⛽ Węglowodory ropopochodne w wodzie

Q: Jaka norma opisuje to badanie?

Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 9377-2:2003 — „Jakość wody — Oznaczanie indeksu oleju mineralnego — Część 2: Metoda z zastosowaniem ekstrakcji rozpuszczalnikiem i chromatografii gazowej”. Tytuł angielski: „Water quality — Determination of hydrocarbon oil index — Part 2: Method using solvent extraction and gas chromatography”.

Q: Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?

Zakres węglowodorów: C₁₀ (n-dekan) do C₄₀ (n-tetrakontan); Granica oznaczalności: 0,1 mg/L; Zakres roboczy: 0,1–100+ mg/L (z rozcieńczeniem); Detektor: FID (Flame Ionization Detector).

Q: Ile trwa wykonanie badania?

Suma czasów podanych przy poszczególnych etapach to około 1 h 55 min–2 h 10 min. Procedura obejmuje 7 kroków.

Q: Jaki sprzęt jest potrzebny?

Chromatograf gazowy z FID, Kolumna kapilarna GC, Autosampler, System ekstrakcji, Kolumna z Florisilem, Ewaporator (opcjonalnie). Orientacyjny koszt podstawowej aparatury (Chromatograf gazowy z FID): 120 000–300 000 PLN.

Q: Gdzie stosuje się to badanie?

Monitoring ścieków z rafinerii i zakładów petrochemicznych; Kontrola wód podziemnych (skażenie paliwami z nieszczelnych zbiorników); Badanie wód powierzchniowych (wyciek oleju, katastrofy ekologiczne); Monitoring wód opadowych ze stacji paliw i parkingów; Kontrola ścieków z warsztatów samochodowych i myjni; Ocena remediacji terenów skażonych substancjami ropopochodnymi.

Q: Jakie środki ostrożności obowiązują?

n-Pentan/n-heksan — ekstremalnie łatwopalny! T zapłonu < -20°C. Praca z dala od źródeł zapłonu, dygestorium; n-Heksan — neurotoksyczny przy przewlekłym narażeniu. Praca w dobrze wentylowanym pomieszczeniu; Wodór (H₂) — ekstremalnie łatwopalny i wybuchowy. Sprawdzać szczelność instalacji GC; Florisil — pył drażniący drogi oddechowe. Maseczka pyłowa przy przesypywaniu; Odpady pentanowe/heksanowe — odpady organiczne łatwopalne, zbierać oddzielnie; Gaśnica CO₂ lub proszkowa dostępna w pobliżu stanowiska GC.

Q: Które laboratorium wykona to badanie?

Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN ISO 9377-2.

Fizykochemia PN-EN ISO 9377-2

Krótko: o co chodzi

Oznaczanie indeksu oleju mineralnego (C₁₀–C₄₀) w wodzie metodą ekstrakcji rozpuszczalnikiem, oczyszczania na Florisilu i chromatografii gazowej GC-FID. Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 9377-2:2003; Zakres węglowodorów: C₁₀ (n-dekan) do C₄₀ (n-tetrakontan). Procedura obejmuje 7 kroków (łącznie około 1 h 55 min–2 h 10 min); stosuje się je m.in. do: Monitoring ścieków z rafinerii i zakładów petrochemicznych, Kontrola wód podziemnych (skażenie paliwami z nieszczelnych zbiorników), Badanie wód powierzchniowych (wyciek oleju, katastrofy ekologiczne).

