БИОХИМИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА В ВОДАХ.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ СКЛЯНОЧНЫМ
МЕТОДОМ

Ростов-на-Дону
2006

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН ГУ «Гидрохимический институт»

2. РАЗРАБОТЧИКИ А.А. Назарова, канд. хим. наук, Ю.А. Андреев

3. СОГЛАСОВАН с Начальником УМЗА и ГУ «ЦКБ ГМП» Росгидромета

4. УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 27 марта 2006 г.

5. АТТЕСТОВАН ГУ «Гидрохимический институт», свидетельство об аттестации № 73.24-2005 от 15.06.2005 г.

6. ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ ЦКБ ГМП за номером РД 52.24.420-2006 от 30.03.2006 г.

Внесен в Федеральный реестр методик выполнения измерений, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора за номером ФР. 1.31.2006.02517

7. ВЗАМЕН РД 52.24.420-95 «Методические указания. Методика выполнения измерений биохимического потребления кислорода в водах скляночным методом».

Введение

Находящиеся в воде микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности используют растворенный в воде кислород для биохимического окисления органических соединений, в том числе загрязняющих веществ. Количество кислорода, израсходованное в определенный промежуток времени в процессе биохимического окисления органических веществ, содержащихся в анализируемой воде, называется биохимическим потреблением кислорода (далее - БПК). Этот показатель является некоторой условной мерой загрязнения вод органическими соединениями, в особенности достаточно легко подвергающимися биохимической деградации.

Скорость биодеградации органических загрязняющих веществ зависит от множества факторов. В среднем можно полагать, что при 20 °C за 5 сут. окисляется около 70 % соединений, за 10 и 20 сут. - соответственно 90 % и 99 %. Однако для практических целей полное окисление слишком длительно и его как правило не используют. При неполном окислении органических веществ для сопоставимости величин БПК его определение должно проводиться в некоторых стандартных условиях. В качестве таковых приняты следующие: продолжительность инкубации 5 сут., температура (20 ± 1) °C, отсутствие доступа света и воздуха. Потребление кислорода, определенное при этих условиях называется пятисуточным биохимическим потреблением кислорода (БПК₅). Его находят как разность между содержанием кислорода в анализируемой пробе воды до и после инкубации.

При определении БПК₅ необходимо также соблюдать условия, при которых количество кислорода в пробе в течение инкубации соответствовало бы его потреблению. Это зависит от таких факторов, как степень разбавления проб с большим биохимическим потреблением кислорода, применение одной и той же разбавляющей воды и способ обработки пробы воды. Содержание кислорода в анализируемой исходной или разбавленной пробе должно оставаться в течение всего времени инкубации таким, чтобы были обеспечены хорошие условия для протекания аэробных биохимических процессов. Это будет соблюдено, если анализируемая проба или смесь пробы с разбавляющей водой перед определением будут содержать равновесную с воздухом концентрацию кислорода (около 9 мг/дм³ при 20 °C), если минимальное потребление кислорода будет не менее 2 мг/дм³, а оставшаяся спустя 5 сут. концентрация кислорода - не менее 3 мг/дм³.

Величина БПК₅ для водных объектов рыбохозяйственного назначения нормируется (не более 2 мг/дм³ О₂).

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Дата введения 2006-04-01

1. Область применения

1.1. Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений (далее - методика) БПК₅ в пробах поверхностных вод суши и очищенных сточных вод скляночным методом при содержании органических веществ, эквивалентном потреблению кислорода в диапазоне от 1,0 до 11,0 мг/дм³. При значении БПК₅ более 6,0 мг/дм³ определение следует проводить при соответствующем разбавлении пробы.

1.2. Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих анализ поверхностных вод суши и очищенных сточных вод.

2. Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия

ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков.

ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

ГОСТ Р 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб

МИ 2881-2004 Рекомендация. ГСИ. Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа.

Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделе 4.

3. Приписанные характеристики погрешности измерений

3.1. При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений характеристики погрешности результата измерения с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 - Диапазон измерений, значения характеристик погрешности и ее составляющих

При выполнении измерений в пробах с величиной БПК₅ свыше 11,0 мг/дм³ после соответствующего разбавления погрешность измерения не превышает величины D · η, где D - погрешность измерения БПК₅ в разбавленной пробе; η - степень разбавления.

Предел обнаружения БПК₅ скляночным методом равен 0,5 мг/дм³.

