Руководящий документ РД 52.24.371-2007 Массовая концентрация меди, свинца и кадмия в поверхностных водах суши. Методика выполнения измерений инверсионным вольтамперометрическим методом.
РД 52.24.371-2007
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ МЕДИ, СВИНЦА
И КАДМИЯ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ СУШИ.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ИНВЕРСИОННЫМ
ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Дата введения 2007-04 -01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ГУ "Гидрохимический институт"
2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В. Л.И.Минина*, канд. хим. наук, Т.С.Морозова
3 СОГЛАСОВАН с УМЗА и ГУ "НПО "Тайфун" Росгидромета
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 26.01.2007 г.
5 АТТЕСТОВАН ГУ "Гидрохимический институт", свидетельство об аттестации N 20.24-2005 от 15.11.2005 г.
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ "НПО "Тайфун" за номером РД 52.24.371-2006 от 14.02.2007 г.
7 ВЗАМЕН РД 52.24.371-95 "Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации меди, свинца и кадмия в поверхностных водах суши инверсионным вольтамперометрическим методом"
Введение
В поверхностных водах суши соединения свинца и кадмия находятся в растворенном и взвешенном состоянии. В состав взвеси входят, как правило, сорбированные формы. В растворенном состоянии свинец и кадмий существуют в ионной форме, а также в виде неорганических и органических комплексов. В кислых водах преобладающей является наиболее токсичная ионная форма кадмия.
Соединения меди присутствуют в водах в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях. Растворенные формы меди представлены гидроксо-ионными формами и комплексными соединениями с неорганическими и органическими лигандами. В окрашенных водах практически вся растворенная медь входит в состав комплексов с гумусовыми веществами.
1 Область применения
При более высоких концентрациях определяемых металлов необходимо разбавление пробы тридистиллированной водой.
1.2 Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих наблюдения за загрязнением природных 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.
Примечание - Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделе 4.
3 Приписанные характеристики погрешности измерения
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.
|
|
|
|
|
|
Металл | Диапазон измерений массовых концентраций , мкг/дм | Показатель повторяемости (среднеквадра- тическое отклонение повторяемости) , мкг/дм | Показатель воспроизводимости (среднеквадра- тическое отклонение воспроизводимости) , мкг/дм | Показатель правильности (границы систематической погрешности при вероятности ) ± , мкг/дм | Показатель точности (границы погрешности при вероятности ) ± , мкг/дм |
Измерение с использованием анализатора ИВА-3 (из одной пробы) | |||||
Медь | От 1,0 до 25,0 включ. | ||||
| Св. 25,0 до 30,0 включ. | 14 | 2,4 | 1,8 | 5,3 |
Свинец | Св. 2,0 до 7,0 включ. | 0,8 | |||
| Св. 7,0 до 12,0 включ. | 1,1 | |||
| Св. 12,0 до 25,0 включ. | 0,9 | 1,6 | 1,1 | 3,4 |
Кадмий | От 0,5 до 4,0 включ. | ||||
| св. 4,0 до 10,0 включ | 0,4 | 0,7 | 0,6 | 1,5 |
Измерение с использованием анализатора ИВА-3 (в отдельной пробе) | |||||
Медь | От 0,5 до 30,0 включ. | ||||
Свинец | От 2,0 до 4,0 включ. | 0,11 | 0,1 | 0,2 | |
| Св. 4,0 до 12,0 включ. | 0,5 | |||
Кадмий | От 0,10 до 3,00 включ. | ||||
| Св.3,00 до 5,00 включ. | 0,48 | |||
Измерение с использованием полярографа ПУ-1 | |||||
Медь | От 2,0 до 30,0 включ. | ||||
Свинец | От 2,0 до 10,0 включ. | ||||
| Св. 10,0 до 14,0 включ. | 0,6 | 1,0 | 0,8 | 2,6 |
| Св. 14,0 до 20,0 включ. | 0,6 | 1,0 | 3,0 | |
Кадмий | От 0,10 до 0,30 включ. | 0,02 | 0,04 | ||
| Св. 0,30 до 1,00 включ. | ||||
| Св.1,00 до 3,00 включ. | 0,13 |
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 Инверсионный вольтамперометрический анализатор типа ИВА-3 или полярограф ПУ-1 5М2.840.016 ТО.
