ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД МЕТОДИКА
ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПНД Ф 14.1:2.97-97 Методика допущена для целей государственного экологического контроля МОСКВА 1997 г. 1. ВВЕДЕНИЕНастоящий документ устанавливает методику количественного химического анализа проб природных и очищенных сточных вод для определения в них массовой концентрации формальдегида в диапазоне от 0,025 до 0,250 мг/дм3 фотометрическим методом без разбавления и концентрирования пробы. Если массовая концентрация формальдегида в анализируемой пробе превышает верхнюю границу, то допускается разбавление пробы таким образом, чтобы концентрация формальдегида соответствовала регламентированному диапазону. Мешающие влияния других компонентов пробы устраняются в процессе отгонки формальдегида с водяным паром. 2. ПРИНЦИП МЕТОДАФотометрический метод определения массовой концентрации формальдегида основан на образовании в присутствии ионов аммония окрашенного в желтый цвет продукта реакции формальдегида с ацетилацетоном. Интенсивность окраски образующегося соединения пропорциональна содержанию формальдегида в пробе. Измерение оптической плотности проводят при длине волны λ = 412 нм. 3. ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИХНастоящая методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей значений, приведённых в таблице 1. Таблица 1 Диапазон измерений, значения показателей точности, правильности, повторяемости, воспроизводимости
Значения показателя точности методики используют при: - оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией; - оценке деятельности лабораторий на качество проведения испытаний; - оценке возможности использования результатов анализа при реализации методики в конкретной лаборатории. 4. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
4.2. Вспомогательные устройства
Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки. Допускается использование других, в том числе импортных, средств измерений и вспомогательных устройств с характеристиками не хуже, чем у приведенных в п.п. 4.1 и 4.2.
Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации ч.д.а. или х.ч. Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже ч.д.а. 5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ5.1. При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007. 5.2. Электробезопасность при работе с электроустановками обеспечивается по ГОСТ 12.1.019. 5.3. Организация обучения работающих безопасности труда проводится по ГОСТ 12.0.004. 5.4. Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. 6. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВВыполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой фотометрического анализа и изучивший инструкцию по эксплуатации спектрофотометра или фотометра. 7. УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙПри выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия: · температура окружающего воздуха (22 ± 6) °С; · атмосферное давление (84 - 106) кПа; · относительная влажность не более 80 % при температуре 25 °С; · частота переменного тока (50 ± 1) Гц; · напряжение в сети (220 ± 22) В. 8. ОТБОР И ХРАНЕНИЕ ПРОБ8.1. Отбор проб производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб». 8.2. Посуду, предназначенную для отбора и хранения проб, промывают насыщенным раствором кальцинированной соды (карбоната натрия), а затем дистиллированной водой. При мытье сильно загрязненной посуды рекомендуется использовать хромовую смесь, после чего тщательно (не менее 10 раз) промывать водопроводной водой и споласкивать дистиллированной водой. 8.3. Пробы воды отбирают в стеклянные бутыли с плотно завинчивающимися пробками с вкладышами, обеспечивающими герметичность, вместимостью 0,5 дм3. Объем отбираемой пробы должен быть не менее 0,5 дм . 8.4. Пробы анализируют не позднее, чем через 6 ч после отбора пробы при хранении при температуре выше 10 °С без консерванта, либо в течение 10 суток при консервировании серной кислотой из расчета 5 см3 раствора кислоты (1:1) на 1 дм3 воды. 8.5. При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается: - цель анализа, предполагаемые загрязнители, - место, время отбора, - номер пробы, - должность, фамилия отбирающего пробу, дата. 9. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ9.1. Приготовление растворов и реактивов 9.1.1. Дистиллированная вода, очищенная от формальдегида. Дистиллированную воду кипятят в течение 30 мин и охлаждают до комнатной температуры. Используют в день приготовления. 9.1.2. Раствор серной кислоты, 1:1. К 100 см3 дистиллированной воды, помещенной в термостойкий химический стакан, при непрерывном перемешивании приливают 100 см3 концентрированной серной кислоты и охлаждают. Раствор устойчив при хранении в плотно закрытой склянке в течение 1 года. 9.1.3. Раствор соляной кислоты, 2:1. К 170 см3 дистиллированной воды приливают 340 см3 концентрированной соляной кислоты и перемешивают. Раствор устойчив при хранении в плотно закрытой посуде в течение 6 мес. 9.1.4. Раствор гидроксида калия или натрия, 2 моль/дм3. 