ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ВОДА

Определение содержания элементов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

(ISO 11885:2007,

Water quality — Determination of selected elements by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Протектор» совместно с Закрытым акционерным обществом «Центр исследования и контроля воды» (ЗАО «ЦИКВ»), Закрытым акционерным обществом «РОСА» и Обществом с ограниченной ответственностью «Люмэкс-маркетинг» на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 международного стандарта

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 343 «Качество воды»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 октября 2016 г. №* 1413-ст

4    Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ИСО 11885:2007 «Качество воды. Определение содержания некоторых элементов методом оптической эмиссионной спектрометрии с применением индуктивно связанной плазмы (ICP-OES)» (ISO 11885:2007 «Water guality. Determination of selected elements by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). MOD) путем:

-    изменения его структуры. Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДА:

-    введения дополнительных положений, фраз и слов для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации, выделенных в тексте настоящего стандарта курсивом:

-    замены обозначения размерностей физических величин для приведения их в соответствие с ГОСТ 8 417—2002 для Системы «СИ»;

-    замены терминов «калибровка» и «калибровочные растворы» соответственно на «градуировка» и «градуировочные растворы» в соответствии с терминологией по ГОСТ Р 52361-2005;

-    замены терминов «калибровочная кривая», «калибровочный график» на «градуировочная характеристика»:

• замены термина «аналит» на «определяемый элемент»;

-    замены отдельных терминов на их синонимы, а именно «тара, контейнер, сосуд, бутыль» — на обобщающий синоним «емкость»;

-    исключения из области применения стандарта галлия, индия и циркония в связи с отсутствием в международном стандарте сведений о валидации метода для этих элементов;

-    перенесения абзацев «Предупреждение» и «Важно» в раздел 7 настоящего стандарта;

-    переноса таблицы 1 в Приложение ДБ настоящего стандарта;

-    исключения пункта 10.4.2 в связи с тем. что метод стандартных добавок не применяется в Российской Федерации;

-    переноса раздела 6 в Приложение ДВ настоящего стандарта;

-    исключения из раздела Библиография библиографических ссылок, опубликованные в научной литературе на английском языке и в значительной степени утратившие актуальность к моменту разработки настоящего стандарта.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте. приведены в дополнительном приложении ДГ.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ P 57165—2016

8.2.5    Рабочий раствор D с номинальной массовой концентрацией серебра 1 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 1000 см³ помещают примерно 250 см³ воды для анализа (см. 7). Добавляют 5 см³ азотной кислоты и 10 см³ соляной кислоты (см. 7) для стабилизации серебра в форме (АдС1₂Г и вносят пипеткой или дозатором 1 см³ СО состава раствора серебра (см. 7). доводят до метки водой для анализа (см. 7) и переносят в емкость для хранения из темного стекла.

Срок хранения раствора — 14 сут.

8.2.6    Рабочий раствор Е с номинальной массовой концентрацией бора 10 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают примерно 25 см³ воды для анализа (см. 7). Добавляют 0.5 см³ азотной кислоты (см. 7) и вносят пипеткой или дозатором 1 см³ СО состава раствора бора (см. 7). доводят до метки водой для анализа (см. 7) и переносят в емкость для хранения (см. 7).

Срок хранения раствора — 2 мес

Примечания

1    Рекомендуется использовать мерные колбы из полимерных материалов

2    Присутствие бора значительно увеличивает время промывки системы ввода проб Во избежание получения ошибочных результатов рекомендуется его концентрацию в градуировочных растворах поддерживать на максимально возможном низком уровне

3    При использовании стандартных образцов состава борат-ионов массовую концентрацию бора в приготовленном растворе следует пересчитать и соответственно необходимо увеличить объем применяемого СО

8.2.7    Многоэлементный рабочий раствор F с номинальной массовой концентрацией каждого из элементов (Са, Mg, Na, К) 100 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают пипетками или дозатором по 10 см³ СО состава раствора элементов (Са. Mg. Na. К) (см. 7). добавляют 0.5 см³ азотной кислоты (см. 7). доводят до метки водой для анализа (см. 7) и переносят в емкость для хранения (см. 7).

Срок хранения раствора — 2 мес

8.2.8    Многоэлементный рабочий раствор с номинальной массовой концентрацией каждого из элементов (Р, S) 100 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 100 см³ отбирают пипетками или дозатором по 10 см³ СО состава раствора элементов (Р. S) (см 7). добавляют 0.5 см³ азотной кислоты (см. 7). доводят до метки водой для анализа (см 7) и переносят в емкость для хранения (см. 7).

Срок хранения раствора — 2 мес

Примечание — При использовании стандартных образцов состава сульфат- и фосфат-ионов массовую концентрацию серы и фосфора в приготовленном многоэлементном растворе следует пересчитать и соответственно увеличить объем применяемого СО

8.2.9    Рабочий раствор Si с номинальной массовой концентрацией кремния 10 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают примерно 25 см³ воды для анализа (см 7). вносят пипеткой или дозатором 1 см³ СО состава раствора кремния (см. 7). доводят до метки водой для анализа (см. 7) и переносят в емкость для хранения (см. 7).

