РД 52.24.391-95
РУКОВОДЯЩИЙ
ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ
ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НАТРИЯ И
КАЛИЯ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ СУШИ ПЛАМЕННО-
ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Ростов-на-Дону
1995
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН
Гидрохимическим институтом.
2 РАЗРАБОТЧИКИ Ю.Я. Винников, канд. хим. наук, А.А.
Назарова, канд. хим. наук, Е.В. Тимченко
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Начальником ГУЭМЗ
Росгидромета Цатуровым Ю.С. 17.04.95 г.
4 ОДОБРЕН Секцией по методам химического и
радиологического мониторинга природной среды ЦКПМ Росгидромета 11.04.95 г.,
протокол № 2
5 СВИДЕТЕЛЬСТВА ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ Выданы
Гидрохимическим институтом в 1995. № 43 и № 56
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦКБ ГМП в 1995 г. № 391
7 ВЗАМЕН РД 52.24.43-87 и РД 52.24.56-88
Введение
Ионы натрия и
калия входят в число основных компонентов растворённого минерального вещества
поверхностных вод суши. Источниками поступления этих металлов в водные объекты
являются изверженные породы и продукты процессов их химического разложения -
осадочные породы и растворимые соли (хлориды, сульфаты, карбонаты), а также
бытовые и промышленные сточные воды и смывы с сельхозугодий.
В поверхностных
водах суши концентрация натрия и калия колеблется в диапазоне 1 - 1000 мг/дм3
и 0,6 - 300 мг/дм3 соответственно в зависимости от
физико-географических условий и геологических особенностей расположения водного
объекта и интенсивности антропогенного воздействия на него. Обычно содержание
калия существенно ниже, чем натрия и не превышает 20 мг/дм3.
Содержание
натрия и калия в воде нормируется в зависимости от характера использования
водного объекта. ПДК натрия для водных объектов хозяйственно-питьевого
назначения составляет 200 мг/дм3, рыбохозяйственного - 120 мг/дм3.
Содержание калия нормируется только в воде рыбохозяйственных водоемов (ПДК 50
мг/дм3).
Наиболее
распространенным методом для определения натрия и калия в поверхностных водах
суши является пламенная фотометрия. Она обеспечивает определение обоих металлов
на уровне много ниже ПДК.
РД
52.24.391-95
РУКОВОДЯЩИЙ
ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ
ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НАТРИЯ И
КАЛИЯ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ СУШИ ПЛАМЕННО-
ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Дата
введения 01.07.95 г.
1 Назначение и область
применения методики
Настоящий
руководящий документ устанавливает пламенно-фотометрическую методику выполнения
измерений массовой концентрации натрия и калия в пробах поверхностных вод суши
в диапазоне 1,0 - 50,0 мг/дм3. При анализе проб воды с массовой
концентрацией натрия и калия, превышающей 50,0 мг/дм3, необходимо
соответствующее разбавление пробы дистиллированной водой.
2 Нормы погрешности и значения характеристик погрешности
измерения
В соответствии
с ГОСТ
27384 норма погрешности при выполнении измерений натрия в природных водах в
диапазоне массовых концентраций 1 - 50 мг/дм3 составляет ± 15 %,
свыше 50 мг/дм3 - ± 10 %. Норма погрешности при выполнении измерений
калия в природных водах в диапазоне массовых концентраций 1 - 5 мг/дм3
составляют ± 20 %, свыше 5 мг/дм3 - ± 15 %.
Установленные
для настоящей методики значения характеристик погрешности и ее составляющих
приведены в таблицах 1, 2.
При выполнении
измерений в пробах с массовой концентрацией натрия и калия свыше 50 мг/дм3
после соответствующего разбавления погрешность измерения не превышает величины D×n, где D - погрешность измерения концентрации натрия
и калия в разбавленной пробе; n - степень разбавления.
