ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ ПНД Ф 14.1:2:4.4-95 Методика допущена для
целей государственного МОСКВА 1995 г. Методика рассмотрена и одобрена федеральным бюджетным учреждением «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия (ФБУ «ФЦАО»).
Разработчик: «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» (ФБУ «ФЦАО») 1 ВВЕДЕНИЕНастоящий документ устанавливает методику измерений массовой концентрации нитрат-ионов и питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом. Диапазон измерений от 0,1 до 100 мг/дм3 Если массовая концентрация нитрат-ионов в анализируемой пробе превышает 10 мг/дм3, то пробу необходимо разбавлять. Мешающие влияния, обусловленные присутствием взвешенных, окрашенных органических веществ, хлоридов в количествах, превышающих 200 мг/дм3, нитритов при содержании свыше 2,0 мг/дм3, железа при массовых концентрациях более 5,0 мг/дм3, устраняются специальной подготовкой пробы (п. 9.1). 2 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙЗначения показателя точности измерений1 - расширенной относительной неопределенности измерений по настоящей методике при коэффициенте охвата 2 приведены в таблице 1. Бюджет неопределенности измерений приведен в Приложении А. _____________ 1 В соответствии с ГОСТ Р 8.563-2009 (п. 3.4) в качестве показателя точности измерений использованы показатели неопределенности измерений). Таблица 1 - Диапазон измерений, показатели неопределенности измерений
_____________ 2 Соответствует характеристике погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95. Значения показателя точности методики используют при: - оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией; - оценке качества проведения испытаний в лаборатории; - оценке возможности использования настоящей методики в конкретной лаборатории. 3 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫПри выполнении измерений должны быть применены следующие средства измерений, оборудование, реактивы и материалы. 3.1 Средства измерений Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр любого типа, позволяющий измерять оптическую плотность при l = 410 нм. Кюветы с длиной поглощающего слоя 20 мм. Весы лабораторные специального класса точности с ценой деления не более 0,1 мг, наибольшим пределом взвешивания не более 210 г, ГОСТ Р 53228-2008. Государственные стандартные образцы (ГСО) состава раствора нитрат-ионов с массовой концентрацией 1 мг/см3. Относительная погрешность аттестованных значений массовой концентрации не более 1 % при Р = 0,95. Колбы мерные наливные 2-50-2, 2-100-2, 2-1000-2, ГОСТ 1770-74. Пипетки 4(5)-2-1, 4(5)-2-2, 6(7)-2-5, 6(7)-2-10, ГОСТ 29227-91. Стаканчики для взвешивания СВ, ГОСТ 25336-82. Стаканы термостойкие В-1-1000, В-1-100, ТС, ГОСТ 25336-82. Пробирки колориметрические П-2-10-0,1 ХС ГОСТ 1770-74. (Измененная редакция. Изм. № 1) 3.2 Вспомогательное оборудование, материалы Шкаф сушильный лабораторный с температурой нагрева до 130 °С. Баня водяная, ТУ 10-23-103. Чашки выпарительные фарфоровые, ГОСТ 9147-80. Фильтры обеззоленные, ТУ 6-09-1678-95. Бутыли из полимерного материала или стекла с притертыми или винтовыми пробками вместимостью 500 - 1000 см3 для отбора и хранения проб. Примечания. 1 Допускается использование других средств измерений утвержденных типов, обеспечивающих измерения с установленной точностью. 2 Допускается использование другого оборудования с метрологическими и техническими характеристиками, аналогичными указанным. 3 Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки. 3.3 Реактивы Калий азотнокислый, ГОСТ 4217-77. Калий двухромовокислый, ГОСТ 4220-75. Квасцы алюмоаммонийные, ГОСТ 4238-77. Квасцы алюмокалиевые, ГОСТ 4329-77. Активированный уголь, БАУ-Э, ТУ 6-16-3075. Аммиак водный, ГОСТ 3760-79. Аммоний сернокислый, ГОСТ 3769-78. Спирт этиловый, ГОСТ 18300-87. Салициловая кислота, ГОСТ 624-70. Натрий салициловокислый, ГОСТ 17628-72. Серная кислота, ГОСТ 4204-77. Натрия гидроокись, ГОСТ 4328-77. Калий-натрий виннокислый 4-водный (Сегнетова соль) ГОСТ 5845-79. Серебро сернокислое ТУ 6-09-3703-74. Вода дистиллированная ГОСТ 6709-72. Примечания. 1 Все реактивы, используемые для измерений, должны быть квалификации ч.д.а. или х.ч. 2 Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных. 4 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙФотометрический метод определения массовой концентрации нитрат-ионов основан на взаимодействии нитрат-ионов с салициловой кислотой с образованием желтого комплексного соединения. Оптическую плотность раствора измеряют при l = 410 нм в кюветах с длиной поглощающего слоя 20 мм. 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫПри выполнении измерений необходимо соблюдать следующие требования техники безопасности. 