3.2. Значения показателя точности методики используют при:

- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;

- оценке деятельности лабораторий на качество проведения измерений;

- оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики в конкретной лаборатории.

4. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы

4.1. Средства измерений, вспомогательные устройства

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений и другие технические средства:

4.1.1. Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ 24104-2001.

4.1.2. Весы лабораторные обычного (IV) класса точности по ГОСТ 29329-92 с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 500 г.

4.1.3. Колбы мерные 2 класса точности исполнения 2, 2а по ГОСТ 1770-74 вместимостью:

4.1.4. Пипетки градуированные 2 класса точности исполнения 1, 2 по ГОСТ 29227-91 вместимостью:

4.1.5. Пипетка с одной отметкой 2 класса точности исполнения 1, 2 по ГОСТ 29169-91 вместимостью:

4.1.6. Бюретка 2 класса точности исполнения 1, 2 по ГОСТ 29251-91 вместимостью:

4.1.7. Цилиндры мерные, исполнения 1, 3 по ГОСТ 1770-74 вместимостью:

4.1.8. Колбы конические исполнения 1, 2 по ГОСТ 25336-82 вместимостью:

4.1.9. Колбы конические или плоскодонные Кн или П, исполнения 1, 2, ТС по ГОСТ 25336-82 вместимостью:

4.1.10. Стаканы химические, тип В, исполнения 1, ТХС по ГОСТ 25336-82 вместимостью:

4.1.11. Склянки с притертыми пробками (кислородные) для проб воды вместимостью 100 - 250 см³ (или склянки БПК).

4.1.12. Элемент ЭП1 (трубка хлоркальциевая) по ГОСТ 25336-82 - 1 шт.

4.1.13. Стаканчики для взвешивания (бюксы) СВ-19/9 по ГОСТ 25336-82 - 2 шт.

4.1.14. Воронка лабораторная по ГОСТ 25336-82 диаметром 75 мм - 1 шт.

4.1.15. Колба с тубусом (Бунзена) исполнения 1, 2 по ГОСТ 25336-82 вместимостью 0,25 - 0,5 дм³ - 1 шт.

4.1.16. Воронка Бюхнера 1 или 2 по ГОСТ 9147-80

4.1.17. Термостат для проб, поддерживающий температуру (20 ± 1) °C.

4.1.18. Насос вакуумный любого типа.

4.1.19. Палочка стеклянная

4.1.20. Флаконы с пробками стеклянные для хранения реактивов вместимостью 100 см³, 100 см³, 500 см³.

4.1.21. Посуда стеклянная и полиэтиленовая для хранения проб и реактивов вместимостью 0,1; 0,25 и 1 дм³.

4.1.22. Шпатель (стеклянная лопатка).

4.1.23. Кюветы фотографические или кристаллизатор.

4.1.24. Отрезок гибкой пластиковой трубки длиной 50 - 70 см (сифон).

4.1.25. Микрокомпрессор аквариумный.

4.1.26. Холодильник бытовой.

4.1.27. Шкаф сушильный общелабораторного назначения.

4.1.28. Электроплитка по ГОСТ 14919-83.

Допускается использование других типов средств измерений, вспомогательных устройств, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.1.

4.2. Реактивы и материалы

При выполнении измерений применяют следующие реактивы и материалы:

4.2.1. Марганец (II) хлористый 4-водный (хлорид марганца) по ГОСТ 612-75, ч.д.а. или марганец (II) сернокислый 5-водный (сульфат марганца) по ГОСТ 435-77, ч.д.а. (допустимо ч.).

4.2.2. Калий йодистый (йодид калия) по ГОСТ 4232-74, ч.д.а. или натрий йодистый 2-водный (йодид натрия) по ГОСТ 8422-76, ч.д.а.

4.2.3. Калий двухромовокислый (дихромат калия) по ГОСТ 4220-75, х.ч. или калий двухромовокислый, стандарт-титр с молярной концентрацией количества вещества эквивалента (КВЭ) 0,1 моль/дм по ТУ 6-09-2540-72.

4.2.4. Натрий серноватистокислый (натрия тиосульфат) 5-водный по ГОСТ 27068-86, ч.д.а. или натрий серноватистокислый (тиосульфат), стандарт-титр с молярной концентрацией КВЭ 0,1 моль/дм³ по ТУ 6-09-2540-72.

4.2.5. Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328-77, ч.д.а., или калия гидроокись (гидроксид калия) по ГОСТ 24363-80, ч.д.а.

