Руководящий документ РД 52.24.421-2007 Химическое потребление кислорода в водах. Методика выполнения измерений титриметрическим методом.
РД 52.24.421-2007
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ХИМИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА В ВОДАХ.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Дата введения 2007-04-02
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ГУ "Гидрохимический институт"
2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В.Боева, канд. хим. наук, Т.С.Евдокимова
3 СОГЛАСОВАН с УМЗА и ГУ "НПО "Тайфун" Росгидромета
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 13.03.2007 г.
5 АТТЕСТОВАН ГУ "Гидрохимический институт", свидетельство об аттестации N 75.24-2006 от 2.10.2006 г.
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ "НПО "Тайфун" за номером РД 52.24.421-2007 от 30.03.2007 г.
Внесен в Федеральный реестр методик выполнения измерений, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора за номером ФР.1.31.2007.03462.
7 ВЗАМЕН РД 52.24.421-95 "Методические указания. Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в водах".
Введение
Химическое потребление кислорода (ХПК) - количество кислорода, расходуемого на окисление содержащихся в воде органических и неорганических веществ сильными окислителями. В зависимости от природы окислителя различают перманганатную бихроматную, иодатную, цериевую окисляемость. Если устранить влияние неорганических веществ или внести поправку на их содержание, то величина ХПК характеризует суммарную концентрацию в воде органических веществ, окисляемых в условиях анализа данным окислителем. Наиболее высокая степень окисления достигается в кипящем кислом растворе дихромата калия, содержащем катализатор. Количество кислорода в миллиграммах на кубический дециметр, эквивалентное расходу дихромата на окисление органических веществ, называют "бихроматной окисляемостью". Чаще всего при использовании термина "ХПК" имеют в виду именно величину бихроматной окисляемости. Поскольку степень окисления большинства органических веществ дихроматом калия в указанных условиях близка к 100%, величина бихроматной окисляемости хорошо коррелирует с массовой концентрацией органического углерода (последняя величина примерно в 2,5 раза меньше ХПК).
ХПК является общепринятым, важным и достаточно быстро определяемым показателем для характеристики загрязнения природных и сточных вод органическими соединениями. Величины ХПК (бихроматной окисляемости) поверхностных вод в зависимости от общей биологической продуктивности водного объекта, степени его загрязнения, а также от содержания органических веществ естественного происхождения колеблются от долей до десятков миллиграммов в кубическом дециметре. ХПК сточных вод может достигать сотен миллиграммов в кубическом дециметре. Различают ХПК фильтрованных проб, свидетельствующее о содержании растворенных органических веществ и нефильтрованных, указывающего на общее содержание органических веществ.
Величина ХПК подвержена довольно значительным и закономерным сезонным колебаниям. Их характер определяется, с одной стороны, гидрологическим режимом и зависящим от него поступлением органических веществ аллохтонного происхождения с поверхности водосбора, с другой стороны - гидробиологической активностью, обусловливающей процессы продуцирования, трансформации и минерализации органических веществ в водном объекте. В водных объектах, подверженных сильному антропогенному воздействию, на изменения величины ХПК значительное влияние оказывает объем и режим поступления сточных вод.
1 Область применения
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.
Примечание - Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделе 4 и А.3.
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
|
|
|
|
Диапазон измерений величин ХПК , мг/дм | Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) , мг/дм | Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) , мг/дм | Показатель точности (границы погрешности при вероятности 0,95) ± , мг/дм |
От 4,0 до 80,0 включ. | 0,5+0,02 · | 0,7+0,03 · | 1,3+0,06 · |
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 среднего (III) класса точности по ГОСТ 24104-2001.
4.1.3 Государственный стандартный образец химического потребления кислорода в воде ГСО 7425-97.
4.1.4 Колбы мерные 2 класса точности исполнения 2, 2а по ГОСТ 1770-74 вместимостью
|
|
|
|
100 см - 1 шт. | |||
200 см - 1 шт. | |||
500 см - 2 шт. | |||
4.1.5 Пипетки градуированные 2 класса точности исполнения 1, 2 по ГОСТ 29227-91 вместимостью: | |||
1 см - 1 шт. | |||
2 см - 1 шт. | |||
4.1.6 Пипетки с одной отметкой 2 класса точности исполнения 1, 2 по ГОСТ 29169-91 вместимостью: | |||
5 см - 1 шт. | |||
10 см - 2 шт. | |||
20 см - 2 шт. | |||
25 см - 1 шт. | |||
50 см - 2 шт. | |||
4.1.7 Бюретка 2 класса точности исполнения 1, 3 по ГОСТ 29251-91 вместимостью:
| 25 см - 1 шт. | ||
4.1.8 Цилиндры мерные, исполнения 1, 3 по ГОСТ 1770-74 вместимостью: | 25 см - 2 шт. | ||
50 см - 2 шт. | |||
100 см - 1 шт. | |||
250 см - 1 шт. | |||
1000 см - 1 шт. | |||
4.1.9 Колбы конические исполнения 1, 2 по ГОСТ 25336-82 вместимостью: | 500 см - 5 шт. | ||
4.1.11* Стаканы химические, тип В, исполнения 1, ТХС по ГОСТ 25336-82 вместимостью | |||
100 см - 1 шт. | |||
250 см - 1 шт. | |||
400 см - 1 шт. | |||
1000 см - 1 шт. | |||
4.1.12 Воронки лабораторные по ГОСТ 25336-82 диаметром 56 мм | - 2 шт. | ||
4.1.13 Колбы круглодонные К-1 или грушевидные Гр вместимостью 250 см и обратные холодильники со взаимозаменяемыми конусами (установки для определения ХПК) по ГОСТ 25336-82 | - 10 шт. |
4.1.14 Стаканчики для взвешивания (бюксы) СВ-19/9, СВ-24/10, СН-45/13 по ГОСТ 25336-82.