W skrócie

Norma: PN-EN ISO 9377-2:2003
Kategoria: Fizykochemia
Kroków procedury: 7
Łączny czas etapów: 1 h 55 min–2 h 10 min
Zakres węglowodorów: C₁₀ (n-dekan) do C₄₀ (n-tetrakontan)
Granica oznaczalności: 0,1 mg/L
Zakres roboczy: 0,1–100+ mg/L (z rozcieńczeniem)

Przegląd

Indeks oleju mineralnego (HOI — Hydrocarbon Oil Index) jest kluczowym parametrem oceny zanieczyszczenia wody węglowodorami ropopochodnymi. Metoda ISO 9377-2 mierzy sumę niepolarnych węglowodorów o łańcuchach od n-dekanu (C₁₀) do n-tetrakontanu (C₄₀), obejmując szeroki zakres substancji naftowych: benzyny, oleje napędowe, smary, oleje maszynowe, mazut.

Norma ta jest jednym z najczęściej stosowanych standardów w analizie środowiskowej w Europie. Indeks HOI jest parametrem obligatoryjnym w monitoringu ścieków z zakładów przemysłu naftowego, stacji paliw, warsztatów samochodowych, portów oraz w ocenie skażenia wód podziemnych substancjami ropopochodnymi.

Metoda obejmuje ekstrakcję węglowodorów z wody rozpuszczalnikiem organicznym (n-pentan, n-heksan lub ich mieszaniny), oczyszczanie ekstraktu na Florisilu (adsorbent magnezowo-krzemianowy) w celu usunięcia substancji polarnych (tłuszcze, kwasy tłuszczowe, żywice), a następnie analizę chromatograficzną GC-FID.

Zasada metody

Metoda składa się z trzech etapów: (1) ekstrakcja, (2) oczyszczanie na Florisilu, (3) analiza GC-FID.

1. Ekstrakcja: Próbkę wody ekstrahuje się rozpuszczalnikiem węglowodorowym (zakres wrzenia 36–69°C, np. n-pentan lub n-heksan). Węglowodory ropopochodne przechodzą do fazy organicznej.

2. Oczyszczanie na Florisilu: Ekstrakt przepuszcza się przez kolumnę z Florisilem (MgSiO₃, 150–250 µm, aktywowany w 140°C/16h). Florisil zatrzymuje związki polarne (tłuszcze, estry, kwasy), przepuszczając niepolarnych węglowodory.

3. Analiza GC-FID: Oczyszczony ekstrakt nastrzykuje się na kapilarną kolumnę GC z fazą niepolarną (np. DB-1 lub HP-5). Detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID) rejestruje sygnał proporcjonalny do masy węglowodorów spalanych w płomieniu H₂/powietrze. Integruje się całkowitą powierzchnię pików między czasami retencji n-dekanu (C₁₀) i n-tetrakontanu (C₄₀).

HOI [mg/L] = (pole próbki − pole blanku) × współczynnik kalibracji / objętość próbki

Zastosowania

Monitoring ścieków z rafinerii i zakładów petrochemicznych
Kontrola wód podziemnych (skażenie paliwami z nieszczelnych zbiorników)
Badanie wód powierzchniowych (wyciek oleju, katastrofy ekologiczne)
Monitoring wód opadowych ze stacji paliw i parkingów
Kontrola ścieków z warsztatów samochodowych i myjni
Ocena remediacji terenów skażonych substancjami ropopochodnymi

Kluczowe parametry

Parametr	Wartość
Zakres węglowodorów	C₁₀ (n-dekan) do C₄₀ (n-tetrakontan)
Granica oznaczalności	0,1 mg/L
Zakres roboczy	0,1–100+ mg/L (z rozcieńczeniem)
Detektor	FID (Flame Ionization Detector)
Kolumna GC	Kapilarna, faza niepolarna (DB-1, HP-5), 10–30 m
Czas analizy GC	5–20 min (z chłodzeniem pieca)

Norma

Numer normy: PN-EN ISO 9377-2:2003
Tytuł (PL): Jakość wody — Oznaczanie indeksu oleju mineralnego — Część 2: Metoda z zastosowaniem ekstrakcji rozpuszczalnikiem i chromatografii gazowej
Title (EN): Water quality — Determination of hydrocarbon oil index — Part 2: Method using solvent extraction and gas chromatography

Procedura krok po kroku

Przygotowanie próbki

Pobrać próbkę do butelki szklanej 1–2 L (nie PE/PP — adsorbują węglowodory). Zakwasić HCl do pH 2. Nie filtrować. Analiza w ciągu 7 dni, przechowywać w 4°C.