5.1 При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76. 5.2 Электробезопасность при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019-2009. 5.3 Организация обучения работающих безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90. 5.4 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83. 5.5 Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88. 6 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВВыполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой фотометрического анализа, изучивший инструкцию по эксплуатации спектрофотометра или фотоколориметра и получивший удовлетворительные результаты при выполнении контроля процедуры измерений. 7 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ИЗМЕРЕНИЙИзмерения проводятся в следующих условиях: - температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С; - относительная влажность не более 80 % при t = 25 °C; - атмосферное давление (84 - 106) кПа (630 - 800 мм рт.ст); - частота переменного тока (50 ± 1) Гц; - напряжение в сети (220 ± 10) В. 8 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙПри подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы: подготовка посуды для отбора проб, отбор проб, подготовка прибора к работе, приготовление вспомогательных и градуировочных растворов, градуировка прибора, установление и контроль стабильности градуировочной характеристики. 8.1 Подготовка посуды для отбора проб Бутыли для отбора и хранения проб воды обезжиривают раствором CMC, промывают водопроводной водой, хромовой смесью, опять водопроводной водой, а затем 3 - 4 раза дистиллированной водой. 8.2 Отбор и хранение проб Отбор проб питьевых вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб». Отбор проб поверхностных и сточных вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ПНД Ф 12.15.1-08 «Методические указания по отбору проб для измерений сточных вод». Пробы воды (объем не менее 200 см3) отбирают в бутыли из полимерного материала или стекла, предварительно ополоснутые отбираемой водой. Если определение нитрат-ионов производят в день отбора пробы, то консервирование не требуется. Если проба не будет проанализирована в день отбора, то ее консервируют добавлением концентрированной серной кислоты (на 1 дм3 воды - 1 см3 H2SO4 конц.). Консервированная проба может храниться не более двух суток при температуре (3 - 4) °С. Проба воды не должна подвергаться воздействию прямого солнечного света. Для доставки в лабораторию сосуды с пробами упаковывают в тару, обеспечивающую сохранность и предохраняющую от резких перепадов температуры. При отборе проб составляют сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывают: - цель анализа, предполагаемые загрязнители; - место, время отбора; - номер пробы; - объем пробы; - должность, фамилия отбирающего пробу, дата. 8.3 Подготовка прибора к работе Подготовку спектрофотометра или фотоэлектроколориметра к работе проводят в соответствии с рабочей инструкцией по эксплуатации прибора. 8.4 Приготовление растворов 8.4.1 Раствор гидроксида натрия и сегнетовой соли 400 г гидроксида натрия и 60 г сегнетовой соли помещают в стакан вместимостью 1000 см3, растворяют в 500 см3 дистиллированной воды, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят до метки дистиллированной водой. 8.4.2 Раствор салициловой кислоты Навеску (1,0 г) салициловой кислоты помещают в стакан вместимостью 100 см3, растворяют в 50 см3 этилового спирта, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки этиловым спиртом. Раствор готовят в день использования. 8.4.3 Раствор натрия салициловокислого с массовой долей 0,5 % Навеску (0,5 г) натрия салициловокислого растворяют в 100 см3 дистиллированной воды. Раствор готовят в день использования. 8.4.4 Суспензия гидроксида алюминия 125 г алюмоаммонийных или алюмокалиевых квасцов растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды, раствор нагревают до 60 °С и медленно при непрерывном перемешивании прибавляют 55 см3 концентрированного раствора аммиака. Дают смеси отстояться около 1 часа, фильтруют и промывают осадок гидроксида алюминия многократной декантацией дистиллированной водой до полного удаления свободного аммиака. 8.5 Приготовление градуировочных растворов 8.5.1 Основной градуировочный раствор нитрат-ионов с массовой концентрацией 0,1 мг/см3 1) Раствор готовят из ГСО в соответствии с прилагаемой к образцу инструкцией. 1 см3 раствора должен содержать 0,1 мг нитрат-ионов. 2) Навеску (0,1631 г) калия азотнокислого, предварительно высушенного при 105 °С, помещают в стакан вместимостью 100 см3, растворяют в 50 см3 дистиллированной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят до метки дистиллированной водой. 1 см3 раствора должен содержать 0,1 мг нитрат-ионов. Срок хранения растворов 3 месяца. 