NORMA CHILENA OFICIAL
NCh2313/7.Of97
Aguas residuales - Métodos de analisis - Parte 7: Determ Determinación inación de hidrocarburos hidrocarburos totales
Preámbulo El El Institu ns tituto to Nacional Naciona l de Normalizac Normalizaciión, INN INN, es el organismo orga nismo que qu e ti t iene a su s u cargo ca rgo el es tudio tu dio y prepara prep aración ción de las norma s té cni cn icas ca s a nivel nac n aciional. ona l. Es Es miembro de la IN INTER TERNATI ATIONAL ONAL ORGA ORGANI NIZA ZATI TION ON FOR FOR STAN STAND DARD ARDIZATI ATION (ISO) (ISO) y de la COMI COMISION SION PAN PANAME AMERICAN CANA DE NORM ORMAS TECN TECNIICAS CAS (COPA (COPAN NT), represe repre sent ntan ando do a Chil Chile ante ant e es os organismo orga nismoss . La La norma NCh23 Ch2 3 1 3 /7 ha s ido prepara prep arada da por la División de Normas orma s del de l Institu ns tituto to Nacional ac ional de Norma Normali lizac zaciión, y en su es tudio tu dio participaron pa rticiparon los organismos orga nismos y las perso pe rsonas nas natu na turales rales siguientes: Arma Armada da de Chile Chile Cent ro de Est udios, udios , Medi ed ición y Certifica Certificación ción de Calida Calidad, d, CESME CESMEC C Ltda. td a. Cent ro de Inves nve s tigaci tigac ión Minero ne ro Metalú et alú rgica, CIM CIMM CODE CODELCO Chil Chile Compañí Compa ñí a Minera ne ra Doña Iné s de Coll Collahua ah uass i S.A. CONAM CONAMA A DI DICTUC CTUC S.A., Ponti Pont ificia ficia Universidad Católi Cat ólica ca de Chil Chile EC EC Laborat abo ratori orioo Empre Empress a de Agua Pota ble Lo Castil Cas tillo, lo, EAPLOC APLOC S.A. Empre Empress a de Servi Se rvicios cios Sanitarios Sa nitarios de Valparaí alpara í s o, ESVA ESVAL L S.A. Empre Empress a Metropoli et ropolita tana na de Obras Sanita Sa nitari rias as , EM EMOS S.A.
Carlos Carlos Martí art í nez R. Sandra Sa ndra Muñoz uño z M. Xi Ximena me na Parra S. Ruby Utrera tre ra C. Albert Albert o Tell Tello R. Ví ctor ct or Arenas C. Rami am iro Truco Arturo Givovich Givovich H. Manuel an uel Ruiz M. Elizabeth zabe th Echeverrí che verrí a O. Carlos Carlos Fernánde Fernán dezz C. Is abel ab el Castro Cas tro A. Loren Lorenaa Muñoz uño z R. Rodrigo Rodrigo Parraguez Parragu ez E. Merce Mercede dess Rojas S.
I
NCh2313/7 Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias, EMOS S.A., Unidad Control de Ril Fundac ión Chile GAS VALPO HIDROLAB Ltda. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA Instituto de Salud Pú blica, ISP Instituto Nacional de Normalización, INN Laborat orio Carlos Latorre S.A. Laboratorio Stew art-Baitt LASIN Ltda. Refinerí a de Petróleo CONCON S.A. Servicio Hidrográfico Oceanográfico de La Armada, SHOA SGS Eco-Care Ltda. SILOB Chile
Superintendencia de Servicios Sanitarios, SISS TECNOLAB S.A. Universidad de Concepción Universidad de La Serena Universidad de Valparaí so, Instituto de Oceanografí a Universidad Federico Santa Marí a González S. Ada
Mireya Alvarado S. Humberto Frí as Isabel Villar A. Adriana Muñoz Mariela Fuentes Ximena Cuadros M. Elena Bustamante A. Nelly Elgueta M. Leonor Ceruti M. Arturo Givovich H. RenéAranda C. Manuel Mont ero Walter Landsberger Marí a Ena Pinto Christian Bonert Orquí dea Rueda A. Silvia Dí az A. Bárbara Mateluna Sonia Rodrí guez V. Sofía Vás quez M. Christian Maurer Ingrid Castro C. Enrique Bay-Schmidth Pilar Honorato G. Roberto Prado F. Claudia Orellana Ada González S.
