РД 52.24.28-86. Руководящий документ. Методические указания по атомно-абсорбционному электротермическому определению тяжелых металлов /Cd, Pb, Zn, Ag, Cu, Mn, Cr, Co, Ni/ и бериллия в природных и очищенных сточных водах
(утв. Госкомприродой СССР 07.06.1990)
Внимание
Документ утратил силу в связи с введением в действие РД 52.24.377-95, утв. Росгидрометом 17.04.1995.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["РД 52.24.28-86"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/rd-52-24-28-86" "РД 52.24.28-86. Руководящий документ. Методические указания по атомно-абсорбционному электротермическому определению тяжелых металлов /Cd, Pb, Zn, Ag, Cu, Mn, Cr, Co, Ni/ и берилли" n1["РД 52.24.377-95"]:::rst click n1 "https://bukva.ai/docs/rd-52-24-377-95" "РД 52.24.377-95. Руководящий документ. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации металлов (Al, Ag, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn) в" n2["РД 52.24.377-2008"]:::rst click n2 "https://bukva.ai/docs/rd-52-24-377-2008" "РД 52.24.377-2008. Руководящий документ. Массовая концентрация алюминия, бериллия, ванадия, железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, молибдена, никеля, свинца, серебра, хрома и ци" n3["РД 52.24.377-2021"]:::doc click n3 "https://bukva.ai/docs/prikaz-rd-52-24-377-2021" "РД 52.24.377-2021. Руководящий документ. Массовая концентрация алюминия, бериллия, ванадия, железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, молибдена, никеля, свинца, серебра, хрома и ци" n0 --> n1 n1 --> n2 n2 --> n3 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
УТВЕРЖДАЮ
Главный метролог
Головной организации
по гидросфере (ВНИИВО)
Госкомприроды СССР
Н. Г. Подоба
7 июня 1990 года
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО АТОМНО-АБСОРБЦИОННОМУ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОМУ ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ /Cd, Pb, Zn, Ag, Cu, Mn, Cr, Co, Ni/ И БЕРИЛЛИЯ В ПРИРОДНЫХ И ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОДАХ
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
Настоящая методика устанавливает порядок выполнения в лабораториях сети ОГСНК и ГХЛ Минводхоза СССР атомно-абсорбционного электротермического определения содержания тяжелых металлов /кадмия, свинца, цинка, серебра, меди, марганца, хрома, кобальта, никеля/ и бериллия в природных и очищенных сточных водах с общей минерализацией до 10 г/л.
Области определений при атомизации рекомендованных объектов проб составляют: для кадмия 0,12 — 2,0; свинца 2,0 — 32; цинка 2,5 — 20; серебра 0,05 — 4,0; меди 1,0 — 30; марганца 0,5 — 13,5; хрома 1 — 30; кобальта 2,5 — 40; никеля 5,0 — 65; бериллия 0,2 — 4,0 мкг/л.
При необходимости методика позволяет посредством увеличения атомизируемого объема проб понизить нижнюю границу области определений в 2 — 4 раза.
Средняя продолжительность одного определения, включая подготовительные работы при выполнении поэлементного анализа серии проб составляет 6 минут.
1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ
Настоящая методика основана на измерении абсорбционности атомного пара определяемого металла в перфорированной абсорбционной графитовой трубке с коаксиальной платформой. Проба воды дозируется в полость коаксиальной платформы, после чего абсорбционная трубка нагревается электротоком по программе, включающей выпаривание пробы до сухого остатка и его импульсную атомизацию, сопровождающуюся измерением атомной абсорбции.
2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ
2.1 Приборы
2.1.1. Атомно-абсорбционный спектрофотометр с электротермическим атомизатором типа печи Массмана.
2.1.2 Комплект спектральных ламп.
2.1.3. Набор автоматических микропипеток вместимостью 2,5; 25; 50; 100 мкл.
2.1.4. Перфорированные абсорбционные трубки /с коаксиальной платформой/ длиной 28 — 40 мм для определения Cu, Mn, Ni, Co, Cr, Be и длиной 40 мм для определения Pb, Cd, Zn, Ag, Cu.
2.1.5. Весы аналитические лабораторные ВЛР-200г по ТУ 25-06-1131-75 2 класса точности или другие равноценные по точности.
