РД 52.24.514-2009. Руководящий документ. Методика расчета суммарной молярной (массовой) концентрации ионов натрия и калия, суммарной массовой концентрации ионов в водах
(утв. Росгидрометом 03.06.2009)
(ред. от 15.03.2024)
Примечание
Документ утрачивает силу с 01.03.2027 в связи с изданием Приказа Росгидромета от 04.03.2026 № 62. Взамен вводится в действие РД 52.24.514-2026. Документ утрачивает силу с 01.03.2027 в связи с изданием Приказа Росгидромета от 04.03.2026 № 62. Взамен вводится в действие РД 52.24.514-2026. Действие данного документа продлено до 01.03.2029 Приказом Росгидромета от 02.12.2022 № 771. Действие данного документа продлено до 01.03.2026 Приказом Росгидромета от 01.08.2022 № 347. Изменение № 1, утв. Приказом Росгидромета от 15.03.2024 № 78, введено в действие с 01.05.2024. Взамен РД 52.24.514-2002.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["РД 52.24.514-2002"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/rd-52-24-514-2002" "РД 52.24.514-2002. Руководящий документ. Методические указания. Расчет общего содержания натрия и калия и общего содержания ионов в поверхностных водах суши (утв. и введен в действ" n1["РД 52.24.514-2009"]:::doc click n1 "https://bukva.ai/docs/rd-52-24-514-2009" "РД 52.24.514-2009. Руководящий документ. Методика расчета суммарной молярной (массовой) концентрации ионов натрия и калия, суммарной массовой концентрации ионов в водах (утв. Росги" 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;
Утвержден Заместителем Руководителя Росгидромета 3 июня 2009 года
МЕТОДИКА РАСЧЕТА СУММАРНОЙ МОЛЯРНОЙ (МАССОВОЙ) КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ НАТРИЯ И КАЛИЯ, СУММАРНОЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ В ВОДАХ
Дата введения 1 июля 2009 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Государственным учреждением Гидрохимический институт (ГУ ГХИ)
2 РАЗРАБОТЧИКИ Назарова А.А., канд. хим. наук, Боева Л.В., канд. хим. наук
3 СОГЛАСОВАН с ГУ «НПО Тайфун» 03.03.2009 и УМЗА Росгидромета 02.06.09
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 03.06.2009
5 АТТЕСТОВАН ГУ ГХИ, свидетельство об аттестации методики № 168-1.24-2008 от 04.02.2008
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦМТР ГУ «НПО „Тайфун“ за номером РД 52.24.514-2009 от 23.06.2009»
7 ВЗАМЕН РД 52.24.514-2002. Методические указания. Расчет общего содержания натрия и калия, общего содержания ионов в поверхностных водах суши
Введение
Натрий и калий относятся к главным компонентам химического состава природных вод. Натрий по распространенности среди катионов стоит на первом месте, составляя больше половины их общего содержания.
Основными источниками поступления этих металлов в поверхностные воды суши являются изверженные, осадочные породы и самородные растворимые хлориды, сульфаты и карбонаты. Кроме того, натрий и калий поступают в поверхностные воды с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами и с водами, сбрасываемыми с орошаемых полей. Источником поступления натрия также могут быть засоленные почвы, из которых он вымывается атмосферными осадками. Большое значение имеют и биологические процессы, протекающие на водосборе, в результате которых образуются растворимые соединения натрия и калия.
Калий относится к числу биогенных элементов, необходимых для развития водной растительности.
Натрий обладает высокой миграционной способностью, что обусловлено хорошей растворимостью его соединений в воде, слабо выраженной способностью к сорбции взвесями и донными отложениями. Миграционная способность калия ниже, однако, из-за низкой концентрации калия, и натрий, и калий в поверхностных водах суши мигрируют преимущественно в растворенном состоянии в виде ионов.
Концентрация натрия в речных водах колеблется от нескольких единиц до сотен миллиграммов в кубическом дециметре, концентрация калия — от десятых долей до нескольких сотен миллиграммов в кубическом дециметре в зависимости от физико-географических условий, геологических особенностей бассейнов водных объектов и интенсивности антропогенного воздействия на него. Обычно в поверхностных водах суши концентрация натрия не превышает 300 мг/дм3, но в некоторых случаях может достигать граммов в кубическом дециметре (например, в соленых озерах, небольших реках засушливых регионов с преимущественно подземным питанием). В большинстве поверхностных вод суши содержание калия не превышает 20 мг/дм3.
Внутригодовые изменения концентрации натрия и калия в поверхностных водах суши связаны, в основном, с гидрологическим режимом водных объектов.
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 водных объектов рыбохозяйственного назначения. ПДК калия при минерализации менее 100 мг/дм3 составляет 10 мг/дм3, при более высокой минерализации — 50 мг/дм3.
Раздельное определение натрия и калия методами пламенной фотометрии и ионометрии предпочтительно по сравнению с расчетным методом определения этих компонентов. Однако в ряде случаев, при отсутствии необходимых приборов, при проведении исследований по сокращенной программе, допустимо определять суммарную молярную (массовую) концентрацию ионов натрия и калия расчетным методом.