4.2.6. Натрий углекислый безводный (карбонат натрия) по ГОСТ 83-79, ч.д.а.

4.2.7. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, ч.д.а., или кислота серная по ГОСТ 4204-77, ч.д.а.

4.2.8. Аммоний хлористый (хлорид аммония) по ГОСТ 3773-72, ч.д.а.

4.2.9. Железо (III), хлорид (хлорид железа) 6-водный гексагидрат по ГОСТ 4147-74, ч.д.а.

4.2.10. Калий фосфорнокислый однозамещенный (дигидрофосфат калия) по ГОСТ 4198-75, ч.д.а.

4.2.11. Калий фосфорнокислый двузамещенный (гидрофосфат калия) 3-водный по ГОСТ 2493-75, ч.д.а.

4.2.12. Натрий фосфорнокислый двузамещенный (гидрофосфат натрия) по ГОСТ 11773-76 или натрий фосфорнокислый двузамещенный (гидрофосфат натрия), 12-водный по ГОСТ 4172-76, ч.д.а.

4.2.13. Хлорид кальция, гексагидрат по ТУ 6-09-4578-81, ч.д.а.

4.2.14. Магний сернокислый (сульфат магния) 7-водный по ГОСТ 4523-77, ч.д.а.

4.2.15. Хлороформ по ГОСТ 20015-88, очищенный.

4.2.16. Крахмал растворимый по ГОСТ 10163-76, ч.д.а.

4.2.17. Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87.

4.2.18. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, свежепрокипяченная и охлажденная в закрытой склянке до комнатной температуры.

4.2.19. Универсальная индикаторная бумага по ТУ 6-09-1181-77.

4.2.20. Фильтры обеззоленные «белая лента» и «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-86.

Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.

5. Метод измерений

Определение основано на измерении массовой концентрации растворенного кислорода скляночным методом путем йодометрического титрования в первоначальной или разбавленной пробе воды до и после ее инкубации в течение 5 сут. при стандартных условиях (20 °C, отсутствие доступа воздуха и света).

6. Требования безопасности, охраны окружающей среды

6.1. При выполнении измерений БПК₅ в пробах поверхностных вод суши и очищенных сточных вод соблюдают требования безопасности, установленные в национальных стандартах и соответствующих нормативных документах.

6.2. По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся ко 2, 3 классам опасности по ГОСТ 12.1.007.

6.3. Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

6.4. Дополнительных требований по экологической безопасности не предъявляется.

7. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица со средним профессиональным образованием или без профессионального образования, но имеющие стаж работы в лаборатории не менее года и освоившие методику.

8. Условия выполнения измерений

8.1. При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

- температура окружающего воздуха (22 ± 5) °C;

- атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);

- влажность воздуха не более 80 % при 25 °C;

- напряжение в сети (220 ± 10) В;

- частота переменного тока в сети питания (50 ± 1) Гц.

9. Отбор и хранение проб

Отбор проб производится в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05 и ГОСТ Р 51592. Оборудование для отбора проб должно соответствовать ГОСТ 17.1.5.04 и ГОСТ Р 51592.

Определяемое значение БПК₅ в значительной степени зависит от особенностей химических и биохимических процессов, протекающих в пробе в промежутке времени между ее отбором и началом анализа. Пробы для определения БПК₅ консервировать не допускается. Поэтому пробу необходимо обрабатывать сразу же после отбора, как описано в разделе 11. Если это невозможно, то отбирают пробу воды в посуду темного стекла, заполняя склянку под горло и хранят при температуре не выше 4 °C не более 4 ч.

10. Подготовка к выполнению измерений

10.1. Приготовление растворов и реактивов

10.1.1. Раствор хлорида (сульфата) марганца

Растворяют 210 г хлорида марганца (МnСl₂ · 4Н₂О) или 260 г сульфата марганца (MnSO₄ · 5H₂O) или 290 г сульфата марганца (MnSO₄ · 7H₂O) в 300 - 350 см³ дистиллированной воды, фильтруют в мерную колбу вместимостью 500 см³ и доливают дистиллированной водой до метки на колбе. Хранят в плотно закрытой склянке.

10.1.2. Щелочной раствор йодида калия (или натрия)

Растворяют 15 г йодида калия или 18 г йодида натрия (NaI · H₂O) в 20 см³, а 50 г гидроксида натрия - в 50 см³ дистиллированной воды.

