ПНД Ф 14.1:2.110-97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений содержаний взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом

(утв. Госкомэкологией России 21.03.1997)

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ СОДЕРЖАНИЙ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ И ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ПРОБАХ ПРИРОДНЫХ И ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

ПНД Ф 14.1:2.110-97

Методика допущена для целей государственного экологического контроля.

Издание 2004 года.

Настоящий документ устанавливает методику количественного химического анализа проб природных и очищенных сточных вод для определения в них содержания взвешенных веществ (3 мг/куб. дм и более) и общего содержания примесей (10 мг/куб. дм и более) гравиметрическим методом.

Результаты определения могут быть искажены при наличии в пробе значительных количеств масел и жиров, поэтому при отборе пробы должно быть исключено попадание в нее поверхностной пленки.

Гравиметрический метод определения взвешенных веществ основан на выделении их из пробы фильтрованием воды через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм или бумажный фильтр «синяя лента» и взвешивании осадка на фильтре после высушивания его до постоянной массы.

Определение общего содержания примесей (суммы растворенных и взвешенных веществ) осуществляют выпариванием известного объема нефильтрованной анализируемой воды на водяной бане, высушиванием остатка при 105 °C до постоянной массы и его взвешиванием.

Настоящая методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в таблице 1.

Диапазон измерений массовой концентрации взвешенных веществ и общего содержания примесей, мг/куб. дм	Показатель точности (границы относительной погрешности при вероятности P = 0,95), +/- дельта, %	Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости), сигма , % r	Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), сигма , % R
Взвешенные вещества
от 3,0 до 10,0 вкл.	30	10	15
св. 10,0 до 50,0 вкл.	20	7	10
св. 50,0	10	3	5
Общее содержание примесей
от 10,0 до 30,0 вкл.	25	10	12
св. 30,0 до 100,0 вкл.	20	7	10
св. 100,0	10	3	5

Значения показателя точности методики используют при:

• оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией;
• оценке деятельности лабораторий на качество проведения испытаний;
• оценке возможности использования результатов анализа при реализации методики в конкретной лаборатории.

4.1 Средства измерений

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г и ценой наименьшего деления 0,1 мг любого типа ГОСТ 24104-2001 Цилиндры мерные ГОСТ 1770 1(3)-500 1(3)-1000

4.2 Вспомогательные устройства

Плитки электрические с закрытой спиралью и регулируемой мощностью нагрева ГОСТ 14919 Печь муфельная Шкаф сушильный лабораторный с температурой нагрева до 130 °C Баня водяная Прибор вакуумного фильтрования ПВФ-35 или ПВФ-47 ТУ-3616-001-32953279-97 Воронки лабораторные ГОСТ 25336 В-56-80 ХС В-75-110 ХС Колбы конические ГОСТ 25336 Кн-2-500-40 ТХС Кн-2-1000-42 ТХС Стаканчики для взвешивания (бюксы) ГОСТ 25336 СН-45/13 СН-60/14 Стаканы химические ГОСТ 25336 В-1-500 ТС Чашки выпарительные 3(4) ГОСТ 9147 Тигли фарфоровые с крышками 3(2) ГОСТ 9147 Чашки биологические (Петри) ЧБН-1-100 ГОСТ 25336 Эксикатор ГОСТ 25336 Пинцет

Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

    Допускается  использование  других,  в  том  числе  импортных,  средств
измерений  и  вспомогательных  устройств с характеристиками не хуже,  чем у

приведенных в п. п. 4.1 и 4.2.

4.3 Реактивы и материалы

Фильтры мембранные Владипор типа МФАС-МА или МФАС-ОС-2 (0,45 мкм) с диаметром, соответствующим ячейке прибора вакуумного фильтрования, или фильтры бумажные обеззоленные

"синяя лента"                                       ТУ 6-55-221-1029-89
диаметром 5,5 - 11 см                               ТУ 6-09-1678
Бумага фильтровальная                               ТУ 2642-001-42624157-98

Соляная кислота ГОСТ 4204 Вода дистиллированная ГОСТ 6709

Используемая для анализа соляная кислота должна быть квалификации ч.д.а. или х.ч.

Допускается использование соляной кислоты, изготовленной по другой нормативно-технической документации, в том числе импортной, с квалификацией не ниже ч.д.а.

5.1. При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007.

5.2. Электробезопасность при работе с электроустановками обеспечивается по ГОСТ 12.1.019.

5.3. Организация обучения работающих безопасности труда проводится по ГОСТ 12.0.004.

5.4. Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой гравиметрического анализа и изучивший инструкцию по эксплуатации лабораторных весов.

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия: - температура окружающего воздуха (22 +/- 6) °C; - атмосферное давление (84 — 106) кПа; - относительная влажность не более 80% при температуре 25 °C; - частота переменного тока (50 +/- 1) Гц; - напряжение в сети (220 +/- 22) В.