4.1.2 Миллиамперметр М-54 по ГОСТ 8711-93.
4.1.3 Цифровой вольтметр с диапазоном измерения до 2 В типа Ф-203.
4.1.4 Регистрирующий потенциометр ЛКД-4 64.115.00.003.016 ПС.
|
4.1.5 Государственный стандартный образец состава водных растворов ионов меди ГСО 7255-96
|
- 1 шт. |
4.1.6 Государственный стандартный образец состава водных растворов ионов свинца (II) ГСО 7252-96
|
- 1 шт. |
4.1.7 Государственный стандартный образец состава водных растворов ионов кадмия ГСО 6690-93 6692-93 |
- 1 шт. |
4.1.8 Насыщенный хлорсеребряный электрод (электрод сравнения) типаЭВЛ-1МЗ
|
- 2шт. |
4.1.9 Электрод платиновый проволочный (диаметр 0,3 мм, длина 5 мм), впаянный в стеклянную трубку
|
- 1 шт. |
4.1.10 Электрод платиновый сетчатый по ГОСТ 6563-75
|
- 1 шт.
|
4.1.11 Электрод графитовый (рабочий электрод) ТМГЭ - тип 5, производства НПВП "Ива"
|
- 1 шт. |
4.1.12 Источник постоянного тока, обеспечивающий напряжение до 4 В при силе тока до 0,1 А
|
- 1 шт. |
4.1.13 Секундомер по ГОСТ 8.423-81.
|
4.1.14 Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ 24104-2001.
|
4.1.15 Весы лабораторные среднего (III) класса точности по ГОСТ 24104-2001 с наибольшим пределом взвешивания 200 г.
|
4.1.16 Колбы мерные 2-го класса точности исполнения 2, 2а по ГОСТ 1770-74 вместимостью:
|
50 см - 1 шт. |
100 см - 8 шт. |
200 см - 1 шт. |
250 см - 1 шт. |
1000 см - 2 шт. |
4.1.17 Пипетки градуированные 2-го класса точности исполнения 1, 2 по ГОСТ 29227-91 вместимостью:
|
0,1 см - 7 шт. |
0,2 см - 5 шт. |
1 см - 12 шт. |
2 см - 4 шт. |
5 см - 5 шт. |
10 см - 7 шт. |
4.1.18 Пипетки с одной отметкой 2-го класса точности исполнения 2 по ГОСТ 29169-91 вместимостью:
|
10 см - 4 шт. |
4.1.19 Цилиндры мерные исполнения 1, 3 по ГОСТ 1770-74 вместимостью:
|
25 см - 3 шт. |
50 см - 2 шт. |
100 см - 1 шт. |
250 см - 1 шт. |
4.1.20 Стаканы В-1, ТХС, по ГОСТ 25336-82 вместимостью:
|
50 см - 2 шт. |
100 см - 1 шт. |
250 см - 2 шт. |
500 см - 4 шт. |
4.1.21 Стаканчики для взвешивания (бюксы) СВ-19/9 и СВ-24/10 по ГОСТ 25336-82
|
- 3 шт. |
4.1.22 Мешалка магнитная ММ-ЗМ
|
- 1 шт. |
4.1.23 Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных или бумажных фильтров.
4.1.25 Аппарат для бидистилляции воды стеклянный с пришлифованными соединениями.
1 - стакан
5 - мешалка магнитная стеклянная; 6 - электрод вспомогательный платиновый;
Рисунок 1 - Электрохимическая ячейка
4.1.27 Электроплитка по ГОСТ 14919-83.
4.1.28 Шкаф сушильный общелабораторного назначения.
4.1.30 Электролитический мостик с пористым стеклянным фильтром (рисунок 2).
1 - пористый фильтр (высота 5-6 мм, диаметр - 10 мм)
Рисунок 2 - Электролитический мостик с пористым фильтром
4.1.31 Мешалка магнитная в стеклянной оболочке (длина 5-7 мм, диаметр 2-3 мм).
