РД 52.24.391-95. Руководящий документ. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации натрия и калия в поверхностных водах суши пламенно-фотометрическим методом
(утв. и введен в действие Росгидрометом 17.04.1995)
Внимание
Документ утратил силу с 20 июля 2008 года в связи с изданием РД 52.24.391-2008, утв. Росгидрометом 04.06.2008. Документ введен в действие с 1 июля 1995 года. Взамен РД 52.24.43-87 и РД 52.24.56-88.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["РД 52.24.391-95"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/rd-52-24-391-95" "РД 52.24.391-95. Руководящий документ. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации натрия и калия в поверхностных водах суши пламенно-фотометрическим" n1["РД 52.24.391-2008"]:::doc click n1 "https://bukva.ai/docs/rd-52-24-391-2008" "РД 52.24.391-2008. Руководящий документ. Массовая концентрация натрия и калия в водах. Методика выполнения измерений пламенно-фотометрическим методом (утв. и введен в действие Росг" n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
17 апреля 1995 года
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НАТРИЯ И КАЛИЯ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ СУШИ ПЛАМЕННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
1 июля 1995 года
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.
4. Одобрен Секцией по методам химического и радиологического мониторинга природной среды ЦКПМ Росгидромета 11.04.95, протокол № 2.
5. Свидетельства об аттестации МВИ выданы Гидрохимическим институтом в 1995 г., № 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 растворенного 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/куб. дм и 0,6 — 300 мг/куб. дм 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/куб. дм.
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/куб. дм, рыбохозяйственного — 120 мг/куб. дм. Содержание калия нормируется только в воде рыбохозяйственных водоемов (ПДК 50 мг/куб. дм).
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.
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/куб. дм. При анализе проб воды с массовой концентрацией натрия и калия, превышающей 50,0 мг/куб. дм, 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/куб. дм составляет +/- 15%, свыше 50 мг/куб. дм — +/- 10%. Норма погрешности при выполнении измерений калия в природных водах в диапазоне массовых концентраций 1 — 5 мг/куб. дм составляет +/- 20%, свыше 5 мг/куб. дм — +/- 15%.
Установленные для настоящей методики значения характеристик погрешности и ее составляющих приведены в таблицах 1, 2.
ПРИ ИЗМЕРЕНИИ НАТРИЯ (P = 0,95)
| Диапазон измеряемых концентраций натрия C, мг/куб. дм | Характеристики составляющих погрешности, мг/куб. дм | Характеристика погрешности, мг/куб. дм, ДЕЛЬТА | |
| случайной . сигма (ДЕЛЬТА) | систематической ДЕЛЬТА , c | ||
| 1,0 — 50,0 | 0,04 + 0,02 х C | 0,02 + 0,02 х C | 0,08 + 0,04 х C |
ПРИ ИЗМЕРЕНИИ КАЛИЯ (P = 0,95)
| Диапазон измеряемых концентраций калия C, мг/куб. дм | Характеристики составляющих погрешности, мг/куб. дм | Характеристика погрешности, мг/куб. дм, ДЕЛЬТА | |
| случайной . сигма (ДЕЛЬТА) | систематической ДЕЛЬТА , c | ||
| 1,0 — 50,0 | 0,02 + 0,025 х C | 0,025 х C | 0,03 + 0,055 х C |
При выполнении измерений в пробах с массовой концентрацией натрия и калия свыше 50 мг/куб. дм после соответствующего разбавления погрешность измерения не превышает величины ДЕЛЬТА n, где ДЕЛЬТА — погрешность измерения концентрации натрия и калия в разбавленной пробе; n — степень разбавления.
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 (лямбда = 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/куб. дм. 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 куб. дм/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:
4.1.8 Пипетки градуированные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29227 вместимостью:
4.1.9 Пипетки с одной меткой не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29169 вместимостью:
4.1.10. Цилиндр мерный по ГОСТ 1770 вместимостью 500 куб. см — 1.
4.1.11 Стаканы химические по ГОСТ 25336 вместимостью:
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(NO ) х 9H O растворяют в 500 куб. см 3 3 2
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/куб. дм.
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 °C в течение 2 ч, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 куб. см, 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 его эксплуатации.
6.4 Установление градуировочных зависимостей
В мерные колбы вместимостью 100 куб. см последовательно вносят 0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 куб. см градуировочного раствора натрия (калия) с массовой концентрацией 1,000 мг/куб. дм. 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/куб. дм. Растворы используют в день приготовления.
25 — 30 куб. см каждого из полученных растворов переносят в стаканы вместимостью 50 куб. см, 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/куб. дм, — 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 куб. см вносят по 2,5 куб. см буферного раствора и доводят объемы растворов в колбах до метки водой анализируемых проб (при содержании кальция менее 50 мг/куб. дм допускается вместо буферного раствора использовать 2,5 куб. см дистиллированной воды). Переносят пробы в стаканы вместимостью 50 куб. см, 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 куб. см вносят 2,5 куб. см буферного раствора, аликвоту анализируемой воды (1 — 10 куб. см) и доводят до метки дистиллированной водой.
8. Вычисление результатов измерений
Массовую концентрацию натрия (калия) в анализируемой пробе воды рассчитывают по формуле
C = 1,11 х C , (1) x r
где: C — массовая концентрация натрия (калия) в анализируемой пробе, x мг/куб. дм; C — массовая концентрация натрия (калия), найденная по градуировочной r зависимости, мг/куб. дм; 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
C х 25
r
C = ------- (2) x V
где: C — массовая концентрация натрия (калия) в анализируемой пробе, x мг/куб. дм; С — концентрация натрия (калия), найденная по градуировочной r зависимости, мг/куб. дм; V — объем аликвоты анализируемой пробы воды, куб. см.
Результат измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
C +/- ДЕЛЬТА, мг/куб. дм (P = 0,95), (3) x
где ДЕЛЬТА — 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 (C ), x в пробе, разбавленной в n раз (n = 1,5 — 2,5) (C ), и в пробе, разбавленной р
в n раз, с введенной добавкой (C ). Величина добавки (C ) должна
рд д
составлять 40 — 60% от содержания натрия или калия в исходной пробе.
Результат контроля признают удовлетворительным, если:
|C - C - C | + |n х C - C | <= K . (4) рд р д р x п
Норматив контроля погрешности (K ) рассчитывают по формуле п
.
K = ДЕЛЬТА + 3,31 сигма (ДЕЛЬТА) (P = 0,95), (5) п c
.
где ДЕЛЬТА и сигма (ДЕЛЬТА) — характеристики систематической и c случайной составляющих погрешности измерений массовой концентрации натрия или калия в пробе без добавки C (таблицы 1, 2). x
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.