56 г КОН или 40 г NaOH растворяют в 500 см3 дистиллированной воды. Раствор устойчив при хранении в плотно закрытой полиэтиленовой посуде в течение 3 мес. 9.1.5. Раствор крахмала, 0,5 %. 0,5 г крахмала взбалтывают с 15 - 20 см3 дистиллированной воды. Суспензию постепенно приливают к 80 - 85 см3 кипящей дистиллированной воды и кипятят еще 2 - 3 мин. После охлаждения консервируют добавлением 2 - 3 капель хлороформа. Хранят не более 1 мес. 9.1.6. Стандартный раствор бихромата калия с концентрацией 0,0200 моль/дм3 эквивалента. При использовании стандарт-титра последний растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 500 см3, затем отбирают 50 см3 полученного раствора, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3 и доводят объем дистиллированной водой до метки. Для приготовления стандартного раствора из навески 0,4904 г K2Cr2О7, предварительно высушенного в сушильном шкафу при 105 °С в течение 1 - 2 ч, переносят количественно в мерную колбу вместимостью 500 см3, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до метки на колбе. Хранят в склянке с хорошо притертой пробкой в темном месте не более 6 мес. 9.1.7. Стандартный раствор тиосульфата натрия с концентрацией 0,020 моль/дм3 эквивалента. При использовании стандарт-титра последний растворяют в дистиллированной воде, предварительно прокипяченной в течение 1,5 ч и охлажденной до комнатной температуры, в мерной колбе вместимостью 500 см3, затем отбирают 50 см3 полученного раствора, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3 и доводят объём прокипяченной дистиллированной водой до метки. Для приготовления стандартного раствора из навески 5 г Na2S2O3 · 5H2O, растворяют в 1 дм3 дистиллированной воды, предварительно прокипяченной в течение 1,5 ч и охлажденной, и доводят объем раствора до метки на колбе. В качестве консерванта к полученному раствору добавляют 2 см3 хлороформа. Перед определением точной концентрации раствор выдерживают не менее 5 суток. Хранят в склянке из темного стекла не более 4 мес. Точную концентрацию стандартного раствора тиосульфата натрия определяют так, как описано в Приложении А не реже 1 раза в месяц. 9.1.8. Раствор йода, 0,02 моль/дм3 эквивалента. При использовании стандарт-титра последний растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 500 см3. При приготовлении раствора из навески 4 - 5 г KI растворяют в небольшом количестве (20 - 25 см3) дистиллированной воды, добавляют 1,3 г кристаллического иода; после его растворения приливают еще 480 см3 дистиллированной воды и перемешивают. Раствор хранят в склянке из темного стекла. Точную концентрацию раствора иода устанавливают не реже 1 раза в месяц, как описано в Приложении А. 9.1.9. Раствор уксусной кислоты, 1:4. Смешивают 1 объем уксусной кислоты с 4 объемами дистиллированной воды, не содержащей формальдегида. Раствор устойчив при хранении в плотно закрытой посуде в течение 3 мес. 9.1.10. Раствор ацетилацетона, 5 %. К 38 см3 дистиллированной воды добавляют 2 см3 ацетилацетона и перемешивают до полного растворения. Хранят в холодильнике в склянке с притертой пробкой не более 10 суток. 9.1.11. Аммонийно-ацетатный буферный раствор. К 80 см3 ледяной уксусной кислоты добавляют 90 см3 концентрированного раствора аммиака и перемешивают. Величина рН полученного буферного раствора должна составлять 5,9 - 6,5. Хранят в плотно закрытой склянке не более 3 мес. 9.2. Приготовление градуировочных растворов Градуировочные растворы, аттестованные по процедуре приготовления, готовят из стандартного образца (СО) или 40 % раствора формальдегида (формалина). При использовании СО производят разбавление исходного раствора в соответствии с инструкцией по его применению. Приготовление градуировочного раствора из формалина проводят в соответствии с п. 9.2.1 - 9.2.3. 9.2.1. Раствор формальдегида (А). В мерную колбу вместимостью 100 см3 последовательно приливают пипеткой 2,5 см3 раствора гидроксида калия или натрия, 2,5 см3 дистиллированной воды и 1 см3 40 % раствора формальдегида. Объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Для определения точной концентрации формальдегида 1 см3 полученного раствора отбирают в коническую колбу с притертой пробкой вместимостью 250 см3, прибавляют пипеткой 20 см раствора иода и 10 см3 раствора гидроксида калия или натрия. Колбу закрывают пробкой и оставляют стоять 15 мин в темном месте. Затем прибавляют 5 см3 раствора соляной кислоты, перемешивают и оставляют еще на 10 мин в темном месте. Выделившийся избыток иода титруют раствором тиосульфата натрия до бледно-желтой окраски, добавляют 1 см3 раствора крахмала и продолжают титрование до обесцвечивания раствора. Определение повторяют еще 1 - 2 раза и при отсутствии расхождения в объемах раствора тиосульфата натрия более 0,05 см3 за результат принимают среднюю величину. Массовую концентрацию формальдегида в основном растворе (А) рассчитывают по формуле:
