ГОСТ Р 57758-2017. Национальный стандарт Российской Федерации. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Подготовка аналитических навесок из лабораторной пробы

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 03.10.2017 № 1309-ст)

ОКС 13.030.01

Дата введения 1 мая 2018 года

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий (ФГУП „ВНИИ СМТ“) совместно с Обществом с ограниченной ответственностью „Инновационный экологический фонд“ (ООО „ИНЭКО“)»

2 ВНЕСЕН подкомитетом ПК 2 «Обращение с отходами» Технического комитета по стандартизации ТК 409 «Охрана окружающей природной среды»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 октября 2017 г. № 1309-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений европейского стандарта ЕН 15002:2015 «Характеристика отходов. Подготовка аналитических навесок из лабораторной пробы» (EN 15002:2015 «Charakterisierung von Abfällen — Herstellung von Prüfmengen aus der Laborprobe», NEQ)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт разработан на основе европейского стандарта ЕН 15002:2015 «Характеристика отходов. Подготовка аналитических навесок из лабораторной пробы» (EN 15002:2015 «Charakterisierung von Abfällen — Herstellung von Prüfmengen aus der Laborprobe»), подготовленного Техническим комитетом CEN/TC 292 «Характеристика отходов», секретариат которого поддерживается Бюро по стандартизации NBN (Бельгия).

В лабораторной практике пробу, взятую в соответствии с планом отбора проб, анализируют различными методами. Для этих целей пробу разделяют таким образом, чтобы получить несколько аналитических навесок веществ, представляющих интерес, и применяют методы анализа, позволяющие получить представительные данные для исходной лабораторной пробы. Представительность лабораторной пробы и аналитической навески имеет особое значение для обеспечения качества и точности результатов анализа. Представительность лабораторной пробы устанавливают в соответствии с планом отбора проб.

Настоящий стандарт устанавливает последовательность проведения анализа для обеспечения представительности аналитических навесок в соответствии с надлежащей (добросовестной) лабораторной практикой.

При проведении анализа отходов и шламов (определении любых показателей) лицо, осуществляющее анализ, должно ознакомиться с основными рисками, возникающими при обращении с этими материалами. Пробы отходов и шламов могут содержать опасные (например, токсичные, химически активные, огнеопасные, инфицированные) компоненты, обладающие высокой биологической и химической реакционной способностью. Поэтому при работе с пробами этих материалов следует соблюдать особую осторожность. Кроме того, в результате микробиологической или химической активности материалов могут образовываться горючие газы, которые приводят к избыточному давлению в закрытых сосудах. При взрыве сосудов могут образовываться опасные осколки, пыль и (или) аэрозоли.

Требования настоящего стандарта могут служить основой инструкций по технике безопасности лабораторной практики при обращении с пробами отходов, шламов.

Настоящий стандарт должен соблюдаться при возникновении всех рисков, связанных с процедурами лабораторного анализа образцов отходов и шламов.

Объектом стандартизации в настоящем стандарте является ресурсосбережение, предметом стандартизации — обращение с отходами, аспектом стандартизации — отбор проб из лабораторного образца. Настоящий стандарт является неэквивалентным по отношению к аналогу: введены ссылки на национальные стандарты Российской Федерации и уточнена структура стандарта.

В настоящем стандарте использованы ссылки на 50 стандартов, включая международные и европейские стандарты, а также на европейские региональные документы и на документ по добросовестной лабораторной практике.

Приложение А - обязательное, приложения Б - Д носят справочный характер.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к надлежащей (добросовестной) лабораторной практике для безопасной подготовки аналитических навесок из лабораторной пробы отходов и шламов.

Настоящий стандарт распространяется на методы подготовки аналитических навесок из лабораторной пробы любых отходов, включая шламы и осадки сточных вод.

Настоящий стандарт не распространяется на радиоактивные отходы и шламы, которые попадают в сферу действия другого законодательства.

Требования, установленные настоящим стандартом, предназначены для добровольного применения в нормативно-правовой, нормативной, технической и проектно-конструкторской документации, а также в научно-технической, учебной и справочной литературе применительно к процессам обращения с отходами на этапах их технологического цикла отходов с вовлечением соответствующих материальных ресурсов в хозяйственную деятельность в качестве вторичного сырья, обеспечивая при этом сохранение и защиту окружающей среды, здоровья и жизни людей.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 14.322-83 Нормирование расхода материалов. Основные положения

ГОСТ 30772-2001 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения

ГОСТ 31886-2012 Принципы надлежащей лабораторной практики (GLP). Применение Принципов GLP к краткосрочным исследованиям

ГОСТ 33044-2014 Принципы надлежащей лабораторной практики

ГОСТ 33510-2015 (EN 15413:2011) Топливо твердое из бытовых отходов. Методы подготовки образца для испытаний из лабораторной пробы

ГОСТ Р ИСО 14050-2009 Менеджмент окружающей среды. Словарь

ГОСТ Р 52104-2003 Ресурсосбережение. Термины и определения

ГОСТ Р 53692-2009 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Этапы технологического цикла отходов

ГОСТ Р 54098-2010 Ресурсосбережение. Вторичные материальные ресурсы. Термины и определения

ГОСТ Р 54884-2011 Добросовестная практика в области защиты прав потребителей. Термины и определения

ГОСТ Р 54887-2011 Руководство по добросовестной практике для контрольных испытаний продукции (для испытательных лабораторий и испытательных центров)

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ Р ИСО 14050, ГОСТ Р 52104, ГОСТ Р 53692, ГОСТ Р 54098, ГОСТ 33510, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 высушивание: Процесс удаления воды из пробы.

Примечания

1 При подготовке пробы целесообразно удалить только то количество воды, которое помешает другим процессам, например, дроблению или измельчению.

2 Для сохранения пробы без особых изменений в процессе пробоподготовки не требуется полное удаление воды из пробы.

3.2 фракция: Часть лабораторной пробы, в которой интересующие параметры могут быть распределены неравномерно.

Примечание — Фракция может состоять из металлических кусков, камней и т.д.

3.3 разделение на фракции: Процесс разделения материала по размеру частиц или слоев, если гомогенизация пробы не применима практически или целесообразно проводить испытания отдельных фракций или фаз.

3.4 деление пробы: Процесс отбора одной или более частей из пробы.

3.5 зернистые отходы: Отходы, которые не являются монолитными, жидкими, газообразными, шламом [1].

3.6 гомогенизация: Процесс объединения компонентов, частиц или слоев в более однородное состояние, чем изначальная проба (в случае составных проб), или предварительно обработанные фракции пробы, — для обеспечения равного распределения вещества и свойств в пробе.

3.7 умеренно летучие соединения: Суммарное количество легколетучих органических соединений и умеренно летучих неорганических соединений, которые могут быть утеряны в процессе подготовки пробы.

Примечание — Во время пробоподготовки, например при нагревании, могут быть утеряны летучие неорганические соединения, такие как ртуть, мышьяк, кадмий, таллий.

3.8 умеренно летучие органические соединения: Органические соединения, имеющие температуру кипения выше 180 °C (при давлении 101 кПа).

Примечание — К умеренно летучим органическим соединениям относятся:

а) минеральные масла;

б) большинство полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) [2];

в) полихлорированные бифенилы (ПХБ) [3];

г) хлорорганические гербициды [3].

3.9 кусковые (монолитные) отходы: Отходы с определенным минимальным размером (минимальной мерой), а также физическими и механическими свойствами, которые обеспечивают их целостность в течение определенного периода времени.

3.10 измельчение: Механическое измельчение пробы посредством перемалывания, растирания, дробления или резки.

3.11 разделение фаз, разделение фракций: Процесс разделения материала по размеру частиц или слоев, если гомогенизация пробы не применима практически или если целесообразно проведение испытаний отдельных фракций или фаз.

3.12 проба: Отобранная для анализа часть объекта исследования.

3.13 частная (точечная) проба: Проба, полученная отбором части пробы.