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 Медь металлическая марки М-ООк по ГОСТ 859-2001.
4.2.2 Свинец (II) азотнокислый (нитрат свинца) по ГОСТ 4236-77, х.ч.
4.2.3 Кадмий сернокислый (сульфат кадмия) по ГОСТ 4456-75, х.ч.
4.2.4 Кислота азотная по ГОСТ 11125-84, ос.ч. или по ГОСТ 4461-77, х.ч.
4.2.5 Кислота соляная по ГОСТ 14261-77, ос.ч. или по ГОСТ 3118-77, х.ч.
4.2.6 Кислота серная по ГОСТ 14262-78, ос.ч. или по ГОСТ 4204-77, х.ч.
4.2.7 Ртуть (II) азотнокислая 1-водная (нитрат ртути) по ГОСТ 4520-78, х.ч. или ч.д.а.
4.2.8 Водорода пероксид по ГОСТ 10929-76, х.ч.
4.2.9 Калий марганцовокислый (перманганат калия) по ГОСТ 20490-75, ч.д.а.
4.2.10 Калий хлористый (хлорид калия) по ГОСТ 4234-77, х.ч.
4.2.11 Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328-77, ч.д.а.
4.2.12 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
4.2.13 Вода бидистиллированная.
4.2.14 Вода тридистиллированная.
4.2.15 Фильтры бумажные обеззоленные "синяя лента" по ТУ 6-09-1678-86.
4.2.16 Фильтры мембранные "Владипор МФАС-ОС-2", 0,45 мкм, по ТУ 6-55-221-1-29-89 или другого типа, равноценные по характеристикам.
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 электрохимическом концентрировании меди, свинца и кадмия путем восстановления ионов Cu(II), Pb(II) и Cd(II) на рабочем электроде при потенциале предельного диффузионного тока с последующей регистрацией величины максимального анодного тока при электрорастворении осадка. Рабочий электрод формируется путем электроосаждения ртути из разбавленных растворов ее соли на поверхности графитового диска. Величина аналитического сигнала (АС), регистрируемого при электрорастворении осадка, функционально зависит от концентрации ионов меди, свинца и кадмия в анализируемом растворе.
В зависимости от используемого оборудования (инверсионный вольтамперометрический анализатор или полярограф) в методике предусмотрено два варианта определения.
6 Требования безопасности, охраны окружающей среды
6.1 При выполнении измерений массовой концентрации меди, свинца и кадмия в пробах природных 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 ПДК в соответствии с ГОСТ 12.1.005.
6.4 Вреднодействующие вещества подлежат сбору и утилизации в соответствии с установленными правилами.
6.5 Дополнительных требований по экологической безопасности не предъявляется.
7 Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица с высшим профессиональным образованием или со средним профессиональным образованием и стажем работы в лаборатории не менее года, освоившие методику.
8 Условия выполнения измерений
При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
- температура окружающего воздуха (22±5) °С;
- атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.);
- влажность воздуха не более 80% при 25 °С;
- 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.
10 Подготовка к выполнению измерений
10.1 Приготовление растворов и реактивов
10.1.2 Раствор соляной кислоты, 1:1
10.1.3 Раствор соляной кислоты, 0,3%-ный
10.1.4 Раствор серной кислоты, 1:5
10.1.5 Раствор пероксида водорода, 3%-ный
10.1.6 Раствор гидроксида натрия, 25%-ный
10.1.7 Раствор гидроксида натрия, 4%-ный
10.1.8 Раствор перманганата калия, 10%-ный
10.1.9 Бидистиллированная вода
10.1.10 Тридистиллированная вода
Бидистиллированную воду помещают в перегонную колбу аппарата для получения бидистиллированной воды и перегоняют. Хранят не более 5 дней в полиэтиленовой посуде.
10.1.11 Насыщенный раствор хлорида калия
10.2 Приготовление градуировочных растворов
10.2.1 Общие указания
10.2.1.1 Градуировочные растворы Cu(ll) готовят из стандартного образца ионов меди или из металлической меди.