8.1. Отбор проб производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб».

8.2. Посуду, предназначенную для отбора и хранения проб, промывают раствором соляной кислоты 1:1, а затем дистиллированной водой.

8.3. Пробы воды отбирают в стеклянную посуду. Использование полиэтиленовой посуды допускается, если анализ пробы будет выполнен в тот же день.

Объем отбираемой пробы должен быть не менее 1000 куб. см при содержании взвешенных веществ < 50 мг/куб. дм и не менее 500 куб. см при содержании взвешенных веществ 50 мг/куб. дм и выше.

8.4. Пробы анализируют не позднее чем через 6 часов после отбора или хранят в холодильнике при t < 5 °C не более 7 дней.

8.5 При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

• цель анализа, предполагаемые загрязнители;
• место, время отбора;
• номер пробы;
• должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

9.1 Подготовка мембранных фильтров

Фильтры кипятят в дистиллированной воде 5 — 10 мин. Кипячение проводят 3 раза, сливая после каждого раза воду и заменяя ее свежей. Затем фильтры помещают в чашки Петри и сушат в сушильном шкафу при 105 °C в течение часа. Чистые фильтры хранят в закрытых чашках Петри.

Перед использованием фильтр маркируют карандашом с мягким грифелем, с помощью пинцета помещают в маркированный бюкс, сушат при 105 °C в течение 1 часа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают закрытый бюкс с фильтром на лабораторных весах с точностью до 0,1 мг.

9.2 Подготовка бумажных фильтров

Бумажные обеззоленные фильтры «синяя лента» маркируют, складывают, помещают в воронки и промывают 100 — 150 куб. см дистиллированной воды. Затем пинцетом вынимают фильтр из воронки, помещают в сложенном виде в маркированный бюкс и высушивают в сушильном шкафу при 105 °C в течение 1 часа. Затем охлаждают бюксы с фильтрами в эксикаторе и, закрыв их крышками, взвешивают на лабораторных весах с точностью до 0,1 мг. Повторяют процедуру сушки до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг.

9.3 Подготовка тиглей

Фарфоровые тигли с крышками промывают раствором соляной кислоты (п. 9.4), затем дистиллированной водой, сушат, прокаливают при 600 °C в течение 2 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,1 мг. Повторяют прокаливание до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг.

9.4 Раствор соляной кислоты

30 куб. см соляной кислоты смешивают с 170 куб. см дистиллированной воды. Раствор хранят в плотно закрытой посуде не более 1 года.

9.5 Подготовка прибора для вакуумного фильтрования

Подготовку прибора для вакуумного фильтрования осуществляют в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.

10.1 Определение взвешенных веществ с использованием

Подготовленный и взвешенный мембранный фильтр пинцетом извлекают из бюкса, зажимают в ячейке прибора вакуумного фильтрования и пропускают отмеренный объем тщательно перемешанной анализируемой пробы воды. Этот объем зависит от содержания взвешенных веществ в воде и подбирается с таким расчетом, чтобы масса осадка взвешенных веществ на фильтре находилась в пределах 3 — 200 мг.

После пропускания нужного объема воды приставший к стенкам ячейки для фильтрования осадок смывают на фильтр порцией фильтрата. Фильтр с осадком дважды промывают дистиллированной водой порциями по 10 куб. см, извлекают пинцетом из устройства для фильтрования, помещают в тот же бюкс, в котором его взвешивали до фильтрования, подсушивают сначала на воздухе, а затем в сушильном шкафу при 105 °C в течение 1 часа, после чего взвешивают.

Повторяют процедуру сушки до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг при массе осадка до 50 мг и 1 мг при массе более 50 мг.

10.2 Определение взвешенных веществ с использованием

Взвешенный бумажный фильтр помещают в воронку, смачивают небольшим количеством дистиллированной воды для хорошего прилипания и пропускают отмеренный объем тщательно перемешанной анализируемой пробы воды, подобранный с таким расчетом, чтобы масса осадка взвешенных веществ на фильтре находилась в пределах 3 — 200 мг.

По окончании фильтрования дают воде полностью стечь, затем фильтр с осадком трижды промывают дистиллированной водой порциями по 10 куб. см, осторожно вынимают пинцетом и помещают в тот же бюкс, в котором его взвешивали до фильтрования. Фильтр высушивают 2 ч при 105 °C, охлаждают в эксикаторе и, закрыв бюкс крышкой, взвешивают.

Повторяют процедуру сушки, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг при массе осадка до 50 мг и 1 мг при массе более 50 мг.

