| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПНД Ф 14.1:2:4.132-98 Методика допущена для целей
государственного МОСКВА 1998 г. 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ1.1. Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерений массовой концентрации анионов (нитрита, нитрата, хлорида, фторида, сульфата и фосфата) при их совместном присутствии в питьевых водах, водах поверхностных водоемов и водотоков, сточных водах методом ионной хроматографии в диапазоне: • от 0,1 до 75 мг/дм3 без разбавления*, • от 75 до 1000 мг/дм3 с разбавлением*. Мешающее влияние нефтепродуктов устраняется на стадии пробоподготовки. Другие анионы определению не мешают. ___________ *) При условии, что концентрации анионов различаются друг от друга не более, чем на 2 порядка 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙГраницы относительной суммарной погрешности результата измерения концентрации аниона при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышают*): ± 13 % при массовой концентрации от 0,10 мг/дм3 до 1000 мг/дм3. Примечание *) соответствует расширенной неопределенности измерений при коэффициенте охвата, равном 2. 3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ3.1. Средства измерений3.2. Посуда и материалы
3.3. РеактивыПримечания 1) Допускается применение средств измерений и оборудования с аналогичными или лучшими метрологическими или техническими характеристиками. 2) Изготовителями колонок по ТУ 4215-003-18044127 являются предприятия ЗАО НПФ «АналитИнвест», ООО «ИНЛАН», ОАО НПО «Химавтоматика». 3) Для управления хроматографом и обработки хроматограмм используется программно-математическое обеспечение (ПМО), поставляемое предприятием-изготовителем хроматографа. 4) Процедура регенерации подавительной колонки описана в приложении 2. 4. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙМетод измерения основан на: • отборе проб воды; • пробоподготовке воды; • разделении многокомпонентной смеси ионов методом ионной хроматографии на колонке, заполненной сорбентом, содержащим ионогенные группы, специфичные по отношению к анионам. Для выделения полезного сигнала на высоком электрохимическом фоне в методике применена подавительная колонка; • детектировании определяемого аниона кондуктометрическим детектором; • количественном расчете хроматограмм; • вычислении массовой концентрации анионов в воде. 5. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ5.1. При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с реактивами по ГОСТ 12.4.021-75. 5.2. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019-79. 5.3. Организация обучения 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. К обслуживанию хроматографа допускаются лица, прошедшие производственное обучение, проверку знаний и инструктаж по безопасному обслуживанию хроматографа. 5.6. При установке, монтаже и эксплуатации хроматографа следует соблюдать «Правила устройства и безопасной работы сосудов, работающих под давлением», утвержденные Госгортехнадзором России 17.06.2003 г 6. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРА6.1. К выполнению измерений и обработке результатов может быть допущен специалист, имеющий опыт работы в химической лаборатории и владеющий техникой работы на ионном хроматографе. 6.2. Предварительно оператор должен самостоятельно проанализировать не менее трех контрольных проб, содержащих определяемые анионы и уложиться в нормативы контроля, указанные в методике. 7. УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ7.1. При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия: • температура окружающей среды (20 ± 5) °C; • относительная влажность не более 80 % при 25 °C; • атмосферное давление (630 - 800) мм рт. ст. (84,0 - 106,0) кПа; • напряжение переменного тока (220 ± 22) В; • частота переменного тока (50 ± 1) Гц. 7.2. Содержание агрессивных веществ в воздухе помещения не должно превышать санитарных норм, механические воздействия, внешние электрические и магнитные поля, влияющие на работоспособность средств измерений, должны быть исключены. 8. ОТБОР, ХРАНЕНИЕ ПРОБ ВОДЫ8.1. Пробы сточных вод отбираются, транспортируются и хранятся в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000. 