Примечание — Частная проба может являться:

а) частью пробы, которая была получена посредством выборки или отделения;

б) конечной пробой, полученной в результате многоступенчатой подготовки проб;

в) в случае монолитной пробы являться пробой, выделенной (полученной) посредством резки или сверления.

3.14 лабораторная проба: Объединенная проба или ее часть, подготовленная соответствующим образом и являющаяся достаточной для проведения химического анализа.

Примечания

1 Когда лабораторная проба подвергается дальнейшей обработке разделением, смешиванием, измельчением или сочетанием этих операций, она становится аналитической пробой. Если не требуется проводить подготовку лабораторной пробы, то лабораторная проба и является аналитической пробой. Навеска отбирается от аналитической пробы для проведения испытаний.

2 Лабораторная проба является конечной пробой с точки зрения отбора проб, но с точки зрения лабораторного анализа она является начальной пробой.

3 Некоторые лабораторные пробы могут быть подготовлены и направлены в разные лаборатории или в одну и ту же лабораторию для различных целей. При отправке в одну лабораторию набор проб рассматривается как одна лабораторная проба и документально оформляется как одна проба.

3.15 аналитическая проба: Проба, приготовленная из лабораторной пробы, от которой отбирается навеска для проведения испытаний.

3.16 аналитическая навеска: Часть пробы вещества или материала установленной массы, целиком используемая при выполнении единичного измерения концентрации или других свойств.

Примечание — Аналитическая навеска может быть взята сразу, если не требуется подготовка пробы (например, для жидкостей или проб с соответствующей однородностью, размером и толщиной). Как правило, происходит отбор аналитических навесок из подготовленной для испытания пробы.

3.17 разделение пробы: Процесс, при котором из пробы получают одну или несколько частных проб или получают желаемую однородную форму, используя процессы резки или сверления в случае монолитных отходов.

3.18 навеска пробы: Количество материала необходимого размера для определения требуемых параметров лабораторной пробы.

Примечание — Навеска пробы может быть отобрана непосредственно из лабораторной пробы, если не требуется подготовка образца (например, гомогенизация, растворение, измельчение), но обычно она отбирается из аналитической пробы.

3.19 равномерно сформированная аналитическая навеска неделимых (монолитных) отходов: Аналитическая навеска неделимых (монолитных) отходов, полученная посредством резки или сверления, поверхность которой может быть рассчитана на основе простых геометрических формул.

3.20 исследуемая проба, анализируемая проба: Проба, полученная из лабораторной пробы, из которой отбирают аналитические навески для исследования или анализа.

3.21 летучие органические соединения: Соединения, которые при комнатной температуре (20 °C) находятся в жидком состоянии и имеют температуру кипения обычно ниже 180 °C [4].

Примечание — Летучие органические соединения включают ароматические углеводороды и другие медленно кипящие галогенированные углеводороды, которые используются в качестве растворителей или топлива, и некоторые продукты разложения.

3.22

Примечания

1 В ГОСТ 31886 термин «надлежащая» используется без определения.

2 В Российской Федерации получил распространение (без определения термина) синоним «добросовестная практика» (ГОСТ Р 54884, ГОСТ Р 54887), что учтено и в настоящем стандарте.

3.23

Примечания

1 Отходы, в состав которых входят вещества или компоненты, обладающие одним или несколькими опасными свойствами, такими, как токсичность, радиоактивность, инфекционность, канцерогенность, взрывчатость, пожароопасность, высокая реакционная способность, наличие возбудитетелей инфекционных заболеваний, и другими опасными характеристиками, установленными в соответствующей нормативной документации и/или в технических регламентах и присутствуют в таких количествах и видах, что представляют непосредственную или потенциальную опасность для здоровья людей или окружающей среды как самостоятельно, так и при вступлении в контакт с другими веществами.

2 Термин «опасные отходы» охватывает:

• отходы, идентифицированные как токсичные, канцерогенные и др., действующими правовыми актами и нормативными документами, утвержденными в установленном порядке международными (ООН, ИСО), межгосударственными (СНГ), региональными (ЕС) и территориальными перечнями опасных отходов, в том числе токсичные и другие отходы, которые характеризуются опасными свойствами;
• отходы, классифицируемые как опасные в международных соглашениях, к которым присоединилась Российская Федерация;
• другие отходы, которые классифицированы как опасные, в том числе токсичные, в общегосударственных и региональных перечнях, утвержденных в установленном порядке.

4 Требования безопасности

Для обеспечения безопасности при работе с потенциально опасными материалами лабораторных проб отходов и шламов необходимо строго следовать инструкциям к оборудованию и веществам. Кроме того:

• оборудование для измельчения, резки, фрезерования и гомогенизации проб должен обслуживать квалифицированный персонал строго в соответствии с инструкцией завода-производителя;
• все процедуры следует выполнять в вытяжном шкафу или в закрытом оборудовании с вентиляцией, из-за возможности генерации мелкодисперсных фракций.

Следует предпринимать все необходимые меры для предотвращения изменения состава аналитической навески, которое может произойти во время транспортирования или хранения (консервирования) в лаборатории.

5 Подход к методам отбора проб из лабораторных образцов отходов

5.1 Сущность технологического подхода

Сущность технологического подхода заключается в уменьшении размера частиц и массы лабораторной пробы с использованием методов (приложение А) в зависимости от массы пробы (приложение Б), типа испытаний, для которых проба была предназначена в условиях применения различного оборудования (приложение В).

При выборе методов обработки проб (приложение Г) следует учитывать, что каждый из них может влиять на результаты испытаний из-за наличия примесей или изменения физико-химических свойств образца.

5.2 Подготовка проб

5.2.1 Основные положения

Подготовка аналитической пробы является процессом, зависящим от типа пробы и ее физического состояния, массы лабораторной пробы, типа, количества проводимых определений и т.д. (приложение Е).

Полученные аналитические навески должны одновременно отвечать следующим требованиям:

• каждая аналитическая навеска должна быть как можно более представительной по отношению к лабораторной пробе;
• количество и физическое состояние (например, размер частиц) каждой аналитической навески должны соответствовать требованиям испытательного оборудования;
• в каждой навеске не должно быть потерь и загрязнений.

Исходя из требований, заявленных в планируемом анализе, необходима соответствующая пробоподготовка аналитической навески лабораторной пробы, взятой в соответствии с планом отбора проб. Это означает, что при необходимости должно быть обеспечено взаимодействие между всеми заинтересованными сторонами (например, лицом, осуществляющим отбор проб, клиентом и аналитической лабораторией) для выполнения требований стандартов и других нормативных актов при проведении аналитических исследований.

Подготовка навески в лаборатории часто включает в себя операции гомогенизации, разделения фракций, сушки, измельчения и деления пробы. Подробное описание этих операций приведено в приложении А (А.2 - А.6). Порядок проведения этих операций определяется лабораторией отдельно для каждой пробы. Как правило, последовательность применяемых операций проста. В более сложных случаях (например, когда должны быть выполнены несколько определений с различными требованиями) должна быть определена и обоснована последовательность операций.

Примечание — Методы для образцов почвы для определения неорганических компонентов установлены в [5], а для органических веществ — в [6].

Для определения операций, применяемых к лабораторной пробе для получения одной или нескольких представительных навесок, предусматривается три основных шага:

а) определение аналитических требований.

Должны быть установлены требования аналитических операций:

• методы исследований;
• необходимое число навесок;
• количество и свойства навесок, необходимых для каждой аналитической операции;
• сохранность проб (например, временной интервал, температура, добавление реагентов).

Примечание — В приложении Г приводятся данные по необходимым количествам аналитических навесок и требования для различных аналитических методов.

Рекомендуется подготовить, по крайней мере, в пять раз большее количество материала, чем необходимо для навески;

б) определение последовательности операций:

Определяют требуемое количество операций в зависимости от технологического процесса (рисунок 1), основанное на свойствах лабораторной пробы и требованиях аналитических операций: каждая отдельная операция этой последовательности должна рассматриваться как независимая операция:

• разделение по фракциям;
• высушивание;
• измельчение;
• гомогенизация;
• деление пробы.