2.1.6. Термометр лабораторный шкальный типа 4Л-2, пределы 0 + 55 °C, цена деления 0,1 °C по ГОСТ 215-73.
2.1.7 Барометр-анероид, цена деления 0,1 мб по ГОСТ 6466-53.
2.2 Посуда
2.2.1. Колбы мерные наливные 2-го класса точности по ГОСТ 1770-74, вместимостью 100 см3 — 5 шт; 200 см3 — 5 шт; 250 см3 — 5 шт; 500 см3 — 5 шт; 1000 см3 — 3 шт.
2.2.2. Контейнеры для проб из полиэтилена высокого давления на 250 см3.
2.2.3 Пипетки по ГОСТ 20292-74 2-го класса точности
| исполнения | 8 | вместимостью | 0,1 см3 | - 3 шт. |
|---|---|---|---|---|
| -«-» | 1 — 2 | -«-» | 1 см3 | - 5 шт. |
| -«-» | 4 — 5 | -«-» | 1 см3 | - 5 шт. |
| -«-» | 1 — 2 | -«-» | 2 см3 | - 4 шт. |
| -«-» | 1 — 2 | -«-» | 5 см3 | - 4 шт. |
| -«-» | 1 — 2 | -«-» | 10 см3 | - 3 шт. |
2.2.4. Цилиндры мерные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 1000 см3 — 2 шт.
2.3 Вспомогательное оборудование
2.3.1 Фильтры мембранные /Владипор/ тип МФА-МА по ТУ № 6-0,5-1003-81.
2.3.2 Установка для фильтрования.
2.3.3. Установка для получения деионированной воды или установка из стекла пирекс для вторичной перегонки дистиллированной воды.
2.4 Реактивы
2.4.1 Дистиллированная вода по ГОСТ 6709-72.
2.4.2. Вода для приготовления градуировочных растворов и разбавления кислот получается пропусканием дистиллированной воды через ионообменные смолы, или перегонкой дистиллированной воды.
2.4.3 Кислота азотная о.с.ч. /d — 1,37 г/см3/ по ГОСТ 11125-78.
2.4.4. Государственные стандартные образцы для анализа воды ГСО 1293-80 П; 1759-80; 1761-80.
2.4.5 Бериллий сернокислый ТУ МХП-3306-52.
2.4.6 Аргон, сорт высший по ГОСТ 10157-79.
3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
- меры предосторожности при работе с сильным окислителями, кислотами, щелочами;
- правила безопасности при работе с электрическими установками с напряжением до 1000 В;
- правила техники безопасности при работе с баллонами сжатого газа;
- инструктаж по технике безопасности проводить в соответствии с «Основными правилами безопасной работы в лабораториях промышленно-санитарной химии», 1968 г.
4. ТРЕБОВАНИЯ К ПОМЕЩЕНИЮ
Помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, вытяжным зонтом над атомизатором атомно-абсорбционного спектрофотометра. В помещении не должны храниться крепкие растворы концентрированных кислот, не должны проводиться работы с ними.
5. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ
К выполнению измерений и обработки их результатов могут быть допущены инженеры или лаборанты со средним специальным образованием, прошедшие соответствующую подготовку и имеющие опыт работы в химической лаборатории.
6. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ
При выполнении измерений должны быть соблюдены следующие условия согласно ГОСТ 12997-76:
7. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЯ
При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы:
7.1 Приготовление растворов
7.1.1. Раствор разбавленной азотной кислоты 1:1 /500 мл конц. азотной кислоты разбавляет 500 мл деионированной воды/.
7.1.2. Градуировочные растворы готовятся путем разбавления Государственных стандартных образцов для анализа воды по методике, описанной в «Приложении 1».
7.2 Подготовка проб к анализу
Пробы воды сразу после отбора фильтруют через мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 мкм и консервируют азотной кислотой из расчета 2 мл разбавленной азотной кислоты на 100 см3 пробы.
7.3 Подготовка спектрофотометра
7.3.1 Настройка измерительной схемы
Спектрофотометр настраивают для измерений амплитуды импульса атомной абсорбции в режиме автоматической компенсации неселективного ослабления света. При этом на спектрофотометре с цифровой индикацией аналитического сигнала предусматривают контроль правильности формы импульса атомной абсорбции.