где Сф - массовая концентрация раствора формальдегида, мг/дм3; Си - концентрация раствора иода, моль/дм3 эквивалента; Vи - объем добавленного раствора иода, см3; Ст - концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм3 эквивалента; Vт - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование избытка раствора иода, см3; Vф - объем раствора формальдегида, взятый для титрования, см3. Основной раствор формальдегида хранят в холодильнике не более 1 мес. Точную его концентрацию устанавливают перед использованием для приготовления промежуточного и рабочего растворов. 9.2.2. Раствор с массовой концентрацией формальдегида 0,100 мг/см3 (Б). Объем раствора А, который необходимо взять для получения 100 см3 раствора Б с концентрацией 0,100 мг/дм3, рассчитывают по формуле:
где Vф - объем раствора А, см3; Сф - массовая концентрация формальдегида в растворе А, мг/см3. Рассчитанный объем раствора А с помощью градуированной пипетки помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Раствор хранят не более суток. 9.2.3. Раствор с массовой концентрацией формальдегида 5 мкг/см3 (В). 5,0 см3 раствора формальдегида Б переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой (п. 9.1.1) и перемешивают. Раствор используют в день приготовления. 9.3. Построение градуировочного графика Для построения градуировочного графика необходимо приготовить образцы для градуировки, содержащие 0 - 0,10 мкг формальдегида в 25 см3 раствора. Условия проведения анализа должны соответствовать п. 7. Состав и количество образцов для построения градуировочного графика приведены в таблице 2. Для всех градуировочных растворов погрешности, обусловленные процедурой приготовления, не превышают 3 % относительно приписанного значения массовой концентрации формальдегида. При построении градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 25 см3 вносят по 20 см3 дистиллированной воды (п. 9.1.1), добавляют градуированными пипетками вместимостью 1 или 2 см3 аликвотные части раствора формальдегида В в соответствии с табл. 2, доводят объемы растворов в колбах до метки, перемешивают и переносят в конические колбы вместимостью 100 см3. Таблица 2 Состав и количество образцов для градуировки при определении формальдегида
Анализ образцов для градуировки проводят в порядке возрастания их концентрации согласно п. 10, исключая стадию отгонки. Измеряют оптическую плотность проб с добавками формальдегида и холостой (не содержащей добавки) пробы при λ = 412 нм, фотометрируя 3 раза с целью исключения случайных результатов и усреднения данных. Усредненную оптическую плотность холостой пробы вычитают из усредненной оптической плотности проб с добавками формальдегида. Градуировочный график строят в координатах: содержание формальдегида в образце для градуировки, мкг - оптическая плотность. 9.4. Контроль стабильности градуировочной характеристики Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже одного раза в месяц или при смене основных реактивов (ацетилацетона, ацетата аммония, буферного раствора). Средствами контроля являются вновь приготовленные образцы для градуировки (не менее 3 образцов из приведенных в табл. 2). Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении для каждого образца для градуировки следующего условия: |X - C| ≤ 1,96σRл, где X - результат контрольного измерения массовой концентрации формальдегида в образце для градуировки; С - аттестованное значение массовой концентрации формальдегида в образце для градуировки; σRл - среднеквадратическое отклонение внутрилабораторной прецизионности, установленное при реализации методики в лаборатории. Примечание. Допустимо среднеквадратическое отклонение внутрилабораторной прецизионности при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения: σRл = 0,84σR, с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов анализа. Значения σR приведены в таблице 1. 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 ее нестабильности и повторяют контроль стабильности с использованием других образцов для градуировки, предусмотренных методикой. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики строят новый градуировочный график. 10. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙПробу воды объемом 200 см3 помещают в перегонную колбу (если выполнялась консервация, пробу предварительно нейтрализуют раствором КОН или NaOH до рН 7 - 8 по универсальной индикаторной бумаге), добавляют 25 г сульфата натрия, соединяют части установки для отгонки формальдегида и отгоняют в мерный цилиндр 100 см3 дистиллята. Отгон тщательно перемешивают стеклянной палочкой, отбирают пипеткой 25 см3, помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, добавляют 2 см3 ацетатно-аммонийного буферного раствора (или 2,0 г ацетата аммония и 0,5 см3 раствора уксусной кислоты 1:4) и 1,0 см3 раствора ацетилацетона. Смесь перемешивают до полного растворения реактивов и выдерживают на водяной бане 30 мин при (40 ± 3) °С. Одновременно с пробой выполняют холостое определение, используя 25 см3 дистиллированной воды, не содержащей формальдегида. Измеряют оптическую плотность растворов относительно дистиллированной воды при 412 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 5 см. Оптическую плотность холостого опыта вычитают из оптической плотности пробы. Если измеренная оптическая плотность пробы превышает оптическую плотность, соответствующую последней точке градуировочного графика, повторяют определение с меньшей аликвотой отгона, разбавленной до объема 25 см3 дистиллированной водой, не содержащей формальдегида (п. 9.1.1). 11. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙСодержание формальдегида в аликвоте отгона, отобранной для анализа, находят по градуировочному графику. Массовую концентрацию формальдегида в анализируемой воде X, мг/дм3, рассчитывают по формуле:
