Руководящий документ РД 52.24.486-95 Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации аммиака и ионов аммония в водах фотометрическим методом с реактивом Несслера.
РД 52.24.486-95
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АММИАКА И ИОНОВ АММОНИЯ В ВОДАХ
ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С РЕАКТИВОМ НЕССЛЕРА
Дата введения 1995-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Гидрохимическим институтом, Малым научно-производственным предприятием "Акватест"
2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В.Боева, канд. хим. наук (руководитель разработки), Т.Ф.Уфлянд, Л.Н.Каримова
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Начальником ГУЭМЗ Росгидромета Цатуровым Ю.С. 21.07.94
4 ОДОБРЕН Секцией по методам химического и радиологического мониторинга природной среды ЦКПМ Росгидромета 21.06.94, протокол N 1
5 СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ Выдано Гидрохимическим институтом в 1994 г. N 141
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦКБ ГМП в 1995 г. N 486
7 ВЗАМЕН РД 52.24.141-93
Введение
Присутствие в незагрязненных поверхностных водах ионов аммония связано, главным образом, с процессами биохимической деградации белковых веществ, дезаминирования аминокислот, разложения мочевины. Естественными источниками аммиака служат прижизненные выделения гидробионтов. Кроме того, ионы аммония могут образовываться в результате анаэробных процессов восстановления нитратов и нитритов.
Источником антропогенного загрязнения водных объектов ионами аммония являются сточные воды многих отраслей промышленности, бытовые сточные воды, стоки с сельскохозяйственных угодий.
Сезонные колебания концентрации ионов аммония характеризуются обычно понижением весной, в период интенсивной фотосинтетической деятельности фитопланктона, и повышением летом при усилении процессов бактериального разложения органического вещества в периоды отмирания водных организмов, особенно в зонах их скопления: в придонном слое водоема, в слоях повышенной плотности фито- и бактериопланктона. В осенне-зимний период повышенное содержание ионов аммония связано с продолжающейся минерализацией органических веществ в условиях слабого потребления фитопланктоном.
Повышенное содержание ионов аммония указывает на ухудшение санитарного состояния водного объекта, причем, поскольку аммиак более токсичен, чем ионы аммония, опасность аммонийного азота для гидробионтов возрастает с повышением рН воды.
Увеличение концентрации аммонийного азота обычно является показателем свежего загрязнения.
1 Назначение и область применения методики
2 Нормы погрешности и значения характеристик погрешности измерения
Установленные для настоящей методики значения характеристик погрешности и ее составляющих приведены в таблицах 1, 2.
|
|
|
|
Диапазон измеряемых концентраций аммонийного азота, , мг/дм | Характеристики составляющих погрешности, мг/дм | Характеристика погрешности, мг/дм , | |
| случайной, | систематической |
|
0,30-2,00 | 0,02 | 0,02 | 0,05 |
св. 2,00-4,00 | 0,04 | 0,08 | 0,11 |
|
|
|
|
Диапазон измеряемых концентраций аммонийного азота, , мг/дм | Характеристики составляющих погрешности, мг/дм | Характеристика погрешности, мг/дм , | |
| случайной, | систематической |
|
0,30-2,00 | 0,03+0,01 · | 0,02 | 0,06+0,02 · |
св. 2,00-4,00 | 0,03+0,01 · | 0,08 | 0,08+0,02 · |
3 Метод измерения
Определение аммиака и ионов аммония основано на взаимодействии аммиака в щелочной среде с тетраиодомеркуриатом калия. В результате образуется тетраиодомеркуриат аммония, окрашивающий раствор в зависимости от количества аммонийного азота от желтого до красно-бурого цвета. Оптическая плотность образующегося соединения при измерении на фотоэлектроколориметре при длине волны 440 нм пропорциональна концентрации в анализируемой пробе аммонийного азота, которую находят по градуировочной зависимости.
Определению мешают компоненты, обусловливающие жесткость воды, железо, сульфиды, активный хлор, мутность и цветность воды, амины, хлорамины, альдегиды, спирты и некоторые другие органические соединения, реагирующие с реактивом Несслера. Мутность удаляют фильтрованием. Влияние цветности до определенного предела можно устранить измерением оптической плотности пробы, в которую не добавлен реактив Несслера. Мешающее влияние активного хлора устраняется добавлением эквивалентного количества раствора тиосульфата натрия. Влияние кальция и магния в значительной степени устраняется добавлением раствора сегнетовой соли, однако при высокой жесткости использование комплексообразователя не является достаточно эффективным.
Наиболее надежным способом устранения мешающих влияний неорганических компонентов, цветности, мутности и нелетучих органических веществ является отгонка аммиака из слабощелочного раствора, однако при этом не удается устранить влияние аминов, хлораминов, альдегидов и других, отгоняющихся с паром, соединений. В этом случае следует использовать другую методику определения аммонийного азота.
4 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы
4.1 Средства измерений, вспомогательные устройства
4.1.1 Фотоэлектроколориметр типа КФК-2, КФК-2мп (КФК-3) по ТУ 3.3.1766, ТУ 3.3.1860 или спектрофотометр типа СФ-46 (СФ-26).