8.5.2 Рабочий градуировочный раствор нитратионов с массовой концентрацией 0,01 мг/см3 10,0 см3 основного градуировочного раствора нитрат-ионов переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки дистиллированной водой. 1 см3 раствора должен содержать 0,01 мг нитрат-ионов. Раствор готовят в день проведения измерений. 8.6 Построение градуировочного графика В ряд колориметрических пробирок вместимостью 10 см3 пипеткой последовательно отбирают 0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 10,0 см3 рабочего градуировочного раствора нитрат-ионов (п. 8.5.2) и доводят дистиллированной водой до метки. Содержание нитрат-ионов в растворах соответственно равно 0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 10,0 мг/дм3. Растворы переносят в фарфоровые чашки, добавляют 2 см3 раствора салициловой кислоты (или 2 см3 раствора натрия салициловокислого) и выпаривают в фарфоровой чашке на водяной бане досуха. После охлаждения сухой остаток смешивают с 2 см3 концентрированной серной кислоты и оставляют на 10 мин. Затем содержимое чашки разбавляют 10 - 15 см3 дистиллированной воды, приливают приблизительно 15 см3 раствора гидроксида натрия и сегнетовой соли, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, смывая стенки чашки дистиллированной водой, охлаждают колбу в холодной воде до комнатной температуры, доводят дистиллированной водой до метки и полученный окрашенный раствор сразу фотометрируют при l = 410 нм в кюветах с длиной поглощающего слоя 20 мм. Одновременно с обработкой градуировочных растворов проводят «холостой опыт» с дистиллированной водой, который используют в качестве раствора сравнения. При построении градуировочного графика по оси ординат откладывают значения оптической плотности, а по оси абсцисс - величину концентрации нитрат-ионов в мг/дм3. 8.7 Контроль стабильности градуировочной характеристики Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже одного раза в квартал, а также при смене партий реактивов, после поверки или ремонта прибора. Средствами контроля являются вновь приготовленные образцы для градуировки (не менее 3 образцов из приведенных в п. 8.6). Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении для каждого образца для градуировки следующего условия: (1) где X - результат контрольного измерения массовой концентрации нитрат-ионов в образце для градуировки; С - аттестованное значение массовой концентрации нитрат-ионов; uI(TOE) - стандартное отклонение результатов измерений, полученных в условиях промежуточной прецизионности, %. Значения uI(TOE) приведены в Приложении А. Если условие стабильности градуировочной характеристики не выполняется только для одного образца для градуировки, необходимо выполнить повторное измерение этого образца с целью исключения результата, содержащего грубую погрешность. Если градуировочная характеристика нестабильна, выясняют причины и повторяют контроль с использованием других образцов для градуировки, предусмотренных методикой. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики строят новый градуировочный график. 9 ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ9.1 Освобождение от мешающих влияний
9.2 Ход анализа Пробу воды объемом 150 см3 обрабатывают, как указано в п. 9.1. Для измерений используют фильтрат. Отбирают 10 см3 фильтрата и далее поступают, как описано в пункте 8.6. 10 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙМассовую концентрацию нитрат-ионов, X (мг/дм3) вычисляют по формуле: Х = С × К (2) где С - содержание нитрат-ионов, найденное по графику, мг/дм3; К - коэффициент разбавления. При необходимости за результат измерений Хср принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений Х1 и Х2 (3) для которых выполняется следующее условие: где r - предел повторяемости, значения которого приведены в таблице 2. Таблица 2 - Значения предела повторяемости при вероятности Р = 0,95
При невыполнении условия (4) могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. 11 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙРезультат измерений в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде: X ± = 0,01 × U × X, мг/дм3, где Х - результат измерений массовой концентрации, установленный по п. 10, мг/дм3; U - значение показателя точности измерений (расширенная неопределенность измерений с коэффициентом охвата 2). Значение U приведено в таблице 1. Допускается результат измерений в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде: Х ± 0,01 × Uл × X, мг/дм3, Р = 0,95, при условии Uл < U, где Uл - значение показателя точности измерений (расширенной неопределенности с коэффициентом охвата 2), установленное при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемое контролем стабильности результатов измерений. Примечание. При представлении результата измерений в документах, выдаваемых лабораторией, указывают: - количество результатов параллельных определений, использованных для расчета результата измерений; - способ определения результата измерений (среднее арифметическое значение или медиана результатов параллельных определений). 