МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

(Росгидромет)

рд

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ    52.24.536-

2019

МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЖЕЛЕЗА, КАДМИЯ, КОБАЛЬТА, МАРГАНЦА, МЕДИ, НИКЕЛЯ, СВИНЦА, ХРОМА И ЦИНКА ВО ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВАХ ВОД Методика измерений атомно-абсорбционным методом с использованием микроволновой обработки проб

Ростов-на-Дону

2019

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением #1 идрохимический институт» (ФГБУ «ГХИ»)

2    РАЗРЛЬОIЧИКИ Ю.А. Андреев, канд. хим. наук (руководитель разработки), I.U. Книзеип, канд. хим. наук (ответственный исполнитель), В.О. Еетухоиа

3    СОГЛАСОВАН с Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-нроизаодапенное обледенение «Тайфун» (ФГБУ «НПО «Тайфун») 04.02.2019 и Умраанением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 28.03.2019

4    УТВЕРЖДЕН Руководителем Росгидромета 28.03.2019

ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 25,06.2019 No 295

5    АТТЕСТОВАНА ФГБУ «ГХИ»

Свидетельство об аттестации методики измерений № 536.RA.RU.311345-2017 от 24.12.2017

6    ЗАРЕГИСТРИРОВАН ФГБУ «НПО «Тайфун» от 12.04.2019 за номером РД 52.24.536-2019

7    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

8    СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ 2029 год ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ 10 лот

© Росгидромет, ФГБУ «ГХИ», 2019 Право тиражирования и реализации принадлежит ФГБУ «ГХИ»

4.1.31 Электроплитка с закрытой спиралью и регулируемой мощностью нагрева по ГОСТ 14919-83.

Примечание - Допускается использование других типов средств измерений, вспомогательных устройств, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.1.

4.2 Реактивы и материалы

4.2.1    Кислота азотная по ГОСТ 11125-84, ос.ч.18-4.

4.2.2    Водорода перекись по ГОСТ 177-88, медицинская; или пероксид водорода по ГОСТ 10929-76, х.ч.; или пероксид водорода по ТУ 2611-003-25665344-2008, ос.ч. 8-4.

4.2.3    Ацетилен растворенный по ГОСТ 5457-75 марки «Б», с объемной долей ацетилена не менее 99,1 %.

4.2.4    Аргон сжатый в баллонах по ТУ-21-12-94, ВЧ, с объемной долей аргона не менее 99,998 %.

4.2.5    Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

4.2.6    Фильтры мембранные "Владипор МФАС-ОС-2" (0,45 мкм), диаметр диска 47 мм, по ТУ 6-55-221-1029-89 или любого типа, равноценные по характеристикам.

4.2.7    Стекловолоконные фильтры типа GMF (Sartorius), диаметр 25 мм, удельный вес 52-55 г/м² или любого типа, равноценные по характеристикам.

4.2.8    Универсальная индикаторная бумага (pH 0-12) по ТУ 2642-054-23050963-2008.

Примечание - Допускается использование реактивов и материалов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.

5 Метод измерений

Выполнение измерений массовой концентрации железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка во взвешенных веществах атомно-абсорбционным методом основано на поглощении атомным паром металла резонансного излучения соответствующей лампы с полым катодом с длиной волны: A_Fe = 248,3 нм, Аса = 228,8 нм, Асо = 240,7 нм, А_Мп = 279,5 или 403,1 нм, А_Си - 324,8 нм, А_ы, = 232,0 нм, А_РЬ = 283,3 нм, А_Сг = 357,9 нм и А& = 213,9 нм. Измеряемое поглощение атомного пара металла пропорционально его массовой концентрации в анализируемом растворе.

Атомизация раствора выполняется в воздушно-ацетиленовом пламени горелки спектрофотометра или графитовой кювете его электротермического атомизатора.

В раствор соединения металлов переводят нагреванием и минерализацией в микроволновом поле мембранного фильтра с осадком взвешенных веществ с добавлением азотной кислоты и пероксида водорода.

6    Требования безопасности, охраны окружающей среды

6.1    При выполнении измерений массовой концентрации железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка во взвешенных веществах соблюдают требования безопасности, установленные в национальных стандартах и соответствующих нормативных документах.

6.2    По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся к 1, 2 и 3-му классам опасности по ГОСТ 12.1.007.