Полученные растворы смешивают в мерной колбе вместимостью 100 см³ и доводят объем дистиллированной водой до метки на колбе. При наличии мути раствор фильтруют. Хранят в склянке из темного стекла с плотной резиновой пробкой.

10.1.3. Раствор соляной кислоты 2:1 (по объему)

К 170 см³ дистиллированной воды 340 см³ концентрированной соляной кислоты добавляют.

Вместо раствора соляной кислоты 2:1 (по объему) во всех случаях можно использовать раствор серной кислоты 1:4 (по объему). Для его приготовления 100 см³ концентрированной серной кислоты добавляют к 400 см³ дистиллированной воды.

ВНИМАНИЕ! СЕРНУЮ КИСЛОТУ ОТМЕРИВАЮТ СУХИМ ЦИЛИНДРОМ И ОСТОРОЖНО ПРИЛИВАЮТ К ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЕ НЕБОЛЬШИМИ ПОРЦИЯМИ ПРИ ПЕРЕМЕШИВАНИИ (В ТЕРМОСТОЙКОМ СТАКАНЕ).

Проверку чистоты растворов хлорида марганца, йодида калия (или натрия), соляной (или серной) кислоты и их очистку осуществляют, как описано в 10.2.

10.1.4. Раствор крахмала, 0,5 %-ный

Взбалтывают 0,5 г крахмала с 15 - 20 см³ дистиллированной воды.

Суспензию постепенно приливают к 80 - 85 см кипящей дистиллированной воды и кипятят еще 2 - 3 мин. После охлаждения раствора его консервируют добавлением 2 - 3 капель хлороформа или нескольких кристалликов салициловой кислоты.

Раствор используют до помутнения.

10.1.5. Раствор дихромата калия с молярной концентрацией количества вещества эквивалента (КВЭ) 0,0200 моль/дм³

При использовании стандарт-титра (см. 4.2.3) последний переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, растворяют в дистиллированной воде и доводят до метки. Затем пипеткой с одной отметкой отбирают 50 см³ полученного раствора, переносят его в мерную колбу вместимостью 500 см³ и доводят объем дистиллированной водой до метки.

При отсутствии стандарт-титра для приготовления стандартного раствора взвешивают 0,4904 г дихромата калия, предварительно высушенного в сушильном шкафу при температуре 105 °C в течение 1 - 2 ч, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до метки на колбе. Хранят в склянке с притертой пробкой в темном месте не более 6 мес.

10.1.6. Раствор тиосульфата натрия с молярной концентрацией КВЭ 0,02 моль/дм³

При использовании стандарт-титра (см. 4.2.4) последний переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, растворяют в дистиллированной воде и доводят до метки. Затем пипеткой с одной отметкой отбирают 50 см³ полученного раствора, переносят его в мерную колбу вместимостью 500 см³ и доводят объем дистиллированной водой до метки.

Для приготовления стандартного раствора из навески при отсутствии стандарт-титра 2,5 г тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃ · 5H₂O) переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора до метки на колбе.

В качестве консерванта к полученному раствору добавляют 3 см³ хлороформа. Перед определением точной концентрации раствор выдерживают не менее 5 сут. Хранят в склянке из темного стекла, закрытой пробкой с вставленными в нее сифоном с бюреткой и хлоркальциевой трубкой, заполненной гранулированным гидроксидом калия или гидроксидом натрия.

Точную концентрацию стандартного раствора тиосульфата натрия определяют, как описано в 10.4 не реже 1 раза в неделю. Результаты проверки заносят в специальный журнал.

10.1.7. Фосфатный буферный раствор с pH 7,2

Растворяют в дистиллированной воде 4,25 г дигидрофосфата калия (КН₂РО₄), 14,25 г гидрофосфата калия (К₂НРО₄ · 3Н₂О), 8,85 г гидрофосфата натрия (Na₂HPO₄) или 22,3 г гидрофосфата натрия (Na₂HPO₄ · 12H₂O) и 0,85 г хлорида аммония (NH₄Cl) в мерной колбе вместимостью 500 см³, доводят объем до метки и перемешивают.

10.1.8. Раствор сульфата магния, 1,1 %-ный

В 500 см³ дистиллированной воды растворяют 11,25 г сульфата магния (MgSO₄ · 7H₂O).

10.1.9. Раствор хлорида кальция, 2,7 %-ный

В 500³ см дистиллированной воды растворяют 28,2 г хлорида кальция (СаСl₂ · 6Н₂О) (или 13,8 г СаСl₂).