Конкретные условия измерения — длину волны, ширину щели монохроматора, TRC постоянную времени усилителя, скорость диаграммной ленты, выбирают по таблице 1.
Параметры, определяющие условия электротермического атомно-абсорбционного определения металлов
7.3.2 Подготовка атомизатора
Коаксиальную платформу вставляют в перфорированную абсорбционную трубку, совмещают имеющиеся в их стенках отверстия для введения пробы. Абсорбционную трубку закрепляют в атомизаторе и нагревают в токе аргона до 700 °C в течение 30 с, затем до 2600 °C в течения 7 с после охлаждения атомизатора. Далее, руководствуясь таблицами 2 и 3, задают параметры атомизации и проводят обжиг абсорбционной трубки, пока аналитический сигнал не уменьшится до уровня шумов измерительной схемы спектрофотометра. После отжига атомизируют градуировочные растворы и пробы.
Параметры программы атомизации
Параметры атомизации с испарением в нагревающуюся
и охлаждающуюся абсорбционную трубку /в скобках указана
величина тока для абсорбционной трубки длиной 40 мм/
8. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
8.1. Технология измерения абсорбционности при атомизации проб в перфорированной абсорбционной трубке с коаксиальной платформой.
8.1.1 Дозирование
При выполнении дозирования микрошприц заполняют пробой, снимают фильтровальной бумагой капли с его наконечника и вводят наконечник в коаксиальную платформу, нажимают шток и, не отпуская его, выводят наконечник из атомизатора. При правильном выполнении дозирования проба в коаксиальной платформе принимает форму капиллярного столба жидкости и экранируется световой поток. При этом указатели прибора-индикатора интенсивности световых потоков в аналитических каналах устанавливаются в положении «100% поглощения» /0% пропускания/. Объемы дозируемых проб приведены в таблице 4.
Коэффициент чувствительности и верхний предел диапазона
определяемых концентраций
8.1.2 Выпаривание
На стадии выпаривания абсорбционную трубку нагревают до 190 — 200 °C, продолжительность выпаривания 100 мкл пробы — 60 — 70 с, 50 мкл — 30 — 40 с; 2 — 5 мкл — 10 с. Контроль за своевременным окончанием выпаривания осуществляют, наблюдая положение указателя интенсивности световых потоков: за 5 — 15 с до переключения нагрева атомизатора на режим «озоление» указатели должны из положения «100% поглощения» переместиться в положение «0% поглощения». При выпаривании не следует допускать вскипания пробы, а также переключение атомизатора на режим «озоление», если указатели интенсивности световых потоков не находятся в положении «0% поглощения».
8.1.3 Озоление
Продолжительность стадии «озоление» при анализе пресных вод 15 с. При анализе вод с повышенным содержанием солей и органических веществ продолжительность озоления увеличивается до 30 с. При определении Cd, Pb, Zn и Ag следует периодически визуально контролировать температуру озоления: абсорбционная трубка не должна нагреваться до красного свечения.
8.1.4 Атомизация
На стадии атомизации следует контролировать правильность формы импульса атомной абсорбции и величину неселективного ослабления света. В момент записи пика импульса неселективное ослабление не должно превышать 50%. Если же неселективное ослабление больше указанного, пробу разбавляют деионированной водой или дозируют меньший объем пробы — 25, 50 мкл. В зависимости от типа комплектующего спектрофотометр устройства, управляющего нагревом абсорбционной трубки, стадию «атомизация» можно проводить в изотермических условиях, или в условиях нарастания температуры абсорбционной трубки и в условиях ее охлаждения.
8.1.4.1 Изотермическая атомизация
Осуществление изотермической атомизации возможно только на приборах, имеющих сенсор температуры и регулятор мощности нагревающего абсорбционную трубку электротока с обратной связью по температуре /например, «Сатурн-3»/. Параметры атомизации задают, руководствуясь таблицей 2. При этом регулятор мощности настраивают на максимальную величину электротока. При изотермической атомизации заданная температура абсорбционной трубки должна достигаться раньше, или в начале испарения соединений определяемого металла /рис. 1/.