6.3    Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

6.4    Определение следует проводить при наличии вытяжной вентиляции.

6.5    Оператор, выполняющий измерения, должен знать правила безопасности при работе с электрооборудованием, горючими и инертными сжатыми газами.

6.6    При использовании лабораторной микроволновой системы в помещении лаборатории не должны находиться лица с кардиостимуляторами.

6.7    Кислотные растворы после выполнения анализа многократно разбавляют водой и нейтрализуют прибавлением соды или щелочи перед сливом в канализацию.

6.8    Дополнительных требований по экологической безопасности не предъявляется.

7    Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений допускаются лица с высшим профессиональным образованием, имеющие стаж работы в лаборатории не менее 6 мес, или со средним профессиональным образованием, имеющие стаж работы в лаборатории не менее 3 лет, прошедшие соответствующую подготовку для работы с электрооборудованием и сжатыми газами, освоившие средства измерений, вспомогательные устройства и методику.

8    Требования к условиям измерений

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

- температура окружающего воздуха, °С...............................22 ±    5;

-    атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.).................от    84,0    до    106,7

(от 630 до 800);

-    влажность воздуха при температуре 25 °С, %, не более.........80;

-    напряжение в сети, В.............................................................220    ±    22;

-    частота переменного тока в сети питания, Гц.....................50    ±    1.

9    Подготовка к выполнению измерений

9.1    Отбор и хранение проб взвешенных веществ

9.1.1    Оборудование для отбора и отбор проб воды для выполнения измерений массовой концентрации металлов во взвешенных веществах должны соответствовать ГОСТ 17.1.5.04 и ГОСТ 31861.

9.1.2    Для получения осадка взвешенных веществ воду фильтруют как можно быстрее после отбора (не позже 4 ч). Из хорошо перемешанной пробы отбирают цилиндром вместимостью 250 см⁵ две аликвоты воды объемом не менее 250 см³ и фильтруют через мембранные фильтры 0,45 мкм, предварительно очищенные кипячением в течение 10 мин в 1 %-ном растворе азотной кислоты и двукратным нагреванием до кипения в дистиллированной воде. Цилиндр ополаскивают последовательно двумя порциями дистиллированной воды объемом от 5 до 10 см³, переносят промывные воды на стенки фильтрующего устройства и осадок на фильтре, не прекращая поддерживать разрежение воздуха в установке для фильтрования. После удаления остатков воды с поверхности каждый фильтр с осадком взвешенных веществ аккуратно с помощью пинцета складывают пополам осадком внутрь и помещают в чистый пластиковый пакет, герметично закрывают. Хранят фильтры с осадками взвешенных веществ при температуре не выше плюс 5 °С не более 7 сут, в замороженном виде не более 2 мес.

Если в лаборатории отсутствует спектрофотометр с электротермической атомизацией, измерения массовой концентрации кадмия, кобальта, меди, никеля, свинца, хрома и цинка выполняют из проб воды объемом не менее 1 или 2 дм³.

9.1.3    При отборе, предварительной обработке и хранении осадков взвешенных веществ, выделенных на мембранные фильтры, особое внимание должно быть обращено на исключение загрязнения пробы воды стенками пробоотборника, используемыми фильтрами и пакетами с замком для хранения. Транспортирование и хранение фильтров с осадками осуществляют в индивидуальных пластиковых пакетах с

замком, которые перед использованием тщательно промывают раствором азотной кислоты (1:1) и затем дистиллированной водой, высушивают. В ходе обработки проб следует исключить контакт пробы с металлическими и резиновыми поверхностями.

9.1.4 Если выполнить фильтрование пробы воды для получения осадка взвешенных веществ на месте отбора не представляется возможным, воду необходимо доставить в лабораторию не позднее 4 ч после отбора. Сразу после транспортировки воду тщательно перемешивают многократным встряхиванием и далее поступают по 9.1.2.

9.2 Приготовление растворов и реактивов

9.2.1    Получение бидистиллированной воды

Собирают установку по 4.1.30. В плоскодонную колбу помещают 1000 см³ дистиллированной воды. Колбу устанавливают на электроплитку, подсоединяют холодильник типа ХПТ, нагревают до кипения и перегоняют воду, отбрасывая первые 50 см³.

Срок хранения бидистиллированной воды в пластиковой плотно закрытой посуде не более 10 сут.