10.1.10. Раствор хлорида железа, 0,015 %-ный

В 500 см³ дистиллированной воды растворяют 0,13 г хлорида железа (FeCl₃ · 6H₂O).

10.1.11. Вода для разбавления проб

Разбавляющую воду готовят в день применения из дистиллированной воды с температурой 20 °C, добавляя фосфатный буферный раствор, растворы сульфата магния, хлорида кальция и хлорида железа (см. 10.1.7 - 10.1.10) из расчета по 1 см³ на 1 дм³.

Затем насыщают воду кислородом воздуха интенсивным встряхиванием, после чего оставляют на 3 - 5 мин (до исчезновения мелких пузырьков воздуха) для установления равновесия.

Все растворы, необходимые для приготовления разбавляющей воды, хранят до появления в них осадка или до повышения значения БПК разбавляющей воды более 0,5 мг/дм³ (см. 11.3).

10.1.12. Раствор соляной кислоты, 1 моль/дм³

К 92 см³ дистиллированной воды добавляют 8,5 см³ концентрированной соляной кислоты и перемешивают.

10.1.13. Раствор гидроксида натрия, 1 моль/дм³

В 100 см³ дистиллированной воды растворяют 4 г гидроксида натрия. Хранят в полиэтиленовой посуде.

10.2. Проверка чистоты и очистка используемых реактивов и растворов

10.2.1. Йодид калия (натрия)

Для проверки чистоты 1 г йодида калия растворяют в 100 см³ свежепрокипяченной и охлажденной до комнатной температуры дистиллированной воды, приливают 10 см³ раствора соляной кислоты, проверенной на чистоту, и 1 см³ раствора крахмала.

Если в течение 5 мин голубая окраска не появляется, реактив пригоден для использования. В противном случае йодид калия должен быть очищен от свободного йода.

Для этого 30 - 40 г йодида калия помещают в воронку Бюхнера и промывают при перемешивании охлажденным до 3 - 5 °C этиловым спиртом до появления бесцветной порции последнего. Промытый йодид калия сушат в темноте между листами фильтровальной бумаги в течение суток. Хранят в плотно закрытой склянке из темного стекла.

Проверку чистоты и очистку йодида натрия проводят аналогичным образом.

10.2.2. Раствор хлорида (сульфата) марганца

К 100 см³ свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воды добавляют 1 см³ раствора соли марганца, 0,2 г сухого йодида калия, 5 см³ раствора соляной кислоты, проверенных на чистоту, и 1 см³ раствора крахмала.

Отсутствие через 10 мин синей окраски указывает на чистоту реактива. В противном случае для очистки раствора на каждые 100 см³ его добавляют около 1 г безводного карбоната натрия, хорошо перемешивают, отстаивают в течение суток, а затем фильтруют через бумажный фильтр «синяя лента».

10.2.3. Раствор кислоты (соляной или серной)

К 50 см³ дистиллированной воды добавляют 1 см³ раствора крахмала, 1 г проверенного на чистоту йодида калия и 10 см³ раствора соляной кислоты.

Если в течение 5 мин не появится синяя окраска, кислота может быть использована в анализе, в противном случае следует заменить исходный реактив.

10.3. Установление точной вместимости кислородных склянок

Чтобы установить вместимость склянки для определения кислорода, ее тщательно моют, высушивают (снаружи и изнутри) и взвешивают вместе с пробкой с точностью до 0,01 г. Предварительно склянки выдерживают в комнате для взвешивания не менее 30 мин.

Затем наполняют ее дистиллированной водой до краев и закрывают стеклянной пробкой так, чтобы под пробкой не оставалось пузырьков воздуха. Обтирают склянку досуха и снова взвешивают с точностью до 0,01 г. Дистиллированную воду также выдерживают в комнате для взвешивания не менее 30 мин и измеряют ее температуру.

По разности двух взвешиваний рассчитывают массу воды в склянке, которую для перевода в объем следует разделить на коэффициент, равный 0,998 при температуре воды 15 °C, 0,997 - при 20 °C и 0,996 - при 25 °C.

10.4. Определение точной концентрации раствора тиосульфата натрия

В колбу для титрования вносят 80 - 90 см³ дистиллированной воды, 10 см³ раствора дихромата калия, 0,0200 моль/дм³ КВЭ, добавляют 1 г сухого йодида калия и 10 см³ раствора соляной кислоты. Раствор перемешивают, выдерживают 5 мин в темном месте и титруют раствором тиосульфата натрия до светло-желтой окраски. Затем добавляют 1 см³ раствора крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски. Повторяют титрование и, если расхождение между значениями объемов титранта не более 0,05 см³, за результат принимают их среднее.