Рекомендуется группировать параметры таким образом, чтобы пробы могли быть подготовлены для определения нескольких параметров. Проба может быть использована для определения различных параметров, если она отвечает необходимым требованиям.

Часто на лабораторных пробах должны быть выполнены различные определения. В таких случаях элементы процесса должны быть объединены и (или) повторены для получения частей пробы, из которых в результате можно получить различные навески. Для того чтобы определить актуальную последовательность применяемых к данной пробе операций, следует использовать блок-схему последовательности операций подготовки навески (рисунок 1);

в) выбор подходящих операций.

В соответствии с требованиями методов испытаний и свойствами пробы выбирают подходящий метод обработки пробы для каждого элемента процесса в соответствии с инструкциями приложения А.

В случае неделимых (монолитных) отходов последовательность операций может состоять только из разделения пробы.

Рисунок 1 — Блок-схема последовательности операций подготовки навески

5.2.2 Последовательность методов обработки

На блок-схеме последовательности операций подготовки навески (рисунок 1) приведен порядок проведения операций обработки отдельной лабораторной пробы для получения представительной навески. Операции следует применять, начиная с лабораторной пробы и продолжая их для всех фракций пробы или части пробы, полученных в ходе подготовки, в итерационном цикле до выполнения всех аналитических требований.

В случае определения летучих соединений или умеренно летучих соединений следует предотвращать потерю ртути при гомогенизации и (или) уменьшении размера частиц. Предварительное разделение пробы без стадии гомогенизации может проводиться (см. А.2.4, А.6.4), если представительность оставшейся пробы изменилась несущественно.

Примечание — В отдельных случаях деление пробы без этапа осушения не обеспечивает представительность навески.

Если имеются одна или несколько частных проб, которые еще не обеспечивают выполнения требований, установленных в соответствующих стандартах в области анализов, то проба подлежит дальнейшей обработке.

5.3 Приборы и оборудование

В зависимости от метода, выбранного в соответствии с приложением А, следует выбрать подходящее оборудование для приготовления аналитических навесок из лабораторных проб.

При выборе вида обработки следует учитывать, что каждый из методов оказывает определенное влияние на результаты анализа. Это может быть причиной потери аналитов, представляющих интерес, появления загрязнений или изменения физико-химических свойств пробы.

Вся посуда и оборудование, которые вступают в контакт с пробой, должны быть изготовлены из материалов, химически совместимых с выбранной пробой. Это необходимо для снижения загрязнения проб и сведения к минимуму адсорбции (абсорбции) аналита. Например, в случае неорганического элементарного анализа используют пластмассу, в случае летучих и органических аналитов — кварц или стекло. При проведении анализа следует обеспечить должную чистоту используемой посуды.

Примерный список оборудования, пригодного для осуществления процедур подготовки проб, приведен в приложении В.

5.4 Возможные источники ошибок

Проба (часть пробы) должна быть заново гомогенизирована после операции, которая могла привести к сегрегации частиц разного размера.

Должна быть исключена потеря материала пробы и ее загрязнения.

При использовании оборудования при обработке проб возможно: загрязнение в процессе истирания; перекрестное загрязнение в процессе испытаний нескольких проб; загрязнение за счет выделения химических веществ.

Встречаются три типа загрязнений, связанных с использованием приборов/оборудования:

а) истирание, пыль;

б) перенос и распространение загрязнений;

в) химическое выделение/освобождение.

Выполнять обработку проб отходов рекомендуется в специально предназначенном помещении, особенно при процессах дробления и прессования.

Если проба порошкообразная или в ней присутствуют летучие соединения, часть пробы может быть утеряна, что может привести к изменению физико-химических свойств материала.

При разрезании или сверлении неделимой монолитной пробы возможно изменение поверхности, что приведет к изменениям свойств элюирования. Неоднородность проб, в свою очередь, может привести к тому, что они утратят свою представительность. Для этого для аналитической навески берут несколько частей (проб).

5.5 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать, по меньшей мере, следующую информацию:

а) название, адрес и место расположения каждой лаборатории, участвующей в подготовке исследуемой пробы;

б) однозначная идентификация протокола (такая как серийный номер) и каждой страницы, а также общее число страниц в протоколе;

в) описание и фазовый состав лабораторной пробы (например, жидкая, твердая гранулированная, монолитная/неделимая);

г) дата получения проб лабораторией и дата выполнения испытаний;

д) ссылка на настоящий стандарт;

е) ссылка на стандарт методов испытаний, используемый для определения каждого элемента;

ж) результаты испытаний со ссылкой на соответствующие пункты в стандарте, указанном в перечислении е);

з) ссылка на акт отбора проб, если акт по отбору проб не доступен; должна быть четкая ссылка на компанию или лиц, которые должны нести ответственность за отбор проб;

и) вся последовательность и условия операций (процедуры и оборудование), фактически применяемых к лабораторной пробе при подготовке навески;

к) любые детали, не характерные для проводимых испытаний или не являющиеся обязательными, и любые другие факторы, которые могли повлиять на результаты.

5.6 Контроль работоспособности аппаратуры

Необходимо проводить постоянный контроль используемой аппаратуры для предотвращения возможности загрязнений отбираемых и анализируемых проб.

5.7 Дополнительные требования

Результаты анализа, проведенного в испытательной лаборатории, следует представлять в виде отчета, в котором данные документированы точно, четко и однозначно.

Для последующего выполнения анализов должны быть доступны достоверные данные о подготовке аналитических навесок.

Следует документировать любые этапы испытаний и промежуточные результаты (хроматограммы, необработанные данные и подробные расчеты), доступные, при необходимости, для контроля.

Приложение А (обязательное)

ВЫБОР МЕТОДА ПОДГОТОВКИ ПРОБ

А.1 Общие положения

Подготовка исследуемой пробы из лабораторной пробы часто сопряжена с последовательными операциями, такими как гомогенизация, разделение фаз, высушивание, измельчение и деление пробы на части. В настоящем приложении установлены виды этих операций.

Все процедуры обработки проб, установленные в стандартах на методы испытаний, должны быть выполнены.

В случае неделимых (монолитных) отходов лабораторная проба может состоять из одного или нескольких кусков. Это означает, что применение некоторых из обычных методов обработки проб, применяемых для гранулированных отходов, не требуется.

А.2 Гомогенизация

А.2.1 Общие положения

Перед каждой операцией, которая подразумевает деление проб (за исключением монолитных аналитических навесок), требуется гомогенизация для обеспечения стабильности свойств и состава всей пробы или фракции пробы. Методика гомогенизации выбирается в зависимости от свойств пробы.

Неправильно проведенная гомогенизация может привести к увеличению неоднородности пробы вследствие разделения частиц различной плотности и размера.

Во многих случаях перед гомогенизацией может потребоваться измельчение пробы. Измельчение, проведенное перед гомогенизацией, снижает в процессе гомогенизации риск разделения частиц различной плотности и размера.

Если гомогенизация пробы затруднена или является нецелесообразной (например, если проба содержит полимерные или металлические включения), следует разделить фракции и обработать их как различные пробы (см. А.3).

А.2.2 Твердые пробы

А.2.2.1 Ручная гомогенизация

Используется в случаях, когда механическая гомогенизация может привести к потере летучих соединений.

Не используется для:

• проб, которые образуют слои из-за присутствия частиц различных размеров и плотностей;
• проб с таким большим размером частиц, что гомогенизация не достигается ручным смешиванием.

Методика.

Пробу смешивают с помощью подходящего инструмента (например, лопаткой, пестиком или ступкой). При вероятности потери летучих веществ ручную гомогенизацию следует проводить очень осторожно.

А.2.2.2 Механическая гомогенизация

Используется:

• в случаях, когда ручная гомогенизация не применима;
• в случае больших объемов проб;
• для твердых проб, содержащих частицы приблизительно одинаковой плотности (например, для материалов, которые не образуют «слои» после встряхивания).

