Природоохранный нормативный документ федеральный ПНД Ф 14.1:2:4.132-98 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации анионов: нитрита, нитрата, хлорида, фторида, сульфата и фосфата в пробах природной, питьевой и сточной воды методом ионной хроматографии.
ПНД Ф 14.1:2:4.132-98
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АНИОНОВ: НИТРИТА, НИТРАТА, ХЛОРИДА, ФТОРИДА, СУЛЬФАТА И ФОСФАТА В ПРОБАХ ПРИРОДНОЙ, ПИТЬЕВОЙ И СТОЧНОЙ ВОДЫ МЕТОДОМ ИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель Председателя Государственного комитета РФ по охране окружающей среды А.А.Соловьянов 2 апреля 1998 г.
Методика допущена для целей государственного экологического контроля.
Методика рассмотрена и одобрена Главным управлением аналитического контроля и метрологического обеспечения природоохранной деятельности (ГУАК) и Главным метрологом Минприроды РФ.
Главный метролог Минприроды РФ С.В.Маркин
Начальник ГУАК Г.М.Цветков
Разработчик:
ЗАО НПФ АналитИнвест
ФБУ "Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия" Росприроднадзора (ФБУ "ФЦАО") (ранее ГУАК Минприроды РФ)
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1 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:
________________
* При условии, что концентрации анионов различаются друг от друга не более, чем на 2 порядка.
Мешающее влияние нефтепродуктов устраняется на стадии пробоподготовки. Другие анионы определению не мешают.
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Примечание
* соответствует расширенной неопределённости измерений при коэффициенте охвата, равном 2.
3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
3.1. Средства измерений
Хроматографы: "ЦветЯуза", "Цвет-3006", "Стайер"
рН-метр "рН-410" |
ТУ 4215-008-18294344-01* |
| |
Кондуктометр "МАРК 603/1" | ТУ 4215-026-39232169-2005 |
Весы лабораторные тензометрические "ВЛТЭ-150" 2 класса точности | ТУ 4274-002-00226394-2001 |
Термометр "4Б-2" | |
Колбы мерные 1-2000-2; 1-1000-2; 1-100-2; 1-50-2 | |
Пипетки 2-2-1; 2-2-2; 2-2-10; 2-2-50 | |
Пипетки вместимостью 0,1 см | ТУ 33.2-14307481-037:2006 |
Бюретки 1-1-2-50-0,1 | |
Цилиндры стеклянные измерительные 3-25; 3-50; 1-1000 с носиком | |
Мензурка вместимостью 1000 см | |
Шприц медицинский "Рекорд" вместимостью 2 см |
|
3.2 Посуда и материалы
Персональный компьютер |
|
Принтер |
|
Бидистиллятор стеклянный БЛ | ТУ 25-11.1592-81 |
Насос вакуумный "Бегемот" | МРТУ 64-1-86-23 |
Бутыль для вакуумирования вместимостью 2 дм | |
Бутыль для приготовления элюента вместимостью 1 дм | |
Воронка стеклянная В-56-80 ХС | |
Воронка делительная ВД-1-250 | |
Бюкс СВ 34/12 | |
Фильтр Шотта (пор 100) | |
Воронка Бюхнера мм | |
Флаконы полиэтиленовые вместимостью 100; 500; 1000 см | ТУ 6-19-110 |
Холодильник бытовой | |
Сушильный шкаф ШСУ |
|
Мешок из фланели (размеры 25x15 см) |
|
Хирургические перчатки | ТУ 2514-001-54854000-2002 |
Марля медицинская | |
Ионохроматографические колонки: | ТУ 4215-003-18044127 |
а) разделительная колонка (сорбент "Аниекс") |
|
б) подавительная колонка (сорбент КРС-8П) |
|
3.3 Реактивы
Вода бидистилированная | ТУ 6-09-2502-77 |
Спирт этиловый ректификованный | |
Натрий углекислый б/в, осч | |
Натрий углекислый кислый, хч | ГОСТ 4201-89* |
| |
Кислота азотная, стандарт-титр 0,1 н | ТУ 6-09-2540-72 |
Кислота азотная, осч, конц. 71% | |
Калия гидроксид, осч | |
Гексан, ч | ТУ 6-09-3375-78 |
Фильтры обеззоленные "синяя лента" | ТУ 6-09-1678-86 |
Универсальная индикаторная бумага | ТУ 6-09-1181-89* |
| |
ГСО фторид-иона 1 мг/см | ГСО 6095-95 |
ГСО хлорид-иона 1 мг/см | ГСО 5242-90 |
ГСО нитрит-иона 1 мг/см | ГСО 5239-90 |
ГСО нитрат-иона 1 мг/см | ГСО 6094-91 |
ГСО фосфат-иона 0,5 мг/см | ГСО 5241-90 |
ГСО сульфат-иона 1 мг/см | ГСО РН 3 4487-89 |
Примечания
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 подавительиой колонки описана в приложении 2. |
4. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ
Метод 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 БЕЗОПАСНОСТИ
5.1. 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 ОПЕРАТОРА
6.1. 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 ИЗМЕРЕНИЙ
7.1. При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
- температура окружающей среды (20±5) °С;
- относительная влажность не более 80% при 25 °С;
- 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 ВОДЫ
8.1. 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".
9. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ
9.1. Подготовка средств измерения
9.1.1. 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 осуществляются согласно паспорту-хроматограмме, прилагаемому к комплекту хроматографических колонок.
9.2. Экстрагирование примесей нефтепродуктов и других органических веществ, фильтрация от механических примесей
9.2.1. 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.
9.3. Контроль качества бидистиллированной воды
Контроль 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 элетропроводимость воды выше 20 мкСм/см, то перегонку повторяют. Бидистиллированную воду с удельной электрической проводимостью выше 20 мкСм/см не применяют.
9.4. Подготовка посуды
Для 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 измерении
9.5.1. Приготовление спирто-щелочной смеси
9.5.2. Приготовление исходных растворов для элюента
Примечание.
Если измеренные значения рН отличаются на ±0,1 единицы, проверяют бидистиллированную воду (п.9.3) и готовят новые исходные растворы.
9.5.3. Приготовление элюента
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.
Приготовленный таким образом раствор пригоден к работе в течение 2-х суток.
9.6. Приготовление растворов для градуировки хроматографа
9.6.1. Приготовление исходного раствора для градуировки хроматографа
Приготовление исходного раствора для построения градуировочной характеристики
Таблица 1
N п/п | Наименование иона | ГСО, мг/см | Объем аликвоты ГСО, см | Вместимость используемой пипетки, см | Массовая концентрация ионов в исходном растворе, мг/дм |
1 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 10,0 | |
2 | 1,0 | 2,0 | 2,0 | 20,0 | |
3 | 1,0 | 5,0 | 5,0 | 50,0 | |
4 | * | 0,5 | 20,0 | 20,0 | 100,0 |
5 | * | 1,0 | 10,0 | 10,0 | 100,0 |
6 | 1,0 | 16,0 | 10,0 | 160,0 |
9.6.2. Приготовление градуировочных растворов
Приготовление градуировочных растворов (ГР)
Таблица 2
N ГР | Наименование иона | Объем аликвоты исходного раствора, см | Вместимость используемой пипетки, см | Массовая концентрация ионов в градуировочном растворе, мг/дм |
1 | 1,0 | 1,0 | 0,10 | |
|
|
| 0,20 | |
|
|
| 0,5 | |
| * |
|
| 1,0 |
| * |
|
| 1,0 |
|
|
| 1,6 | |
2 | 10,0 | 10,0 | 1,0 | |
|
|
| 2,0 | |
|
|
| 5,0 | |
| * |
|
| 10,0 |
| * |
|
| 10,0 |
|
|
| 16,0 | |
3 | 50,0 | 25,0 | 5,0 | |
|
|
| 10,0 | |
|
|
| 25,0 | |
| * |
|
| 50,0 |
| * |
|
| 50,0 |
|
|
| 80,0 |
9.7. Градуировка хроматографа
Градуировка 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.
9.7.3. 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.
9.7.7. 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.
9.7.12. Градуировочная характеристика признается приемлемой и линейной при выполнении условия (7):
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.
Градуировка признается приемлемой при выполнении условий:
Примечание:
Порядок выхода анионов соответствует порядку выхода анионов в паспорт-хроматограмме.
10. ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ КОЛОНКИ
Проверка эффективности разделительной колонки проводится после построения градуировочной характеристики и один раз через каждые две недели.
Найденные значения степени разделения должны быть не менее 1,5. Если условие не выполняется, то необходимо заменить аналитическую колонку.
11. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
11.1. Подготовленную пробу по п.9.2 анализируют дважды, последовательно.
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 в таблице 1 диапазон, то пробу разбавляют и анализ повторяют. Степень разбавления приведена в таб.3.
Разбавление пробы
Таблица 3
Ожидаемая массовая концентрация аниона, в пробе, мг/дм | Объем аликвоты для разбавления, см | Вместимость колбы для разбавления, см | Массовая концентра аниона в разбавленном растворе, мг/дм | Степень разбавления, |
Св. 80 до 250 | 5,0 | 50 | 7,5-25 | 10 |
Св. 250 до 1000 | 2,5 | 50 | 12,5-60 | 20 |
12. ОБРАБ0ТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Вычисляют среднее значение массовой концентрации аниона в пробе по формуле (13):
Результаты двух параллельных определений для одной пробы признают приемлемыми при выполнении условия (14):
13. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Результат измерений представляют в виде:
(15)
14. КОНТРОЛЬ ПОГРЕШНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
14.1. Контроль точности измерений
Приготовление контрольных растворов
Таблица 4
N ГР | Наименование иона | Объем аликвоты исходного раствора, см | Вместимость используемой пипетки, см | Массовая концентрация ионов в градуировочном растворе, мг/дм |
1 | 5,0 | 1,0 | 0,50 | |
|
|
| 1,0 | |
|
|
| 2,5 | |
| * |
|
| 5,0 |
| * |
|
| 5,0 |
|
|
| 8,0 | |
2 | 20,0 | 10,0 | 2,0 | |
|
|
| 4,0 | |
|
|
| 10,0 | |
| * |
|
| 20,0 |
|
|
| 20,0 | |
|
|
| 32,0 |
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):
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.