В противном случае повторяют титрование до получения результатов, отличающихся не более, чем на 0,05 см³.

Точную молярную концентрацию КВЭ тиосульфата натрия в растворе рассчитывают по формуле

                                                               (2)

где C_m - молярная концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм³ КВЭ;

C_д - молярная концентрация раствора дихромата калия, моль/дм³ КВЭ;

V_т - объем раствора тиосульфата натрия, пошедший на титрование, см³;

V_д - объем раствора дихромата калия, взятый для титрования, см³.

11. Выполнение измерений

11.1. Заполнение и инкубация склянок

Если проба не содержит визуально заметного количества взвешенных веществ, 1,0 - 1,4 дм³ ее помещают в достаточно большую (2 дм³) колбу, устанавливают pH в пределах 6 - 8 по универсальной индикаторной бумаге добавлением раствора соляной кислоты или гидроксида натрия 1 моль/дм³. Доводят температуру пробы до (20 ± 1) °C, нагревая (при помощи водяной бани) или охлаждая ее (под струей водопроводной воды). Затем энергично взбалтывают пробу не менее 10 мин, чтобы насытить ее кислородом. Насыщение пробы кислородом можно также осуществить, пропуская через нее воздух с помощью аквариумного микрокомпрессора. После завершения процедуры насыщения пробу следует оставить на 3 - 5 мин для удаления избытка воздуха (до отсутствия поднимающихся к поверхности мелких пузырьков).

Если проба содержит грубую взвесь, ее наливают в склянку (лучше, цилиндр) вместимостью не менее 1 дм³ и отстаивают 0,5 - 1 ч. После отстаивания отбирают сифоном осветлившийся средний слой воды в колбу для насыщения кислородом. Если пробу отстаиванием в течение часа осветлить не удается, ее фильтруют через бумажный фильтр «белая лента». Всегда в результатах анализа следует указывать принятый способ предварительной обработки воды.

Подготовленную пробу наливают в 3 сухие кислородные склянки, заполняя их до края так, чтобы внутри склянки не образовывалось пузырьков. В одной из 3-х склянок сразу же фиксируют и определяют концентрацию растворенного кислорода (см. 11.2). Время между аэрацией пробы и фиксированием кислорода при определении его концентрации не должно быть более 15 мин.

Две другие склянки закрывают, помещают пробками вниз в наполненную дистиллированной водой фотографическую кювету или кристаллизатор (гидрозатвор) и устанавливают в термостат. При использовании склянок БПК колпачок заполняется той же пробой. Склянки выдерживают при отсутствии доступа света в термостате при (20 ± 1) °C в течение 5 сут. По истечении этого срока в инкубированных склянках определяют концентрацию неизрасходованного растворенного кислорода (см. 11.2).

11.2. Определение растворенного кислорода

Сразу же после заполнения склянки (или после инкубации) фиксируют растворенный кислород, для чего в склянку с пробой воды вводят отдельными пипетками 1 см³ (при вместимости склянки до 150 см³) или 2 см³ (при вместимости более 150 см³) раствора хлорида (сульфата) марганца и 1 см³ или 2 см³ щелочного раствора йодида калия (при вместимости склянки до 150 см³ и более 150 см³ соответственно).

Пипетку погружают каждый раз до половины склянки и поднимают вверх по мере истечения реактива из нее. Затем быстро закрывают склянку стеклянной пробкой таким образом, чтобы в ней не оставалось пузырьков воздуха, и содержимое тщательно перемешивают 15 - 20-кратным переворачиванием склянки до равномерного распределения осадка в воде по всему объему склянки. Склянки с зафиксированным в них кислородом помещают в темное место для отстаивания (на время не менее 10 мин и не более 24 ч).

После того, как опустившийся на дно осадок будет занимать менее половины высоты склянки, к пробе приливают 5 или 10 см³ (в зависимости от вместимости склянки) раствора соляной кислоты, погружая при этом пипетку до дна склянки к осадку (не взмучивать) и медленно поднимая ее вверх по мере опорожнения. Вытеснение из склянки части прозрачной жидкости для анализа значения не имеет.