При наличии в лаборатории бидистиллятора перегонку дистиллированной воды проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

9.2.2    Раствор азотной кислоты (1:1)

Смешивают    250 см³    дистиллированной    воды    с    250 см³

концентрированной азотной кислоты. Срок хранения в плотно закрытой посуде не ограничен.

9.2.3    Раствор азотной кислоты, 1 %-ный

Смешивают    250 см³    дистиллированной    воды    с    1,8 см³

концентрированной азотной кислоты. Срок хранения в плотно закрытой посуде не ограничен.

9.2.4    Раствор азотной кислоты в дистиллированной воде, 0,1 моль/дм³

Для выполнения измерений способом пламенной атомизации в мерную колбу вместимостью 500 см³ с объемом дистиллированной воды не более 200 см³ отмеряют 3,1 см³ концентрированной азотной кислоты, доводят до метки на колбе дистиллированной водой. Срок хранения в плотно закрытой пластиковой посуде не ограничен.

9.2.5 Раствор азотной кислоты в бидистиллированной воде, 0,1 моль/дм³

Для выполнения измерений способом электротермической атомизации в мерную колбу вместимостью 1000 см³ с объемом бидистиллированной воды не более 200 см³ отмеряют 6,2 см³ концентрированной азотной кислоты, доводят до метки на колбе бидистиллированной водой. Полученный раствор хранят в пластиковой плотно закрытой посуде не более 10 сут.

9.3 Приготовление градуировочных растворов

9.3.1    Основные градуировочные растворы с массовой концентрацией ионов железа, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца и хрома 50,0 мг/дм³

Для приготовления основного градуировочного раствора ионов металла вскрывают соответствующую ампулу ГСО и ее содержимое переносят в сухую градуированную пробирку вместимостью 5 см³. С помощью сухой пипетки с одной отметкой отбирают 5,0 см³ раствора ГСО и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³. Добавляют 1 см³ концентрированной азотной кислоты, доводят объем до метки на колбе дистиллированной водой, перемешивают. Массовая концентрация ионов железа, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца и хрома в каждом из основных градуировочных растворов составит 50,0 мг/дм³. Если концентрация ионов металла в ГСО не равна точно 1,00мг/см³, рассчитывают массовую концентрацию в основном градуировочном растворе в соответствии с концентрацией в конкретном растворе ГСО.

Растворы хранят в плотно закрытой пластиковой посуде не более 3 мес.

9.3.2    Основные градуировочные растворы с массовой концентрацией ионов кадмия и цинка 10,0 мг/дм³

Для приготовления основного градуировочного раствора ионов металла вскрывают соответствующую ампулу ГСО и ее содержимое переносят в сухую градуированную пробирку вместимостью 5 см³. С помощью сухой градуированной пипетки вместимостью 1 см³ отбирают

1,0 см³ раствора ГСО и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³. Добавляют 1 см³ концентрированной азотной кислоты, доводят объем до метки на колбе дистиллированной водой, перемешивают. Массовая концентрация ионов кадмия и цинка в основном градуировочном растворе составит 10,0 мг/дм³. Если концентрация ионов металла в

Ю

ГСО не равна точно 1,00 мг/см³, рассчитывают массовую концентрацию в основном градуировочном растворе в соответствии с концентрацией в конкретном растворе ГСО.

Растворы хранят в плотно закрытой пластиковой посуде не более 1 мес.

9.3.3    Рабочие градуировочные растворы с массовой концентрацией ионов железа, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца и хрома 10,0 мг/дм³

Для приготовления рабочего градуировочного раствора ионов металла с помощью пипетки с одной отметкой отбирают 10,0 см³ соответствующего основного градуировочного раствора, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доводят объем до метки на колбе раствором азотной кислоты, 0,1 моль/дм³, приготовленным по 9.2.4, перемешивают. Массовая концентрация ионов железа, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца и хрома в рабочем градуировочном растворе составит 10,0 мг/дм³.

Растворы хранят в плотно закрытой пластиковой посуде не более 1 мес.

9.3.4    Рабочие градуировочные растворы с массовой концентрацией ионов кадмия и цинка 2,0 мг/дм³

Для приготовления рабочего градуировочного раствора ионов металла с помощью пипетки с одной, отметкой отбирают 10,0 см³ соответствующего основного градуировочного раствора, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³, доводят до метки на колбе раствором азотной кислоты, 0,1 моль/дм³, приготовленным по 9.2.4, перемешивают. Массовая концентрация ионов кадмия и цинка в рабочем градуировочном растворе составит 2,0 мг/дм³.