4.1.15 Капельница.
4.1.16 Эксикатор исполнения 2, диаметром корпуса 190 мм по ГОСТ 25336-82.
4.1.17 Палочки стеклянные.
4.1.15 Стеклянные капилляры.
4.1.16 Промывалка.
4.1.17 Баня песчаная.
4.1.18 Шкаф сушильный общелабораторного назначения.
4.1.19 Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных или бумажных фильтров.
4.1.22 Холодильник бытовой.
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 Калия гидрофталат по ТУ 6-09-4433-77, ч.д.а. (при отсутствии ГСО).
4.2.4 Сульфат серебра по ТУ 6-09-3703-74, ч.д.а.
4.2.5 Сульфат ртути, ч.д.а., или ртути окись желтая по ГОСТ 5230-74, ч.д.а.
4.2.6 Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328-77, ч.д.а.
4.2.7 Хлорид кальция обезвоженный по ТУ 6-09-4711-81, ч.
4.2.8 Кислота серная по ГОСТ 4204-77, х.ч.
4.2.10 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
4.2.11 Фильтры мембранные "Владипор МФАС-ОС-2", 0,45 мкм по ТУ 6-55-221-1-29-89 или другого типа, равноценные по характеристикам.
4.2.12 Фильтры обеззоленные "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
Выполнение измерений основано на окислении органических веществ дихроматом калия в растворе серной кислоты при нагревании в присутствии катализатора - сульфата серебра. Избыток дихромата калия титруют раствором соли Мора и, исходя из результатов титрования, находят количество дихромата калия, израсходованное на окисление органических веществ.
Большинство органических соединений в условиях анализа окисляются на 95-100%. Не полностью окисляются алифатические углеводороды с неразветвленной углеродной цепью, некоторые гетероциклические соединения. Легколетучие органические соединения могут улетучиваться при кипячении, если их окисление протекает недостаточно быстро.
6 Требования безопасности, охраны окружающей среды
6.1 При выполнении измерений ХПК 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 к 1, 2 и 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 Вредно действующие вещества подлежат сбору и утилизации в соответствии с установленными правилами.
7 Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица со средним профессиональным образованием, имеющие стаж работы в лаборатории не менее 6 мес и освоившие методику.
8 Условия выполнения измерений
8.1 При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
- температура окружающего воздуха (20±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.
8.2 В помещении, где производят выполнение измерений ХПК не рекомендуется проводить работы с органическими растворителями.
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. Пробы помещаются в склянки с пробками, не загрязняющими пробу органическими соединениями.
В зависимости от целей анализа, выполнение измерений ХПК проводят в нефильтрованной или фильтрованной пробе.
В последнем случае пробу сразу после отбора фильтруют через мембранный фильтр, очищенный двукратным кипячением в дистиллированной воде, или бумажный фильтр "синяя лента", промытый горячей дистиллированной водой. Первую порцию фильтрата отбрасывают.
10 Подготовка к выполнению измерений
10.1 Приготовление растворов и реактивов
Хранят в темной склянке с притертой пробкой не более месяца.
10.1.5 Раствор индикатора
В качестве индикатора используют раствор N-фенилантраниловой кислоты или ферроина (комплекс сульфата железа (II) с 1,10-фенантролином).
Раствор индикатора хранят в плотно закрытой склянке из темного стекла не более 3 мес.
10.1.6 Раствор гидроксида натрия
10.1.7 Раствор сульфата серебра
10.2 Определение точной молярной концентрации раствора соли Мора
Точную молярную концентрацию раствора соли Мора находят по формуле
11 Выполнение измерений
11.1 Устранение мешающих влияний
Определению мешают хлориды, сульфиды, соединения железа (II), нитриты и другие неорганические вещества, способные окисляться дихроматом в кислой среде.
