, wykonanie oznaczania, obliczanie wyniku i końcowy wynik oznaczania. W praktyce oczyszczalni wskaźnik ten jest traktowany jako ładunek tłuszczów i olejów: w badaniach miejskiej oczyszczalni o przepływie 26 000 m³/d zawartość substancji tłuszczowych i olejowych oznaczano półmikroekstrakcją w aparacie Soxhleta z eterem naftowym, a dobowy ładunek w ściekach surowych wynosił średnio 2204,56 kg/d przy średniej skuteczności usuwania 42,7%.
Oznaczenie normy — bo tu łatwo o pomyłkę. Katalog PKN prowadzi ten arkusz jako **PN-C-04573-01:1986** (myślnik przed numerem arkusza, rok po dwukropku), data publikacji 14.06.1986, organ techniczny KT 122 Jakości Wody – Badania Chemiczne – Substancje Organiczne. Zapis starego typu **PN-86/C-04573-01** to ta sama norma i właśnie w takiej postaci figuruje w zakresach akredytacji (np. AB 1589: ścieki, substancje ekstrahujące się eterem naftowym, zakres (5,0 – 1200) mg/l, metoda wagowa). Wariantu z kropką („PN-86/C-04573.01”) w katalogu PKN nie ma — to błąd zapisu, nie osobny dokument. Status: karta podaje datę wycofania 18.01.2008 i nie ma na niej pola „Zastąpiona przez”, czyli norma została wycofana bez zastąpienia. Nie przeszkadza to jej stosowaniu: w rozporządzeniu Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z 12.07.2019 r. (Dz.U. 2019 poz. 1311) wskaźnik nr 57 (tabela metodyk referencyjnych — to inna tabela tego samego rozporządzenia niż poz. 55) „substancje ekstrahujące się eterem naftowym” ma w kolumnie normy odniesienia myślnik, a jako metodę referencyjną podano „metodę specyficzną”, zdefiniowaną w odnośniku jako wieloetapową procedurę oznaczania, najczęściej specyficzną dla danego wskaźnika. Laboratorium samo wskazuje więc dokument, na którym oparło procedurę — i najczęściej wskazuje tę właśnie wycofaną normę.
Uwaga na wydania. Podział zakresu na dwa warianty — 0,5÷4 mg/dm³ przy ekstrakcji zakwaszonej próbki w układzie ciecz/ciecz i powyżej 4 mg/dm³ przy ekstrakcji w aparacie Soxhleta próbki zakwaszonej i odparowanej do sucha — pochodzi z karty **poprzedniego wydania, PN-C-04573-01:1978** (wycofanego 26.08.1986 i zastąpionego wydaniem 1986). Karta wydania z 1986 r., które jest podane w polu z numerem normy, tego podziału już nie powtarza: mówi tylko o ekstrakcji z próbki zakwaszonej i wysolonej oraz o dolnej granicy 0,5 mg/l. Opis poniżej trzyma się tej różnicy — wszystko, co pochodzi z wydania 1978, jest tak oznaczone. Nie należy też mylić arkusza 01 z arkuszem 02 (PN-C-04573-02:1974, wycofany 13.12.2005), który dotyczy oznaczania niepolarnych i polarnych substancji organicznych ekstrahujących się eterem naftowym w zakresie powyżej 0,5 mg/dm³.
Zasada metody
Próbkę wody lub ścieków zakwasza się i wysala, a zawarte w niej substancje organiczne przeprowadza do eteru naftowego. Po oddzieleniu i odparowaniu rozpuszczalnika pozostałość waży się — stąd nazwa „metoda wagowa”: wynikiem jest masa suchej pozostałości ekstraktu przeliczona na objętość próbki. Metoda jest z definicji nieselektywna: oznacza się to, co ekstrahuje się danym rozpuszczalnikiem (w praktyce oczyszczalni traktowane jako tłuszcze i oleje), a nie konkretny związek chemiczny. Dolna granica oznaczania podana w karcie wydania z 1986 r. wynosi 0,5 mg/l. Wg karty wydania z 1978 r. przy stężeniach powyżej 4 mg/dm³ ekstrakcję prowadzono w aparacie Soxhleta na próbce zakwaszonej i odparowanej do sucha, a poniżej — w układzie ciecz/ciecz.