Растворы хранят в плотно закрытой пластиковой посуде не более 1 мес.

Примечания

1    Если в лаборатории отсутствует спектрофотометр с пламенным способом атомизации, градуировочные растворы следует готовить с использованием бидистиллированной воды и раствора азотной кислоты, 0,1 моль/дм³, приготовленного по 9.2.5.

2    В случае наличия в лаборатории достаточного количества бидистиллированной воды допустимо ее использование для приготовления градуировочных растворов по 9.3 и применения раствора азотной кислоты, 0,1 моль/дм³, по 9.2.5.

9.4 Приготовление градуировочных образцов

9.4.1 Градуировочные образцы для выполнения измерений способом пламенной атомизации

Для выполнения измерений массовой концентрации железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка способом пламенной атомизации готовят градуировочные образцы № 1 - № 5.

Градуированными пипетками вместимостью 1, 2, 5 и 10 см³ и пипеткой с одной отметкой вместимостью 20 см³ отмеряют объемы градуировочных растворов ионов железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка, указанные по номерам градуировочных образцов в таблице 4, переносят их для смешивания в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки раствором азотной кислоты, 0,1 моль/дм³, приготовленным по 9.2.4. Растворы тщательно перемешивают. При приготовлении градуировочных образцов следует использовать пипетки с номинальной вместимостью наиболее близкой к отмеряемым аликвотам градуировочных растворов (например, для аликвоты объемом 4,0 см³ берут градуированную пипетку вместимостью 5, а не 10 см³).

Массовые концентрации ионов металлов в градуировочных образцах № 1 - № 5 приведены в таблице 5.

Растворы градуировочных образцов №1 - № 5 хранят в плотно закрытой пластиковой посуде не более 7 сут.

Если массовая концентрация ионов металла в основном и рабочем градуировочных растворах не равна точно 50,0 мг/дм³, 10,0мг/дм³ или

2,0 мг/дм³, рассчитывают массовую концентрацию ионов металла в градуировочных образцах № 1 - № 5 в соответствии с массовой концентрацией в конкретном основном или рабочем градуировочном растворе.

9.4.2 Градуировочные образцы для выполнения измерений способом электротермической атомизации

Для выполнения измерений массовой концентрации кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка способом электротермической атомизации готовят градуировочные образцы, используя рабочие градуировочные растворы ионов металлов.

Для приготовления градуировочных образцов № 6 - № 10 отбирают градуированными пипетками вместимостью 0,5, 1, 2 и 5 см³ объемы рабочих градуировочных растворов ионов кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка, указанные по номерам градуировочных образцов в таблице 6, вносят для смешивания в мерную колбу вместимостью 1000 см³. Объем раствора доводят до метки на колбе раствором азотной кислоты, 0,1 моль/дм³, приготовленным по 9.2.5. Растворы тщательно перемешивают. При приготовлении градуировочных образцов следует использовать пипетки с номинальной вместимостью наиболее близкой к отмеряемым аликвотам рабочих градуировочных растворов (например, для аликвоты объемом 0,15 или 0,25 см³ берут градуированную пипетку вместимостью 0,5, а не 1 см³ или для аликвоты объемом 1,5 см³ — пипетку вместимостью 2, а не 5 см³). Массовые концентрации ионов металлов в градуировочных образцах № 6 - № 10 приведены в таблице 7.

Градуировочные образцы для выполнения измерений массовой концентрации марганца по линии с длиной волны А_Мп = 403,1 нм готовят в диапазоне массовых концентраций ионов марганца от

20.0    до 100,0 мкг/дм³. Отбирают 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 см³ рабочего градуировочного раствора марганца, приготовленного по 9.3.3, с помощью градуированной пипетки вместимостью 1 см³, помещают в мерные колбы вместимостью 100 см³, доводят до меток на колбах раствором азотной кислоты, 0,1 моль/дм³, приготовленным по 9.2.5, перемешивают. Массовая концентрация ионов марганца в полученных образцах составит соответственно 20,0; 40,0; 60,0; 80,0 и

100.0    мкг/дм³.

Растворы градуировочных образцов ионов металлов для выполнения измерений способом электротермической атомизации используют в день приготовления.