11.2 Выполнение измерений в водах с низким содержанием хлоридов
Добавляют к пробе 3-4 капли раствора ферроина (или 10 капель раствора фенилантраниловой кислоты) и титруют избыток непрореагировавшего дихромата калия раствором соли Мора до перехода окраски индикатора из синевато-зеленой в красно-коричневую при использовании в качестве индикатора ферроина и из красно-фиолетовой в синевато-зеленую при использовании N-фенилантраниловой кислоты.
11.3 Выполнение измерений в водах с высоким содержанием хлоридов
12 Вычисление и оформление результатов измерений
8,0 - масса миллимоля КВЭ кислорода, мг/ммоль.
12.2 Результат измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
12.3 Допустимо представлять результат в виде:
Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности, последняя не должна содержать более двух значащих цифр.
12.4 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 погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- (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 процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок совместно с методом разбавления проб
Примечание - Не рекомендуется применять для введения добавок Государственный стандартный образец химического и биологического потребления кислорода в воде ГСО 1057-99.
13.2.4 Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию:
процедуру анализа признают удовлетворительной.
При невыполнении условия (7) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (7), выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
14 Проверка приемлемости результатов, получаемых в условиях воспроизводимости
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.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(рекомендуемое)
Методика
приготовления аттестованного раствора гидрофталата калия
АР-ХПК для контроля точности результатов измерений ХПК
титриметрическим методом
A.1 Назначение и область применения
А.2 Метрологические характеристики
А.3 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы
А.3.1 Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ 24104-2001.
А.3.3 Стаканчик для взвешивания (бюкс) СВ 19/9 по ГОСТ 25336-82.
A.3.4 Воронка лабораторная по ГОСТ 25336-82 диаметром 56 мм.
А.3.5 Шпатель.
А.3.6 Промывалка.
А.3.7 Эксикатор исполнения 2 с диаметром корпуса 140 мм или 190 мм по ГОСТ 25336-82 с безводным хлоридом кальция.
А.3.8 Шкаф сушильный общелабораторного назначения.
А.4 Исходные компоненты аттестованного раствора
А.4.1 Калия гидрофталат по ТУ 6-09-4433-77, ч.д.а., с содержанием основного вещества от 99,8 до 100,2%.
А.4.2 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
А.5 Процедура приготовления аттестованного раствора АР-ХПК
А.6 Расчет метрологических характеристик аттестованного раствора АР-ХПК
7,5 - число молей кислорода, требующихся для окисления одного моля гидрофталата калия;
32,0 и 204,2 - молярная масса кислорода и гидрофталата калия калия соответственно, г/моль;
Значение предела возможных значений погрешности приготовления аттестованного раствора равно
А.7 Требования безопасности
Необходимо соблюдать общие требования техники безопасности при работе в химических лабораториях.
А.8 Требования к квалификации операторов
Аттестованный раствор может готовить инженер или лаборант со средним специальным образованием, прошедший специальную подготовку и имеющий стаж работы в химической лаборатории не менее 6 мес.
А.9 Требования к маркировке
На склянку с аттестованным раствором должна быть наклеена этикетка с указанием условного обозначения раствора, величины ХПК, погрешности ее установления и даты приготовления.
А.10 Условия хранения
Аттестованный раствор следует хранить в склянке темного стекла с притертой пробкой в холодильнике не более 3 мес.
Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
"ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ"
|
|
344090, г.Ростов-на-Дону пр.Стачки, 198 | Факс: (8632) 22-44-70 Телефон (8632) 22-66-68 E-mail ghi(@)aaanet.ru |
СВИДЕТЕЛЬСТВО N 75.24-2006
об аттестации МВИ
Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в водах титриметрическим методом,
разработанная ГУ "Гидрохимический институт" (ГУ ГХИ)
и регламентированная РД 52.24.421-2007,
аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96 с изменениями 2002 г.
Аттестация осуществлена по результатам экспериментальных исследований.
В результате аттестации установлено, что методика соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками:
|
|
|
|
Диапазон измерений величин ХПК , мг/дм | Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) , мг/дм | Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) , мг/дм | Показатель точности (границы погрешности при вероятности 0,95) ± , мг/дм |
От 4,0 до 80,0 включ. | 0,5+0,02 · | 0,7+0,03 · | 1,3+0,06 · |
|
|
|
Диапазон измерений величин ХПК , мг/дм | Предел повторяемости (для двух результатов параллельных определений) , мг/дм | Предел воспроизводимости (значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях, при вероятности 0,95) , мг/дм |
От 4,0 до 80,0 включ. | 1,4+0,06 · | 1,9+0,08 · |
3 При реализации методики в лаборатории обеспечивают:
- контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов анализа (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).
Алгоритм контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в РД 52.24.421-2007.
Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории.
Дата выдачи свидетельства 2 октября 2006 г.
Главный метролог ГУ ГХИ А.А.Назарова