⏱ Czas: 5 min
Ekstrakcja

Przenieść 1 L próbki do lejka rozdzielczego 2 L. Dodać 30 mL n-pentanu. Wstrząsać 5 min. Rozdzielić fazy. Powtórzyć 2× po 20 mL. Połączyć ekstrakty pentanowe.

⏱ Czas: 30 min
Oczyszczanie na Florisilu

Ekstrakt przepuścić przez kolumnę z 2 g Florisilu (nasyconego rozpuszczalnikiem). Eluować 20 mL rozpuszczalnika. Florisil zatrzymuje polarne zanieczyszczenia.

⏱ Czas: 15 min
Zatężanie (opcjonalnie)

Jeśli stężenie niskie: zatężyć ekstrakt strumieniem N₂ do ~1 mL (T < 40°C). Nie odparowywać do sucha (strata lotnych węglowodorów!).

⏱ Czas: 15–30 min • 🌡 Temperatura: <40°C
Analiza GC-FID

Nastrzyk 1–2 µL na kolumnę kapilarną. Program temperaturowy: 40°C (1 min) → 10°C/min → 320°C (5 min). Detektor FID 350°C. Gazy: H₂ 40 mL/min, powietrze 400 mL/min.

⏱ Czas: 30 min/próbka • 🌡 Temperatura: 40–320°C
Integracja i obliczenia

Wyznaczyć okno retencji C₁₀–C₄₀ na podstawie wzorców n-alkanów. Zintegrować całkowitą powierzchnię pików w tym oknie. Obliczyć HOI z krzywej kalibracyjnej.

⏱ Czas: 10 min
Kontrola jakości

Próbka ślepa (woda dest. przez całą procedurę). Wzorzec kontrolny co 10 próbek. CRM. Duplikat co 20 próbek. Odzysk z próbki fortyfikowanej 70–120%.

⏱ Czas: 10 min

Wymagany sprzęt i aparatura

Sprzęt	Przykład	Orientacyjna cena
Chromatograf gazowy z FID	Agilent 8890, Shimadzu GC-2030, Thermo TRACE 1310	120 000–300 000 PLN
Kolumna kapilarna GC	Agilent DB-1 / DB-5, Restek Rtx-1, 10–30 m × 0,25 mm × 0,25 µm	1 500–3 000 PLN
Autosampler	Agilent 7693A, Shimadzu AOC-20i	40 000–80 000 PLN
System ekstrakcji	Lejki rozdzielcze 2 L lub zautomatyzowany system ekstrakcji ciecz-ciecz	200–500 PLN (lejki) / 30 000–80 000 PLN (automat)
Kolumna z Florisilem	Kolumna szklana 10 mm × 200 mm, Florisil 150–250 µm (60–100 mesh)	100–500 PLN (kolumna) + 300–800 PLN/kg (Florisil)
Ewaporator (opcjonalnie)	System N₂ blowdown lub Kuderna-Danish do zatężania ekstraktu	3 000–15 000 PLN

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Odczynnik	CAS	Szczegóły
n-Pentan lub n-heksan	109-66-0 / 110-54-3	Czystość do analizy węglowodorów (pesticies/GC grade). Rozpuszczalnik ekstrakcyjny, zakres wrzenia 36–69°C
Florisil	1343-88-0	150–250 µm (60–100 mesh). Aktywować w 140°C przez 16h. Do oczyszczania ekstraktu z substancji polarnych
Wzorce n-alkanów (C₁₀, C₄₀)	—	Do wyznaczania okna retencji. n-dekan (C₁₀) i n-tetrakontan (C₄₀) w rozpuszczalniku
Standard kalibracyjny HOI	—	Mieszanina oleju mineralnego (np. Type B wg ISO 9377-2) w rozpuszczalniku, stężenie certyfikowane
Siarczanu sodu bezwodny (Na₂SO₄)	7757-82-6	Wyprażony (400°C, 4h). Do suszenia fazy organicznej
Wodór i powietrze syntetyczne	—	Gazy do detektora FID. H₂ 5.0, powietrze syntetyczne (bez węglowodorów)