Срок хранения раствора — 1 мес

Примечания

1    Рекомендуется использовать мерные колбы из полимерных материалов

2    При использовании стандартных образцов состава силикат-ионов массовую концентрацию кремния в приготовленном растворе следует пересчитать и соответственно необходимо увеличить объем применяемого СО

8.3 Приготовление градуировочных растворов

Массовые концентрации элеменлюв в градуировочных растворах должны быть такими, чтобы обеспечить перекрывание рабочего диапазона спектрометра в соответствии с рекомендациями его изготовителя.

Гоадуировочные растворы готовят путем ступенчатого разбавления стандартных образцов состава растворов элементов (см. 7) и/или рабочих растворов (см. 8.2.2—8 2 9). как индивидуальных, так и их смесей. На каждой ступени разбавление рабочего раствора должно быть не более чем в 100 раз. Например. 1 см³ многоэлементного рабочего раствора А (см 8.2.2) разбавляют водой для анали-

7

за в мерной колбе вместимостью 100 см³, добавляя перед доведением раствора до метки водой для анализа 0.5 см³ азотной кислоты (см. 7). Если при обработке пробы была использована соляная кислота (см. 5.2), то перед доведением раствора до метки добавляют 1 см³ соляной кислоты (см. 7).

Срок хранения растворов при температуре от 2 °С до 8 °С (кроме растворов, содержащих серебро и легко гидролизующиеся элементы) с массовой концентрацией элементов выше 10 мг/дм³ — не более 2 мес; с массовой концентрацией от 1 до 10 мг/дм³ — не более 1 мес; с массовой концентрацией от 0.1 до 1 мг/дм³ — не более 7 сут.

Градуировочные растворы, содержащие легко гидролизующиеся элементы и серебро, готовят перед использованием.

8.4    Приготовление фонового раствора

В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят кислоту как при приготовлении градуировочных растворов (см.8 3) и доводят объем до метки водой для анализа (см. 7).

Фоновый раствор для градуировки готовят перед использованием

8.5    Приготовление раствора соляной кислоты молярной концентрации

с (HCI) = 0.2 моль/дм³

В мерную колбу вместимостью 1000 см³ помещают 500—600 см³ воды для анализа (см. 7). приливают 17 см³ соляной кислоты (см. 7). доводят до метки водой для анализа (см 7). тщательно перемешивают и переносят в емкость для хранения (см 7).

Срок хранения раствора при температуре окружающей среды — не более 6 мес.

8.6    Приготовление 10 %-ного раствора азотной кислоты

В мерную колбу вместимостью 1000 см³ помещают 500—600 см³ воды для анализа (см. 7). приливают 100 см³ азотной кислоты (см 7). доводят до метки водой для анализа (см 7). тщательно перемешивают и переносят в емкость для хранения (см 7).

Срок хранения раствора при температуре окружающей среды — не более 6 мес.

8.7    Подготовка проб к измерениям

8.7.1    Подготовка проб для определения массовой концентрации растворенных форм элементов без минерализации

Для анализа используют подкисленный фильтрат пробы (см. 5.2). Если при подкислении или последующем хранении подкисленной пробы выпадает осадок, то перед началом измерений осадок растворяют. добавляя дополнительное количество кислоты и(или) нагревая пробу.

Перед подготовкой проб льда и снега необходимую для анализа часть пробы предварительно растапливают при комнатной температуре.

8.7.2    Подготовка проб для определения взвешенных форм элементов

Мембранный фильтр, через который была профильтрована проба (см.5.3). переносят в реакционный сосуд или коническую колбу (см. 7) и добавляют 4 см³ азотной кислоты (см. 7) и 4 см³ пероксида водорода (см. 7). Подсоединяют обратный холодильник или накрывают часовым стеклом и осторожно нагревают до завершения окисления материала фильтра, о чем свидетельствует почти полное обесцвечивание раствора (возможна лишь слабо-желтая окраска). При необходимости дополнительно добавляют по 3 см³ азотной кислоты и пероксида водорода.

Отсоединяют обратный холодильник и упаривают почти досуха (менее 2 см³), охлаждают, добавляют 10 см³ соляной кислоты (см. 7) и 15 см³ воды для анализа (см. 7). Осторожно нагревают в течение 15 мин до растворения осадков. Дают раствору охладиться до комнатной температуры, обмывают стенки колбы (сосуда) водой для анализа (см. 7) и фильтруют, чтобы избежать засорения распылителя, в мерную колбу подходящего объема (в зависимости от предполагаемого содержания элементов).

Примечания

1    Вместо фильтрования может быть использовано центрифугирование или отстаивание проб в течение 12—16 ч

2    В большинстве случаев пригодны сосуды из боросиликатного стекла, однако при определении низкого содержания элементов, которые легко извлекаются из него, например В. Na. К. Si и AI. следует предпочесть сосуды из кварца, политетрафторэтилена или аналогичных материалов

8

ГОСТ P 57165—2016

8.7.3 Подготовка проб для определения общего содержания элементов

При определении общего содержания элементов проводят минерализацию проб азотной кислотой согласно ГОСТ Р ИСО 15587-2 или смесью азотной и соляной кислот согласно ГОСТ Р ИСО 15587-1. Следует иметь в виду, что при этом некоторые соединения (например, силикаты или оксид алюминия) разрушаются лишь частично или не разрушаются совсем.