8.2. Пробы природных, речных, талых вод отбираются, транспортируются и хранятся в соответствии с ГОСТ 17.1.5.04-81 «Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод». 8.3. Воды хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения отбираются, хранятся и транспортируются по ГОСТ 24481-81. 8.4. Пробы питьевых вод отбираются, транспортируются и хранятся в соответствии с ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб». 8.5. Объем отобранной пробы должен быть не менее 200 см3. Пробы не консервируют, анализ проводят не позднее, чем через 24 часа после отбора пробы. 9. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ9.1. Подготовка средств измерения9.1.1. Установку и включение хроматографа и компьютера осуществляют в соответствии с инструкцией по эксплуатации. 9.1.2. Установка и запуск программного обеспечения осуществляется согласно прилагаемой к нему документации. 9.1.3. Условия хроматографирования градуировочных смесей осуществляется согласно паспорту-хроматограмме, прилагаемому к комплекту хроматографических колонок. 9.2. Экстрагирование примесей нефтепродуктов и других органических веществ, фильтрация от механических примесей9.2.1. Пробы природной и сточной воды, содержащие механические примеси, до проведения экстракции (п. 9.2.) должны быть профильтрованы через фильтр «синяя лента». 9.2.2. Если в анализируемой воде присутствуют примеси нефтепродуктов и других органических веществ проводят очистку ее гексаном. Из отобранной пробы воды по п. 8 отбирают 100 см3 и помещают в делительную воронку вместимостью 200 - 250 см3, добавляют 50 см3 гексана и экстрагируют в течение 10 - 15 мин, периодически открывая пробку. После расслоения смеси нижний (водный слой) фильтруют через фильтр «синяя лента» в колбу. В делительной воронке оставляют около 0,5 см3 водного слоя, чтобы избежать попадания в колбу гексанового экстракта. Верхний слой гексана и остатки воды выливают в бутыль для отработанных органических растворителей для утилизации. 9.3. Контроль качества бидистиллированной водыКонтроль воды проводится в соответствии с ГОСТ Р 52501-2005 «Вода для лабораторного анализа». Контроль качества бидистиллированной воды проводится в начале каждого рабочего дня с помощью кондуктометра. Удельная электропроводимость бидистиллированной воды должна быть не более 20 мкСм/см. Если удельная электропроводимость воды выше 20 мкСм/см, то перегонку повторяют. Бидистиллированную воду с удельной электрической проводимостью выше 20 мкСм/см не применяют. 9.4. Подготовка посудыДля проведения анализа следует применять стеклянную, полиэтиленовую, тефлоновую или полипропиленовую посуду. Посуду предварительно моют дистиллированной водой, затем спирто-щелочной смесью, приготовленной по п. 9.5.1. и вновь ополаскивают дистиллированной водой до нейтральной реакции и высушивают. Удельная электропроводимость промывных вод не должен отличаться от удельной электропроводимости исходной дистиллированной воды более чем на 5 - 7 %. Посуда, в которой готовят растворы, маркируется. 9.5. Приготовление вспомогательных растворов, используемых при измерении9.5.1. Приготовление спирто-щелочной смесиВзвешивают на аналитических весах 5 г КОН, растворяют в 10 см3 дистиллированной воды и добавляют 90 см3 этилового спирта. 9.5.2. Приготовление исходных растворов для элюента9.5.2.1. Приготовление раствора Na2CO3 (раствор А) Берут навеску Na2CO3 массой 5,300 г и переносят в мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 2 дм3. Приливают 1 дм3 бидистиллированной воды и перемешивают. Доводят бидистиллированной водой до метки и снова перемешивают, замеряют pH раствора. При температуре окружающей среды (20 ± 5) °C, pH = 11,1. Срок хранения 1 месяц в холодильнике при t= 2 ÷ 6 °C. 9.5.2.2. Приготовление раствора NaHCO3 (раствор Б) Берут навеску NaHCO3 массой 4,1996 г и переносят в мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 2 дм3. Приливают 1 дм3 бидистиллированной воды и перемешивают. Доводят бидистиллированной водой до метки и снова перемешивают. При температуре окружающей среды (20 ± 5) °C, pH = 8,5. Срок хранения 1 месяц в холодильнике при t = 2 ÷ 6 °C. Приготовленным растворам приписывают концентрацию 0,025 моль/дм3. Примечание. Если измеренные значения pH отличаются на ± 0,1 единицы, проверяют бидистиллированную воду (п. 9.3) и готовят новые исходные растворы. 