4.1.2 Весы аналитические 2 класса точности по ГОСТ 24104.
4.1.3 Весы технические лабораторные 4 класса точности по ГОСТ 24104 с пределом взвешивания 200 г.
4.1.4 Шкаф сушильный общелабораторного назначения по ГОСТ 13474.
4.1.5 Плитка электрическая с закрытой спиралью и регулируемой мощностью нагрева по ГОСТ 14919.
|
4.1.6 Колбы мерные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 1770 вместимостью: |
50 см - 2 |
100 см - 2 |
500 см - 1 |
4.1.7 Пипетки градуированные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29227 вместимостью: |
1 см - 5 |
5 см - 1 |
10 см - 1 |
4.1.8 Пипетки с одной отметкой не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29169 вместимостью:
|
5 см - 1 |
10 см - 1 |
4.1.9 Цилиндры мерные по ГОСТ 1770 вместимостью: |
50 см - 2 |
100 см - 2 |
250 см - 1 |
1 дм - 1 |
4.1.10 Колбы конические или плоскодонные по ГОСТ 25336 вместимостью: |
100 см - 7 |
500 см - 1 |
4.1.11 Воронка лабораторная по ГОСТ 25336 диаметром 3-4 см |
- 1
|
4.1.12 Установки для отгонки аммиака (колбы круглодонные термостойкие вместимостью 250 см , каплеуловители с отводом, холодильники с прямой трубкой и колбы плоскодонные вместимостью 100 см ) по ГОСТ 25336 |
-2
|
4.1.13 Стаканы химические термостойкие по ГОСТ 25336 вместимостью: |
250 см - 1 |
1 дм - 1 |
4.1.14 Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336 |
- 2 |
4.1.15 Колонка ионобменная 2-4 см и 50-60 см |
- 1
|
4.1.16 Эксикатор по ГОСТ 25336 |
- 1 |
4.1.17 Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных или бумажных фильтров - 1 |
Допускается использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного оборудования, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.1.
4.2 Реактивы и материалы
4.2.6 Натрия гидроксид NaOH по ГОСТ 4328, ч.д.а.
4.2.8 Соляная кислота НСI по ГОСТ 3118, ч.д.а.
4.2.12 Катионит сильнокислотный КРС-5п-Т40 по ТУ 6-09-10-829 или другой, равноценный по характеристикам.
4.2.13 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
4.2.14 Фильтры бумажные обеззоленные "синяя лента" по ТУ 6-09-1678.
4.2.15 Фильтры мембранные "Владипор МФА-МА", 0,45 мкм, по ТУ 6-05-1903 или другого типа, равноценные по характеристикам.
4.2.16 Универсальная индикаторная бумага по ТУ 6-09-1181.
Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.
5 Отбор и хранение проб
Перед определением (консервацией) пробы фильтруют через мембранный фильтр 0,45 мкм, очищенный двух-трехкратным кипячением в дистиллированной воде. Чистые фильтры хранят в плотно закрытом бюксе.
При отсутствии мембранных допустимо использовать бумажные фильтры "синяя лента", промытые безаммиачной водой. При фильтровании через любой фильтр первые порции фильтрата следует отбросить. Фильтрование под вакуумом недопустимо вследствие потерь аммиака за счет улетучивания, поэтому его следует проводить только путем продавливания пробы через фильтр.
6 Условия выполнения измерений
В помещении, где выполняют измерения аммиака и ионов аммония, не следует проводить работы, связанные с применением аммиака и щелочных растворов солей аммония.
7 Подготовка к выполнению измерений
7.1 Приготовление растворов и реактивов
7.1.1 Реактив Несслера (щелочной раствор тетраиодмеркуриата калия)
7.1.2 Раствор тартрата калия-натрия (сегнетовой соли)
7.1.3 Раствор гидроксида натрия, 10%
7.1.6 Раствор гидроксида натрия и карбоната натрия, 1,5%
7.1.7 Буферный раствор, рН 7,4-7,6
Раствор хранят не более месяца.
7.1.12 Получение безаммиачной воды
7.1.19* Подготовка колонки с катионитом
7.2 Приготовление градуировочных растворов
Градуировочные растворы, аттестованные по процедуре приготовления, готовят из хлорида аммония в соответствии с 7.2.1-7.2.3.
Для всех градуировочных растворов погрешности, обусловленные процедурой приготовления, не превышают 0,7% относительно приписанного значения массовой концентрации аммонийного азота.
Раствор хранят не более 3 мес в темной склянке при комнатной температуре и до 6 мес в холодильнике.
Раствор хранят не более 5 дней.
7.3 Установление градуировочной зависимости
Проверку градуировочной зависимости осуществляют при замене реактива Несслера или измерительного прибора, но не реже одного раза в квартал.
8 Выполнение измерений
8.1 Выполнение измерений аммонийного азота без отгонки
В присутствии активного хлора к пробе до прибавления реактивов приливают эквивалентное хлору количество раствора тиосульфата натрия. Содержание активного хлора должно быть определено заранее.