10.3 Определение общего содержания примесей

Выпарительные чашки помещают на водяную баню, в них постепенно приливают тщательно перемешанный отмеренный объем анализируемой пробы воды, содержащий от 10 до 250 мг примесей, и упаривают до объема 5 — 10 куб. см. Упаренную пробу количественно переносят в тигель (п. 9.3), промывая чашки 2 — 3 раза дистиллированной водой порциями по 4 — 5 куб. см. Упаривают пробу в тигле досуха. После выпаривания дно тигля для удаления накипи обтирают фильтровальной бумагой, смоченной раствором соляной кислоты, и ополаскивают дистиллированной водой.

Если необходимо определить содержание только растворенных веществ (сухой остаток), для упаривания берут отфильтрованную воду.

Тигли переносят в сушильный шкаф, сушат при 105 °C в течение 2 ч, охлаждают в эксикаторе, закрывают крышками и взвешивают.

Повторяют процедуру сушки и взвешивания до тех пор, пока разница между взвешиваниями не превысит 0,5 мг при массе осадка менее 50 мг и 1 мг при массе более 50 мг.

Содержание взвешенных веществ в анализируемой пробе воды X, мг/куб. дм, рассчитывают по формуле:

                               (m   - m ) x 1000
                                 фо    ф

X = -----------------, V

где: m — масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром с осадком фо взвешенных веществ, г; m — масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром без осадка, г; ф V — объем профильтрованной пробы воды, куб. дм.

Общее содержание примесей в анализируемой пробе воды x, мг/куб. дм, рассчитывают по формуле:

                               (m  - m ) x 1000
                                 1    2

x = ----------------, V

где: m — масса тигля, г; 1 m — масса тигля с высушенным остатком, г; 2 V — объем пробы воды, взятый для упаривания, куб. дм.

Расхождение между результатами анализа, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата анализа, и в качестве окончательного может быть использовано их среднее арифметическое значение. Значения предела воспроизводимости приведены в таблице 2.

Диапазон измерений массовой концентрации взвешенных веществ и общего содержания примесей, мг/куб. дм	Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях), R, %
Взвешенные вещества
от 3,0 до 10,0 вкл.	42
св. 10,0 до 50,0 вкл.	28
св. 50,0	14
Общее содержание примесей
от 10,0 до 30,0 вкл.	34
св. 30,0 до 100,0 вкл.	28
св. 100,0	14

При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов анализа согласно разделу 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

Результат анализа X или x в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде:

где ДЕЛЬТА — показатель точности методики для взвешенных веществ или общего содержания примесей.

Значение ДЕЛЬТА рассчитывают по формуле:

Значение дельта приведено в таблице 1.

Допустимо результат анализа в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде:

X +/- ДЕЛЬТА , или x +/- ДЕЛЬТА , мг/куб. дм, P = 0,95,

                      л                  л

    при условии ДЕЛЬТА  < ДЕЛЬТА,

                  л

где: X или x — результат анализа, полученный в соответствии с прописью методики; +/- ДЕЛЬТА — значение характеристики погрешности результатов анализа, л установленное при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемое контролем стабильности результатов анализа.

Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.

Контроль качества результатов анализа при реализации методики в лаборатории предусматривает:

• оперативный контроль процедуры анализа (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
• контроль стабильности результатов анализа (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).

13.1 Алгоритм оперативного контроля процедуры анализа

с использованием метода разбавления пробы

    Оперативный   контроль   процедуры  анализа  проводят  путем  сравнения
результата  отдельно  взятой контрольной процедуры К  с нормативом контроля

                                                к

К.

Результат контрольной процедуры К рассчитывают по формуле: к

К =	2X' — X

                           к

где: X' — результат анализа содержания взвешенных веществ в пробе, разбавленной в два раза; X — результат анализа содержания взвешенных веществ в исходной пробе. Норматив контроля К рассчитывают по формуле:

                         _______________________

                            /       2            2
                      К = \/4 ДЕЛЬТА     + ДЕЛЬТА   ,
                                    л,X'         л,X

    где   ДЕЛЬТА    ,   ДЕЛЬТА    -  значения  характеристики   погрешности
                л,X'          л,X
результатов  анализа,  установленные в лаборатории при реализации методики,
соответствующие  содержанию  взвешенных  веществ  в  разбавленной пробе и в

исходной пробе соответственно.

    Примечание.  Допустимо  характеристику  погрешности результатов анализа
при  внедрении  методики  в  лаборатории устанавливать на основе выражения:
ДЕЛЬТА   =  0,84  x  ДЕЛЬТА,  с  последующим  уточнением по мере накопления

  л

информации в процессе контроля стабильности результатов анализа.

Процедуру анализа признают удовлетворительной при выполнении условия:

К <= К. (1) к

При невыполнении условия (1) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (1) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

Оперативный контроль процедуры анализа применительно к общему содержанию примесей в анализируемой пробе воды осуществляют аналогично.

Периодичность оперативного контроля процедуры анализа, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов анализа регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

---