9.5 Подготовка атомно-абсорбционного спектрофотометра

9.5.1    Атомно-абсорбционный спектрофотометр готовят к работе в соответствии с техническим описанием или руководством по эксплуатации. Для определения железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка в спектрофотометре устанавливают лампу с полым катодом для определения соответствующего металла, настраивают ее оптимальный режим работы и ширину спектральной щели монохроматора, юстируют положение лампы по максимуму интенсивности излучения (согласно руководству по эксплуатации и рекомендациям производителя).

9.5.2    Для выполнения измерений способом пламенной атомизации зажигают воздушно-ацетиленовое пламя горелки спектрофотометра, как описано в руководстве по эксплуатации.

Измерения массовых концентраций металлов выполняют на резонансных спектральных линиях с длиной волны А_Гв = 248,3 нм, Аса = 228,8 нм, А_Со = 240,7 нм, А_Мп = 279,5 нм, А_Си = 324,8 нм, Ан = 232,0 нм, Аръ = 283,3 нм, Асг- 357,9 нм и Ащ- 213,9 нм.

9.5.3    Для выполнения измерений способом электротермической атомизации в соответствии с руководством по эксплуатации подключают температурную программу нагрева электротермического атомизатора спектрофотометра, соответствующую определяемому металлу, в атомизатор помещают графитовую кювету и выполняют специальную программу «Очистка», при этом измеренное значение атомного поглощения металла (далее - абсорбционность) не должно превышать значения 0,01. Если полученное значение абсорбционности превышает 0,01, процедуру очистки повторяют до достижения требуемого значения. В этом случае электротермический атомизатор спектрофотометра готов к работе. Программу «Очистка» также выполняют после замены графитовой кюветы в атомизаторе спектрофотометра и при переходе от выполнения измерений больших концентраций металлов к меньшим.

Измерения массовой концентрации марганца выполняют на резонансной спектральной линии с длиной волны Аш- 279,5 или 403,1 нм, измерения массовой концентрации кадмия, кобальта, меди, никеля, свинца, хрома или цинка выполняют на соответствующей линии с длиной волны по 9.5.2.

Для проведения измерений массовой концентрации кадмия, свинца и цинка в атомизатор спектрофотометра устанавливают кювету из высокоплотного графита, для выполнения измерений массовой концентрации кобальта, марганца, меди, никеля и хрома - графитовую кювету с пиролитическим покрытием.

Содержание

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

2    Нормативные ссылки...............................................................................1

3    Требования к показателям точности измерений...................................2

4    Требования к средствам измерений, вспомогательным

устройствам, реактивам, материалам..................................................3

4.1    Средства измерений, вспомогательные устройства.....................3

4.2    Реактивы и материалы....................................................................6

5    Метод измерений.....................................................................................6

6    Требования безопасности, охраны окружающей среды........................7

7    Требования к квалификации операторов...............................................7

8    Требования к условиям измерений........................................................8

9    Подготовка к выполнению измерений....................................................8

9.1    Отбор и хранение проб взвешенных веществ...............................8

9.2    Приготовление растворов и реактивов..........................................9

9.3    Приготовление градуировочных растворов.................................10

9.4    Приготовление градуировочных образцов..................................12

9.5    Подготовка атомно-абсорбционного спектрофотометра............15

9.6    Установление градуировочных зависимостей.............................16

10    Порядок выполнения измерений........................................................18

10.1    Подготовка и минерализация взвешенных веществ.................18

10.2    Порядок выполнения измерений................................................19

11    Обработка результатов измерений....................................................22

12    Оформление результатов измерений................................................23

13    Контроль качества результатов измерений при реализации

методики в лаборатории.....................................................................24

13.1    Общие положения.......................................................................24

13.2    Алгоритм оперативного контроля повторяемости.....................24

13.3    Алгоритм оперативного контроля процедуры

выполнения измерений с использованием метода добавок.....25

14    Проверка приемлемости результатов, полученных

в условиях воспроизводимости...........................................................26

9.6 Установление градуировочных зависимостей

9.6.1    Градуировочные зависимости устанавливают перед измерением массовой концентрации металлов в растворах взвешенных веществ после микроволновой обработки (далее - минерализаты), а также после замены спектральной лампы или графитовой кюветы в спектрофотометре.