Не используется:

• для проб, которые образуют соли из-за присутствия частиц различной плотности; в этом случае, если гомогенизация невозможна, слои разделяют и обрабатывают каждый как отдельную пробу (см. А.3);
• если устройство может привести к нагреву пробы и во время процесса может происходить потеря процесса летучих веществ (в этом случае следует проводить ручную гомогенизацию).

Методика.

Операция производится в соответствии с инструкцией изготовителя.

Для гомогенизации малых объемов проб можно использовать шаровую мельницу без шаров.

Примечание — Трехкратное или четырехкратное повторение процесса и смешивание пробы с помощью механического разделителя, проведенное перед разделением пробы, может гарантировать достаточную гомогенизацию.

А.2.3 Жидкие пробы

А.2.3.1 Ручная гомогенизация

Используется для жидких проб с одной фазой и гомогенным внешним видом (без видимых частиц).

Не используется для жидких проб, в которых при визуальном осмотре могут быть обнаружены частицы или эмульсии, включая шлам и суспензии.

Методика.

Смешивание осуществляют с помощью соответствующего инструмента или путем взбалтывания в закрытой бутылке.

А.2.3.2 Механическая гомогенизация

Используется:

• в жидких пробах, которые могут содержать мелкие частицы, такие как шлам или суспензия, которые не осаждаются или образуют слои во время разделения пробы;
• в жидких пробах, содержащих более одного слоя, если может образоваться эмульсия.

Не используется для:

• жидких проб с таким большим размером частиц, что гомогенизация не достигается или которые после гомогенизации образуют слои во время разделения пробы. В этом случае при невозможности проведения гомогенизации фазы следует разделить и исследовать в качестве различных проб (см. А.3);
• жидких проб, содержащих более одного слоя, если фазовое разделение осуществляется одномоментно.

Методика.

В зависимости от характеристик пробы можно использовать различные типы мешалок (высокоскоростную, магнитную, пропеллерную, ультразвуковую и пр.). Для предотвращения седиментации или разделения фаз частную пробу следует отбирать сразу после гомогенизации.

А.2.4 Гомогенизация в случае наличия летучих соединений

Если в пробе предполагается наличие летучих соединений, то для предотвращения потерь следует избегать гомогенизации или проводить ее очень осторожно и быстро. При невозможности предотвращения потерь летучих соединений во время гомогенизации можно проанализировать несколько негомогенизированных частных проб и рассчитать среднее статистическое значение в качестве оценки общего содержания. Эта процедура не должна приводить к значительным изменениям состава и представительности оставшейся пробы.

Примечание — Один из методов для летучих органических соединений в почве приведен в 8.2 [6] и разделе 6 [7].

План отбора проб должен учитывать присутствие летучих и умеренно летучих соединений.

А.3 Разделение фракций

А.3.1 Общие положения

Для гомогенизации пробы в зависимости от ее природы и требуемых испытаний применяют одну или несколько методик разделения фракций для получения двух или более различных частей пробы, которые могут быть испытаны раздельно. Для проб, содержащих различные фракции, необходимо разделение на фракции (с отделением, например, гаек от винтов и камней). Для получения средневзвешенных результатов испытаний различных фракций масса каждой отделенной фракции должна быть определена напрямую или косвенно после разделения пробы.

В протоколе испытаний должны быть документированы используемые для разделения фракций методики, масса и результаты испытаний всех частей пробы, полученных при разделении фракций.

А.3.2 Разделение твердой и жидкой фракций

А.3.2.1 Общие положения

В зависимости от свойств пробы и применяемого аналитического метода можно использовать один или более из следующих способов разделения.

А.3.2.2 Осаждение

Используется во всех случаях, когда в течение установленного периода времени может быть достигнуто полное разделение двух фракций без изменения свойств анализируемого вещества.

Если в пробе содержатся летучие соединения, подлежащие анализу, можно использовать осаждение с соответствующим охлаждением.

Не используется, если:

• свойства пробы не позволяют в течение установленного периода времени разделить фракции;
• необходимо отделить всю жидкую фракцию или получить полностью обезвоженную сухую твердую фракцию;
• во время осаждения происходят биологические или химические изменения.

Примечание — Разумным периодом времени могут считаться 2 ч.

Методика.

Бутылки выдерживают в покое до тех пор, пока фракции не будут разделены подходящим способом.

А.3.2.3 Фильтрация

Используется, если:

• отсутствуют или не применимы на практике другие методы разделения твердых и жидких фракций;
• разделение должно происходить в короткое время;
• жидкая фракция должна быть отделена по возможности количественно;
• это определено методом анализа (например, DOC, AOX).

Не используется, если:

• свойства пробы не позволяют в разумный срок провести необходимую фильтрацию;
• фильтрация может привести к изменениям свойств пробы;
• возможна потеря летучих соединений;
• анализируемое вещество адсорбируется на фильтре.

Примечание — Разумным периодом времени могут считаться 2 ч.

При наличии в пробе анализируемых летучих или умеренно летучих соединений нельзя использовать вакуумные методы.

Методика.

Пробу фильтруют с помощью подходящего способа фильтрации и соответствующего оборудования.

В зависимости от свойств пробы и анализируемого вещества следует выбрать подходящий способ фильтрации (например, фильтрация под давлением, фильтрация при атмосферном давлении, вакуумная фильтрация), соответствующий фильтрующий материал (например, фильтр из стекловолокна, бумаги, мембранный фильтр) и соответствующую пористость фильтра. Источниками информации о методах фильтрации и фильтрующих материалах являются соответствующие стандарты.

А.3.2.4 Центрифугирование

Используется, если не подходят или не применяются на практике другие методы разделения твердой и жидкой фракций, например, если осаждение занимает слишком много времени и фильтрация может привести к химическим изменениям или адсорбции.

Не используется, если:

- характеристики пробы не позволяют осуществить достаточное разделение в разумный срок;

- возможна потеря летучих соединений.

Примечания

1 Разумным периодом времени считается 30 мин.

2 Потери летучих соединений могут быть снижены при охлаждении и использовании центрифужных пробирок меньшего объема.

Методика.

Следует обеспечивать надлежащие условия центрифугирования.

Если первый цикл центрифугирования не приводит к разделению фракций, то можно увеличить время и (или) скорость процесса.

Если центрифугирование оказывается недостаточно эффективным, то для всей пробы или только для жидкой суспензии может быть выполнена фильтрация, которая проводится после центрифугирования.

А.3.3 Разделение жидкость — жидкость

А.3.3.1 Разделение с делительной воронкой

Используется в большинстве случаев, при условии, что полное разделение двух фракций может быть достигнуто в течение разумного периода времени без изменений свойств анализируемого вещества.

Не используется, если:

• возможно возникновение потерь, например посредством адсорбции на поверхности делительной воронки;
• фазы не разделяются в разумный промежуток времени.

Примечание — Разумным периодом времени могут считаться 2 ч.

Методика.

Пробу выливают в делительную воронку, а фракции разделяют.

В некоторых случаях добавление солей или кислот может ускорить процесс разделения.

А.3.3.2 Центрифугирование

Используется, если отсутствуют или не применимы на практике другие способы для разделения жидкость — жидкость.

Не используется, если:

• свойства пробы не позволяют провести достаточного разделения;
• возможны потери летучих соединений.

Примечание — Применение охлаждения может уменьшить потери летучих соединений.

Методика.

Следует соблюдать определенные условия центрифугирования. Если центрифугирование не приводит к соответствующему разделению фракций, то можно увеличить время и (или) скорость процесса.

А.3.4 Разделение твердое тело — твердое тело (разделение на различные фракции)

А.3.4.1 Общие положения

При визуально определяемой гетерогенности отдельных фракций (например, куски металла, камни) их необходимо разделить, особенно если это может облегчить последующие измельчение, гомогенизацию и деление.

А.3.4.2 Ручное разделение

Используется при возможности выделения нескольких фракций, например болтов, гаек, камней; при наличии неразрушаемых фракций (например, медный провод).

Не используется при возможном загрязнении или потере материала фракций.

Методика.