La norma se es tudió para establecer el mé todo oficial de análisis de hidrocarburos totales en aguas residuales. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en ses ión efectuada el 30 de J unio de 19 97. Esta norma ha sido declarada Norma Chilena Oficial de la Repú blica por Decreto N 949, de fecha 30 de Septiembre de 1997, del Ministerio de Obras Pú blicas, publicado en el Diario Oficial N 35.903, del 29 de Octubre de 1997.
II
NORMA CHILENA OFICIAL
NCh2313/7.Of97
Aguas residuales - Métodos de analisis - Parte 7: Determinación de hidrocarburos totales
1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Est a norma es tablece los mé todos de análisis para la det erminación de hidrocarburos
totales en aguas residuales . Esta norma es tablece dos mé todos de análisis, en la Parte A se determinan los hidrocarburos fijos y en la Parte B los hidrocarburos volátiles, estos ú ltimos sumados a los primeros permiten la determinación de los hidrocarburos totales . La parte A des cribe el mé todo para determinar hidrocarburos pesados mediante gravimet rí a. La parte B describe un mé todo aplicable a la det ección de hidrocarburos livianos no determinados por gravimet rí a. Además esta metodologí a es aplicable a la determinación de solventes y otros compuestos orgánicos volátiles combus tibles.
2 Referencias NCh410
Calidad del agua - Vocabulario.
3 Principios La Parte A consiste en la redisolución con solvente hexano del residuo de gras as, aceites e hidrocarburos prese ntes en el extracto obt enido para la determinación gravimé trica de es tas sust ancias extraí das desde muestras acuos as. Luego s e agrega sí lica gel para adsorber los ácidos grasos de la solución y determinar gravimé tricamente las sus tancias que no se adsorbieron a la sílica gel.
1
NCh2313/7 En la Parte B, la muestra no ocupa más de un 60% de la capacidad del recipiente que la contiene. Asíes mantenida a temperatura constante entre 85 C y 90 C hasta el equilibrio de fases . Una alí cuota de la fase gaseosa es retirada y sometida a análisis cromatográfico, evaluando las señales generadas por un detector de ionización de llama.
4 Definiciones s de haber sido usadas en un 4.1 aguas residuales: aguas que s e des cargan des pué proces o, o producidas por é ste, y que no tienen ningú n valor inmediato para es te proceso. 4.2 hidrocarburos fijos: cualquier material recuperado por el solvente como sustancia
soluble y que no se adsorbe en sílica gel. 4.3 hidrocarburos volátiles: cualquier sust ancia volátil y combustible que produce señal en
el detector ionización de llama de un cromatógrafo gas eoso.
5 Parte A - Determinación de hidrocarburos fijos 5.1 Reactivos 5.1.1 Agua para análisis, de acue rdo a NCh426 /2 5.1.2 Acido clorhídrico, HC l 1 + 1. 5.1.3 Hexano, mezcla de isómeros.
El solvente no debe dejar residuo despué s de la evaporación; dest ilar si es necesario. No usar mangueras de plástico para transferir el solvente de envas es. 5.1.4 Sulfato de sodio, Na 2 S O 4 , anhidro. 5.1.5 Suspensión ayuda-filtro tierra de diatomeas-sílica, 10 g/L en agua destilada. 5.1.6 Cloruro de sodio, NaCl. 5.1.7 Sílica gel, de malla 10 0 a 2 00 .
5.2 Aparatos 5.2.1 Embudo de decantación, de 2 L, con t apón y llave de teflón. 5.2.2 Balón de destilación, de 25 0 ml. 5.2.3 Embudo de vidrio 5.2.4 Papel filtro, de 11 cm de diámetro (Whatman Nº 40 o equivalente).
2
NCh2313/7 5.2.5 Centrífuga, con capacidad al menos para 4 tubos de centrí fuga de vidrio de 1 00 ml
y alcanzar una velocidad de 2 400 r.p.m. o más (opcional). 5.2.6 Tubos de centrífuga, de vidrio de 100 ml (opcional). 5.2.7 Baño de agua, regulable a 80 C. 5.2.8 Adaptador de destilación con punta para goteo
Alternat ivamente, use equipos de recuperación disponibles comercialmente. 5.2.9 Baño de hielo 5.2.10 Receptáculo de desechos, para el solvente usado. 5.2.11 Desecadora 5.2.12 Aparato de extracción de Soxhlet 5.2.13 Dedal de extracción 5.2.14 Manto calefactor 5.2.15 Bomba de vacío 5.2.16 Aparato de filtración al vacío (matraz Kitasato). 5.2.17 Embudo de Büchner, de 12 cm. 5.2.18 Discos de tela muselina (lavados con solvente). 5.2.19 Perlas de ebullición o lana de vidrio (lavadas con s olvente). 5.2.20 Papel filtro de porosidad grande (What man Nº 1 o equivalente). 5.2.21 Estufa de secado, regulable a 103 C. 5.2.22 Agitador magnético y barras de agitación
5.3 Procedimiento 5.3.1 Colectar aproximadament e un litro de muestra para el análisis en un frasco de vidrio
de boca ancha. Marcar el nivel de muest ra en el envase para determinar posteriormente el volumen de muestra. 5.3.2 Verificar el pH de la muest ra y acidificar a pH menor que 2 con solución de ácido
clorhí drico 1+ 1.