Zastosowania
- Ścieki przemysłowe wprowadzane do wód lub do ziemi — kontrola wskaźnika nr 55 (tabela wartości dopuszczalnych) wg Dz.U. 2019 poz. 1311 (50 mg/l dla wszystkich rodzajów ścieków, 20 mg/l dla sektorów wymienionych w załączniku)
- Ścieki przemysłowe wprowadzane do urządzeń kanalizacyjnych — kontrola dostawców ścieków przez eksploatatora sieci
- Bilanse tłuszczów i olejów w ciągu ściekowym i osadowym oczyszczalni (ścieki surowe, osad wstępny i nadmierny, wody osadowe, ścieki oczyszczone)
- Badania wody i ścieków w zakresach akredytacji laboratoriów wodociągowych — np. AB 1589, ścieki, zakres (5,0 – 1200) mg/l, metoda wagowa
- Ocena skuteczności tłuszczowników i separatorów przed odprowadzeniem ścieków do kanalizacji
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Wielkość mierzona | masa suchej pozostałości po odparowaniu ekstraktu eterowego, przeliczona na objętość próbki [mg/l] |
| Dolna granica oznaczania | 0,5 mg/l (karta PKN wydania PN-C-04573-01:1986) |
| Zakres wg wydania z 1978 r. | 0,5÷4 mg/dm³ — ekstrakcja zakwaszonej próbki w układzie ciecz/ciecz; powyżej 4 mg/dm³ — ekstrakcja w aparacie Soxhleta próbki zakwaszonej i odparowanej do sucha (parametr z KARTY WYDANIA POPRZEDNIEGO, karta wydania 1986 go nie powtarza) |
| Zakres stosowany w akredytacji | np. (5,0 – 1200) mg/l dla ścieków — zakres akredytacji AB 1589, dokument odniesienia zapisany jako PN-86/C-04573-01 |
| Status normy | wycofana 18.01.2008, w karcie PKN brak pola „Zastąpiona przez” — wycofana bez zastąpienia; publikacja 14.06.1986, 2 strony, ICS 13.060.50 |
| Metodyka referencyjna wg przepisu | Dz.U. 2019 poz. 1311: „metoda specyficzna”, kolumna normy odniesienia pusta — przepis nie wskazuje normy dla tego wskaźnika |
Norma
- Numer normy
- PN-C-04573-01:1986
- Tytuł (PL)
- Woda i ścieki — Badania zawartości substancji ekstrahujących się rozpuszczalnikami organicznymi — Oznaczanie całkowitej zawartości substancji organicznych ekstrahujących się eterem naftowym metodą wagową
- Title (EN)
- Water and wastewater — Tests for the content of substances extractable with organic solvents — Determination of the total content of organic substances extractable with petroleum ether by the gravimetric method
Procedura krok po kroku
-
Pobranie i przygotowanie próbki
Próbkę wody lub ścieków pobiera się i przygotowuje zgodnie z rozdziałem „przygotowanie próbki do badań” normy. W bilansach oczyszczalni ładunki w strumieniu ścieków wyznacza się z próbek całodobowych uśrednianych, a w strumieniu osadów — z kilku próbek z każdego analizowanego strumienia.
-
Zakwaszenie próbki
Próbkę zakwasza się — zakwaszenie przeprowadza substancje organiczne do postaci ekstrahowalnej eterem naftowym.
-
Wysolenie
Zakwaszoną próbkę wysala się. Ten krok występuje w wydaniu z 1986 r.; karta wydania z 1978 r. go nie wymieniała.
-
Ekstrakcja eterem naftowym
Substancje organiczne ekstrahuje się eterem naftowym. Karta wydania z 1986 r. podaje wyłącznie ekstrakcję eterem naftowym z próbki zakwaszonej i wysolonej oraz wagowe określenie, nie rozstrzygając, w jakim układzie prowadzi się ekstrakcję. Podział na dwa warianty znamy wyłącznie z karty wydania z 1978 r.: wg karty wydania z 1978 r. przy stężeniach powyżej 4 mg/dm³ stosowano ekstrakcję w aparacie Soxhleta próbki uprzednio odparowanej do sucha.