Хронограмма параметров процесса изотермической атомизации /схема/
3 — импульс атомной абсорбции
Если это условие не выполняется вследствие недостаточной мощности электротока, то абсорбционную трубку перед стадией атомизации охлаждают в течение 20 — 30 с.
8.1.4.2 Атомизация с испарением в охлаждающуюся трубку
Атомизация с испарением в охлаждающуюся трубку осуществляется при использовании спектрофотометров, не имеющих сенсоров температуры /«Сатурн-2», «С-112»/. При этом стадию «атомизация» разделяют на два этапа: этап нагрева абсорбционной трубки импульсом тока максимальной мощности до момента начала испарения соединений испаряемого металла, т.е. до начала записи импульса атомной абсорбции, и этап собственно атомизации, на продолжении которой через абсорбционную трубку пропускается электроток с мощностью, достаточной для поддержания теплового равновесия абсорбционной трубки при температуре, обеспечивающей термическую диссоциацию испаряющихся с платформы соединений /рис. 2/.
1 — электроток 2 — температура абсорбционной трубки
3 — импульс атомной абсорбции
Приведенные в табл. 3 временные параметры могут уточняться в конкретных условиях в зависимости от мощности устройства, управляющего нагревом абсорбционной трубки.
В случаях, когда мощность электротока на этапе импульсного нагрева абсорбционной трубки меньше необходимой, после стадии «озоление» абсорбционную трубку следует охладить, включив электроток через нее на 20 — 30 с.
8.1.4.3 Атомизация в нагревающей трубке
Атомизация в условиях нарастания температуры абсорбционной трубки /рис. 3/ - наиболее простой и распространенный способ получения атомного пара пробы, осуществляется на спектрофотометрах 3-ступенчатым нагревом абсорбционной трубки, не позволяющих реализовать другие способы атомизации.
Хронограмма параметров процесса атомизации с испарением в нагревающую абсорбционную трубку
2 — температура
3 — импульс атомной абсорбции
8.1.5 Отжиг
Проведение отжига абсорбционной трубки после атомизации сухого остатка пробы в большинстве случаев полностью исключает влияние «памяти» трубки о составе проанализированной пробы на результаты последующего анализа. Однако, при анализе проб вод с высоким содержанием солей, во время отжига следует контролировать уровень неселективного ослабления света. Отжиг следует повторять, если на момент его окончания неселективное ослабление света превышает 5%.
8.1.6 Охлаждение
После отжига анализируемую пробу следует дозировать не ранее чем через 45 с в абсорбционные трубки длиной 26 мм, и через 1 мин в абсорбционные трубки длиной 40 мм.
8.2 Ход определений концентрации металлов в пробах
Последовательно измеряют абсорбционность градуировочных растворов, в том числе с нулевой концентрацией определяемого металла /холостой опыт/. По полученным данным строят градуировочный график, рассчитывают коэффициент чувствительности и показатель <...>.
В пределах области определений градуировочные графики должны быть прямолинейными и проходить через точку, соответствующую среднему результату «холостого опыта». При этом наклон графика должен соответствовать коэффициенту чувствительности, приведенному в таблице 4. В случаях, когда градуированный график не линеен или коэффициент чувствительности меньше приведенного в табл. 4 более чем на 30%, уменьшают ток разряда спектральной лампы или заменяют ее.
Рассчитанное значение показателя точности определения металла в «холостом» опыте сравнивают со значениями свободного члена в уравнениях, приведенных в табл. 6. Если расчетное значение показателя точности больше табличного, то заменяют азотную кислоту или деионированную воду на более чистые.
После этого на приборах с аналоговой регистрацией аналитического сигнала измеряют абсорбционность проб, а на приборах с цифровой регистрацией — концентрацию определяемого металла. При этом в обоих случаях для контроля чувствительности периодически, через 9 циклов атомизации проб, измеряют абсорбционность градуировочного раствора с концентрацией, соответствующей пределу линейной зависимости градуировочного графика. Если полученный результат оказывается заниженным более, чем на 20%, то измерение абсорбционности повторяют. При получении заниженного результата повторного измерения абсорбционности градуировочного раствора производят замену абсорбционной графитовой трубки.