Приготовление градуировочных растворов из металлической меди выполняют в соответствии с 10.2.2.
10.2.1.2 Градуировочные растворы Pb(II) готовят из стандартного образца ионов свинца или из нитрата свинца.
Приготовление градуировочных растворов из нитрата свинца выполняют в соответствии с 10.2.3.
Градуировочные растворы Cd(II) готовят из стандартного образца ионов кадмия или из сульфата кадмия.
Приготовление градуировочных растворов из сульфата кадмия выполняют в соответствии с 10.2.4.
Для всех градуировочных растворов погрешности, обусловленные процедурой приготовления, не превышают 2% относительно приписанного значения массовой концентрации металла.
10.2.2 Приготовление градуировочных растворов меди
10.2.3 Приготовление градуировочных растворов свинца
Объем раствора доводят до метки на колбе тридистиллированной водой. Хранят в плотно закрытой склянке не более 6 мес.
10.2.4 Приготовление градуировочных растворов кадмия
10.3 Требования к проведению измерений
10.3.1 Программой работы полуавтоматического анализатора ИВА-3 предусмотрена электрохимическая регенерация поверхности рабочего электрода в цикле измерения для одной пробы.
10.3.2 Включение рабочего электрода в работу и введение пробы и добавок производят при работе анализатора ИВА-3 в режиме регенерации с целью устранения помех в результате неконтролируемого выдерживания электрода при постоянном потенциале.
10.3.3 Чистоту применяемой посуды и реактивов контролируют проведением измерения АС фонового электролита (холостой опыт). Величина АС холостого опыта должна быть не более половины АС анализируемой пробы. Оптимальными являются такое качество реактивов и чистота посуды, когда обеспечивается АС фонового электролита, близкий к нулю. В противном случае устанавливают причину загрязнения и устраняют ее.
10.3.4 При работе на полярографе ПУ-1 регенерацию поверхности рабочего электрода после измерения АС проводят следующим образом. Устанавливают на полярографе время задержки потенциала 0,1 с, включают магнитную мешалку для перемешивания исследуемого раствора в электролизере, выдерживают электрод в таком режиме 2 мин и повторяют измерение АС.
Непосредственно перед измерением АС необходима выдержка электролита без перемешивания в течение 30 с.
Независимо от используемого прибора при переходе к анализу новой пробы необходимо торец электрода механически отполировать на бумажном фильтре до устранения видимых царапин и тщательно обмыть его тридистиллированной водой. Качество зачистки электрода существенно влияет на величину АС и точность измерений.
10.3.5 При регистрации АС электрохимического растворения меди, свинца и кадмия необходимо загрублять чувствительность регистрирующего потенциометра по оси ординат всякий раз, когда величина АС пробы превысит 45-50 мм. Все измерения для одной пробы проводят при одинаковой чувствительности потенциометра.
10.3.6 Для получения достоверного результата регистрируют не менее 3 измерений АС электрохимического растворения меди, свинца и кадмия и для одной точки графика берут среднее значение АС.
10.4 Устранение мешающего влияния органических веществ
10.4.1 Определению мешают находящиеся в поверхностных водах органические соединения природного и антропогенного происхождения, которые связывают Cu(II), Pb(II) и Cd(II) в комплексы различной прочности. Для устранения этих мешающих влияний разрушают органическую матрицу пробы электрохимически или УФ-облучением.
10.4.3 Для электрохимического разрушения органической матрицы пробы собирают установку для проведения электролиза в соответствии с рисунком 3.
1 - рабочий электрод (тигель из стеклоуглерода); 2 - вспомогательный электрод
(платиновая сетка); 3 - миллиамперметр; 4 - источник постоянного тока;
5 - вольтметр; 6 - электрод сравнения; 7 - магнитная мешалка.