Вручную выбирают куски различной природы и помещают в отдельные контейнеры руками (в защитных перчатках) либо с использованием соответствующих инструментов (например, пинцета, магнита).

А.3.4.3 Просеивание

Используется при необходимости разделения фракций с различным размером частиц; для проверки размера частиц в пробе или разделения частиц по размеру.

Не используется при возможности загрязнения или потере анализируемых веществ.

Методика.

Пробу просеивают встряхиванием вручную либо с использованием оборудования через сита, изготовленные из надлежащего материала с соответствующим размером ячеек.

А.4 Высушивание

А.4.1 Общие положения

В зависимости от природы пробы и конкретных требований к аналитической навеске может быть необходим этап высушивания. В составе настоящего стандарта высушивание используется только для удаления того количества воды, которое может влиять на подготовку аналитической навески (например, во время дробления или измельчения). Для определения содержания влаги может быть предусмотрено разделение пробы на части.

Высушивание приводит к аналитическим ошибкам при определении летучих или умеренно летучих соединений, поэтому его следует избегать без крайней необходимости. Если проба для определения летучих и умеренно летучих соединений должна быть сухой, практическая методика высушивания должна обеспечить минимальную потерю летучих соединений. В протоколе испытаний должна быть четко документирована методика, используемая для высушивания, включая взвешивание частей пробы до и после каждого этапа высушивания.

Если выбранная методика высушивания применима не для всех требуемых испытаний, то различные части проб должны быть высушены по-разному с выбором соответствующей методики для каждой из них.

Время высушивания зависит от выбранной методики, толщины слоя пробы, особенностей материала пробы, влажности пробы и воздуха и скорости вентиляции.

Степень высушивания зависит от последующей обработки, применяемой к пробе. Как правило, нет необходимости добиваться постоянной массы пробы при высушивании: например, проба должна быть высушена только до такой степени, чтобы можно было произвести дробление, измельчение и т.д.

А.4.2 Методика

А.4.2.1 Высушивание воздухом при комнатной температуре

Используется, если:

• высушивание может быть достигнуто за подходящий промежуток времени без изменений, существенных для последующего анализа пробы;
• при комнатной температуре отсутствуют потери анализируемых летучих соединений.

Не используется, если:

• при комнатной температуре продолжительность времени сушки имеет решающее значение; свойства пробы не позволяют достичь хорошего высушивания в течение разумного периода времени при комнатной температуре; возможно безопасное применение высушивания при повышенной температуре;
• происходит разложение, например под действием света, биологической активности;
• возникают загрязнения или реакции при контакте с воздухом.

Примечание — Разумным периодом времени может считаться максимально одна неделя.

Методика.

Пробу распределяют на сушильных лотках тонким слоем и дают в достаточной степени высохнуть. Следует применять меры для минимизации: возможных загрязнений, например пылью; воздействия прямых солнечных лучей или других источников света. Использование эксикатора может ускорить процесс высушивания для небольших количеств материала.

А.4.2.2 Высушивание в сушильном шкафу при 40 °C

Используется, если:

• при 40 °C отсутствуют потери анализируемых летучих органических соединений;
• свойства пробы не позволяют достичь необходимой степени высушивания в разумный период времени при комнатной температуре.

Не используется, если:

• свойства пробы не позволяют достичь необходимой степени высушивания в разумный период времени при данной температуре, и безопасно применять высушивание при более высокой температуре;
• при этой температуре возможны потери анализируемых летучих соединений.

Примечание — Разумным периодом времени может считаться максимально одна неделя.

Методика.

Пробу распределяют по сушильному лотку тонким слоем и высушивают в сушильном шкафу при 40 °C. Процесс можно ускорить вентиляцией воздуха, если это не приводит к потере пылевидных частиц.

Примечание — Можно использовать высушивание в сушильном шкафу при других температурах, если это предусмотрено аналитическим методом.

А.4.2.3 Высушивание в сушильном шкафу при 105 °C

Используется, если:

• при 105 °C отсутствуют потери анализируемых летучих соединений;
• проводится анализ проб, в которых не исследуются летучие соединения.

Не используется:

• если при этой температуре отмечаются потери анализируемых летучих соединений;
• в случаях возможного самовозгорания.

Примечания

1 Разумным периодом времени может считаться максимально один день.

2 Возможна потеря большинства органических соединений и даже некоторых неорганических компонентов.

Методика.

Пробу распределяют на сушильных лотках тонким слоем и высушивают в сушильном шкафу при 105 °C. Процесс можно ускорить вентиляцией воздуха, если это не приводит к потере пылевидных частиц.

А.4.2.4 Сублимационное высушивание

Используется:

• если применение других способов может привести к потере анализируемых летучих соединений;
• для облегчения дробления и гомогенизации отдельных видов отходов (липких, образующих сгустки, например, глина).

Не используется, если:

• можно безопасно использовать другие более простые методы высушивания;
• использование вакуума может привести к потере анализируемых веществ.

Методика.

Операция производится в соответствии с инструкцией изготовителя устройства для сублимационного высушивания.

А.4.2.5 Химическое высушивание

Химическое высушивание представляет собой процесс, при котором для связывания воды в пробе в нее добавляют безводные неорганические соли (например, сульфат натрия и силикат магния).

Используется, если возможны потери анализируемых летучих соединений.

Не используется, если:

• можно безопасно использовать другие более простые методы высушивания;
• добавление солей может привести к изменениям свойств анализируемых веществ или может оказать влияние на последующее проведение анализа;
• в пробе присутствует высокое содержание воды (например, шлам).

Методика.

Подготовленную пробу тщательно перемешивают с подготовленной выбранной смесью солей предпочтительно в прохладном месте и в закрытой бутылке. Химическое высушивание должно занимать разумное время (например, 12 — 16 ч). При расчете концентраций следует учитывать количество добавленных солей.

Примечание — Способ сушки проб, содержащих летучие органические соединения, приведен в разделе 8.3 [6].

А.5 Измельчение

А.5.1 Общие положения

Для достижения гомогенизации и представительности испытываемой пробы может потребоваться выполнение одного или нескольких этапов измельчения. Выбор методики в значительной степени зависит от природы материала пробы и необходимого размера частиц.

Как правило, измельчение — многоступенчатый процесс, подразумевающий использование последовательно различных методик; в некоторых случаях может быть необходимо повторное дробление для получения требуемого размера частиц пробы.

Измельчение — существенный этап в подготовке пробы из-за потенциальной возможности потери летучих соединений при нагревании, потери пылевидных материалов и загрязнений пробы при использовании оборудования или загрязнения материала для измельчения других проб.

Протокол испытаний должен четко определять методику(и) и условия, применяемые при измельчении. Неразрушаемые фракции (например, медная проволока) должны быть отделены, взвешены и, если необходимо, испытаны как отдельные части фракций.

А.5.2 Методы

А.5.2.1 Дробление

Используется, если:

• представительная проба не может быть получена из-за большого размера частиц;
• размер частиц пробы больше, чем требуемый размер частиц для дальнейшей обработки;
• требуются частицы пробы с размером 1 мм.

Не используется, если:

• метод не применим из-за природы образца (например, мягкие, пастообразные, вязкие материалы);
• возможно загрязнение пробы или потеря отдельных анализируемых веществ пробы вследствие особенностей оборудования для дробления.

Методика.

Крупные куски пробы разрушают молотком и (или) пробу измельчают в подходящем устройстве (например, шредере, щековой дробилке) до требуемого размера частиц, в соответствии с инструкциями производителя.

Куски также можно уменьшить, используя другие виды ручных или механических устройств, а затем снова объединить.

А.5.2.2 Дробление при замораживании пробы (криогенное дробление)

Используется, если:

• требуется уменьшение размера частиц при анализе среднелетучих соединений;
• проба содержит большое количество пластиков или имеет пастообразную консистенцию;
• представительная проба не может быть получена из-за размера частиц;
• размер частиц пробы больше, чем требуемый размер частиц для дальнейшей обработки;
• аналитически требуются частицы пробы с размером 1 мм.