3
NCh2313/7 5.3.3 En un embudo Büchner colocar un disco de muselina y s obre é l, el disco de papel
filtro referido en 5.2 .4. Mojar el montaje con agua des tilada. 5.3.4 Aplicando vací o, filtrar 1 00 ml de s uspens ión de tierra de diatomeas, de t al modo
de formar una capa uniforme, y lavar con agua destilada. Aplicar vací o hasta que pase el agua, no s e debe permitir que el lecho filtrante formado se seque, evitando asíla formación de grietas. Desechar el agua de lavado. Filtrar la muestra acidificada aplicando vací o. Guardar el filtrado, que será usado en 5.3.9 . NOTA - Si la mues tra present a una gran cantidad de sólidos, prefiltrarla con filtro de mayor porosidad (ver 5.2.20 ), incorporar este filtro al dedal de extracc ión.
5.3.5 Con ayuda de una pinza, transferir todo el lecho filtrant e a un dedal de extracción.
Evitar la perdida de mat erial. 5.3.6 Limpiar los bordes , lados y fondo del frasco de recolección, y el embudo Büchner,
con trozos de papel filtro mojados con solvent e. Agregar es tos trozos de papel al dedal de extracción. 5.3.7 Secar el dedal de extracción en una estufa a 103 C por a lo menos una hora,
asegurarse que se ha evaporado toda el agua. 5.3.8 Dejar enfriar. Llenar el dedal con lana de vidrio o con perlas de ebullición. Cualquiera
que sea la elección, debe ser enjuagada previamente con el solvente de extracción. Poner el dedal en un aparat o de Soxhlet. 5.3.9 Transferir el filtrado obtenido en 5.3.4 a un embudo de dec antación. 5.3.10 Enjuagar el embudo Büchner y el matraz Kitasato con 2 porciones de 20 ml de
hexano, luego trans ferir el solvente a la botella de muestra, enjuagar y agregarlo al embudo de decantación. 5.3.11 Agitar vigorosamente por 2 min, con movimientos rotatorios, manteniendo el
embudo en posición horizonta l, asegurándose que exista un contacto efectivo entre las fases . 5.3.12 Dejar que las capas de s olvente s e separen. NOTA - Si no se obtiene una fas e orgánica definida y existe una emulsión mayor de 5 ml, trasvasijar la emulsión y la fas e orgánica a un tubo de centrífuga y centrifugar por 5 min a aproximadamente 2 40 0 r.p.m. Transferir el mat erial centrifugado a un embudo de decant ación apropiado y filtrar la fas e orgánica a travé s de S O un embudo con un filtro y 10 g de Na anhidro a un balón. Alternat ivamente, la mezcla de emulsión y 2 4 solvente orgánico puede ser t ratada con 1 g de NaCl para romper dicha emulsión. Para emulsiones de menos de 5 ml sólo se debe filtrar el solvente claro.
5.3.13 Trasvasijar moment áneamente la fase acuosa a la botella original. 5.3.14 Pesar un balón de des tilación de 25 0 ml.
4
NCh2313/7 5.3.15 Pasar la fase orgánica a travé s de un embudo con un filtro y 1 0 g deNa 2 S O 4
anhidro al balón previamente pesado. 5.3.16 Mezclar la fase acuosa, alguna emulsión remanente o sólidos e n el embudo de
separación. Extraer dos veces más con porciones de 30 ml de hexano, cada vez enjuagando la bot ella original de la muestra. Finalmente pas ar una porción de 10 ml de hexano por el Na 2 S O 4 utilizado para filtrar el solvente de extracción. 5.3.17 Combinar todos los extractos en el balón y conectarlo al aparato de Soxhlet de
5.3.8 . Completar la capacidad del Soxhlet con hexano. 5.3.18 Realizar la ext racción a una velocidad de 20 ciclos/h, durante 4 h. 5.3.19 Des tilar el solvente en baño de agua a 80 C y aplicar finalmente vací o para
eliminar los restos de solvente. 5.3.20 Enfriar en desecadora con vací o por al menos 30 min y pesar. La ganancia en peso
se debe a la presencia de aceites y grasas . NOTA - Si no se desea determinar previamente los aceites y grasas se debe pasar direct amente des de 5.3.18 a 5.3 .21 sin adicionar el solvente ya que aú n está presente en el extracto. De alguna forma es important e tener una referencia del cont enido de aceites y grasas para det erminar la proporción de adsorbent e a agregar.