Таблица 1 - Значения
характеристик погрешности и ее составляющих при измерении натрия (Р = 0,95)
Диапазон измеряемых концентраций натрия, С, мг/дм3
|
Характеристики составляющих погрешности,
мг/дм3
|
Характеристика погрешности, мг/дм3,
D
|
случайной,
|
систематической, Dс
|
1,0 - 50,0
|
0,04 + 0,02×С
|
0,02 + 0,02×С
|
0,08 + 0,04×С
|
Таблица 2 - Значения
характеристик погрешности и ее составляющих при измерении калия (Р = 0,95)
Диапазон измеряемых концентраций калия, С, мг/дм3
|
Характеристики составляющих погрешности,
мг/дм3
|
Характеристика погрешности, мг/дм3,
D
|
случайной,
|
систематической, Dс
|
1,0 - 50,0
|
0,02 + 0,025×С
|
0,025×С
|
0,03 + 0,055×С
|
3 Метод измерения
В основу
определения положена способность атомов натрия и калия возбуждаться в пламени и
при переходе в нормальное состояние излучать свет определенных длин волн. В
испускаемом свете выделяют характерную для определяемого металла спектральную
линию (l = 589 нм для натрия и 768
нм для калия). Ее интенсивность, пропорциональная содержанию определяемого
металла, регистрируется как аналитический сигнал.
Определению
мешает наличие в воде ионов кальция при концентрации более 50 мг/дм3.
Это мешающее влияние устраняют либо разбавлением пробы дистиллированной водой
(при достаточно высоком содержании натрия и калия), либо введением в
анализируемые пробы специального буферного раствора (хлорида цезия и нитрата
алюминия).
4 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы,
материалы
4.1 Средства измерений,
вспомогательные устройства
4.1.1 Пламенный
фотометр типа ПФМ по ТУ 3-3-561, ПАЖ-1 по ТУ 25-05-1431 или
атомно-абсорбционный спектрофотометр типа С-115.
4.1.2 Весы
аналитические 2 класса точности по ГОСТ 24104.
4.1.3 Весы
технические лабораторные 4 класса точности по ГОСТ 24104 с
пределом взвешивания 200 г.
4.1.4
Компрессор воздушный любого типа, обеспечивающий расход воздуха до 20 дм3/мин.
4.1.5 Шкаф
сушильный общелабораторного назначения по ГОСТ 13474.
4.1.6 Плитка
электрическая по ГОСТ
14919.
4.1.7 Колбы
мерные не ниже 2 класса точности по ГОСТ
1770 вместимостью:
25 см3
- 5
100 см3
- 5
500 см3
- 1
4.1.8 Пипетки
градуированные не ниже 2 класса точности по ГОСТ
29227 вместимостью:
1 см3
- 1
2 см3
- 1
5 см3
- 3
4.1.9 Пипетки с
одной меткой не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29169
вместимостью:
5 см3
- 1
10 см3
- 1
4.1.10 Цилиндр мерный по ГОСТ
1770 вместимостью 500
см3 - 1
4.1.11 Стаканы
химические по ГОСТ
25336 вместимостью:
50 см3
- 20
100 см3
- 1
1000 см3
- 1
4.1.12 Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ
25336 -
2
4.1.13 Шпатель
фарфоровый.
4.1.14 Сосуды
полиэтиленовые для хранения градуировочных растворов.
4.1.15
Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных или бумажных
фильтров.
Допускается
использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного
оборудования, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у
приведенных в 4.1.
4.2
Реактивы и материалы
4.2.1
Стандартный образец состава водных растворов ионов натрия и калия или хлорид
натрия по ГОСТ 4233, х.ч., и
хлорид калия по ГОСТ 4234, х.ч.
4.2.2 Хлорид
цезия по ГОСТ, ч.д.а.
4.2.3 Нитрат
алюминия, нонагидрат, по ГОСТ, ч.д.а.
4.2.4 Вода
дистиллированная по ГОСТ 6709.
4.2.5
Пропан-бутан в баллоне.
4.2.6 Фильтры
мембранные «Владипор МФА-МА», 0,45 мкм, по ТУ 6-05-1903 или другого типа,
равноценные по характеристикам, или фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента»
по ТУ 6-09-1678.