Подготовка проб при определении олова и титана приведена в А.1 и А.2 (приложение А) соответственно.

Примечания

1    Вместо фильтрования может быть использовано центрифугирование или отстаивание проб в течение 12—16 ч.

2    При необходимости определения элементов, входящих в состав соединений, не разрушающихся при минерализации по ГОСТ Р ИСО 15587-1 и ГОСТ Р ИСО 15587-2. требуется дополнительная обработка пробы фтористоводородной кислотой

3    Могут потребоваться особые способы минерализации при определении олова и титана (приложение А)

А Допускается не проводить минерализацию проб, если установлено, что результаты анализа необработанной и обработанной проб различаются между собой незначимо Эта обработка, как правило, не требуется для питьевых и неокрашенных природных вод. в которых отсутствует видимый невооруженным глазом осадок или взвесь, а также при определении растворенных форм элементов

8.8    Подготовка холостой пробы

Одновременно с пробами анализируемой воды подготавливают холостую пробу. В качестве холостой пробы используют воду для анализа (см. 7) в тех же объемах, что и проба анализируемой воды с теми же количествами реактивов, используемых для консервации пробы (см. 5.4), которую обрабатывают так же. как и исследуемую пробу (см. 8 7.1—8.7.3).

8.9    Контроль чистоты применяемых реактивов

Для контроля чистоты применяемых реактивов проводят измерения холостой пробы (см. 8 8) по 9 4. Реактивы считают чистыми, если измеренные значения массовой концентрации определяемых элементов меньше нижней границы установленного диапазона измерений.

9 Проведение измерений

9.1    Общие положения

Настраивают параметры спектрометра в соответствии с руководством (инструкцией) по эксплуатации спектрометра. До начала измерений спектрометр выдерживают во включенном состоянии и зажженной плазмой до стабилизации рабочих параметров в течение времени, указанного изготовителем

9.2    Градуировка спектрометра

Проводят градуировку спектрометра в соответствии с рекомендациями изготовителя, используя градуировочные растворы (см. 8 3) и фоновый раствор (см 8 4). Градуировочная характеристика, как правило, линейна в пределах до шести порядков величины массовой концентрации, хотя для некоторых элементов, например щелочных металлов (Li. К. Na). диапазон линейности может быть существенно меньше. В большинстве случаев достаточно использовать только два градуировочных раствора (соответствуют нижней и верхней границе диапазона градуировочной характеристики), однако в этом случае контроль стабильности градуировочной характеристики следует проводить с использованием стандартного образца или подходящего образца для внутреннего контроля, приготовленного независимо от градуировочных растворов (см. 9.4).

Систему ввода пробы перед вводом каедого градуировочного раствора промывают фоновым раствором. добиваясь снижения сигнала спектрометра до фоновых значений.

9

9.3    Устранение мешающих влияний

Коррекцию фона при возникновении матричных эффектов и учет взаимного влияния измеряемых элементов проводят при помощи программного обеспечения спектрометра в соответствии с руководством по эксплуатации спектрометра Спектральных наложений (см. ДВ 2.2 (приложение ДВ)) избегают выбором альтернативной длины волны излучения элемента (см. таблицу ДБ. 1 приложения ДБ).

Расчет поправок, учитывающих возможное влияние мешающих элементов, проводят использованием растворов со значениями массовой концентрации элементов не менее 100 мг/дм³. Выбор точек коррекции фона проводят на наиболее типичных рабочих пробах воды и (или) градуировочных растворах смеси элементов путем измерения интенсивности фонового сигнала с одной или двух сторон спектральной линии элемента. Следует избегать выбора точек коррекции фона для определяемого элемента в области, в которой возможно появление спектральных линий мешающих элементов

9.4    Измерение проб

После установления градуировочной характеристики измеряют подгопювленные пробы (см. 8.7) и подготовленную холостую пробу (см. 8 8).

Перед каждым измерением вводят фоновый раствор, добиваясь снижения сигнала до фоновых значений.

Если массовая концентрация элемента в пробе превышает верхнюю границу градуировочной характеристики, то пробу разбавляют водой для анализа (см. 7) с теми же количествами реактивов. используемых для консервации пробы (см. 5 4), которую обрабатывают так же. как и исследуемую пробу (см. 8.7.1—8.7.3). и повторяют измерения для разбавленной пробы. Следует иметь в виду, что для разных элементов может потребоваться различное разбавление.

Коэффициент разбавления вычисляют по формуле

где \Л — вместимость мерной колбы, использованной при разбавлении подготовленной пробы.

см³;

V_a — объем аликвоты пробы анализируемой воды, взятый для разбавления, см³.

9.5 Контроль стабильности градуировочной характеристики в процессе измерений

Периодически (например, после каждых 25 проб) проверяют стабильность градуировочной характеристики при помощи анализа стандартного образца или образца для внутреннего контроля.

Градуировочная характеристика признается стабильной, если расхождение между измеренным и опорным значениями массовой концентрации элемента 8 образце не превышает ± 10 % от опорного значения. В противном случае анализ проб приостанавливают, находят причину несоответствия, после чего заново проводят градуировку спектрометра, используя свежеприготовленные градуировочные растворы (см 8 3).