где а - содержание формальдегида в аликвоте отгона, найденное по градуировочному графику, мкг; 100 - объем отгона, см3; 1,2 - коэффициент, учитывающий степень отгонки формальдегида из пробы воды; Vд - объем аликвоты отгона, см3; Vв - объем пробы воды, взятой для отгонки, см3. Расхождение между результатами анализа, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата анализа, и в качестве окончательного может быть использовано их среднее арифметическое значение. Значение предела воспроизводимости R при Р = 0,95 для всего регламентированного диапазона измерений массовой концентрации формальдегида составляет 22 %. При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов анализа согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6. 12. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗАРезультат анализа X в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде: Х ± Δ, мг/дм3, Р = 0,95, где Δ - показатель точности методики. Значение Δ рассчитывают по формуле: Δ = 0,01 · d · Х. Значение d приведено в таблице 1. Допустимо результат анализа в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде: Х ± Δл, мг/дм3, Р = 0,95, при условии Δл < Δ, где X - результат анализа, полученный в соответствии с прописью методики; ±Δл - значение характеристики погрешности результатов анализа, установленное при реализации методики в лаборатории, и обеспечиваемое контролем стабильности результатов анализа. Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности. 13. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИКИ В ЛАБОРАТОРИИКонтроль качества результатов анализа при реализации методики в лаборатории предусматривает: - оперативный контроль процедуры анализа (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры); - контроль стабильности результатов анализа (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности). 13.1. Алгоритм оперативного контроля процедуры анализа с использованием метода добавок Оперативный контроль процедуры анализа проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры Кк с нормативом контроля К. Результат контрольной процедуры Кк рассчитывают по формуле: Кк = |X' - Х - Сд|, где X' - результат анализа массовой концентрации формальдегида в пробе с известной добавкой; X - результат анализа массовой концентрации формальдегида в исходной пробе; Сд - величина добавки. Норматив контроля К рассчитывают по формуле:
где Δл,Х', Δл,Х - значения характеристики погрешности результатов анализа, установленные в лаборатории при реализации методики, соответствующие массовой концентрации формальдегида в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно. Примечание. Допустимо характеристику погрешности результатов анализа при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения: Δл = 0,84 · Δ, с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов анализа. Процедуру анализа признают удовлетворительной, при выполнении условия: Кк ≤ К. (1) При невыполнении условия (1) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (1) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению. 13.2. Алгоритм оперативного контроля процедуры анализа с применением образцов для контроля Оперативный контроль процедуры анализа проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры Кк с нормативом контроля К. Результат контрольной процедуры Кк рассчитывают по формуле: Кк = |Хк - С|, где Хк - результат анализа массовой концентрации формальдегида в образце для контроля; С - аттестованное значение образца для контроля. Норматив контроля К рассчитывают по формуле К = Δл, где ±Δл - характеристика погрешности результатов анализа, соответствующая аттестованному значению образца для контроля. Примечание. Допустимо характеристику погрешности результатов анализа при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения: Δл = 0,84 · Δ с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов анализа. Процедуру анализа признают удовлетворительной, при выполнении условия: Кк ≤ К. (2) При невыполнении условия (2) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (2) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению. Периодичность оперативного контроля процедуры анализа, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов анализа регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории. Приложение А
|