Суммарную массовую концентрацию растворенных в поверхностных водах веществ, содержащих преимущественно главные ионы, называют обычно суммой ионов и выражают в мг/дм3. В поверхностных водах суши сумма ионов соответствует, как правило, минерализации.
Настоящий руководящий документ устанавливает методику расчета суммарной массовой и молярной концентраций ионов натрия и калия в пробах поверхностных вод суши, отобранных в створах, не подверженных непосредственному поступлению сточных вод в диапазонах от 1 до 3000 мг/дм3 натрия и от 0,5 до 300 мг/дм3 калия, а также суммарной массовой концентрации ионов в диапазоне от 5,0 до 20000 мг/дм3.
Руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих мониторинг состояния и загрязнения водных объектов.
2 Приписанные характеристики погрешности
2.1 При соблюдении всех регламентируемых методиками выполнения измерений (МВИ) условий проведения измерений главных ионов (кальция, магния, натрия, калия, гидрокарбонатов, карбонатов, сульфатов хлоридов) [1] характеристика погрешности определения суммарной массовой концентрации ионов натрия и калия и суммарной массовой концентрации ионов не превышает значений, приведенных в таблице 1.
Значения характеристик погрешности определения суммарной молярной (или суммарной массовой) концентрации калия и натрия \delta_{1} и суммарной массовой концентрации ионов \delta_{2} при доверительной вероятности P = 0,95 в зависимости от типа воды
| Тип поверхностных вод суши (по Алекину О.А.) | Показатель точности (границы погрешности), % | |
| \pm \delta_{1} | \pm \delta_{2} | |
| Гидрокарбонатный | 20 | 30 |
| Сульфатно-натриевый, магниевый | 20 | 35 |
| Хлоридный | 25 | 35 |
3.1 В поверхностных водах суши преобладают ионы натрия, калия, магния и кальция, гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты. Остальные ионы, как правило, находятся в незначительных количествах [2]. Если сумма анионов (в миллимолях количества вещества эквивалентов (КВЭ) в кубическом дециметре) больше суммы катионов (кальция и магния), можно рассчитать суммарную молярную концентрацию ионов калия и натрия по разности суммарных молярных концентраций анионов и катионов.
В зоне влияния сточных вод на химический состав поверхностных вод суши, особенно при поступлении натрия и калия со сточными водами, определять суммарную массовую концентрацию натрия и калия расчетным методом не рекомендуется.
3.2 Суммарную массовую концентрацию ионов рассчитывают по сумме концентраций главных ионов (кальция, магния, натрия, калия, гидрокарбонатов, карбонатов, сульфатов хлоридов).
Примечание - В случае, если массовые концентрации других ионов (ионов аммония, нитратов или других) превышают 0,1 мг/дм3 (в пересчете на соответствующий элемент), то их также учитывают при расчете суммарных концентраций натрия и калия и суммарной массовой концентрации ионов.
4 Требования безопасности, охраны окружающей среды
Требования безопасности при определении суммарной молярной (массовой) концентрации ионов натрия и калия и суммарной массовой концентрации ионов не регламентируются.
5 Требования к квалификации операторов
К выполнению расчетов суммарной молярной (массовой) концентрации ионов натрия и калия и суммарной массовой концентрации ионов допускаются специалисты с высшим или средним специальным образованием, имеющие опыт работы в гидрохимической лаборатории.
6.1 Расчет суммарной молярной концентрации ионов натрия и калия производят при наличии результатов измерений массовых концентраций главных ионов по аттестованным МВИ [1]. Массовые концентрации катионов и анионов, определенные по МВИ, следует перевести в молярные концентрации КВЭ, используя значения КВЭ, приведенные в таблице 2.
| Наименование иона | Ca2+ | Mg2+ | N - NH_{4}^{+} | Cl- | SO_{4}^{-} | HCO_{3}^{-} | N - NO_{3}^{-} |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| КВЭ, мг/ммоль | 20,04 | 12,15 | 14,01 | 35,45 | 48,03 | 61,01 | 14,01 |
Суммарную молярную концентрацию ионов натрия и калия \Sigma\prime , ммоль/дм3 КВЭ, рассчитывают по разности между суммарной молярной концентрацией анионов \Sigma_{A} , ммоль/дм3 КВЭ, и суммарной молярной концентрацией катионов \Sigma_{K1} , ммоль/дм3 КВЭ, кальция, магния (а также аммония, если его концентрация превышает 0,1 мг/дм3).
\Sigma\prime = \Sigma_{A} - \Sigma_{K1} . (1)
6.2 Для пересчета суммарной молярной концентрации в суммарную массовую концентрацию натрия и калия \Sigma\prime\prime , мг/дм3, используют формулу
\Sigma\prime\prime = (\Sigma_{A} - \Sigma_{K1}) \cdot \text{Э}_{Na + K} , (2)
где \text{Э}_{Na + K} — эмпирический эквивалент, числовые значения которого зависят от климатической зоны и гидрологической фазы водного объекта (половодье, паводок или межень). Средние значения эмпирических эквивалентов приведены в таблице 3.