Не используется, если возможно загрязнение пробы или потеря отдельных анализируемых веществ пробы вследствие особенностей оборудования для дробления.

Методика.

Пробу помещают в полиэтиленовый контейнер. Сосуд Дьюара заполняют достаточным количеством жидкого азота и погружают в него контейнер с пробой. Оставляют контейнер в сосуде до момента перед бурным кипением азота. Охлаждают пробу примерно 10 мин. После полного охлаждения извлекают контейнер с пробой из жидкого азота и разбивают до требуемого размера частиц большие куски пробы молотком и (или) с помощью надлежащего устройства (например, шредера, щековой дробилки) в соответствии с инструкциями производителя.

А.5.2.3 Размол

Используется, если:

• представительная проба не может быть получена из-за большого размера частиц;
• требуемый размер частиц меньше 1 мм.

Не используется, если:

• начальный размер частиц слишком большой; в таком случае требуется провести этап дробления (грубого помола);
• возможно загрязнение пробы или отдельных анализируемых веществ пробы из-за особенностей применения оборудования для размола;
• размол не применим из-за природы пробы (например, в случае мягких, вязких материалов).

Методика.

Пробу размалывают до достижения необходимого размера частиц в соответствии с инструкцией производителя мельницы. Для предотвращения потерь летучих соединений следует предотвращать чрезмерное нагревание пробы при размоле. Предпочтительно использовать последовательность коротких по времени циклов размола с низкой скоростью работы мельницы. Необходимо охлаждать оборудование перед каждой операцией размола. Использование мельницы с замороженным корпусом может минимизировать потерю летучих соединений.

Примечание — Если проба имеет пластическую или пастообразную консистенцию, размол облегчает замораживание пробы до низких температур (например, от -20 °C до -30 °C).

А.5.2.4 Резка

Используется, если:

• представительная проба не может быть получена из-за большого размера частиц;
• материал пробы не достаточно твердый для дробления или размалывания, например пластик, текстиль.

Не используется, если возможна потеря летучих соединений или загрязнение анализируемых веществ пробы из-за особенностей применения оборудования для резки.

Методика.

Пробу разрезают до требуемого размера частиц в соответствии с инструкциями производителя режущих мельниц. Для предотвращения потери летучих веществ следует избегать чрезмерного нагревания пробы при резке. Необходимо охлаждать оборудование между операциями резки. Для минимизации потери летучих соединений используют охлажденную ножевую дробилку или ручную резку ножницами.

А.5.2.5 Низкотемпературная резка (резка при замораживании пробы)

Используется, если:

• анализируются среднелетучие соединения и требуется уменьшение размера частиц;
• проба имеет пластическую, пастообразную или волокнистую консистенцию;
• представительная часть пробы не может быть взята из-за большого размера частиц;
• требуется размол частиц до размера 1 мм.

Не используется, если возможны потери летучих соединений или загрязнение пробы или отдельных анализируемых веществ пробы вследствие особенностей применения оборудования.

Методика.

При необходимости пробу упаковывают в полиэтиленовый контейнер. Сосуд Дьюара наполняют жидким азотом и погружают в него контейнер с пробой. Контейнер оставляют в сосуде до момента перед бурным кипением азота. Пробу охлаждают примерно 10 мин. После полного охлаждения контейнер с пробой извлекают из жидкого азота и, в соответствии с инструкциями производителя, режут в ножевой дробилке до требуемого размера частиц.

А.6 Деление пробы

А.6.1 Общие положения

Как правило, для испытаний лабораторную пробу необходимо разделить на аналитические навески. Для большинства аналитических методик требуется малое количество материала. От лабораторной пробы отбирают представительные порции материала для испытаний.

Деление пробы производят с выделением нескольких представительных навесок с учетом необходимого количества лабораторной пробы, размера частиц и гомогенности. При недостаточной гомогенности пробы или значительного размера частиц представительная навеска не может быть выделена: потребуется еще один или более этапов для измельчения с последующей гомогенизацией.

Для определения минимального количества пробы в зависимости от размера частиц и гетерогенности пробы следует принимать во внимание информацию, указанную в приложении Б.

В некоторых случаях представительная проба не может быть получена из-за практических ограничений. В этом случае процесс следует повторить.

Протокол испытаний должен четко устанавливать способ определения минимального количества навесок и методик, используемых для деления проб, а также массу каждой испытанной фракции.

В случае монолитных (неделимых) отходов могут потребоваться монолитные (неделимые) аналитические навески с простыми геометрическими формами (куб, цилиндр, прямоугольник). Эти навески могут быть получены непосредственно из лабораторной пробы, например путем резки или сверления.

А.6.2 Ручное разделение твердых проб квартованием

Используется:

- в случае большой массы лабораторной пробы;

- если проба достаточно сухая и комки могут быть разрушены вручную.

Не используется:

- при содержании в пробе неразрушаемых комков;

- если при комнатной температуре возможны потери летучих соединений;

- в случае шлама и жидкостей.

Методика.

Пробу помещают на плоской поверхности с инертным покрытием, придают ей форму круга, перемешивают лопаткой или ложкой и формируют конус.

Пробу делят на четыре сектора, например крестовиной из листового металла (см. рисунок А.1).

Рисунок А.1 — Разделение пробы квартованием

Два противоположных сектора исключают и тщательно перемешивают оставшиеся.

Процесс повторяют до получения требуемого количества пробы (см. приложение В).

А.6.3 Сухая резка

Используется, когда невозможно получить представительную монолитную (неделимую) пробу из-за большого размера лабораторной пробы.

Не используется, когда возможны потеря летучих соединений или загрязнение пробы или отдельных анализируемых веществ пробы вследствие особенностей применения оборудования.

Методика.

Резку монолитной пробы до требуемых размеров производят в соответствии с инструкциями производителя оборудования (с требованиями нормативного документа) для резки или сверления. Для предотвращения потери летучих соединений следует предотвращать чрезмерное нагревание пробы в процессе резки. Перед каждой операцией резки необходимо охлаждать оборудование.

Если единственным практически доступным вариантом является влажная резка, то время контакта следует минимизировать.

А.6.4 Механическое деление твердых проб

Используется, если:

- проба достаточно сухая и в ней отсутствуют комки;

- размер частиц допускает возможность использования конкретного оборудования.

Не используется, если:

- проба содержит комки, которые нельзя разбить;

- могут возникнуть потери летучих соединений;

- анализируется проба шлама и жидкостей.

Методика.

Использование механических разделителей позволяет достичь аналогичные или более высокие результаты по сравнению с ручным разделением проб. Пробы разделяют с использованием делителя проб (например, разделителя Тайлера, короба с желобом) в соответствии с инструкциями производителя.

А.6.5 Деление проб, содержащих летучие соединения

Используется, если:

- применение других методов приводит к потере летучих соединений;

- в распоряжении отсутствует отдельная проба для летучих соединений.

Не используется, если:

- можно безопасно применить другие простые методы;

- метод не применим из-за свойств и природы пробы.

Методика.

Если в пробе содержатся летучие соединения, то деление пробы для исследования этих летучих соединений должно быть первым этапом, т.е. ее желательно осуществлять до любой другой манипуляции с пробой. Отбирают одну или несколько представительных проб.

Примечание — Методы отбора таких проб описаны в п. 8.2 [6].

А.6.6 Деление проб, содержащих умеренно летучие соединения

Используется, если использование других методов приводит к потере летучих соединений.

Не используется, если:

- можно безопасно применить другие простые методы;

- метод не применим из-за свойств и природы пробы.

Методика.

Представительную пробу осторожно отбирают вручную, после чего, при необходимости, применяют процедуры подготовки пробы, например химическое высушивание, измельчение — после охлаждения жидким азотом.

Примечание — Методы ручного деления проб описаны в пп. 8.3, 8.4 [6].

А.6.7 Деление проб шламов и жидкостей

Используется для гомогенных (однородных) шламов и жидкостей.

Не используется, если:

- проба содержит комки, которые не могут быть разделены;

- в пробе присутствует осадок или слои;

- могут возникнуть потери летучих соединений.