5.3.21 Para muestras con bajo contenido de grasas y aceites (< 10 0 mg/L) agregar
3,0 g de sí lica gel al balón. 5.3.22 Para un mayor contenido de gras a y aceites , se debe agregar s í lica gel
proporcionalmente al peso de estas sustancias . 5.3.23 Introduc ir una barra magné tica de agitación, tapar el balón y agitar durante 5 min
en agitador magné tico. 5.3.24 Filtrar la solución, a travé s de papel filtro, del tipo descrito en 5.2.4 , a un balón
previamente pesado y lavar la sí lica gel y el filtro con 10 ml de solvente. 5.3.25 Des tilar el solvente en baño de agua a 80 C y aplicar finalmente vací o para
eliminar los restos de solvente. 5.3.26 Enfriar en desecadora con vací o por al menos 30 min y pesar. La ganancia en pes o
se debe a la presencia de hidrocarburos fijos. 5.3.27 Para determinar el volumen inicial, se llena con agua la botella original de la
muest ra hasta la marca hecha en 5.3.1 y luego se transfiere a una probeta graduada de 1 L, det erminándose el volumen de muest ra.
5.4 Cálculos 5.4.1 La ganancia en peso en el balón se debe a la presencia de hidrocarburos fijos
5
NCh2313/7 mg de hidrocarburos fijos/L =
(A - B) ⋅ 1 000 V
en que: A =
peso en mg del balón más ext ract o, obt enido en 5.3 .26;
B =
peso en mg del balón, obt enido en 5.3 .14;
V =
volumen ml de muestra, obt enido en 5.3 .27.
5.5 Interferencias 5.5.1 Los hidrocarburos más polares como compues tos aromáticos y olefinas pueden s er
adsorbidos por la sí lica gel. 5.5.2 La remoción de solvente sustenta la pé rdida de hidrocarburos de cadena corta, de
sustancias aromáticas y de otras sustancias orgánicas volátiles. 5.5.3 Algunas matrices permiten un incremento e n la cantidad de agua captada en el
fluido de extracción. Al secar el solvente con sulfato de sodio, la capacidad desecante del sulfato puede ser excedida, permitiendo que é st e se disuelva y pase al balón pes ado. Despué s de secado, los cristales de sulfato de sodio serán visibles en el balón. Si es as í , se debe redisolver el extracto con una porción de 3 0 ml de hexano y filtrar a travé s de un filtro prelavado con el mismo solvente a un nuevo balón pesado. Se enjuaga el balón contaminado con sulfato con dos porciones de solvente y se combina todo en el nuevo balón, y se sigue el procedimiento como muestra normal.
6 Parte B - Determinación de hidrocarburos volátiles 6.1 Reactivos 6.1.1 Agua para análisis, de acuerdo a NCh426 /2. 6.1.2 Estándares de calibración, usar como solución patrón una mezcla de hidrocarburos alifáticos, C 5 -C 12 , cuya concent ración se a de 20 mg de la mezcla de hidrocarburos/ml en
propilenglicol.
6.2 Aparatos 6.2.1 Cromatógrafo de gases dotado con las siguientes caracterí st icas operacionales y
accesorios: 6.2.1.1 Preferentement e dotado con programación de temperatura. 6.2.1.2 Inyector que permita el uso de columnas capilares y/owide-bore.
Alternat ivamente inyector para columna empacada.
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NCh2313/7 6.2.1.3 Detector de ionización de llama. 6.2.1.4 Sistema de registro y tratamiento de áreas de señales. 6.2.1.5 J eringas para cromatografía de 10 l y 100 l y una de 1 ml provista con válvula
de gases . 6.2.1.6 Columna BP-1 ó similar de 30 m x 0,2 5 mm ó 0 ,53 mm. Alternativamente
columna de vidrio empacada de 180 cm por 4 mm rellena con 1 ,5% SP-10 00 sobre Supelcoport. 6.2.2 Baño de agua termostatado o estufa regulable entre 80 a 100 C, con precisión
de 1 C.