-
Oddzielenie warstwy rozpuszczalnika
REKONSTRUKCJA, nie treść normy: karta katalogowa podaje wyłącznie ekstrakcję i wagowe określenie, więc kolejność czynności odtwarzamy z zasady metody. Warstwę eterową oddziela się od fazy wodnej i przenosi do zważonego naczynia.
-
Odparowanie rozpuszczalnika
Eter naftowy odparowuje się bez otwartego ognia i bez źródeł zapłonu — temperatura zapłonu rozpuszczalnika wynosi −40 °C.
-
Ważenie pozostałości
REKONSTRUKCJA, nie treść normy. Suchą pozostałość waży się na wadze analitycznej; to ona jest wynikiem pomiaru.
-
Obliczenie wyniku
Zawartość substancji ekstrahujących się eterem naftowym oblicza się z masy pozostałości i objętości próbki i podaje w mg/l. Sposób obliczania i podania końcowego wyniku opisują odpowiednie rozdziały normy.
-
Odniesienie wyniku do wymagań
Dla ścieków wprowadzanych do wód lub do ziemi wartość dopuszczalna wynosi 50 mg/l dla wszystkich rodzajów ścieków, a 20 mg/l dla sektorów wymienionych w załączniku rozporządzenia Dz.U. 2019 poz. 1311 (poz. 1, 2, 4, 5, 9 i 11).
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Rozdzielacz szklany | do wariantu ciecz/ciecz, wymienionego w karcie wydania z 1978 r.; karta wydania 1986 układu ekstrakcji nie rozstrzyga, a modeli nie podaje żadna | — |
| Aparat Soxhleta | wariant dla wyższych stężeń wg wydania z 1978 r. (próbka zakwaszona i odparowana do sucha); tą samą techniką — półmikroekstrakcją w aparacie Soxhleta z eterem naftowym — oznaczano tłuszcze i oleje w cytowanych badaniach oczyszczalni | — |
| Waga analityczna | oznaczenie jest wagowe — ważona jest sucha pozostałość ekstraktu; wymagana rozdzielczość wynika z dolnej granicy 0,5 mg/l | — |
| Zestaw do odparowania rozpuszczalnika | łaźnia lub wyparka pozwalająca usunąć eter naftowy bez otwartego ognia (temperatura zapłonu rozpuszczalnika −40 °C) | — |
| Wyciąg laboratoryjny | całość pracy z eterem naftowym prowadzi się pod sprawnym wyciągiem — rozpuszczalnik jest wysoce łatwopalny, a pary działają na ośrodkowy układ nerwowy | — |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Eter naftowy | — | Rozpuszczalnik ekstrahujący. To mieszanina, a nie związek — karta charakterystyki podaje „Nr CAS: nie dotyczy”, a w składzie węglowodory C6 izoalkanowe (CAS 64742-49-0, 50–100%) i pentan (CAS 109-66-0, 25–50%). Temperatura zapłonu −40 °C. |
| Kwas do zakwaszenia próbki | — | Karta normy podaje, że ekstrakcję prowadzi się z próbki zakwaszonej; rodzaju kwasu i docelowego pH karta nie wymienia — parametr trzeba odczytać z tekstu normy. |
| Sól do wysolenia próbki | — | Karta wydania z 1986 r. podaje, że próbka jest wysolona przed ekstrakcją; rodzaju soli i jej ilości karta nie podaje. |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Eter naftowy: H225 — wysoce łatwopalna ciecz i pary; temperatura zapłonu −40 °C. Praca wyłącznie pod wyciągiem, bez otwartego ognia i źródeł zapłonu, przy odparowywaniu bez płomienia
- H304 — połknięcie i dostanie się przez drogi oddechowe może grozić śmiercią (zagrożenie spowodowane aspiracją, kategoria 1)
- H336 — może wywoływać uczucie senności lub zawroty głowy (działanie na ośrodkowy układ nerwowy przy wdychaniu par)
- H315 — działa drażniąco na skórę: rękawice odporne na rozpuszczalniki, okulary ochronne, fartuch
- H411 — działa toksycznie na organizmy wodne, powodując długotrwałe skutki: zużytego rozpuszczalnika i ekstraktów nie wolno odprowadzać do kanalizacji
- Próbki ścieków surowych traktować jako materiał potencjalnie zakaźny — rękawice, unikanie aerozoli
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-C-04573-01:1986 — „Woda i ścieki — Badania zawartości substancji ekstrahujących się rozpuszczalnikami organicznymi — Oznaczanie całkowitej zawartości substancji organicznych ekstrahujących się eterem naftowym metodą wagową”. Tytuł angielski: „Water and wastewater — Tests for the content of substances extractable with organic solvents — Determination of the total content of organic substances extractable with petroleum ether by the gravimetric method”.