9.6.2    Для установления градуировочных зависимостей железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома или цинка с использованием пламенного способа атомизации выполняют не менее двух измерений аналитического сигнала (абсорбционности) раствора холостого опыта (раствор азотной кислоты, 0,1 моль/дм³, приготовленный по 9.2.4). Полученные результаты измерений усредняют, если они отличаются друг от друга не более чем на 20 % по отношению к среднему значению. Далее выполняют не менее двух измерений аналитического сигнала металлов в каждом из градуировочных образцов № 1 - № 5 в порядке возрастания их концентраций. Среднее арифметическое значение абсорбционности холостого опыта вычитают из усредненной абсорбционности градуировочных образцов. Допускается выполнять эту процедуру с помощью программного обеспечения спектрофотометра. Полученные результаты для железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка в каждом образце усредняют между собой, если расхождения между ними по отношению к среднему значению не превышают относительных значений, приведенных в таблице 8.

Градуировочные зависимости абсорбционности (ось ординат) от массовой концентрации металла в мг/дм³ (ось абсцисс) рассчитывают для каждого из металлов методом наименьших квадратов или с помощью программного обеспечения спектрофотометра, используя средние значения аналитического сигнала.

Введение

Взвешенные вещества природных поверхносшых иод - это твердые частицы минерального, и органического происхождения, превосходят по размеру коллоидные частицы и поэтому остаются на фильтре с диаметром пор 0,45 мкм при фильтровании проб воды. Взвешенные вещества перемещаются в водной толще, оседают на дно и поднимаются водоворотами из донных отложений, состоят из частиц песка, глины, ила, остатков зоо- и фитопланктона и микроорганизмов. По сравнению с донными отложениями взвешенные вещества обогащены тяжелыми металлами, что обусловлено, в первую очередь, их тонкодисперсным составом и высокими сорбционными свойствами.

Присутствие соединений тяжелых металлов (железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка) во взвешенных веществах водных объектов обусловлено причинами природного и антропогенного характера, от космической пыли и размыва почвы или горных пород до атмосферных выбросов и сточных вод промышленных предприятий.

Во взвешенных веществах основная часть соединений металлов находится в виде малорастворимых оксидов, гидроксидов и карбонатов железа Fe (III), кадмия Cd (II), меди Си (II), кобальта Со (II), хрома Cr (III), марганца Mn (II), никеля Ni (II), свинца Pb (II) и цинка Zn (II), их сульфидов (за исключением Cr (III)) и комплексных соединений с органическими веществами вод, а также в составе зоопланктона, фитопланктона, бактерий и детрита. Марганец является наиболее подвижным элементом, так как его карбонаты легко растворяются даже при незначительных изменениях в равновесии вода - взвешенное вещество, а труднорастворимый диоксид марганца МпОг является наиболее устойчивой и доминирующей формой марганца. Органические соединения металлов, кроме соединений Со (III), Ni (II) и Си (II) характеризуются невысокой устойчивостью. Взвешенные вещества, для которых характерно преобладание сорбированных форм металлов (до 40 % от валового содержания железа, кобальта, марганца, меди и цинка), вносят наибольший вклад в миграцию тяжелых металлов в поверхностных водах. Миграционная способность взвешенных форм соединений металлов определяется, главным образом, геохимическим составом взвешенного материала.

Содержание тяжелых металлов зависит также от количества взвешенных веществ в воде. Среднее значение массовой концентрации взвешенного вещества в поверхностных водах находится в пределах от одного до нескольких десятков миллиграммов в кубическом дециметре, более высокие значения могут быть в случае, если отбор проб проводился при сильном ветре и течениях, вызывавших взмучивание донных отложений. Для сезонных колебаний содержания взвешенных

частиц в водах характерно их увеличение до 2 раз во время весеннего снеготаяния.

Во взвешенных веществах малозагрязненных поверхностных вод суши массовая концентрация кадмия, кобальта, меди, никеля, свинца, хрома и цинка в большинстве случаев находится в пределах от долей до единиц, редко десятков микрограммов в кубическом дециметре. Для железа и марганца характерны концентрации от нескольких десятков до нескольких сотен микрограммов в кубическом дециметре. Более высокие концентрации металлов можно обнаружить в районах залегания соответствующих руд и местах сброса сточных вод промышленных предприятий. Особенно резкое увеличение (от 3 до 5 раз) массовой концентрации железа, марганца и цинка происходит весной в районах ведения открытых горно-технических работ за счет поступления взвешенных веществ с водосбора в составе талых вод.