9.5.3. Приготовление элюентаКонцентрация элюента готовят согласно паспорту-хроматограмме. В зависимости от применяемой разделительной колонки элюент может быть бикомпонентным (содержит Na2CO3 и NaHCO3) или монокомпонентным (содержит Na2CO3). Наливают в колбу вместимостью 1 дм3 раствор А объемом V1; вычисленным по формуле (1): где - концентрация (моль/дм3), указанная в паспорт-хроматограмме, моль/дм3, k - коэффициент рассчитывают по формуле (2): k = L/0,025 = 40, (2) где L = l - вместимость колбы, дм3, 0,025 моль/дм3 - концентрация исходного раствора, моль/дм3. В эту же колбу наливают раствор Б объемом V2, вычисленным по формуле (3): где - концентрация (моль/дм3), = 0,025 моль/дм3 k - коэффициент рассчитывают по формуле (2) Добавляют 500 см3 бидистиллированной воды, закрывают крышку и перемешивают. Доводят бидистиллированной водой до метки, закрывают плотно крышкой и снова перемешивают. Оставляют в холодильнике при температуре t= +2 ÷ +6° С на 12 часов. Приготовленный раствор фильтруют через фильтр Шотта в бутыль для вакуумирования вместимостью 2 дм3. Для обеспечения нормальной работы прибора и насосов необходима дегазация используемых растворов вакуумированием в течение 15 мин. (давление не более 200 мм рт. ст.). Включают вакуумный насос, согласно его документации. Бутыль для вакуумирования помещают в мешок из фланели. Подсоединяют бутыль для вакуумирования к вакуумному насосу как показано в приложении 1 на рис. 1. По истечении 15 минут перекрывают кран на бутыли, выключают вакуумный насос, отсоединяют бутыль от насоса. Переливают дегазированный элюент в бутыль для элюента вместимостью 1 дм3. Приготовленный таким образом раствор пригоден к работе в течение 2-х суток. 9.6. Приготовление растворов для градуировки хроматографа9.6.1. Приготовление исходного раствора для градуировки хроматографаИсходный раствор для градуировки хроматографа готовят из стандартных образцов состава водных растворов анионов согласно табл. 1 в мерной колбе вместимостью 100 см3. Раствор хранится в холодильнике в стеклянной посуде с притертой пробкой в течение 1 месяца. Приготовление исходного раствора для построения градуировочной характеристики Таблица 1
9.6.2. Приготовление градуировочных растворовГрадуировочные растворы готовят путем разбавления исходного раствора согласно табл. 2 в мерной колбе вместимостью 100 см3. Градуировочный раствор № 1 хранятся в холодильнике в стеклянной посуде с притертой пробкой в течение 1 месяца. Градуировочные растворы №№ 2, 3 хранятся в холодильнике в стеклянной посуде с притертой пробкой в течение 1 месяца. Приготовление градуировочных растворов (ГР) Таблица 2 9.7. Градуировка хроматографаГрадуировка хроматографа осуществляется по трем градуировочным растворам на стадии освоения МВИ и при выполнении условия (8) (п. 9.7.16) в следующем порядке: 9.7.1. Включают хроматограф, компьютер и запускают программное обеспечение. 9.7.2. Промывают насос хроматографа элюентом в объеме 50 см3 согласно процедуре, описанной в эксплуатационной документации на хроматограф. 9.7.3. Выставляют значение скорости подачи элюента на насосе хроматографа согласно прилагаемому к аналитической колонке паспорту-хроматограмме. 9.7.4. Включают подачу элюента. Дожидаются стабильной нулевой линии на экране компьютера. 9.7.5. Градуировку хроматографа проводят по градуировочным растворам в порядке возрастания массовой концентрации анионов, проводя два параллельных определения в каждой точке. 9.7.6. Вводят с помощью шприца градуировочный раствор, приготовленный по п. 9.6. в объеме 1 см3 проводят измерение. 9.7.7. За окончание измерения (хроматографирования) принимают время выхода последнего пика в секундах. Время выхода последнего пика указано в паспорт-хроматограмме на прилагаемую аналитическую колонку. 9.7.8. Для проведения параллельного измерения операции по п. 6.7.6 повторяют. 