6.3 Procedimientos 6.3.1 Envases y preservantes
Los envas es para las muestras deben ser de vidrio de 300 ml de capacidad, los frascos deben es tar provist os de tapa rosca con recubrimiento interno de PTFE. 6.3.2 Estabilidad de la muestra
Proceder al análisis de la muestra, que ha sido mantenida a 4 C, dentro del plazo de las 72 h. 6.3.3 Preparación de estándares y muestras
En cuatro frascos idé nticos de boca angos ta de 100 ml - 110 ml de capacidad, provistos de tapa rosca, con septa de silicona recubierta con PTFE, se introducen 50 ml de agua destilada recientemente hervida y a tres de ellos se agregan, mediante jeringa para cromatografí a 5 l, 20 l y 50 l respectivamente de la solución de estándares en 1,2-propilenglicol. Se tras vasijan 50 ml de cada mues tra a analizar mediante una pipeta volumé trica a un frasco de análisis. Los frascos, incluido el blanco, son colocados preferentemente en forma horizontal en una estufa y mantenidos a temperatura constante de 90 C por 30 min, para conseguir el equilibrio de las fas es. Una alí cuota de la fas e gaseos a es retirada mediante jeringa de gases y sometida a análisis cromatográfico utilizando un detector de ionización de llama. El proceso descrito debe realizarse en duplicado para cada muestra. Alternat ivamente, exist en equipos cromatográficos dotados de sist emas de inyección automático para muest ras de head-space. En esos casos es conveniente ceñirse a las indicaciones del fabricante.
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NCh2313/7 6.3.4 Análisis cromatográfico de los estándares y muestras
Los parámetros de operación del sistema cromat ográfico, te mperaturas , flujos de gas portador, volúmenes de inyección, etc., están determinados por las caracterí sticas de la columna y por la adecuada resolución de las señales generadas por los es tándares utilizados. Usar, cuando se pueda, condiciones isoté rmicas ya que é st as as eguran estabilidad entre inyecciones y son mejor reproducidas que las programadas. Con el fin de asegurar reproducibilidad en la introducción de las muestras, los volúmenes inyectados no debieran ser inferiores a 100 l, salvo que otro volumen sea requerido por el sistema de inyección. El análisis cromatográfico se inicia inyectando los es tándares seguidos del blanco y finalmente de las muestras. Est a secuencia asegura que no se contaminen las mues tras con los estándares.
6.4 Expresión de resultados Para este análisis no s e requiere especiación de las señales . En la cuantificación se consideran todas las áreas detectadas en el rango de barrido, sin importar su coincidencia con el es tándar. El mé todo de cuantificación está basado en el del estándar externo para lo cual se construye una curva de calibración con los valores totales de las áreas, alturas o cuentas cromatográficas obt enidos para los estándares contra sus concentraciones. Si la razón entre áreas , alturas o cuentas y la concentración es constante (variación menor del 10 % ) se puede asumir linealidad a partir del origen, tomando como valor el promedio y proyectando dicho valor en los cálculos en lugar de usar la curva de calibración.
6.5 Interferencia El detector de ionización de llama no sólo reacciona con hidrocarburos, sino que s e incluyen otros compuestos orgánicos combus tibles funcionalizados tales como alcoholes, é steres, cetonas, etc.
7 Informe 7.1 El informe del análisis debe contener lo siguiente:
a) identificación precisa de la muestra, incluyendo lugar, dí a y hora del muestreo y la fecha de análisis; b) los resultados obtenidos segú n se indica en los numerales 5.4 y 6.4 de esta norma; el resultado expresado en mg/L de las Partes A y B independient emente, como tambié n la suma toria de ambos expres ada como el contenido de hidrocarburos totales en mg/L; c)
la referencia a esta norma;
d) cualquier desviación del procedimiento especificado en esta norma o cualquier otra circuns tancia que pueda afectar los resultados.
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NCh2313/7 8 Bibliografía [ 1] S tandard Methods for the Ex amination of W ater and Wastewater, 1 9 th Edition, 199 5 .
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NACIONAL
DE
NCh
N O R M A LI Z A C I O N
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I N N - C H I L E
Aguas residuales - Métodos de analisis - Parte 7: Determinación de hidrocarburos totales Wastewater - Test methods - Part 7: Determination of total hydrocarbons
Primera edición : 19 97 Reimpresión : 19 99
Descriptores:
residuos industriales líquidos, ensayos
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