Рисунок 3 - Схема установки для проведения электрохимической обработки проб поверхностных вод
11 Выполнение измерений
11.1 Выполнение измерений массовых концентраций меди, свинца и кадмия с использованием анализатора типа ИВА-3 из одной пробы
11.1.1 Измерение АС меди и свинца в фоновом электролите
Вспомогательные емкости и электролитические мостики ячейки заполняют 0,3%-ным раствором соляной кислоты. Графитовый электрод, механически очищенный на фильтровальной бумаге, опускают в электролизер. Платиновый и насыщенный хлорсеребряный электроды, служащие вспомогательным и электродом сравнения, опускают во вспомогательные емкости. Электролизер и вспомогательные емкости соединяют электролитическими мостиками. Проводят электролиз при потенциале -1,0 В и перемешивании в течение 1 мин. АС фонового электролита регистрируют в стадии электрорастворения полученного на рабочем электроде осадка при скорости изменения потенциала 0,4 В/с и конечном потенциале 0,1 В. Для расчетов используют среднее значение 3-х измерений АС.
11.1.2 Измерение АС меди и свинца в пробе
Таблица 2 - Рекомендуемые объемы градуировочных растворов меди, свинца и кадмия (при определении кадмия в отдельной пробе)
|
|
|
|
|
Металл | Диапазон измеряемых концентраций, мкг/дм | Объем добавки градуировочных растворов, см | Концентрация градуировочных растворов, мкг/см | |
|
| 1 добавка | 2 добавка |
|
Медь | От 0,5 до 2,0 включ | 0,1 | 0,1 | 0,02 |
| Св. 2,0 до 5,0 включ. | 0,2 | 0,2 | 0,02 |
| Св. 5,0 до 10,0 включ. | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Св. 10,0 до 30,0 включ. | 0,1 | 0,1 | 0,2 |
Свинец | От 2,0 до 7,0 включ. | 0,1 | 0,1 | 0,05 |
| Св. 7,0 до 15,0 включ. | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Св. 15,0 до 30,0 включ. | 0,1 | 0,2 | 0,1 |
Кадмий | От 0,1 до 1,0 включ. | 0,1 | 0,2 | 0,02 |
| Св. 1,0 до 3,0 включ. | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Св. 3,0 до 5,0 включ. | 0,1 | 0,2 | 0,1 |
11.1.3 Измерение АС кадмия в фоновом электролите
За величину АС кадмия в фоновом электролите принимают его значение, измеренное в соответствии с 11.1.2 (одновременно с измерением АС меди и свинца со второй добавкой).
11.1.4 Измерение АС кадмия в пробе
Таблица 3 - Объемы градуировочных растворов кадмия (при определении кадмия совместно с медью и свинцом)
|
|
|
|
|
|
Диапазон измеряемых концентраций кадмия, мкг/дм | Объем добавки градуировочных растворов, см | Концентрация градуировочных растворов, мкг/см | Концентрация кадмия в анализируемом растворе, мкг/дм | ||
| 1 добавка | 2 добавка |
| 1 добавка | 2 добавка |
От 0,1 до 1,0 включ. | 0,1 | 0,2 | 0,02 | 0,14 | 0,43 |
Св. 1,0 до 5,0 включ. | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,71 | 2,14 |
Св. 5,0 до 10,0 включ. | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 1,43 | 2,86 |
Последовательно регистрируют величину АС каждого анализируемого раствора (пробы, пробы с первой и со второй добавками) 3 раза в условиях, аналогичных 11.1.1. Для расчетов используют среднее значение трех измерений АС.
11.2 Выполнение измерений массовой концентрации меди, свинца и кадмия с использованием анализатора ИВА-3 в отдельных пробах
11.2.1 Измерение АС в фоновом электролите
Вспомогательные емкости и электролитические мостики ячейки заполняют 0,3%-ным раствором соляной кислоты. Графитовый электрод, механически очищенный на фильтровальной бумаге, опускают в электролизер. Платиновый и насыщенный хлорсеребряный электроды, служащие вспомогательным и электродом сравнения, опускают во вспомогательные емкости. Электролизер и вспомогательные емкости соединяют электролитическими мостиками. Проводят электролиз при потенциале минус 0,9 В, минус 1,0 В или минус 1,1 В при определении меди, свинца и кадмия соответственно и перемешивании в течение 1 мин. АС фонового электролита регистрируют в стадии электрорастворения полученного на рабочем электроде осадка при скорости изменения потенциала 0,4 В/с и конечном потенциале 0,1 В. Для расчетов используют среднее значение трех измерений АС.