Допускается
использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической
документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.
5 Отбор и хранение проб
Отбор проб
производят в соответствии с ГОСТ
17.1.5.05. При наличии значительного количества взвесей воду фильтруют
через мембранный фильтр 0,45 мкм или бумажный фильтр. Пробы хранят в
полиэтиленовой посуде в темном месте не более 6 мес.
6 Подготовка к выполнению измерений
6.1 Приготовление буферного раствора
2,5 г CsCl и
125 г Al(NO3)3×9H2O
растворяют в 500 см3 дистиллированной воды. Хранят в полиэтиленовой
посуде.
6.2 Приготовление
градуировочных растворов
Градуировочные
растворы, аттестованные по процедуре приготовления, готовят из стандартных
образцов или хлоридов натрия и калия.
Массовая
концентрация натрия или калия в градуировочном растворе должна составлять 1,000
г/дм3.
При
использовании стандартных образцов производят разбавление исходных растворов в
соответствии с инструкцией по их применению. Приготовление градуировочных
растворов из твердых солей выполняют следующим образом:
1,2710 г
хлорида натрия или 0,9535 г хлорида калия, предварительно высушенных при 105 °С
в течение 2 ч, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3,
растворяют в дистиллированной воде и объем раствора доводят дистиллированной
водой до метки. Хранят в плотно закрытом полиэтиленовом сосуде не более 1 года.
Для всех
градуировочных растворов погрешности, обусловленные процедурой приготовления,
не превышают 0,5 % относительно приписанного значения массовой концентрации
натрия или калия.
6.3 Подготовка
измерительного прибора
Пламенный
фотометр или атомно-абсорбционный спектрофотометр готовят к работе в
соответствии с инструкцией по их эксплуатации.
6.4 Установление
градуировочных зависимостей
В мерные колбы
вместимостью 100 см3 последовательно вносят 0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0;
5,0 см3 градуировочного раствора натрия (калия) с массовой концентрацией 1,000
мг/дм3. Объемы растворов доводят до меток на колбах дистиллированной
водой и тщательно перемешивают. Массовая концентрация натрия (калия) в
полученных растворах составит соответственно 0,0; 10,0; 20,0; 30,0; 40,0; 50,0
мг/дм3. Растворы используют в день приготовления.
25 - 30 см3
каждого из полученных растворов переносят в стаканы вместимостью 50 см3,
последовательно распыляют их в пламени горелки фотометра в соответствии с
инструкцией по его эксплуатации и записывают показания прибора. Повторяют
измерение и значения аналитического сигнала для каждой концентрации усредняют,
если расхождение между ними не превышает 3 % для натрия и 5 % для калия. В
противном случае следует вновь повторить измерение.
Градуировочные
зависимости строят в координатах: массовая концентрация натрия (калия), мг/дм3
- средняя величина аналитического сигнала графически или устанавливают
градуировочную зависимость в соответствии с инструкцией по эксплуатации
используемого прибора. Градуировочную зависимость устанавливают перед
выполнением каждой серии измерений.
7 Выполнение измерений
В мерные колбы
вместимостью 25 см3 вносят по 2,5 см3 буферного раствора
и доводят объемы растворов в колбах до метки водой анализируемых проб (при
содержании кальция менее 50 мг/дм3 допускается вместо буферного
раствора использовать 2,5 см3 дистиллированной воды). Переносят
пробы в стаканы вместимостью 50 см3, распыляют их в пламени горелки
фотометра в соответствии с инструкцией по его эксплуатации и измеряют величину
аналитического сигнала определяемого металла при соответствующей длине волны
(589 нм для натрия и 768 нм для калия). Повторяют измерение и значения
аналитического сигнала усредняют, если расхождение между ними не превышает 3 %
при определении натрия и 5 % при определении калия по отношению к средней
величине сигнала. В противном случае измерение повторяют.