Средние значения эмпирического эквивалента суммы натрия и калия для вод различных климатических зон в половодье и межень
В том случае, когда река на своем протяжении пересекает несколько климатических зон, следует использовать разные эмпирические эквиваленты, характерные для каждой зоны.
6.3 Суммарную массовую концентрацию ионов (сумму ионов) \sum \prime\prime\prime , мг/дм3, рассчитывают по сумме значений массовых концентраций главных катионов \sum K2 , мг/дм3, (кальция, магния, натрия, калия), анионов \sum A , мг/дм3, (гидрокарбонатов, карбонатов (при их наличии), сульфатов, хлоридов) и других ионов, если их массовые концентрации превышают 0,5 мг/дм3 в пересчете на ион (для форм биогенных элементов)
\sum \prime\prime\prime = \sum {}_{K2} + \sum A . (3)
Допускается для вычисления суммарной массовой концентрации ионов (суммы ионов) использовать суммарную массовую концентрацию ионов натрия и калия, рассчитанную по формуле (2).
(п. 6.3 в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росгидромета от 15.03.2024 № 78)
7 Оформление результатов расчетов
7.1 Суммарную молярную (массовую) концентрацию ионов натрия и калия и суммарную массовую концентрацию ионов в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде
\Sigma\prime \pm \Delta\prime,\text{ммоль}/\text{дм}^{3} , (4)
или \Sigma\prime\prime \pm \Delta\prime\prime,\text{мг}/\text{дм}^{3} , (5)
\Sigma\prime\prime\prime \pm \Delta\prime\prime\prime,\text{мг}/\text{дм}^{3} , (6)
где \pm \Delta\prime , \pm \Delta\prime\prime , \pm \Delta\prime\prime\prime — границы характеристики абсолютной погрешности определения соответствующих суммарных молярных (массовых) концентраций для разных типов воды, рассчитанные по формулам
\pm \Delta\prime = 0,01 \cdot \delta_{1} \cdot \Sigma\prime,\text{ммоль}/\text{дм}^{3} , (7)
\pm \Delta\prime\prime = 0,01 \cdot \delta_{1} \cdot \Sigma\prime\prime,\text{мг}/\text{дм}^{3} , (8)
\pm \Delta\prime\prime\prime = 0,01 \cdot \delta_{2} \cdot \Sigma\prime\prime\prime,\text{мг}/\text{дм}^{3} . (9)
\delta_{1} , \delta_{2} — границы относительной погрешности определения соответствующих суммарных массовых концентраций для разных типов воды (см. таблицу 1).
7.2 Характеристика абсолютной погрешности определения суммарной молярной \pm \Delta\prime_{\text{Л}} , ммоль/дм3, (массовой \pm \Delta\prime_{\text{Л}}\prime , мг/дм3) концентрации ионов натрия и калия и суммарной массовой концентрации ионов \pm \Delta\prime_{\text{Л}}\prime\prime , мг/дм3, может быть рассчитана на основании характеристик погрешности измерений конкретных катионов и анионов по МВИ, используемым в лаборатории, по формулам
\pm \Delta\prime_{\text{Л}} = \Sigma\prime \cdot \sqrt{\sum_{i = 1}^{n} (\frac{\Delta_{ki}}{X_{ki}})^{2} + \sum_{i = 1}^{m} (\frac{\Delta_{ai}}{X_{ai}})2} , (10)
\pm \Delta\prime_{\text{Л}}\prime = \Sigma\prime\prime \cdot \sqrt{\sum_{i = 1}^{n} (\frac{\Delta_{ki}}{X_{ki}})^{2} + \sum_{i = 1}^{m} (\frac{\Delta_{ai}}{X_{ai}})2} , (11)
\pm \Delta\prime_{\text{Л}}\prime\prime = \Sigma\prime\prime\prime \cdot \sqrt{\sum_{i = 1}^{n} (\frac{\Delta_{ki}}{X_{ki}})^{2} + \sum_{i = 1}^{m} (\frac{\Delta_{ai}}{X_{ai}})2} . (12)
где \Delta_{ki} — характеристика погрешности измерения i-того катиона, участвующего в расчетах, мг/дм3 (ммоль/дм3);
X_{ki} — концентрация i-того катиона, участвующего в расчетах, мг/дм3 (ммоль/дм3);
\Delta_{ai} — характеристика погрешности измерения i-того аниона, участвующего в расчетах, мг/дм3 (ммоль/дм3);
X_{ai} — концентрация i-того аниона, участвующего в расчетах, мг/дм3 (ммоль/дм3);
n — число катионов, участвующих в расчетах;
m — число анионов, участвующих в расчетах.
Контроль погрешности проводят при выполнении измерений массовой концентрации катионов и анионов в соответствии с алгоритмами, приведенными в МВИ, используемыми в лаборатории [1].
1. РД 52.18.595 Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды.
2. Справочник по гидрохимии//Под ред. А.М. Никанорова — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. С. 9 — 36.
------------------------------------------------------------------