10    Обработка результатов измерений

Массовую концентрацию каждого элемента определяют с помощью программного обеспечения спектрометра, которое для каждого элемента выполняет следующие процедуры:

-    обработку сигналов спектрометра, полученных при измерении проб (см. 9 4). включая коррекцию фона и учет взаимного влияния элементов, и вычисление массовой концентрации элемента с использованием градуировочной характеристики (см 9 2):

-    внесение поправки на величину холостой пробы, приготовленной по 8.8,

-    учет коэффициента разбавления по формуле (1), если пробу перед анализом разбавляли.

11    Метрологические характеристики

11.1 Метод обеспечивает получение результатов измерений с метрологическими хараклпери-стиками, не превышающими значений, приведенных в таблице 1.

10

ГОСТ P 57165—2016

Таблице 1

Наиме нование элемента Массовая концентрация элемента, мг/дм3 Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений при Р = 0.95) готн- Я Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами определений. полученными в условиях воспроизводимости при Р = 0.95) % Показатель точности (границы’ относительной погрешности при доверительной вероятности Р • 0.95) tt>. % Алюминий От 0.01 до 0.05 включ 28 42 30 Св 0.05 до 0.5 включ. 24 35 25 Се 0.5 до 50 включ 14 21 15 Барий От 0.001 до 0.05 включ 28 42 30 Св 0.05 до 0.5 включ. 18 28 20 Св 0.5 до 50 включ 14 21 15 Бериллий От 0.0001 до 0.001 включ 42 56 40 Св 0.001 до 0.05 включ 28 42 30 Св 0.05 до 0.5 включ. 24 35 25 Св 0.5 до 10 включ 14 21 15 Бор От 0.01 до 0.05 включ 28 42 30 Св 0.05 до 0.5 включ 24 35 25 Св 0.5 до 50 включ 14 21 15 Ванадий От 0,001 до 0.05 включ 24 35 25 Св 0.05 до 0.5 включ. 18 28 20 Св 0.5 до 50 включ, 14 21 15 Висмут От 0.05 до 10 включ 24 35 25 Вольфрам От 0.05 до 10 включ 24 35 25 Железо От 0.05 до 0.5 включ 24 35 25 Св 0.5 до 5.0 включ 14 21 15 Св 5.0 до 50 включ, 11 14 10 Кадмий От 0.0001 до 0,001 включ 34 49 35 Св 0.001 до 0.05 включ 28 42 30 Св 0.05 до 1.0 включ 18 28 20 Св 1.0 до 10 включ 14 21 15 Калий От 0.05 до 1.0 включ 24 35 25 Св 1.0 до 500 включ 14 21 15 Кальций От 0.01 до 1.0 включ 24 35 25 Св 1.0 до 50 включ, 14 21 15 Кобальт От 0.001 до 0.05 включ 34 49 35 Св 0.05 до 0.5 включ 24 35 25 Св 0.5 до 10 включ 14 21 15

ГОСТ P 57165—2016

Продолжение таблицы 1

Наиме нование элемента Массовая концентрация элемента, ме/дм3 Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений при Р = 0.95> W* Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами определений. полученными в условиях воспроизводимости при Р • 0.95) % Показатель точности (границы* относительной погрешности при доверительной вероятности Р = 0.95) ±Л. % Кремний От 0.05 до 1.0 вклкн 24 35 25 Се 1.0 до 5.0 вклкн 14 21 15 Литий От 0.01 до 0.1 вклкн 26 42 30 Св 0.1 до 50 вклкн 16 26 20 Магний От 0.05 до 0.5 вклкн 24 35 25 Св 0.5 до 50 вклкн 14 21 15 Марганец От 0.001 до 0.05 вклкн 26 42 30 Св 0,05 до 0.5 вклкн 24 35 25 От 0.5 до 10 вклкн 14 21 15 Медь От 0.001 до 0,005 вклкн 42 56 40 Св 0.005 до 0.5 вклкн 24 35 25 Св 0.5 до 50 вклкн 14 21 15 Молибден От 0.001 до 0.05 вклкн 24 35 25 Св 0.05 до 0.5 вклкн 16 28 20 Св 0.5 до 10 вклкн 14 21 15 Мышьяк От 0.005 до 0.02 вклкн 34 49 35 Св 0.02 до 0.2 вклкн. 24 35 25 Св 0.2 до 50 вклкн 14 21 15 Натрий От 0.1 до 1.0 вклкн 24 35 25 Св 1.0 до 500 вклкн 14 21 15 Никель От 0.001 до 0.05 вклкн 34 49 35 Св 0.05 до 0.5 вклкн. 24 35 25 Св 0.5 до 10вклкн 14 21 15 Олово От 0.005 до 0.05 вклкн 42 56 40 Св 0.05 до 0.5 вклкн. 24 36 25 Св 0.5 до 5.0 вклкн 17 25 16 Свинец От 0.003 до 0.01 вклкн 42 56 40 Св 0.01 до 0.1 вклкн. 24 35 25 Св 0.1 до 10 вклкн 16 26 20 Селен От 0.005 до 0.01 вклкн 34 49 35 Св 0.01 до 0.05 вклкн 18 28 20 Св 0.05 до 10 вклкн 14 21 15

ГОСТ P 57165—2016

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. №162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).