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

n-Pentan/n-heksan — ekstremalnie łatwopalny! T zapłonu < -20°C. Praca z dala od źródeł zapłonu, dygestorium
n-Heksan — neurotoksyczny przy przewlekłym narażeniu. Praca w dobrze wentylowanym pomieszczeniu
Wodór (H₂) — ekstremalnie łatwopalny i wybuchowy. Sprawdzać szczelność instalacji GC
Florisil — pył drażniący drogi oddechowe. Maseczka pyłowa przy przesypywaniu
Odpady pentanowe/heksanowe — odpady organiczne łatwopalne, zbierać oddzielnie
Gaśnica CO₂ lub proszkowa dostępna w pobliżu stanowiska GC

Najczęstsze pytania

Jaka norma opisuje to badanie?

Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 9377-2:2003 — „Jakość wody — Oznaczanie indeksu oleju mineralnego — Część 2: Metoda z zastosowaniem ekstrakcji rozpuszczalnikiem i chromatografii gazowej”. Tytuł angielski: „Water quality — Determination of hydrocarbon oil index — Part 2: Method using solvent extraction and gas chromatography”.

Na czym polega ta metoda?

Metoda składa się z trzech etapów: (1) ekstrakcja, (2) oczyszczanie na Florisilu, (3) analiza GC-FID. 1.

Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?

Zakres węglowodorów: C₁₀ (n-dekan) do C₄₀ (n-tetrakontan); Granica oznaczalności: 0,1 mg/L; Zakres roboczy: 0,1–100+ mg/L (z rozcieńczeniem); Detektor: FID (Flame Ionization Detector).

Ile trwa wykonanie badania?

Suma czasów podanych przy poszczególnych etapach to około 1 h 55 min–2 h 10 min. Procedura obejmuje 7 kroków.

Jaki sprzęt jest potrzebny?

Chromatograf gazowy z FID, Kolumna kapilarna GC, Autosampler, System ekstrakcji, Kolumna z Florisilem, Ewaporator (opcjonalnie). Orientacyjny koszt podstawowej aparatury (Chromatograf gazowy z FID): 120 000–300 000 PLN.

Gdzie stosuje się to badanie?

Monitoring ścieków z rafinerii i zakładów petrochemicznych; Kontrola wód podziemnych (skażenie paliwami z nieszczelnych zbiorników); Badanie wód powierzchniowych (wyciek oleju, katastrofy ekologiczne); Monitoring wód opadowych ze stacji paliw i parkingów; Kontrola ścieków z warsztatów samochodowych i myjni; Ocena remediacji terenów skażonych substancjami ropopochodnymi.

Jakie środki ostrożności obowiązują?

n-Pentan/n-heksan — ekstremalnie łatwopalny! T zapłonu < -20°C. Praca z dala od źródeł zapłonu, dygestorium; n-Heksan — neurotoksyczny przy przewlekłym narażeniu. Praca w dobrze wentylowanym pomieszczeniu; Wodór (H₂) — ekstremalnie łatwopalny i wybuchowy. Sprawdzać szczelność instalacji GC; Florisil — pył drażniący drogi oddechowe. Maseczka pyłowa przy przesypywaniu; Odpady pentanowe/heksanowe — odpady organiczne łatwopalne, zbierać oddzielnie; Gaśnica CO₂ lub proszkowa dostępna w pobliżu stanowiska GC.

Które laboratorium wykona to badanie?