Приложение 1
Рис.1 Установка для дегазции растворов вакуумированием
1. Насос вакуумный.
2. Фильтр.
3. Бутыль для вакуумирования в защитном чехле (мешок из фланели).
4. Раствор элюента.
Приложение 2
Регенерация подавительной колонки
Регенерация проводится на используемом ионном хроматографе.
Регенерация колонки
2. Подавительную колонку подключить к насосу (без аналитической колонки).
5. Опустить всасывающий шланг насоса в сосуд с бидистиллированной водой.
7. Измерить рН воды и раствора на выходе подавительной колонки. В результате измерения рН воды должен быть равным рН раствора на выходе подавительной колонки.
8. Если результат измерения соответствует п.7, то подавительная колонка отрегенерирована.
9. Если рН раствора на выходе меньше, чем рН воды, то продолжить промывку колонки бидистиллированной водой до выполнения требования п.7.
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ | ||||||
| ||||||
| ||||||
Диапазон измерений массовой концентрации анионов: нитрита, нитрата, хлорида, фторида, сульфата и фосфата при их совместном присутствии в питьевых водах, водах поверхностных водоемов и водотоков и сточных водах методом ионной хроматографии в диапазоне:
от 0,1 до 80 мг/дм без разбавления*, от 80 до 1000 мг/дм с разбавлением*. Границы относительной суммарной погрешности измерений при доверительной вероятности 0,95**, . ПРИМЕЧАНИЯ:
*При условии, что концентрации анионов различаются друг от друга не более, чем на 2 порядка.
**Соответствует относительной расширенной неопределенности измерений (при коэффициенте охвата, ), , Бюджет неопределённости измерений приведен в Приложении к настоящему свидетельству.
| ||||||
| ||||||
Нормативы | ||||||
| ||||||
Наименование операции | N пункта в документе на МВИ | Контролируемая (проверяемая) характеристика | Норматив | |||
Проверка приемлемости выходных сигналов хроматографа при градуировке, измерениях и контроле | 9.7.9 11 14.1 14.2 | Модуль разности двух высот пиков хроматограммы раствора аниона при двух параллельных измерениях, отнесенный к среднему арифметическому | ( ) 0,22° | |||
Проверка приемлемости градуировки хроматографа по трем градуировочным растворам | 9.7.12 | Размах значений градуировочного коэффициента для аниона, отнесенный к среднему арифметическому | 0,26 | |||
Проверка приемлемости градуировки хроматографа по одному градуировочному раствору | 9.7.16 | Модуль разности градуировочного коэффициента для аниона при измерении и приписанного ему значения, отнесенный к приписанному значению | 0,14 | |||
Проверка эффективности разделительной колонки | 10 | Вычисляется по формуле МВИ (9) | ||||
Проверка приемлемости результатов двух параллельных измерений | 12 | Модуль разности двух параллельных измерений массовой концентрации анионов в воде, отнесенный к среднему арифметическому | ( ) | |||
Контроль погрешности результатов измерения | 14.1 9.7.16 | Модуль разности измеренной массовой концентрации аниона в контрольном растворе, отнесенный к приписанному значения этого раствора | ( ) | |||
| ||||||
| Руководитель лаборатории |
| Л.В.Осипова | |||
|
|
|
| |||
|
ПРИЛОЖЕНИЕ к свидетельству об аттестации N 242/76-07 от 26.06.2007 г. | |||||
Бюджет неопределенности измерений массовой концентрации анионов: нитрита, нитрата, хлорида, фторида, сульфата и фосфата при их совместном присутствии в питьевых водах, водах поверхностных водоемов и водотоков и сточных водах методом ионной хроматографии в диапазоне:
от 0,1 до 80 мг/дм без разбавления, от 80 до 1000 мг/дм с разбавлением. | |||||
| |||||
N п/п | Источник неопределенности | Тип оценки | Относительная стандартная неопределенность, % | ||
1 | Приготовление градуировочных растворов | В | |||
2 | Градуировка хроматографа | В | |||
3 | Пробоподготовка | В | |||
4 | Стандартное отклонение результатов измерений | А | |||
Суммарная стандартная неопределенность | 7,6 | ||||
Расширенная неопределенность ( ) | 15,2
Принято: 15 | ||||
Примечания:
1 - соответствует СКО относительной случайной составляющей погрешности в условиях повторяемости; 2 - соответствует границам относительной неисключенной систематической составляющей погрешности (по МИ 1317-04); 3 Оценка (неопределенности) типа А получена путем статистического анализа ряда наблюдений;
4 Оценка (неопределенности) типа В получена способами, отличными от статистического анализа ряда наблюдений. | |||||
| |||||
| Руководитель лаборатории |
| Осипова Л.В. |