© Стандартинформ. 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ P 57165—2016

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................2

3    Термины и определения...............................................................3

4    Сущность метода....................................................................3

5    Отбор проб.........................................................................3

6    Условия проведения измерений........................................................4

7    Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы, материалы.................4

8    Подготовка к проведению измерений....................................................6

9    Проведение измерений......................................................................9

10    Обработка результатов измерений....................................................10

11    Метрологические характеристики..................................................10

12    Контроль качества результатов измерений...........................................14

13    Оформление результатов измерений................................................14

Приложение А (рекомендуемое) Минерализация проб неочищенной сточной воды

для определения олова и титана..........................................15

Приложение В (справочное) Результаты проведенных межлабораторных сравнительных

испытаний.............................................................16

Приложение С (справочное) Матрицы образцов для межлабораторных сравнительных

испытаний..............................................................20

Приложение ДА (справочное) Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой

примененного в нем международного стандарта...........................22

Приложение ДБ (справочное) Рекомендуемые длины волн и мешающие элементы.............24

Приложение ДВ (справочное) Мешающие влияния и способы их устранения...................27

Приложение ДГ (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте.............................................................29

IV

ГОСТ P 57165—2016 (ИСО 11885:2007)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОДА

Определение содержания элементов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

Water Determination of elements by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry

Дата введения — 2018—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на питьевую (в том числе расфасованную в емкости, минеральную), дистиллированную, природную (поверхностную, в том числе морскую, и подземную) и сточную (в том числе очищенную) воды, а также лед и атмосферные осадки и устанавливает метод измерений массовой концентрации следующих элементов алюмно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой без учета разбавления:

алюминия	—	от 0,01 до 50 мг/дм3;	меди	—	от 0.001 до 50 мг/дм3;
бария	—	от 0,001 до 50 мг/дм3;	молибдена	—	от 0.001 до 10 мг/дм3;
бериллия	—	от 0,0001 до 10 мг/дм3;	мышьяка	—	от 0.005 до 50 мг/дм3;
бора	—	от 0.01 до 50 мг/дм3;	натрия	—	от 0.1 до 500 мг/дм3;
ванадия	—	от 0.001 до 50 мг/дм3;	никеля	—	от 0.001 до 10 мг/дм3;
висмута	—	от 0.05 до 10 мг/дм3;	олова	—	от 0.005 до 5.0 мг/дм3;
вольфрама	—	от 0,05 до 10 мг/дм3;	свинца	—	от 0.003 до 10 мг/дм3;
железа	—	от 0,05 до 50 мг/дм3;	селена	—	от 0.005 до 10 мг/дм3;
кадмия	—	от 0,0001 до 10 мг/дм3;	серебра	—	от 0.005 до 50 мг/дм3;
калия	—	от 0,05 до 500 мг/дм3;	серы	—	от 0.05 до 50 мг/дм3;
кальция	—	от 0,01 до 50 мг/дм3;	стронция	—	от 0.001 до 50 мг/дм3;
кобальта	—	от 0,001 до 10 мг/дм3;	сурьмы	—	от 0.005 до 50 мг/дм3;
кремния	—	от 0.05 до 5.0 мг/дм3;	титана	—	от 0.001 до 50 мг/дм3;
лития	—	от 0.01 до 50 мг/дм3;	фосфора	—	от 0.02 до 50 мг/дм3;
магния	—	от 0.05 до 50 мг/дм3;	хрома	—	от 0.001 до 50 мг/дм3;
марганца	—	от 0.001 до 10 мг/дм3;	цинка	—	от 0.005 до 50 мг/дм3.

Издание официальное

Примечание — Метод определяет массовую концентрацию элементов, находящихся в любом состоянии. виде и валентности в органических и неорганических соединениях (суммарная концентрация)

Если измеренная концентрация превышает указанный диапазон, то исходную или подготовленную к анализу пробу можно разбавить, но не более чем в 100 раз.

Метод может также применяться для определения указанных элементов в других объектах, например в минерализатах активного ила и осадков сточных вод, полученных в соответствии с ГОСТ Р ИСО 15587-1 или ГОСТ Р ИСО 15587-2. при условии учета мешающих влияний и внесения при необходимости поправок Метод может применяться и для анализа других элементов, если это предусмотрено конструкцией используемого спектрометра и описано в его Руководстве по эксплуатации. Пользователю настоящего стандарта следует провести валидацию метода для этих случаев согласно ГОСТ ИСО/МЭК 17025.