Склянку закрывают пробкой, и содержимое тщательно перемешивают. После полного растворения бурого осадка пипеткой с одной отметкой отбирают 50 см³ раствора, предварительно ополаскивая пипетку этим же раствором, переносят его в колбу для титрования и титруют раствором тиосульфата натрия из бюретки вместимостью 10 см³ до тех пор, пока он не станет светло-желтым. Затем прибавляют 1 см³ раствора крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски.

В склянках после инкубации, повторяют определение растворенного кислорода, отбирая аликвоту из второй (следующей) склянки.

11.3. Разбавление проб

Если предполагается, что значение БПК₅ будет больше 5 мг/дм³, то растворенного кислорода может не хватить для окисления органического вещества пробы. В этом случае исходную пробу разбавляют. Для разбавления используют воду, подготовленную в соответствии с 10.1.11.

В зависимости от предполагаемого значения БПК₅ при разбавлении для выбора объема пробы анализируемой воды руководствуются таблицей 2.

Таблица 2 - Рекомендуемое разбавление проб анализируемой воды при определении БПК₅

Для ориентировочной оценки степени разбавления пробы можно использовать значение перманганатной окисляемости, бихроматной окисляемости (ХПК), органолептические (характер и интенсивность запаха пробы) или визуальные показатели (наличие, а также возможный состав взвешенного вещества).

Если значение БПК₅ совершенно неизвестно, следует делать несколько последовательных разбавлений, например 1:1, 1:4, 1:9, то есть в 2, 5, 10 раз, соответственно.

Разбавление пробы следует проводить в мерной колбе вместимостью 1000 см³ и доливать до метки разбавляющей водой. Точный объем пробы отмеривают пипеткой (до 50 см³) или цилиндром (более 50 см³).

Затем поступают в соответствии с 11.1

Подготовленные при разбавлении пробы должны иметь температуру (20 ± 1) °C и значение pH 6 - 8.

Если при определении БПК₅ проводили разбавление проб, следует одновременно заполнить 4 кислородные склянки водой для разбавления проб (см. 10.1.11). В двух из них сразу же определяют концентрацию растворенного кислорода, а две другие помещают в термостат вместе с партией анализируемых проб и определяют в них концентрацию растворенного кислорода после инкубации. Разница средней концентрации кислорода в исходных и инкубированных пробах разбавляющей воды не должна превышать 0,5 мг/дм³.

Полученную поправку учитывают при расчете значения БПК₅ (см. 12.2). При более высоком значении БПК₅ разбавляющей воды результаты определения будут недостоверны, и следует заменить воду для разбавления более чистой, повторить отбор проб и определение БПК₅.

11.4. Подготовка проб при наличии в воде активного хлора

К пробам, подвергавшимся обработке хлором или хлорной известью и содержащим активный хлор, перед началом определения БПК₅ добавляют необходимый для его полного восстановления объем раствора тиосульфата натрия, который определяют следующим образом.

В колбу для титрования вносят 100 см³ анализируемой воды, 1 г сухого йодида калия, 10 см³ раствора соляной кислоты, тщательно перемешивают и титруют раствором тиосульфата натрия до светло-желтого цвета, а затем после добавления 1 см³ раствора крахмала - до полного обесцвечивания.

Далее к аликвоте анализируемой воды добавляют пропорциональный объем раствора тиосульфата натрия, который не был законсервирован хлороформом.

12. Вычисление и оформление результатов измерений

12.1. Массовую концентрацию растворенного в воде кислорода X, мг/дм³, находят по формуле

                                                    (3)

где М - молярная масса КВЭ кислорода, равная 8 мг/ммоль.

C_т - концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм³ КВЭ;

V_т - объем раствора тиосульфата натрия, пошедший на титрование, см³;

V - вместимость кислородной склянки, см³.

V₁ - суммарный объем растворов хлорида марганца и йодида калия, добавленных в склянку при фиксации растворенного кислорода, см³;

12.2. БПК₅, мг/дм³, для неразбавленных проб (или биохимическое потребление кислорода разбавляющей воды (), мг/дм³,) находят по формуле

БПК₅ = Х_и - Х_к или                                      (4)

где Х_н - массовая концентрация растворенного кислорода в пробе анализируемой воды (или разбавляющей воды) до инкубации, мг/дм³;

Х_к - массовая концентрация растворенного кислорода в пробе анализируемой воды (или разбавляющей воды) после 5 сут. инкубации, мг/дм³;

12.3. Биохимическое потребление кислорода БПК₅, мг/дм³, для подвергавшихся разбавлению проб находят по формуле

                                         (5)

где Х_н - концентрация растворенного кислорода в пробе анализируемой воды до инкубации, мг/дм³;

Х_к - концентрация растворенного кислорода в пробе анализируемой воды после 5 сут инкубации, мг/ дм³;

 - биохимическое потребление кислорода в пробах разбавляющей воды, мг/дм³;

P - степень разбавления пробы, равная 1000/V, где V - объем анализируемой воды в 1 дм³ смеси после разбавления пробы.