Na czym polega ta metoda?
Próbkę wody lub ścieków zakwasza się i wysala, a zawarte w niej substancje organiczne przeprowadza do eteru naftowego. Po oddzieleniu i odparowaniu rozpuszczalnika pozostałość waży się — stąd nazwa „metoda wagowa”: wynikiem jest masa suchej pozostałości ekstraktu przeliczona na objętość próbki.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Wielkość mierzona: masa suchej pozostałości po odparowaniu ekstraktu eterowego, przeliczona na objętość próbki [mg/l]; Dolna granica oznaczania: 0,5 mg/l (karta PKN wydania PN-C-04573-01:1986); Zakres wg wydania z 1978 r.: 0,5÷4 mg/dm³ — ekstrakcja zakwaszonej próbki w układzie ciecz/ciecz; powyżej 4 mg/dm³ — ekstrakcja w aparacie Soxhleta próbki zakwaszonej i odparowanej do sucha (parametr z KARTY WYDANIA POPRZEDNIEGO, karta wydania 1986 go nie powtarza); Zakres stosowany w akredytacji: np. (5,0 – 1200) mg/l dla ścieków — zakres akredytacji AB 1589, dokument odniesienia zapisany jako PN-86/C-04573-01.
Ile trwa wykonanie badania?
Procedura obejmuje 9 kroków. Norma nie podaje czasu trwania dla wszystkich etapów — decyduje procedura laboratorium.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Rozdzielacz szklany, Aparat Soxhleta, Waga analityczna, Zestaw do odparowania rozpuszczalnika, Wyciąg laboratoryjny.
Gdzie stosuje się to badanie?
Ścieki przemysłowe wprowadzane do wód lub do ziemi — kontrola wskaźnika nr 55 (tabela wartości dopuszczalnych) wg Dz.U. 2019 poz. 1311 (50 mg/l dla wszystkich rodzajów ścieków, 20 mg/l dla sektorów wymienionych w załączniku); Ścieki przemysłowe wprowadzane do urządzeń kanalizacyjnych — kontrola dostawców ścieków przez eksploatatora sieci; Bilanse tłuszczów i olejów w ciągu ściekowym i osadowym oczyszczalni (ścieki surowe, osad wstępny i nadmierny, wody osadowe, ścieki oczyszczone); Badania wody i ścieków w zakresach akredytacji laboratoriów wodociągowych — np. AB 1589, ścieki, zakres (5,0 – 1200) mg/l, metoda wagowa; Ocena skuteczności tłuszczowników i separatorów przed odprowadzeniem ścieków do kanalizacji.
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Eter naftowy: H225 — wysoce łatwopalna ciecz i pary; temperatura zapłonu −40 °C. Praca wyłącznie pod wyciągiem, bez otwartego ognia i źródeł zapłonu, przy odparowywaniu bez płomienia; H304 — połknięcie i dostanie się przez drogi oddechowe może grozić śmiercią (zagrożenie spowodowane aspiracją, kategoria 1); H336 — może wywoływać uczucie senności lub zawroty głowy (działanie na ośrodkowy układ nerwowy przy wdychaniu par); H315 — działa drażniąco na skórę: rękawice odporne na rozpuszczalniki, okulary ochronne, fartuch; H411 — działa toksycznie na organizmy wodne, powodując długotrwałe skutki: zużytego rozpuszczalnika i ekstraktów nie wolno odprowadzać do kanalizacji; Próbki ścieków surowych traktować jako materiał potencjalnie zakaźny — rękawice, unikanie aerozoli.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-C-04573-01.