9.7.9. Результаты двух параллельных хроматографических измерений для одного j - раствора и i - иона признают приемлемыми при выполнении условия (4): где hij1, hij2 высота пика i-иона при 1-ом и 2-ом вводе j-градуировочного раствора; hij - среднее арифметическое высоты пика, вычисляемое по формуле (5): rij - норматив (для Р = 0,95), равный 0,10. Если условие (4) выполняется, то за результат измерения принимают среднее арифметическое hij. 9.7.10. Для каждого i-иона j-градуировочного раствора по формуле (6), используя программное обеспечение, рассчитывают градуировочный коэффициент (K): где Cij - массовая концентрация i-иона в j-градуировочном растворе моль/дм3. 9.7.11. Рассчитывают среднее арифметическое значение градуировочного коэффициента для каждого i-иона . 9.7.12. Градуировочная характеристика признается приемлемой и линейной при выполнении условия (7): 9.7.13. Ввести градуировочные коэффициенты , наименования анализируемых анионов и времена удерживания в программное обеспечение согласно процедуре, описанной в документации на программное обеспечение. Хроматограф готов к проведению измерений. 9.7.14. При ежедневной работе на хроматографе градуировку прибора проводят перед началом работы по одному из градуировочных растворов, приготовленных в соответствии с табл. 2. Градуировочный раствор выбирают близким по ожидаемым массовым концентрациям анионов в растворе и выполняют все процедуры изложенные выше. 9.7.16. Для каждого i-иона j-градуировочного раствора по формуле (6), используя программное обеспечение рассчитывают градуировочный коэффициент Kij. Градуировка признается приемлемой при выполнении условий: а) если выполняется условие (8), то в программное обеспечение согласно процедуре, описанной в документации на программное обеспечение, вводятся коэффициенты . б) если не выполняется условие (8), проводят контроль точности измерений по контрольному раствору, в соответствии с п. 14.1, проверяя выполнение условия (8), если условие выполняется, то в программное обеспечение согласно процедуре, описанной в документации на программное обеспечение, вводятся коэффициенты Kij. Если условие не выполняется, то находят причину и устраняют ее, процедуру градуировки по трем градуировочным растворам повторяют. Примечание: Порядок выхода анионов соответствует порядку выхода анионов в паспорт-хроматограмме. 10. ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ КОЛОНКИПроверка эффективности разделительной колонки проводится после построения градуировочной характеристики и один раз через каждые две недели. Рассчитывают степень разделения (Rs) для каждой пары соседних компонентов по формуле (9): где tA и tБ - времена удерживания компонентов А и Б в секундах; µА и µБ - полуширины в секундах пиков А и Б определяются по формулам: (10) где hА, hБ и Sa, SБ - высоты и площади пиков компонентов А и Б Найденные значения степени разделения должны быть не менее 1,5. Если условие не выполняется, то необходимо заменить аналитическую колонку. 11. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ11.1. Подготовленную пробу по п.9.2 анализируют дважды, последовательно. 11.2. В хроматограф вводят аликвоту пробы в количестве 1 см3. 11.3. Время хроматографирования аликвоты пробы должно соответствовать времени полного выхода пика последнего компонента из паспорт-хроматограммы на прилагаемую колонку. 11.4. Расчет массовой концентрации проводят с применением компьютерной программы. Хроматограммы сохраняются в памяти компьютера. Примечание Если при расчете хроматограммы концентрации превышают указанный диапазон в таблице 1, то пробу разбавляют и анализ повторяют. Степень разбавления приведена в таб. 3. Разбавление пробы Таблица 3
12. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙМассовую концентрацию аниона в пробе (в мг/дм3) вычисляют при первом (втором) хроматографировании (параллельном определении) по формуле (12): где Q - степень разбавления; hi1(2) - высота пика i-го аниона при первом (втором) хроматографировании в смеси. Вычисляют среднее значение массовой концентрации аниона в пробе по формуле (13): Результаты двух параллельных определений для одной пробы признают приемлемыми при выполнении условия (14): где rx = 10 % - норматив для Р = 0,95 (предел повторяемости результатов параллельных определений). 13. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙРезультат измерений, представляют в виде: Xi мг/дм3, δ %, Р = 0,95 или Xi ± D, мг/дм3, Р = 0,95, где (15) Результат измерений должен оканчиваться тем же десятичным разрядом, что и границы абсолютной погрешности (D). 