Методика.

Соответствующее количество частной пробы отбирают после ручной или механической гомогенизации. При наличии летучих соединений частную пробу отбирают после охлаждения.

А.6.8 Деление монолитных (неделимых) проб

Используется, если монолитная (неделимая) проба не соответствует требуемой геометрической форме.

Не используется для материалов, которые вступают в реакцию с элюентами (растворителями в хроматографии), так как это может привести, например, к чрезмерному газообразованию или выделению тепла.

Методика.

Исследуемая проба должна соответствовать простой геометрической форме, получаемой с помощью резки, пиления, сверления или комбинацией этих методов. При этом длина, ширина, высота и (или) диаметр пробы должны быть определены с точностью +/- 1 мм.

Если единственным практически доступным вариантом является влажная резка, то время контакта должно быть сведено к минимуму.

Приложение Б (справочное)

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ МИНИМАЛЬНОЙ МАССОЙ ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЫ И РАЗМЕРОМ ЧАСТИЦ

Б.1 Формула для оценки минимальной массы пробы

Минимальное количество пробы рассчитывается по формуле [8]:

M_{sam} = \frac{1}{6} \pi \cdot (D_{95})^{3} \cdot \rho \cdot g \cdot \frac{(1 - p)}{CV^{2} \cdot p} , (Б.1)

где (см. [61]) Msam — масса пробы, г;

D95 — «максимальный» размер частиц (определяется в процентном отношении, как 95%), см;

\rho — средняя плотность частиц в материале, г/см3;

Примечание — Параметр не представляет собой насыпную плотность пробы, а является средней плотностью всех частиц. Плотность частиц песка или почвы — 2,6 г/см3.

CV — принятый коэффициент отклонения, вызывающий фундаментальную ошибку;

g — корректирующий коэффициент, учитывающий распределение частиц в материале по размеру;

Примечание — Параметр зависит от соотношения между D₀₅/D₉₅ и дает представление о распределении частиц по размеру. Значение g близко к 1 при узком диапазоне распределения частиц по размеру (большинство частиц одинакового размера), малое значение g (< 0,01) соответствует широкому диапазону распределения частиц по размеру. Типичное значение для материалов, например почвы, составляет 0,25. Это значение можно использовать в расчетах как ориентировочное значение, если не известен диапазон распределения частиц материала по размеру.

p — фракции частиц с определяемыми свойствами, м/м.

Примечание — Если каждая отдельная частица пробы имеет одинаковое количество определяемых параметров, то p = 1. Для параметров, которые присутствуют в пробе в высокой концентрации (например, сухое вещество или потери при прокаливании), применяется значение p = 0,1. Для параметров, которые присутствуют в пробе в низких концентрациях (например, микроэлементы), применяется значение p = 0,001. На рисунке Б.1 показано различие между p-значениями.

На рисунке Б.1 представлены примеры частиц с определяемыми свойствами.

а) Проба состоит из 10 частиц, две из которых подлежат исследованию: p = 0,2

Рисунок Б.1 — Частицы с определяемыми свойствами. Лист 1

б) Проба состоит из 10 частиц, четыре из которых подлежат исследованию (общее количество анализируемых веществ такое же, как в примере а)): p = 0,4

Рисунок Б.1. Лист 2

Примечание — Основное значение для CV — 0,1. В зависимости от свойств отходов и метода испытания CV может колебаться в пределах от 0,1 до 0,3.

Пример — Определение массы пробы

Допущение:

CV = 0,1;

g = 0,25;

\rho_{p} = 2,6\text{г}/c\text{м}^{3}.

Минимальное количество пробы см. в таблице Б.1.

Таблица Б.1

Минимальное количество пробы, Msam, г

Б.2 Эмпирическое правило

Эмпирическое правило для оценки минимального количества почти гомогенных проб с высокой плотностью частиц (например, песка) дает следующая формула:

Масса (кг) = 0,06 x максимальный размер частицы (мм). (Б.2)

Это правило применимо также для гомогенных видов отходов и при малых количествах проб, особенно для проб с размером частиц менее 1 см.

Минимальный объем пробы, см. таблицу Б.2, Msam в граммах.

Таблица Б.2

Эмпирическое количество пробы, г

Оборудование, применяемое для операций гомогенизации, фазового/фракционного разделения, высушивания, измельчения и разделения пробы, приведено в таблице В.1.

Приложение Г (справочное)

ПРИМЕРЫ ТРЕБОВАНИЙ К РЕАЛИЗАЦИИ АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Г.1 Примеры требований к аналитическим навескам из жидких проб, предназначенных для различных аналитических методов, приведены в таблице Г.1.

Таблица Г.1

Большинство параметров, перечисленных в таблице, были проверены на элюате [28].

Г.2 Примеры требований к аналитическим навескам из твердых проб, предназначенных для различных аналитических методов, приведены в таблице Г.2.

Таблица Г.2

Требования к аналитическим навескам из твердых проб

Приложение Д (справочное)

ПРИМЕРЫ СПОСОБОВ ПОДГОТОВКИ ПРОБ

Д.1 Пример 1

Пример демонстрирует применение способа, предлагаемого для подготовки двух аналитических навесок. При этом каждая из навесок требует разных условий подготовки:

а) проба: 10 кг мелкозернистой (D95 = 0,8 мм) летучей золы с высоким содержанием сухого вещества;

б) требуемые аналитические исследования:

1) содержание сухого вещества (сухой остаток) — содержание воды [11];

2) проверка на соответствие для метода элюирования [39] и последующего исследования элюата на pH [9] и Cr, Cu, Mo, Zn [20].

Для исследований рекомендуется подготовить пробу, которая соответствует пятикратному количеству аналитических навесок (см. приложение Г). В таблице Д.1 приводятся свойства исследуемых проб в соответствии с требованиями применяемого аналитического метода.

Таблица Д.1

Требования к исследуемым пробам

Подготовка обеих исследуемых проб должна происходить раздельно: это необходимо, чтобы прежде исследовать пробу по ИСО 11465 [47] и проанализировать ее на сухой остаток.

Национальное примечание: [11].

После этого можно рассчитать фактически необходимое количество исходной пробы, как это предусмотрено в [39].

Для подготовки элюата допускается высушивание при температуре не более 40 °C.

Если размеры частиц в исходной пробе совпадают с требованиями указанных аналитических стандартов [47] и [39], то уменьшение размеров частиц не требуется при условии, что необходимый объем пробы остается представительным в исходной пробе. Для оценки минимального количества представительной пробы, которая может быть обработана с учетом критериев, приведенных в приложении Б, следует действовать, как установлено ниже.

При использовании статистической модели для определения минимального количества частной пробы принимают:

- D₉₅ - размер отверстия сита, в котором 95% массы пробы проходят через сито (D₉₅), = 0,08 см;

- \rho — средняя плотность частиц в материале (фактическое значение может быть измерено; в данном примере имеет то же значение, как в случае песка) = 2,6 г/см3;

- g — корректирующий коэффициент, учитывающий распределение частиц в материале по размеру (в зависимости от соотношения D₀₅/D₀₅ может быть определено фактическое значение, в данном примере оно является аналогичным или имеет немного более широкий диапазон распределения частиц по сравнению с типичной землей) = 0,25;

- p — фракции частиц с определяемыми свойствами; трудно определить для каждого случая фактически применяемые значения, так что здесь применены только оценочные значения. Настоящая проба по своей природе является почти гомогенной, поэтому для определения сухого вещества без риска может быть применено значение 0,1; в проявительном (хроматографическом) исследовании и последующем анализе для перечисленных элементов (которые, как полагают, присутствуют в незначительном количестве или в виде следов) можно использовать достаточно малую величину, равную 0,001;

- CV — обычно применяют коэффициент отклонения 0,1 (10%).

Применение статистической модели из приложения Б приводит к следующим значениям:

- минимальная масса исследуемой пробы 1: m₁ = 0,16 г;

- минимальная масса исследуемой пробы 2: m2 = 17,41 г.