11.2.2 Измерение АС меди, свинца или кадмия в пробах
11.3 Выполнение измерений массовой концентрации меди с использованием полярографа ПУ-1
11.3.1 Измерение АС в фоновом электролите
Вспомогательные емкости и электролитические мостики заполняют 0,3%-ным раствором соляной кислоты. Графитовый электрод, механически очищенный на фильтровальной бумаге до устранения видимых царапин, опускают в электролизер. Насыщенный хлорсеребряный и платиновый электроды, служащие электродом сравнения и вспомогательным, опускают во вспомогательные емкости. Электролизер и вспомогательные емкости соединяют электролитическими мостиками. На полярографе ПУ-1 устанавливают диапазон тока 0,5·10, дифференцирование +10, амплитуду анодной развертки 1,3 В, вид полярографии - постоянно-токовая, скорость изменения линейной развертки потенциала 0,10 В/с. Включают магнитную мешалку и проводят электролиз при потенциале минус 1,2 В относительно хлорсеребряного электрода в течение 1 мин. Затем отключают магнитную мешалку и через 30 с регистрируют АС фонового электролита в стадии электрорастворения. АС фонового электролита регистрируют 3 раза. Для расчетов используют среднее значение трех измерений. Далее включают магнитную мешалку и проводят электрохимическую регенерацию поверхности рабочего электрода.
11.3.2 Измерение АС в пробе
11.4 Выполнение измерений массовой концентрации свинца с использованием полярографа ПУ-1
11.4.1 Измерение АС в фоновом электролите
Вспомогательные емкости и электролитические мостики заполняют 0,3%-ным раствором соляной кислоты. Графитовый электрод, механически очищенный на фильтровальной бумаге до устранения видимых царапин, опускают в электролизер. Насыщенный хлорсеребряный и платиновый электроды, служащие электродом сравнения и вспомогательным, опускают во вспомогательные емкости.
Электролизер и вспомогательные емкости соединяют электролитическими мостиками. На полярографе ПУ-1 устанавливают диапазон тока 0,5·10, дифференцирование +10, амплитуду анодной развертки 1,2 В, вид полярографии - постоянно-токовая, скорость изменения линейной развертки потенциала 0,10 В/с. Включают магнитную мешалку и проводят электролиз при потенциале минус 1,1 В относительно хлорсеребряного электрода в течение 1-2 мин. Затем отключают магнитную мешалку и через 30 с регистрируют АС фонового электролита в стадии электрорастворения. АС фонового электролита регистрируют 3 раза. Для расчетов используют среднее значение трех измерений. Далее включают магнитную мешалку и проводят электрохимическую регенерацию поверхности рабочего электрода.
11.4.2 Измерение АС в пробе
11.5 Выполнение измерений массовой концентрации кадмия с использованием полярографа ПУ-1
11.5.1 Измерение АС в фоновом электролите
Вспомогательные емкости и электролитические мостики заполняют 0,3%-ным раствором соляной кислоты. Графитовый электрод, механически очищенный на фильтровальной бумаге до устранения видимых царапин, опускают в электролизер.
Насыщенный хлорсеребряный и платиновый электроды, служащие электродом сравнения и вспомогательным, опускают во вспомогательные емкости. Электролизер и вспомогательные емкости соединяют электролитическими мостиками. На полярографе ПУ-1 устанавливают диапазон тока 0,5х1000, амплитуду анодной развертки 1,2 В, вид полярографии - переменно-токовая с прямоугольной формой напряжения, скорость изменения линейной развертки потенциала 70 мВ/с, амплитуда модуляции переменного тока 40 мВ. Включают магнитную мешалку и проводят электролиз при потенциале -1,1 В относительно хлорсеребряного электрода в течение 1-5 мин. Затем отключают магнитную мешалку и через 30 с регистрируют АС фонового электролита в стадии электрорастворения. Далее включают магнитную мешалку и проводят электрохимическую регенерацию поверхности рабочего электрода. Для расчетов используют среднее значение 3-х измерений АС.