Рекомендуемые длины волн и предел количественного определения элементов и мешающие элементы приведены в Приложении ДБ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 17.1.5 05—85 Охрана природы Гидросфера Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод. льда и атмосферных осадков

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 3769-78 Реактивы. Аммоний сернокислый. Технические условия ГОСТ 4461—77 Реактивы Кислота азотная. Технические условия ГОСТ 6709—72 Вода дистиллированная Технические условия ГОСТ 10929-76 Реактивы Водорода пероксид. Технические условия ГОСТ 11125-84 Реактивы. Кислота азотная особой чистоты Технические условия ГОСТ 14261-77 Реактивы. Кислота соляная особой чистоты Технические условия ГОСТ 14262-78 Реактивы. Кислота серная особой чистоты. Технические условия ГОСТ 14919-83 Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые Общие технические условия

ГОСТ ИСО/МЭК 17025—2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 29169-91 (ИСО 648—77) Посуда лабораторная стеклянная Пипетки с одной отметкой ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1—81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные Часть 1 Общие требования

ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб

ГОСТ 32220-2013 Вода питьевая, расфасованная в емкости. Общие технические условия ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения

ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Термины и определения

ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6 Использование знамений точности на практике

ГОСТ Р ИСО 15587-1-2014 Вода Минерализация смесью соляной и азотной кислот для определения некоторых элементов (проект)

ГОСТ Р ИСО 15587-2-2014 Минерализация азотной кислотой для определения некоторых элементов (проект)

ГОСТ Р 52361-2005 Контроль объекта аналитический. Термины и определения ГОСТ Р 52501-2005 (ИСО 3696:1987) Вода для лабораторного анализа Технические условия ГОСТ Р 56219-2014 (ИСО 17294-2:2003) Вода Определение содержания 62 элементов методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

ГОСТ Р 56237-2014 (ИСО 5665-5 2006) Вода питьевая Отбор проб на станциях водоподготовки и в трубопроводных распределительных системах

2

ГОСТ P 57165—2016

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты*, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины, приведенные в ГОСТР 52361 и ГОСТР ИСО 5725-1.

4    Сущность метода

Метод основан на распылении пробы и переносе аэрозоля в плазменную горелку, в которой происходит возбуждение атомов элементов в аргоновой плазме, индуктивно возбуждаемой радиочастотным полем, приводящее к характеристическому эмиссионному спектру. Интенсивность спектральных линий в получаемом эмиссионном спектре регистрируется детектором, сигналы которого обрабатываются при помощи компьютерной программы Влияние фона учитывают путем его коррекции.

Мешающие влияния, иначе называемые матричными эффектами, и способы их устранения приведены в приложении ДВ.

5    Отбор проб

5.1    Отбор проб проводят по ГОСТ 31861, ГОСТ Р 56237 и ГОСТ 17.1.5.05. При отборе следует избегать любых загрязнений, это особенно важно для анализа элементов на уровне их следовых и ультраследовых концентраций. Конструкция устройства для отбора проб должна исключать возможность контакта пробы с металлическими частями Части устройства, контактирующие с пробой, должны быть выполнены из пластика, не загрязняющего пробу элементами и допускающего очистку разбавленной соляной или азотной кислотой. При отборе проб сточных вод допускается использование стеклянных и эмалированных емкостей.

Массовая концентрация элементов может меняться весьма быстро после отбора проб вследствие сорбции или десорбции. Это исключительно важно, например, в случае бора, висмута, вольфрама. мышьяка, олова, селена, серебра, сурьмы, титана.

Материал емкости для отбора, хранения и транспортирования проб выбирают в соответствии с требованиями раздела 8. Подготовка и проверка чистоты емкостей для отбора проб — по 8.1.

5.2    Для определения растворенных форм элементов пробу фильтруют через мембранный фильтр с диаметром пор 0.45 мкм как можно скорее после отбора, но не позднее, чем через 4 ч.

Добавляют 0.5 см³ азотной кислоты (см. 7) на каждые 100 см³ фильтрата пробы. С помощью универсальной индикаторной бумаги определяют значение pH пробы, которое должно быть менее 2, в противном случае добавляют азотную кислоту до достижения требуемого значения pH.

При определении элементов, образующих соединения, имеющие тенденцию к осаждению и гидролизу. например висмута, опова. серебра, сурьмы, в отдельную порцию фильтрата вносят 1.0 см³ соляной кислоты (см. 7) на каждые 100 см³ фильтрата. С помощью универсальной индикаторной бумаги определяют значение pH пробы, которое должно быть менее 1; в противном случае добавляют соляную кислоту до достижения требуемого значения pH.

Примечание — При невозможности определения pH пробы рекомендуется добавлять кислоты в два раза больше указанного объема При подкислении пробы азотной кислотой допускается использовать разбавленную 1:1 азотную кислоту с соответствующим увеличением применяемого объема в два раза

3

5.3    Для определения взвешенных форм элементов измеренный объем пробы воды фильтруют через мембранный фильтр с размером проб 0.45 мкм в течение максимально короткого времени после отбора. Фильтр с осадком помещают в контейнер и хранят до начала анализа. При этом никакого консервирования не требуется.

5.4    Для определения общего содержания элементов пробу консервируют азотной кислотой (см. 7) из расчета 0.5 см³ азотной кислоты на кахщые 100 см³ пробы. С помощью универсальной индикаторной бумаги определяют значение pH пробы, значение pH должно быль менее 2. в противном случае добавляют азотную кислоту до достижения требуемого значения pH. Срок хранения пробы до консервации не должен превышать 24 ч.

Примечание — При невозможности определения pH пробы рекомендуется добавлять кислоты в два раза больше указанного объема При подкислении пробы азотной кислотой допускается использовать разбавленную 1:1 азотную кислоту с соответствующим увеличением применяемого объема в два раза

5.5    Сроки и температурные условия хранения воды, расфасованной в емкости, должны соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 32220.