При анализе проб, в которых содержание определяемого металла может быть много больше максимально определяемой концентрации, следует для исключения возможности загрязнения абсорбционной трубки и для определения оптимальной кратности разбавления провести в начале полуколичественное определение с имитацией разбавления проб. Для этого в коаксиальную платформу вводят 50 или 100 мкл пробы и сразу же ее отсасывают, коснувшись наконечником дозатора поверхности.
9. ВЫЧИСЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТА ИЗМЕРЕНИЙ
9.1 Построение градуировочного графика
Градуировочный график строят по данным измерений абсорбционности градуировочных растворов и среднему результату 10-ти параллельных измерений абсорбционности «холостого» раствора. График строят в координатах C_{\text{гр}.\text{р}.} - \text{А} , где C_{\text{гр}.\text{р}.} — концентрация металла в градуировочном растворе, мкг/л; A — аналитический сигнал, амплитуда импульса атомной абсорбции в единицах оптической плотности /в логарифмах отношения интенсивности световых потоков в аналитическом и компенсирующем помехи каналах/.
9.2 Расчет коэффициента чувствительности
Коэффициент чувствительности рассчитывают по формуле 1
\text{К}_{\text{ч}} = \frac{\text{А}_{\text{гр}.\text{р}.} - \overline{\text{А}_{\text{хол}.}}}{C_{\text{гр}.\text{р}.}} /1/
где: \text{А}_{\text{гр}.\text{р}.} — считанная с градуировочного графика абсорбционность градуировочного раствора с концентрацией, соответствующей пределу линейности градуировочного графика;
C_{\text{гр}.\text{р}.} — концентрация металла в упомянутом градуировочном растворе, в мкл/л.
9.3. Расчет показателя точности определения металла в «холостом опыте».
Показатель точности определения металла в «холостом» опыте рассчитывается по формуле /2/:
\text{С}_{Me_{\text{хол}.}} = \frac{2\gamma(f) \sqrt{\sum_{i = 1}^{n = 10} (\text{А}_{\text{хол}.i} - \overline{\text{А}_{\text{хол}.}})^{2} \cdot 10^{- 1}}}{\text{К}_{\text{ч}}} /2/
где: \text{А}_{\text{хол}.i} — абсорбционность «холостого» раствора в i-том измерении;
\overline{\text{А}_{\text{хол}.}} — среднее значение абсорбционности «холостого» раствора;
\text{К}_{\text{ч}} — коэффициент чувствительности определений;
\gamma(f) — статистический коэффициент, учитывающий ограниченность ряда параллельных измерений, равный 1,56 для n = 10.
9.4 Расчет содержания металла в пробе
Концентрацию металла в пробе рассчитывают по формуле /3/.
\text{С}_{\text{мет}} = \frac{V_{\text{пр}}(A_{\text{пр}} - \overline{\text{А}_{\text{хол}.}})f}{V_{\text{гр}.\text{р}} \cdot \text{К}_{\text{ч}}} /3/
где: V_{\text{пр}} — дозируемый объем пробы;
V_{\text{гр}.\text{р}} — дозируемый объем градуировочного раствора;
A_{\text{пр}} — абсорбционность пробы;
\overline{\text{А}_{\text{хол}.}} — абсорбционность «холостого» раствора;
Результаты определения кадмия, серебра, бериллия рассчитывают до тысячных, а остальных металлов — до сотых долей мкг/л и округляют до 2-х значащих цифр.
При выполнении определений на атомно-абсорбционном спектрофотометре с регистрацией измеряемой величины в единицах концентрации, содержание металлов в пробе рассчитывают по формуле /4/:
\text{С}_{\text{ме}} = \frac{V_{\text{пр}.} \cdot \text{С}_{\text{ме пр}.\text{изм}.} \cdot f}{V_{\text{гр}.\text{р}}} /4/
9.5 Запись результатов измерений
Результаты измерений записывают в рабочий журнал по форме, приведенной в таблице 5.
10. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Значение точностных характеристик результатов измерений рассчитывается по формулам, приведенным в таблице 6.
11. КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Контроль точности измерений проводят соответствии с требованиями «Инструкции по внутрилабораторному контролю качества анализа химического состава вод», Ростов-на-Дону, 1980 г.