11.5.2 Измерение АС в пробе
12 Вычисление и оформление результатов измерений
12.1 Вычисление результатов измерений массовой концентрации меди и свинца
Рисунок 4 - Зависимость аналитического сигнала от объема
введенных в электролизер градуировочных растворов Cu(II) и Pb(II)
|
|
|
|
Вариант выполнения измерений | Определяемый металл | Диапазон измеряемых концентраций, мкг/дм | Значение поправки , мкг/дм |
Измерение на анализаторе ИВА-3 из одной пробы | Медь | 1,0-5,0 | -0,3 |
|
| св. 5,0 - 15,0 | 0 |
|
| св. 15,0 - 30,0 | +1,2 |
| Свинец | 2,0-10,0 | 0 |
|
| св. 10,0 - 25,0 | +1,0 |
Измерение на анализаторе ИВА-3 в отдельной пробе | Медь | 0,5-30,0 | 0 |
| Свинец | 2,0-12,0 | 0 |
Измерение на полярографе ПУ-1 | Медь | 2,0-5,0 | - 0,2 |
|
| св. 5,0 - 30,0 | 0 |
| Свинец | 2,0-20,0 | 0 |
12.2 Вычисление результатов измерений массовой концентрации кадмия
Для расчета концентрации кадмия в анализируемой пробе при выполнении измерений на полярографе ПУ-1 или в отдельной пробе на анализаторе ИВА-3 строят графики зависимости величины АС от объема введенных в электролизер рабочих растворов сульфата кадмия.
Массовую концентрацию кадмия в анализируемой пробе воды вычисляют по формулам
- при измерении на ПУ-1
- при измерении на ИВА-3
1,2 - коэффициент, компенсирующий систематическую погрешность;
Для расчета концентрации кадмия в анализируемой пробе при выполнении измерений на анализаторе ИВА-3 из одной пробы с медью и свинцом строят графики зависимости величины АС от концентрации Cd(II) в электролизере.
Рисунок 5 - Зависимость аналитического сигнала от концентрации Cd (II) в растворе электрохимической ячейки
где 3,6 - коэффициент, учитывающий разбавление пробы в процессе анализа;
Если для устранения мешающего влияния органических веществ применяли электрохимическую обработку пробы, в результат, рассчитанный по формулам (1-4), следует ввести поправку на разбавление пробы - умножить на коэффициент 20/15,5=1,29.
12.3 Результат измерений в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде
Численные значения результата измерений должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.
12.4 Допустимо представлять результат в виде
12.5 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 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:
- оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости и погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, внутрилабораторной прецизионности, погрешности).
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 анализ в соответствии с разделом 11.
13.2.4 Результат контрольной процедуры должен удовлетворять условию
13.3 Алгоритм оперативного контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок
13.3.4 Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию
процедуру признают удовлетворительной.
При невыполнении условия (13)* контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (13)*, выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
13.4 Периодичность оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории.
14 Проверка приемлемости результатов, полученных в условиях воспроизводимости
Расхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата измерений и в качестве окончательного может быть использовано их общее среднее значение. Значение предела воспроизводимости рассчитывают по формуле
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"
|
|
344090, г. Ростов-на-Дону пр. Стачки, 198 | Факс: (863) 222-44-70 Телефон (863) 222-66-68 E-mail ghi@aaanet.ru |
СВИДЕТЕЛЬСТВО N 20.24-2005
об аттестации методики выполнения измерений
Методика выполнения измерений массовой концентрации меди, свинца и кадмия в поверхностных водах суши инверсионным вольтамперометрическим методом
разработанная ГУ "Гидрохимический институт" (ГУ ГХИ)
и регламентированная РД 52.24.371-2007
аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96 с изменениями 2002 г.