6 Условия проведения измерений

Лаборатории, проводящие анализ, включая требования к испытателям, должны соответствовать требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Настоящий стандарт не предусматривает ознакомление персонала со всеми проблемами безопасности, связанными с его применением Обязанностью пользователя является соблюдение соответствующих требований, касающихся безопасности и охраны здоровья, в соответствии с национальным законодательством

7 Средства измерений, вспомогательное оборудование, реактивы, материалы

Атомно-эмиссионный спектрометр (далее — спектрометр) с радиочастотным генератором для возбуждения индуктивно связанной аргоновой плазмы, оборудованный распылителем, устройством для контроля скорости потока аргона (масс-флоу контроллер), монохроматором или полихроматором для выделения спектральных линий, устройством для обработки выходных сигналов спектрометра с возможностью коррекции фоновых сигналов.

Примечания

1    В связи с разнообразием моделей спектрометров невозможно указать приборные настройки и условия проведения измерений, пригодные для всех случаев

2    Могут быть использованы распылители различной конструкции, в том числе ультразвуковые Последние предпочтительны при необходимости определения низких содержаний элементов, однако, их недостатками является повышенная чувствительность к матричным эффектам, а также меньшая устойчивость по отношению к высокой концентрации растворенных веществ и большее время промывки

3    Современные спектрометры выпускаются с системами ввода высококонцентрированных образцов, что позволяет анализировать, например, морские воды без разбавления или с минимальным разбавлением

Система подачи аргона высокой чистоты, например более 99.95 %.

Стандартные образцы (далее — СО) состава растворов элементов с аттестованным номинальным значением массовой концентрации 1000 мг/дм³ и погрешностью аттестованного значения не более + 2 % (для Ag. Al. As. В. Ва. Be. Bi. Са. Cd. Со. Cr. Си. Fe. К. Li. Мд. Мл. Mo. Na. Ni. Р. Pb. S. Sb. Se, Si. Sn, Sr. Ti, V. W. Zn).

Примечания

1    Применяют как одно-, так и многоэлементные СО или аттестованные смеси (далее — АС) по [1]. Допускаются СО или АС состава растворов элементов с другими концентрациями (например. 100 мг/дм³, а для калия и натрия при приготовлении растворов высоких концентраций —10 г/дм³)

2    СО стабильны в течение более 1 гада, но для гарантии их стабильности следует соблюдать рекомендации изготовителя по их хранению

А

ГОСТ P 57165—2016

3    Для серы, фосфора, бора и кремния допускается использование стандартных образцов состава раствора сульфат-, фосфат-, борат- и силикат-ионов соответственно При приготовлении растворов по 82 следует учитывать, что аттестованное значение этих стандартных образцов обычно выражается в единицах массовой концентрации соответствующих ионов

4    Стандартные образцы некоторых элементов (например, фосфора, серы. бора, кремния) содержат или могут содержать другие элементы (калий, натрий), что необходимо учесть при приготовлении растворов элементов по 82

Колбы мерные 2-100-2. 2-200-2. 2-500-2. 2-1000-2 по ГОСТ 1770.

Цилиндры мерные 2-2S-2. 2-50-2. 2-100-2. 2-250-2. 2-500-2 или любого другого исполнения по ГОСТ 1770.

Пипетки градуированные 1-1-2-0.5; 1-1-2-1; 1-1-2-5; 1-1-2-10; 1-1-2-25 или других типов и исполнений по ГОСТ 29227.

Пипетки с одной отметкой 1-2-10; 1-2-25: 1-2-100 или других исполнений по ГОСТ 29169

Примечание — Допускается использовать

-    пипеточные дозаторы, что позволяет готовить градуировочные растворы меньших объемов.

-    устройства для разбавления проб (дилуторы).

-    диспенсеры переменного обьема для кислот

Конические колбы (колбы Эрленмейера). например вместимостью 50 и 100 см³ по ГОСТ 25336 или реакционный сосуд вместимостью 50 см³ из боросиликатного стекла или политетрафторэтилена, к которому может быть подключен обратный холодильник из боросиликатного стекла по ГОСТ 25336

Емкости для отбора и хранения проб и растворов.

Примечание — Стабильность проб, промежуточных, рабочих и градуировочных растворов (см 8 2—8 4) в значительной степени зависит от материала емкости, который должен быть выбран в соответствии со спецификой применения Для определения элементов в очень низких концентрациях нельзя использовать стекло или поливинилхлорид (ПВХ) Вместо них рекомендуется использовать емкости из перфторалкокси. полифторэтиленпро-пилена или кварца Для определения элементов в более высоких концентрациях для хранения и подготовки проб допускаются емкости из полиэтилена высокого давления или политетрафторэтилена В любом случае необходимо проверить приемлемость выбранных емкостей, например путем анализа фоновых градуировочных растворов (см 8 4). приготовленных и хранящихся в проверяемых емкостях

Фильтры мембранные с диаметром пор 0.45 мкм. Каждая партия должна быть проверена на чистоту.

Устройство для фильтрования с использованием мембранных фильтров

Примечание —рекомендуется использовать устройства, выполненные из стекла или политетрафторэтилена. недопустим контакт проб с металлическими частями устройств.

Устройства, применяемые при минерализации проб (в зависимости от способа минерализации) по ГОСТ Р ИСО 15587-1 и ГОСТ Р ИСО 15587-2.