8.2 Выполнение измерений аммонийного азота с отгонкой
Для устранения влияния активного хлора в колбу до отгонки следует добавить эквивалентное количество раствора тиосульфата натрия.
9 Вычисление результатов измерений
Результат измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.
Концентрацию свободного аммиака находят, исходя из суммарного содержания аммонийного азота, температуры и рН воды по таблице 3.
Таблица 3 - Относительное содержание азота аммиака в воде (в процентах от общего содержания аммонийного азота)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура, °С | рН | ||||||||
| 6,0 | 7,0 | 8,0 | 9,5* | 9,0 | 9,5 | 10,0 | 10,5 | 11,0 |
25 | 0,05 | 0,49 | 4,7 | 13,4 | 32,9 | 60,7 | 83,1 | 93,9 | 98,0 |
15 | 0,02 | 0,23 | 2,3 | 6,7 | 19,0 | 42,6 | 70,1 | 88,1 | 96,0 |
5 | 0,01 | 0,11 | 0,90 | 3,3 | 9,7 | 25,3 | 51,7 | 77,0 | 91,5 |
10 Контроль погрешности измерений
Оперативный контроль погрешности проводят с использованием метода добавок совместно с методом разбавления пробы. Периодичность контроля - не менее одной контрольной на 15-20 рабочих проб за период, в течение которого условия проведения анализа неизменны.
Результат контроля признают удовлетворительным, если:
Если в исходной пробе аммонийный азот отсутствует, то погрешность рассчитывают для концентрации добавки.
При превышении норматива повторяют определение с использованием другой пробы. При повторном превышении норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.
11 Требования безопасности
11.1 При выполнении измерений массовой концентрации аммонийного азота в пробах природных и очищенных сточных вод соблюдают требования безопасности, установленные в "Правилах по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета", Л., Гидрометеоиздат, 1983, или в "Типовой инструкции по технике безопасности для гидрохимических лабораторий служб Роскомвода", М., 1995.
11.2 По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении определений, относятся к 1, 2, 3 классам опасности по ГОСТ 12.1.007.
11.3 Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.
11.4 Оператор, выполняющий определения, должен быть проинструктирован о специфических мерах предосторожности при работе с солями ртути.
12 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.
13 Затраты времени на проведение анализа
На приготовление растворов и реактивов в расчете на 100 определений - 5,0 чел.-ч.
На подготовку и регенерацию ионообменной колонки для получения безаммиачной воды в год - 24 чел.-ч.
На установление градуировочной зависимости - 2,0 чел.-ч.
На определение аммонийного азота в единичной пробе без отгонки - 0,4 чел.-ч.
На определение аммонийного азота в единичной пробе с отгонкой - 1,0 чел.-ч.
На определение аммонийного азота в серии из 10 проб без отгонки - 3,0 чел.-ч.
На определение аммонийного азота в серии из 10 проб с отгонкой (при одновременной отгонке 2 проб) - 7,0 чел.-ч.
Затраты времени на подготовку посуды включены в затраты времени на проведение анализа.
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ
И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
СВИДЕТЕЛЬСТВО N 141
об аттестации МВИ
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ массовой концентрации аммиака и ионов аммония в водах фотометрическим методом с реактивом Несслера.
ОСНОВАНА на способности аммиака образовывать с щелочным раствором иодида ртути (реактивом Несслера) окрашенный в желто-коричневый цвет тетраиодомеркуриат аммония. Содержание аммонийного азота пропорционально оптической плотности раствора, измеряемой при длине волны 440 нм.
РАЗРАБОТАНА Гидрохимическим институтом, МНПП "Акватест".
РЕГЛАМЕНТИРОВАНА в РД 52.24.486-95.
АТТЕСТОВАНА в соответствии с ГОСТ Р 8.563 (ГОСТ 8.010).
АТТЕСТАЦИЯ проведена Гидрохимическим институтом на основании результатов экспериментальных исследований в 1992-1993 гг. и метрологической экспертизы материалов в 1994 г.
В результате аттестации МВИ установлено:
1. МВИ соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками:
Значения характеристик погрешности и ее составляющих при выполнении
|
|
|
|
Диапазон измеряемых концентраций аммонийного азота, , мг/дм | Характеристики составляющих погрешности, мг/дм | Характеристика погрешности, мг/дм , | |
| случайной, | систематической |
|
0,30-2,00 | 0,02 | 0,02 | 0,05 |
св. 2,00-4,00 | 0,04 | 0,08 | 0,11 |
Значения характеристик погрешности и ее составляющих при выполнении измерений
|
|
|
|
Диапазон измеряемых концентраций аммонийного азота, , мг/дм | Характеристики составляющих погрешности, мг/дм | Характеристика погрешности, мг/дм , | |
| случайной, | систематической |
|
0,30-2,00 | 0,03+0,01 · | 0,02 | 0,06+0,02 · |
св. 2,00-4,00 | 0,03+0,01 · | 0,08 | 0,08+0,02 · |
2. Оперативный контроль погрешности измерений проводят в соответствии с разделом 10 РД 52.24.486-95.
3. Дата выдачи свидетельства март 1994 г.
Главный метролог ГУ ГХИ А.А.Назарова