Аттестация осуществлена по результатам экспериментальных исследований
В результате аттестации МВИ установлено:
1. МВИ соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками:
|
|
|
|
|
|
Металл | Диапазон измерений массовых концентраций , мкг/дм | Показатель повторяемости (средне- квадратическое отклонение повторяемости) , мкг/дм | Показатель воспроизводимости (средне- квадратическое отклонение воспроизводимости) , мкг/дм | Показатель правильности (границы систематической погрешности при вероятности ) ± , мкг/дм | Показатель точности (границы погрешности при вероятности ) ± , мкг/дм |
Измерение с использованием анализатора ИВА-3 (из одной пробы) | |||||
Медь | От 1,0 до 25,0 включ. | ||||
| Св. 25,0 до 30,0 включ. | 1,4 | 2,4 | 1,8 | 5,3 |
Свинец | Св. 2,0 до 7,0 включ. | 0,8 | |||
| Св. 7,0 до 12,0 включ. | 1,1 | |||
| Св. 12,0 до 25,0 включ. | 0,9 | 1,6 | 1,1 | 3,4 |
Кадмий | От 0,5 до 4,0 включ. | ||||
| св. 4,0 до 10,0 включ | 0,4 | 0,7 | 0,6 | 1,5 |
Измерение с использованием анализатора ИВА-3 (в отдельной пробе) | |||||
Медь | От 0,5 до 30,0 включ. | ||||
Свинец | От 2,0 до 4,0 включ. | 0,11 | 0,1 | 0,2 | |
| Св. 4,0 до 12,0 включ. | 0,5 | |||
Кадмий | От 0,10 до 3,00 включ. | ||||
| Св.3,00 до 5,00 включ. | 0,48 | |||
Измерение с использованием полярографа ПУ-1 | |||||
Медь | От 2,0 до 30,0 включ. | ||||
Свинец | От 2,0 до 10,0 включ. | ||||
| Св. 10,0 до 14,0 включ. | 0,6 | 1,0 | 0,8 | 2,6 |
| Св. 14,0 до 20,0 включ. | 0,6 | 1,0 | 3,0 | |
Кадмий | От 0,10 до 0,30 включ. | 0,02 | 0,04 | ||
| Св. 0,30 до 1,00 включ. | ||||
| Св. 1,00 до 3,00 включ. | 0,13 |
|
|
|
|
Металл | Диапазон измерений массовых концентраций, , мкг/дм | Предел повторяемости (для двух результатов параллельных определений) , мкг/дм | Предел воспроизводимости (значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях, при вероятности ), , мкг/дм |
Измерение с использованием анализатора ИВА-3 (из одной пробы) | |||
Медь | От 1,0 до 25,0 включ. | ||
| Св. 25,0 до 30,0 включ. | 3,9 | 6,6 |
Свинец | Св. 2,0 до 7,0 включ. | ||
| Св. 7,0 до 12,0 включ. | ||
| Св. 12,0 до 25,0 включ. | 2,5 | 4,4 |
Кадмий | От 0,5 до 4,0 включ. | ||
| св. 4,0 до 10,0 включ. | 1,1 | 1,9 |
Измерение с использованием анализатора ИВА-3 (в отдельной пробе) | |||
Медь | От 0,5 до 30,0 включ. | ||
Свинец | От 2,0 до 4,0 включ. | 0,2 | 0,3 |
| св. 4,0 до 12,0 включ. | 0,083 | |
Кадмий | От 0,10 до 3,00 включ. | ||
| св. 3,00 до 5,00 включ. | ||
Измерение с использованием полярографа ПУ-1 | |||
Медь | От 2,0 до 30,0 включ. | ||
Свинец | От 2,0 до 10,0 включ. | ||
| св. 10,0 до 14,0 включ. | 1,7 | 2,7 |
| св. 14,0 до 20,0 включ. | 1,7 | 2,7 |
Кадмий | От 0,10 до 0,30 включ. | ||
| св. 0,30 до 1,00 включ. | ||
| св. 1,00 до 3,00 включ. |
3 При реализации методики в лаборатории обеспечивают:
- оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости и погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).
Периодичность оперативного контроля и процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.
Дата выдачи свидетельства 15 ноября 2005 г.
Главный метролог ГУ ГХИ А.А.Назарова