Если величина
аналитического сигнала пробы выше таковой для последней точки градуировочной
зависимости, повторяют определение с меньшей аликвотой анализируемой воды. Для
этого в мерную колбу вместимостью 25 см3 вносят 2,5 см3
буферного раствора, аликвоту анализируемой воды (1 - 10 см3) и
доводят до метки дистиллированной водой.
8 Вычисление результатов измерений
Массовую
концентрацию натрия (калия) в анализируемой пробе воды рассчитывают по формуле
Сх = 1,11×Cг, (1)
где Сх - массовая
концентрация натрия (калия) в анализируемой пробе, мг/дм3;
Cг
- массовая концентрация натрия (калия), найденная по градуировочной
зависимости, мг/дм3;
1,11 -
коэффициент, учитывающий разбавление пробы буферным раствором.
Если для
анализа брали меньшую аликвоту пробы воды, массовую концентрацию натрия (калия)
в анализируемой пробе рассчитывают по формуле
(2)
где Сх - массовая
концентрация натрия (калия) в анализируемой пробе, мг/дм3;
Сг -
концентрация натрия (калия), найденная по градуировочной зависимости, мг/дм3;
V - объем аликвоты анализируемой пробы воды, см3.
Результат
измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в
виде:
Сх ± D, мг/дм3 (Р =
0,95), (3)
где D - характеристика погрешности измерения для
данной массовой концентрации натрия или калия (таблицы 1, 2).
Численное
значение результата измерения должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и
значение характеристики погрешности.
9 Контроль погрешности измерений
Оперативный
контроль погрешности проводят с использованием метода добавок совместно с
методом разбавления пробы. Периодичность контроля - не менее одной контрольной
на 15 - 20 рабочих проб за период, в течение которого условия проведения
анализа неизменны.
Измеряют
массовую концентрацию натрия или калия в исходной пробе (Сх), в
пробе, разбавленной в n раз (n = 1,5
- 2,5) (Ср) и в пробе, разбавленной в n раз с введенной добавкой (Срд).
Величина добавки (Сд) должна составлять 40 - 60 % от содержания
натрия или калия в исходной пробе.
Результат
контроля признают удовлетворительным, если:
|Срд - Ср
- Сд| + |n · Ср - Сх| £ Кп (4)
Норматив
контроля погрешности (Кп) рассчитывают по формуле
(5)
где Dс и - характеристики
систематической и случайной составляющих погрешности измерений массовой
концентрации натрия или калия в пробе без добавки Сх (таблицы 1, 2).
При превышении
норматива повторяют измерение с использованием другой пробы. При повторном
превышении норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным
результатам, и устраняют их.
10 Требования безопасности
10.1 При выполнении
измерений массовой концентрации натрия и калия в пробах поверхностных вод суши
соблюдают требования безопасности, установленные в «Правилах по технике
безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета», Л.,
Гидрометеоиздат, 1983, или в «Типовой инструкции по технике безопасности для
гидрохимических лабораторий служб Роскомвода», М., 1995.
10.2 По степени
воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении
измерений, относятся к 3, 4 классам опасности по ГОСТ
12.1.007.
10.3 Содержание
используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать
установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ
12.1.005.
10.4 Оператор,
которому поручено выполнение анализа, должен быть проинструктирован о мерах
предосторожности при работе с горючими и сжатыми газами и электрооборудованием.
11 Требования к квалификации оператора
К выполнению
измерений и обработке их результатов допускаются лица с высшим профессиональным
образованием или со средним профессиональным образованием и стажем работы в
лаборатории не менее 1 года.
12 Затраты времени на проведение анализа
На
приготовление растворов и реактивов в расчете на 100 определений - 1,0 чел.-ч.
На определение
калия или натрия в серии из 10 проб (включая установление градуировочной
зависимости) - 3,0 чел.-ч.
Затраты времени
на подготовку посуды включены в затраты времени на проведение анализа.
ФЕДЕРАЛЬНАЯ
СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ
И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
СВИДЕТЕЛЬСТВО
№ 43
об
аттестации МВИ
МЕТОДИКА
ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ массовой концентрации натрия в поверхностных водах суши
пламенно-фотометрическим методом.