Повышенное содержание взвешенных частиц в воде и соответственно, тяжелых металлов, оказывает угнетающее действие на ряд функций в организме рыб и представляет непосредственную опасность для других гидробионтов и человека.

Применительно к аналитическому определению соединений металлов в водах принято считать их растворенными формами те, которые проходят через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм, взвешенными - остающиеся на упомянутом фильтре. Валовое содержание металлов - это сумма растворенных и взвешенных форм.

Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования государственными нормативными документами установлены значения предельно допустимых концентраций (ПДК) металлов для растворенных форм кобальта, марганца, никеля, свинца, цинка и валового содержания соединений железа, кадмия, меди, хрома. В водах водных объектов рыбохозяйственного значения нормируется массовая концентрация растворенных форм металлов кроме соединений марганца и хрома.

Не менее важно знать содержание взвешенных форм металлов в водах водного объекта.

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЖЕЛЕЗА, КАДМИЯ, КОБАЛЬТА, МАРГАНЦА, МЕДИ, НИКЕЛЯ, СВИНЦА, ХРОМА И ЦИНКА ВО ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВАХ ВОД Методика измерений атомно-абсорбционным методом с использованием микроволновой обработки проб

Дата введения - 2019-11-01

1 Область применения

1.1 Настоящий руководящий документ устанавливает методику измерений (далее - методика) массовой концентрации железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка во взвешенных веществах водного объекта в диапазонах, приведенных в таблице 1.

1.2 Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих анализ природных и очищенных сточных вод.

2 Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфорп. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия

ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб

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

МИ 2881-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа.

Примечания

1    Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделе 4.

2    При пользовании настоящим руководящим документом целесообразно проверять действие национальных стандартов в информационной системе общего пользования на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году.

3    Если ссылочный нормативный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим руководящим документом следует руководствоваться замененным (измененным) нормативным документом. Если ссылочный нормативный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Требования к показателям точности измерений

3.1    При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений характеристики погрешности результата измерения с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблицах 2 и 3.

Пределы обнаружения металлов во взвешенных веществах водных объектов по настоящему руководящему документу следующие:

-    при выполнении измерений способом пламенной атомизации для железа и меди 20 мкг/дм³, кобальта и цинка 5 мкг/дм³, марганца 4 мкг/дм³, кадмия, никеля, свинца и хрома 2 мкг/дм³;

-    при выполнении измерений способом электротермической атомизации - для кадмия, кобальта, никеля, свинца, хрома и цинка

1    мкг/дм³, марганца 3 мкг/дм³ и меди 4 мкг/дм³.

3.2    Значения показателя точности методики используют при:

оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;

оценке деятельности лабораторий на качество проведения измерений;

оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики в конкретной лаборатории.

2

4 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, реактивам, материалам

4.1    Средства измерений, вспомогательные устройства

4.1.1    Атомно-абсорбционный спектрофотометр (далее -спектрофотометр) любого типа с пламенным и/или электротермическим атомизатором (АА-7000, АА-6200, Agilent-240, Analyst, Квант-2, Квант-Z.3TA, МГА-915, Спектр-5, Solaar S2, Savant и др.), снабженный

корректором неселективного поглощения фона, графитовыми кюветами из высокоплотного графита и графитовыми кюветами с пиролитическим покрытием, спектральными лампами с полым катодом для определения железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, хрома и цинка.

4.1.2    Государственный стандартный образец состава раствора ионов железа (III) ГСО 7766-2000 (далее - ГСО) или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.3    Государственный стандартный образец состава раствора ионов кадмия (II) ГСО 7874-2000 или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.4    Государственный стандартный образец состава раствора ионов кобальта (II) ГСО 7880-2001 или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.5    Государственный стандартный образец состава раствора ионов марганца (II) ГСО 7875-2000 или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.6    Государственный стандартный образец состава раствора ионов меди (II) ГСО 7764-2000 или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.7    Государственный стандартный образец состава раствора ионов никеля (II) ГСО 7785-2000 или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.8    Государственный стандартный образец состава раствора ионов свинца (II) ГСО 7877-2000 или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.9    Государственный стандартный образец состава раствора ионов хрома (VI) ГСО 7834-2000 или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.10    Государственный стандартный образец состава раствора ионов цинка (II) ГСО 7770-2000 или аналогичный с относительной погрешностью аттестованного значения не более 1 %.