Плитка электрическая с закрытой спиралью по ГОСТ 14919.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709. или вода бидистиллированная или вода деионизованная, или вода для лабораторного анализа 1 степени чистоты по ГОСТ Р 52501. или вода, полученная с помощью установки для получения воды высокой степени чистоты (далее — вода для анализа), удовлетворяющая требованиям 8.9.

Азотная кислота по ГОСТ 4461. х. ч — для подготовки посуды (см. 8 1): по ГОСТ 11125. ос.ч. — для подготовки проб и приготовления растворов.

Пероксид водорода по ГОСТ 10929 с массовой долей основного вещеслюа 30 %. х.ч.

Примечание — Следует обратить внимание на то. что пероксид водорода часто бывает стабилизирован фосфорной кислотой, что следует иметь в виду при определении фосфора

Серная кислота по ГОСТ 14262. ос. ч.

Соляная кислота ло ГОСТ 14261, ос. ч.

Аммоний сернокислый по ГОСТ 3769. х.ч.

Универсальная индикаторная бумага.

Примечание — Допускается использовать реактивы других марок и квалификаций, в том числе импортные. удовлетворяющие требованиям 8 9

5

8 Подготовка к проведению измерений

8.1    Подготовка емкостей

Все используемые для отбора, хранения, транспортирования и анализа проб емкости промывают разбавленной 1:1 азотной кислотой, затем большим количеством водопроводной и (или) дистиллированной воды и ополаскивают 3—4 раза бидистиллированной водой или водой для анализа. Не допускается обрабатывать посуду смесями, содержащими хром.

Для анализа ультраследовых количеств элементов (например, чистая озерная или морская вода, вода из специализированных установок очистки и т. п.) емкости из перфторалкокси, по-лифторэтиленпропилена или кварца очищают при необходимости горячей концентрированной азотной кислотой (см 7) в замкнутой системе и затем ополаскивают несколько раз водой для анализа (см. 7). Непосредственно перед использованием все стеклянные емкости тщательно промывают горячей разбавленной азотной кислотой (см. 8.6) и затем ополаскивают несколько раз водой для анализа (см. 7).

Каждую партию мембранных фильтров, наконечников для дозаторов, одноразовых емкостей проверяют на наличие загрязнений, например анализируя фоновый градуировочный раствор (см 8 4).

8.2    Приготовление растворов элементов

8.2.1    Общие положения

Рабочие растворы, применяемые для приготовления градуировочных растворов (см. 8 3). могут быть как одно-, так и многоэлементными. В общем случае, готовя многоэлементные растворы, следует учитывать химическую совместимость и возможность гидролиза компонентов Особое внимание следует уделить тому, чтобы избежать нежелательных химических реакций (например, осаждения). Примеры приготовления одно- и многоэлементных рабочих растворов из одноэлементных СО приведены в 8.2.2—8.2.9.

Допускается приготовление меньшего или большего объема рабочих растворов и/или с иными значениями массовой концентрации элементов по сравнению с 8 2.2—8 2 9 путем пропорционального уменьшения или увеличения объема мерной колбы, аликвот СО или АС состава растворов элементов. азотной и/или соляной кислот.

Допускается исключать отдельные элементы из состава многоэлементных рабочих растворов. При необходимости рекомендуется использовать способы приготовления растворов элементов. описанных в пунктах 9 3—9.5 ГОСТ Р 56219.

Многоэлементные рабочие растворы хранят в темном месте при температуре от 2°Сдо8 °С.

8.2.2    Многоэлементный рабочий раствор А с номинальной массовой концентрацией 10 мг/дм³ каждого из следующих элементов: AI, Cd, Со, Cr, Си, Fe, Pb, Li, Мл, Mo, Ni, V, Zn, Bi, W

В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают примерно 25 см³ воды для анализа (см. 7). Добавляют 0,5 см³ азотной кислоты (см. 7), вносят пипетками или дозатором по 1 см³ стандартных образцов состава растворов каждого из указанных элементов, доводят до метки водой для анализа (см. 7) и переносят в емкость для хранения (см. 7).

Срок хранения раствора — 1 мес

8.2.3    Многоэлементный рабочий раствор В с номинальной массовой концентрацией каждого из элементов (Sn, Ti, As, Se, Sb) 10 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают примерно 25 см³ воды для анализа (см. 7). Добавляют 0.5 см³ соляной кислоты (см. 7) и вносят пипетками или дозатором no 1 см³ каждого из СО состава растворов элементов (Sn. Ti, As, Se, Sb) (см. 7), доводят до метки водой для анализа (см. 7) и переносят в емкость для хранения (см. 7).

Срок хранения раствора — 1 мес.

8.2.4    Многоэлементный рабочий раствор С с номинальной массовой концентрацией каждого из элементов (Ва. Be, Sr) 10 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают примерно 25 см³ воды для анализа (см. 7). Добавляют 0.5 см³ азотной кислоты (см. 7) и вносят пипетками или дозатором по 1 см³ каждого из СО состава растворов элементов (Ва. Be. Sr) (см. 7). доводят до метки водой для анализа (см. 7) и переносят в емкость для хранения (см. 7).

Срок хранения раствора — 2 мес.

6