12 КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ12.1 Общие положения Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает: - оперативный контроль процедуры измерений; - контроль стабильности результатов измерений на основе контроля стабильности среднего квадратического отклонения (СКО) повторяемости, СКО промежуточной (внутрилабораторной) прецизионности и правильности. Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений и алгоритмы контрольных процедур, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов измерений регламентируют во внутренних документах лаборатории. Ответственность за организацию проведения контроля стабильности результатов измерений возлагают на лицо, ответственное за систему качества в лаборатории. Разрешение противоречий между результатами двух лабораторий проводят в соответствии с 5.3.3 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. 12.2 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием метода добавок Оперативный контроль процедуры измерений проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры Кк с нормативом контроля К. Результат контрольной процедуры Кк рассчитывают по формуле: (5) где - результат измерений массовой концентрации нитрат-ионов в пробе с известной добавкой - среднее арифметическое двух результатов параллельных определении, расхождение между которыми удовлетворяет условию (4). Хср - результат измерений массовой концентрации нитрат-ионов в исходной пробе - среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (4). Cд - величина добавки. Норматив контроля К рассчитывают по формуле (6) где - стандартные отклонения промежуточной прецизионности, соответствующие массовой концентрации нитрат-ионов в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно, мг/дм3. Процедуру измерений признают удовлетворительной, при выполнении условия: Kк £ K (7) При невыполнении условия (7) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (7) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению. 12.2 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием образцов для контроля Оперативный контроль процедуры измерений проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры Кк с нормативом контроля К. Результат контрольной процедуры Кк рассчитывают по формуле: (8) где Сср - результат измерений массовой концентрации нитрат-ионов в образце для контроля - среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (4); С - аттестованное значение образца для контроля. Норматив контроля К рассчитывают по формуле К = 2sI(TOE), (9) где sI(TOE) - стандартное отклонение промежуточной прецизионности, соответствующие массовой концентрации нитрат-ионов в образце для контроля, мг/дм3. Процедуру измерений признают удовлетворительной при выполнении условия: Kк £ К (10) При невыполнении условия (10) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (10) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению. 13 ПРОВЕРКА ПРИЕМЛЕМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ В ДВУХ ЛАБОРАТОРИЯХРасхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата измерений, и в качестве окончательного может быть использовано их среднее арифметическое значение. Значения предела воспроизводимости приведены в таблице 3. Таблица 3 - Значения предела воспроизводимости при вероятности Р = 0,95
При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. ПРИЛОЖЕНИЕ А(информационное) Таблица А.1 - Бюджет неопределенности измерений
_____________ 3 Соответствует характеристике относительной погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95. 4 Согласно ГОСТ Р ИСО 5725-3-2002 учтено при расчете стандартного отклонения результатов измерений, получаемых в условиях воспроизводимости. Содержание 2 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ.. 1 3 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ 1 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ... 2 6 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ.. 2 7 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ИЗМЕРЕНИЙ.. 2 8 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ.. 2 10 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.. 3 11 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.. 4 12 КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.. 4 13 ПРОВЕРКА ПРИЕМЛЕМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ В ДВУХ ЛАБОРАТОРИЯХ 5
|