Так как входные значения для «p» только оцениваются, а не измеряются, то результаты вышеприведенных расчетов также следует рассматривать как «оценочные», поэтому они могут быть округлены до m1 = ~ 0,2 г и m2 = ~ 20 г.

Поскольку количество исследуемой пробы в указанных аналитических стандартах [47] и [39] больше (в сравнении с количеством исследуемой пробы), то их следует рассматривать в качестве представительных и деление пробы можно производить непосредственно, без уменьшения размера частиц. Возможности использования положений блок-схемы и приложения А приведены в таблице Д.2.

Таблица Д.2

Применение блок-схемы и приложения А для подготовки исследуемой пробы TS 1

Затем на аналитической навеске TS 1 проводят определение сухого вещества. Предположим, что результат определения сухого вещества TS 1 равен, например, 92%. Это означает, что требуемое количество пробы составляет от 462 г до 516,5 г для TS 2, что соответствует 425 г до 475 г сухого остатка.

Аналитическую навеску TS 2 получают с помощью такой же последовательности рабочих операций. Если аналитические навески вышеуказанной операции 8 не нужно смешивать снова друг с другом, то можно сократить операции, начиная с фракции 620 г, дважды четвертуя и получая при этом фракции 310 г и 155 г. Фракцию 310 г смешивают с фракцией 155 г для получения количества пробы в 465 г, что соответствует требованиям TS 2.

Аналитическая навеска TS 2 затем может быть использована для экстракции при хроматографическом исследовании в соответствии со стандартом [39]. Для каждой операции экстракции получают чистый водный раствор и исследуют содержание pH, Cr, Cu, Zn, Mo. Для каждого анализа получают представительную анализируемую пробу: см. блок-схему (рисунок 1) и приложение А, как представлено ниже:

- проба: 1 л чистого раствора, экстрагированный в соответствии с [39];

- обязательные исследования: pH [9];

- Cr, Cu, Mo, Zn [20].

Рекомендуется подготовить исследуемые пробы, которые соответствуют пятикратному количеству аналитических навесок. В соответствии с требованиями применяемого аналитического метода свойства исследуемых проб представлены в таблице Д.3.

Таблица Д.3

Требования к исследуемым пробам

Экстрагированные растворы не должны затем подкисляться, так как их используют для определения величины pH. Сочетание блок-схемы и приложения А приведено в таблице Д.4.

Таблица Д.4

Применение блок-схемы (рисунок 1) и приложения А при подготовке исследуемой пробы TS-экстр1

Такой же метод можно применять для подготовки исследуемой пробы TS-экстр2, которую впоследствии подкисляют и исследуют по [20] на Cr, Cu, Mo, Zn.

Д.2 Пример 2

Этот пример демонстрирует применение способа, предлагаемого для подготовки аналитических навесок — при этом каждая из навесок требует разных условий подготовки:

а) лабораторная проба: 40 кг твердых отходов, твердых и пригодных к измельчению, размер частиц от 10 мм до 40 мм с высоким содержанием сухого вещества;

б) необходимые аналитические исследования:

1) содержание сухого вещества (сухой остаток) — влагосодержание;

2) TOC;

3) потери при прокаливании;

4) кадмий, ртуть, свинец;

5) PCB;

6) проверка на соответствие для метода элюирования [39] и последующего исследования элюата на pH, электропроводимость, кадмий, ртуть, свинец, аммоний, хлорид, легко освобождаемые цианиды, цианиды, фториды, нитраты, нитриты, фосфаты, сульфаты, сульфиды, TOC.

Процедуры:

1) выбор способа, соответствующего требованиям для необходимых пределов обнаружения, природы пробы и лабораторного оборудования;

2) выявление количества и требуемых характеристик аналитической навески для каждого параметра (описано в приложении Г), требования к консервированию, сохранению (при необходимости);

3) определение числа и количества исследуемых проб;

4) установление порядка выполнения операций.

Д.3 Выбор метода и установление количества и свойств аналитических навесок

В соответствии с требованиями применяемых аналитических методов, установленных в приложении Г, в таблице Д.5 приведены свойства подготовленных аналитических навесок.

Таблица Д.5

Установление количества и свойств аналитических навесок

Д.4 Установление количества и свойств различных исследуемых проб

Минимальная масса исследуемых проб должна быть достаточной для повторного анализа (рекомендуется использовать пятикратное количество аналитических навесок, требуемых по стандартам (см. приложение Г). На этом этапе необходима группировка параметров, чтобы получать исследуемые пробы и установить правильную последовательность операций. Требования к исследуемым пробам приведены в таблице Д.6.

Таблица Д.6

Требования к исследуемым пробам

- Исследуемая проба 1: Сухой остаток и потери при прокаливании (можно определить в пробе после определения сухого остатка).

Количество: около 100 г

- Исследуемая проба 2: Кадмий, ртуть, свинец и TOC.

Если подготовка пробы возможна без потери летучих веществ, то ее можно осуществлять совместно. При выборе материала оборудования для дробления и измельчения следует предотвращать возможные загрязнения. Для обеих проб требуется измельчение до размера частиц < 200 мкм.

Количество: около 10 г

- Исследуемая проба 3: PCB.

При определении «органических» параметров следует предотвращать потери умеренно летучих соединений, поэтому надо обратить особое внимание на выбор операций.

Количество: около 100 г

- Исследуемая проба 4: Методы хроматографии для согласованного совместного исследования

Для приготовления элюата при подготовке проб, в соответствии с требованиями соответствующих стандартов ИСО 11465 и [3], должны быть сведены к минимуму возможные отклонения. Количество исследуемой пробы может быть рассчитано после определения сухого вещества в исследуемой пробе 1.

Количество: около 500 г

Из лабораторной пробы следует подготовить четыре различные аналитические навески с различными требованиями. Прежде всего, необходимо произвести аналитическую навеску для ИСО 11465 и исследовать ее на сухой остаток; затем можно рассчитать аналитическую навеску из фактически требуемого для [39] количества.

В случае необходимости результат определения сухого остатка может быть использован для расчета гигроскопичного материала.

Д.5 Установление последовательности операций

Последовательность операций устанавливают по блок-схеме (рисунок 1) на основе идентификации свойств лабораторной пробы и требований аналитических методов во взаимосвязи с приложением А - см. таблицу Д.7.

Таблица Д.7

Применение блок-схемы (рисунок 1) и приложения А при подготовке исследуемых проб

- минимальная масса исследуемых проб 2 и 3: = 34 г.

После определения сухого остатка исследуемой пробы TS 1 можно рассчитать требуемое количество исследуемой пробы 4, которая может быть подготовлена в соответствии с таблицей Д.8.

Таблица Д.8

(Блок-схема, рисунок 1)

Действие (приложение А)

21

TS 4

Установление требований:

- Высушивание (при температуре не выше 40 °C) допустимо только в случае возможного измельчения;

- Размер зерен < 4 мм;

- Не выполнимо — Начать с блок-схемы

Подготовка начинается с исходной лабораторной пробы или представительной частной пробы из 2,4 кг исходной лабораторной пробы с размером частиц 40 мм (получена из 7 операции)

22

Оценка потенциальной необходимости разделения фракций или фаз, если это применимо (например, гайки, винты, камни, слои): разделение фракций не требуется

23

Сушка является допустимой и необходимой?

Не допускается, за исключением необходимости для любого измельчения.

Не требуется

24

Уменьшение размеров частиц необходимо и применимо?

Да

Уменьшение размеров частиц в соответствии с А.5.2.1

Для частиц размером < 4 мм, следует соблюдать осторожность, чтобы избежать потерь летучих элементов

25

Гомогенизация возможна?

Да

Ручная гомогенизация в соответствии с А.2.2

26

TS 4

Проведение разделения пробы для аналитической навески (навесок)

- Разделение пробы (А.6);

- Требования: Сократить потери летучих элементов;

- Предотвратить загрязнение анализируемых элементов;

- Возможно ручное или механическое разделение пробы (подходящий материал)

БИБЛИОГРАФИЯ