12.4. За результат БПК₅ принимают среднее арифметическое результатов измерения в двух склянках `X, мг/дм³, подвергавшихся инкубации, если расхождение между ними не превышает величины предела повторяемости. В противном случае проводят повторное титрование аликвоты пробы, как описано в 11.2. Если и в этом случае расхождение превышает допустимое, результат определения признают недостоверным.

Результат измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:

`Х ± D(Р = 0,95),                                                         (6)

где D - границы характеристик погрешности измерения для данной величины БПК₅, мг/дм³ (таблица 1).

12.5. Допустимо представлять результат в виде:

`X ± D_л (Р = 0,95) при условии D_л < D,                                     (7)

где ± D_л - границы характеристик погрешности результатов анализа, установленные при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемые контролем стабильности результатов измерений, мг/дм³.

Примечание - Допустимо характеристику погрешности результатов измерений при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения D_л = 0,84 · D с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений.

Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.

12.6. Результаты измерения оформляют протоколом или записью в журнале, по формам, приведенным в Руководстве по качеству лаборатории.

13. Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории

13.1. Общие положения

13.1.1. Контроль качества результатов измерений методики в лаборатории предусматривает:

- контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, погрешности, внутрилабораторной прецизионности).

13.1.2. Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории.

13.2. Алгоритм оперативного контроля повторяемости

13.2.1. Оперативный контроль повторяемости осуществляют для каждого из результатов измерений, полученных в соответствии с методикой. Для этого отобранную пробу воды делят на две части, и выполняют измерение в соответствии с разделом 11.

13.2.2. Результат контрольной процедуры r_к, мг/дм³, рассчитывают по формуле

r_к = |X₁ - X₂|,                                                            (8)

где Х₁, Х₂ - результаты контрольных измерений величины БПК, мг/дм³.

13.2.3. Предел повторяемости r_n, мг/дм³, рассчитывают по формуле

r_n = 2,77s_r,                                                              (9)

где s_r - показатель повторяемости, мг/дм³ (таблица 1).

13.2.4. Результат контрольной процедуры должен удовлетворять условию

r_к £ r_n.                                                                 (10)

13.2.5. При несоблюдении условия (10), полученные результаты бракуются и поступают в соответствии с разделом 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

14. Проверка приемлемости результатов, получаемых в условиях воспроизводимости

Расхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях не должно превышать предела воспроизводимости R. При выполнении этого условия приемлемы оба результата измерений и в качестве окончательного может быть использовано их общее среднее значение. Значение R рассчитывают по формуле

R = 2,77 · s_R.                                                          (11)

При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6 или МИ 2881.

Примечание - Проверка приемлемости проводится при необходимости сравнения результатов измерений, полученных двумя лабораториями.

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

СВИДЕТЕЛЬСТВО № 74.24-2005
об аттестации МВИ

Методика выполнения измерений биохимического потребления кислорода в водах скляночным методом.

разработанная ГУ «Гидрохимический институт» (ГУ ГХИ)

и регламентированная РД 52.24.420-2006

аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96

Аттестация осуществлена по результатам метрологической экспертизы материалов по разработке методики выполнения анализа

В результате аттестации установлено, что методика соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками:

1. Диапазон измеряемых концентраций, значения показателей точности и ее составляющих при доверительной вероятности Р = 0,95

Значения характеристик погрешности и ее составляющих (Р = 0,95)

2. Диапазон измерений, значения пределов повторяемости и воспроизводимости при доверительной вероятности Р = 0,95

3. При реализации методики в лаборатории обеспечивают:

- контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности).

Алгоритм контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в РД 52.24.420-2006.

Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории.

Дата выдачи свидетельства 15 июня 2005 г.

Зам. директора		Л.И. Минина
Главный метролог ГУ ГХИ		A.A. Назарова

СОДЕРЖАНИЕ