ОСНОВАНА на
способности атомов натрия возбуждаться в пламени и при переходе в нормальное
состояние излучать свет определенных длин волн. В испускаемом свете выделяют характерную
для натрия спектральную линию (l = 589 нм). Ее интенсивность,
пропорциональная содержанию натрия, регистрируется как аналитический сигнал.
РАЗРАБОТАНА
Гидрохимическим институтом.
РЕГЛАМЕНТИРОВАНА
в РД 52.24.391-95.
АТТЕСТОВАНА в
соответствии с ГОСТ
Р 8.563 (ГОСТ 8.010).
АТТЕСТАЦИЯ
проведена Гидрохимическим институтом на основании результатов экспериментальных
исследований в 1987 г., и метрологической экспертизы материалов в 1995 г.
В результате
аттестации МВИ установлено:
1. МВИ
соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает
следующими основными метрологическими характеристиками:
Значения характеристик
погрешности и ее составляющих (Р = 0,95)
Диапазон
измеряемых концентраций натрия, С, мг/дм3
|
Характеристики
составляющих погрешности, мг/дм3
|
Характеристика
погрешности, мг/дм3, D
|
случайной,
|
систематической,
Dс
|
1,0
- 50,0
|
0,04
+ 0,02×С
|
0,02
+ 0,02×С
|
0,08
+ 0,04×С
|
2. Оперативный контроль погрешности измерений
проводят в соответствии с разделом 9 РД 52.24.391-95.
3. Дата выдачи свидетельства март 1994 г.
Главный метролог ГУ ГХИ А.А.
Назарова
ФЕДЕРАЛЬНАЯ
СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ
И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
СВИДЕТЕЛЬСТВО
№ 56
об
аттестации МВИ
МЕТОДИКА
ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ массовой концентрации калия в поверхностных водах суши
пламенно-фотометрическим методом.
ОСНОВАНА на
способности атомов калия возбуждаться в пламени и при переходе в нормальное
состояние излучать свет определенных длин волн. В испускаемом свете выделяют
характерную для калия спектральную линию (l = 768 нм). Ее
интенсивность, пропорциональная содержанию калия, регистрируется как
аналитический сигнал.
РАЗРАБОТАНА
Гидрохимическим институтом.
РЕГЛАМЕНТИРОВАНА
в РД 52.24.391-95.
АТТЕСТОВАНА в
соответствии с ГОСТ
Р 8.563 (ГОСТ 8.010).
АТТЕСТАЦИЯ
проведена Гидрохимическим институтом на основании результатов экспериментальных
исследований в 1987 - 1988 гг., и метрологической экспертизы материалов в 1995
г.
В результате
аттестации МВИ установлено:
1. МВИ
соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает
следующими основными метрологическими характеристиками:
Значения характеристик
погрешности и ее составляющих (Р = 0,95)
Диапазон
измеряемых концентраций калия, С, мг/дм3
|
Характеристики
составляющих погрешности, мг/дм3
|
Характеристика
погрешности, мг/дм3, D
|
случайной,
|
систематической,
Dс
|
1,0
- 50,0
|
0,02
+ 0,025×С
|
0,025×С
|
0,03
+ 0,055×С
|
2. Оперативный контроль погрешности измерений
проводят в соответствии с разделом 9 РД 52.24.391-95.
3. Дата выдачи свидетельства март 1995 г.
Главный метролог ГУ ГХИ А.А.
Назарова
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. 1
1 Назначение и область применения методики. 2
2 Нормы погрешности и значения характеристик
погрешности измерения. 2
3 Метод измерения. 2
4 Средства измерений, вспомогательные устройства,
реактивы, материалы.. 3
5 Отбор и хранение проб. 4
6 Подготовка к выполнению измерений. 4
7 Выполнение измерений. 5
8 Вычисление результатов измерений. 5
9 Контроль погрешности измерений. 5
10 Требования безопасности. 6
11 Требования к квалификации оператора. 6
12 Затраты времени на проведение
анализа. 6
|