14. КОНТРОЛЬ ПОГРЕШНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ14.1. Контроль точности измерений.Контроль точности измерений проводят по любому контрольному раствору, приготовленному из исходного раствора для градуировки хроматографа, по табл. 4 в мерных колбах вместимостью 100 см3. Растворы хранятся в холодильнике в стеклянной посуде с притертой пробкой в течение 1 месяца. Контроль точности измерений проводят в соответствии с планом контроля, принятым лабораторией, рекомендуется проводить его через каждые 10 анализов рабочих проб. Измерения проводят в соответствии с настоящей МВИ Контроль признается удовлетворительным при выполнении условия (16): где e - норматив (для вероятности Р = 0,90), %, e = 11 %, - массовая концентрация аниона (измеренное значение), мг/дм3, - массовая концентрация аниона (приписанное значение), мг/дм3 Если значение e больше чем 11 %, то результаты измерений, выполненных в период, предшествующий контролю признаются недействительными. В этом случае продолжение работы возможно только после выявления и устранения причины нестабильности. 14.2. Контроль правильности измерений методом добавок.Контроль рекомендуется проводить при освоении методики, при анализе новых типов вод, при анализе вод, содержащих большое количество органических компонентов, при возникновении нештатных ситуаций, при смене колонок и реактивов. Приготовление контрольных растворов Таблица 4
Образцами для контроля являются реальные пробы вод. Объем отобранной пробы для контроля должен соответствовать удвоенному объему, необходимому для проведения измерений по методике. Отобранный объем делят на две равные части, первую из которых анализируют в точном соответствии с прописью методики и получают результат измерения исходной пробы - Xi, а во вторую часть делают добавку аниона (Ci) и анализируют в точном соответствии с прописью методики (величина добавки должна составлять 50 % от содержания аниона в исходной пробе), полученный результат измерения пробы с добавкой - . Измерения проводят в условиях повторяемости (один аналитик с использованием одного набора мерной посуды, одной партии реактивов, при одном и том же градуировочном коэффициенте, непосредственно один за другим). Результат контроля признают удовлетворительным при выполнении условия (17): где Kд - норматив при Р = 0,95, % Kд = 13 % Приложение 1Рис. 1. Установка для дегазции растворов вакуумированием 1. Насос вакуумный. 2. Фильтр. 3. Бутыль для вакуумирования в защитном чехле (мешок из фланели). Приложение 2Регенерация подавительной колонки Подавительная колонка (ТУ 4215-003-18044237) представляет собой металлическую колонку Æ = 6 мм, L = 200 мм с сорбентом - катионит КРС-8П (Н - 8 форма) фракции 0,25 - 0,5 мм (или с сорбентом - катионит КУ с аналогичными характеристиками). Регенерация проводится на используемом ионном хроматографе. Предварительно готовят 1Н раствор HNO3. Для этого в мерную колбу вместимостью 1 дм3 с притертой пробкой наливают 70 см3 концентрированной HNO3 и доводят до метки бидистиллированной водой. Тщательно перемешивают и выливают в бутыль емкостью не менее 1 дм3. Регенерация колонки 1. Опустить всасывающий шланг насоса хроматографа в сосуд с 1н раствором HNO3. 2. Подавительную колонку подключить к насосу (без аналитической колонки). 3. Прокачать 1н раствор HNO3 со скоростью 2 см3/мин через подавительную колонку в течение 40 минут в мерный цилиндр объемом 100 см3 до метки ≈ 80 см3. 4. Отключить насос и заменить 1н HNO3 на бидистиллированную воду. 5. Опустить всасывающий шланг насоса в сосуд с бидистиллированной водой. 6. Включить насос со скоростью 2 см3/мин через подавительную колонку в течение 1,5 часа в мерный цилиндр объемом 500 см3 до метки ≈ 180 см3. 7. Измерить pH воды и раствора на выходе подавительной колонки. В результате измерения pH воды должен быть равным pH раствора на выходе подавительной колонки. 8. Если результат измерения соответствует п. 7, то подавительная колонка отрегенерирована. 9. Если pH раствора на выходе меньше, чем pH воды, то продолжить промывку колонки бидистиллированной водой до выполнения требования п. 7. СОДЕРЖАНИЕ
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
© 2013 Ёшкин Кот :-) |