4.1.11    Колбы мерные 2-го класса точности исполнения 2 или 2а по ГОСТ 1770-74 вместимостью: 10 см³ - 4 шт., 25 см³ - 4 шт., 50 см³ -10 шт., 100 см³ - 15 шт., 500 см³ - 1 шт., 1000 см³-6 шт.

4.1.12    Колбы мерные пластиковые РР, PLASH BRAND, NS 10/19 или аналогичные любого типа вместимостью: 50 см³ - 4 шт., 100 см³ - 4 шт.

4.1.13    Пипетки градуированные 2-го класса точности типа 1 или 3 исполнения 1 или 2 по ГОСТ 29227-91 вместимостью: 0,5 см³ - 1 шт., 1 см³ - 10 шт., 2 см³ - 5 шт., 5 см³ - 5 шт., 10 см³ - 5 шт.

4.1.14    Пипетки с одной отметкой 2-го класса точности исполнения 1 или 2 по ГОСТ 29169-91 вместимостью: 1 см³ - 4 шт.,2см³ - 4 шт., 5 см³ - 7 шт., 10 см³ - 9 шт., 20 см³ - 1 шт.

4.1.15    Цилиндры мерные 2-го класса точности исполнения 1 или 3 по ГОСТ 1770-74 вместимостью: 10 см³ - Зшт., 250 см³ - 2 шт., 500 см³ - 1 шт., 1000 см³ - 1 шт.

4.1.16    Пробирки градуированные цилиндрические с завинчивающимися крышками, пластиковые или аналогичные любого типа вместимостью 5 см³ - 9 шт.

4.1.17    Стаканы В-1, ТХС по ГОСТ 25336-82 вместимостью: 400 см³ - 2 шт., 600 см³ - 2 шт.

4.1.18    Воронки В-36-80 ХС по ГОСТ 25336-82 или лабораторные пластиковые диаметром 25 мм - 4 шт.

4.1.19    Чаши по ГОСТ 19908-90 вместимостью 50 или 100 см³-4 шт.

4.1.20    Флаконы пластиковые с завинчивающимися крышками с уплотнительными силиконовыми прокладками вместимостью 1 или 2 дм³ для отбора и хранения проб воды.

4.1.21    Пакеты пластиковые с застежкой «Zip-lock» или аналогичные любого типа, размером 6*8 или 7x10 см для хранения фильтров с осадками взвешенных веществ.

4.1.22    Оправа шприцевого фильтра пластиковая многоразовая Swinnex-25 (Millipore), диаметр 25 мм или аналогичная любого типа.

4.1.23    Шприц-дозатор для оправы шприцевого фильтра или шприц одноразовый с коннектором «Луер-лок» вместимостью 50 см³.

4.1.24    Посуда стеклянная для хранения растворов вместимостью 0,25, 0,50 и 1 дм³.

4.1.25    Посуда пластиковая с завинчивающимися крышками для хранения растворов вместимостью 0,1 и 0,25 дм³.

4.1.26    Пинцет лабораторный пластиковый или из нержавеющей стали с пластиковыми наконечниками, длина 105 или 125 мм.

4.1.27    Лабораторная микроволновая система для разложения проб (Mars-5, Mars-6, TOPwave или аналогичная лабораторная микроволновая система любого типа) с комплектом тефлоновых реакционных сосудов вместимостью не менее 55 см³, частотой магнетрона (2450±50) МГц и выходной мощностью не менее 1800 Вт.

4.1.28 Установка для фильтрования при разрежении с использованием мембранного фильтра любого типа.

4.1.29 Центрифуга настольная ОПн-3 или аналогичная со скоростью вращения до 3000 оборотов/мин.

4.1.30    Бидистиллятор стеклянный БС или аналогичный любого типа или установка для перегонки дистиллированной воды из стекла группы ТС (плоскодонная колба типа П исполнения 1 с взаимозаменяемым конусом 29/32, вместимостью 1000 или 2000 см³, насадка типа Н1 с взаимозаменяемыми конусами 29/32-14/23-14/23, холодильник типа ХПТ исполнения 1 длиной не менее 400 мм, аллонж типа АИ с взаимозаменяемым конусом муфты 14/23) по ГОСТ 25336-82.