Руководящий документ РД 52.44.594-2016 Массовая концентрация тяжелых металлов в атмосферных осадках и поверхностных водах. Методика измерений методом атомно-абсорбционной спектрометрии с беспламенной атомизацией.
РД 52.44.594-2016
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКАХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ
Методика измерений методом атомно-абсорбционной спектрометрии с беспламенной атомизацией
Дата введения 2017-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Институт глобального климата и экологии Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Российской академии наук" (ФГБУ "ИГКЭ Росгидромета и РАН")
2 РАЗРАБОТЧИК Л.В.Бурцева, канд. физ.-мат. наук (руководитель разработки)
3 СОГЛАСОВАН:
с Управлением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 23.09.2016 г.;
с Федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-производственным объединением "Тайфун" (ФГБУ "НПО "Тайфун") 12.09.2016 г.
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 26.09.2016 г.
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 25.10.2016 N 490
5 АТТЕСТОВАНА ФГБУ "НПО "Тайфун" Свидетельство об аттестации методики (метода) измерений N 18.10.594/01.00305-2011/2016 от 09.02.2016, регистрационный код по Федеральному реестру ФР.1.31.2016.25408
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ФГБУ "НПО "Тайфун" Росгидромета от 05.10.2016 за номером РД 52.44.594-2016
7 ВЗАМЕН РД 52.44.594-97 "Методические указания. Определение массовой концентрации тяжелых металлов в атмосферных осадках и поверхностных водах. Методика выполнения измерений методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с беспламенной атомизацией"
8 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ 2021 г.
ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ 5 лет
Введение
Представительные систематические данные об уровне загрязнения атмосферных осадков и поверхностных вод в фоновых районах суши токсичными свинцом, кадмием, медью, никелем и цинком (компоненты) являются важной частью информации, которая необходима для оценки и прогноза состояния окружающей среды, а также для разработки природоохранной стратегии на национальном и международном уровне.
Фоновыми считаются территории, которые не подвергаются непосредственному воздействию антропогенных выбросов загрязняющих веществ. К ним относятся особо охраняемые природные территории (ООПТ), где располагаются национальные парки и биосферные заповедники. На такие территории загрязняющие вещества антропогенного происхождения, в том числе и указанные компоненты, поступают за счет дальнего внутриконтинентального и межконтинентального переноса воздушными массами.
Для получения и использования информации о состоянии фонового загрязнения окружающей среды Росгидрометом на ООПТ России создана система станций комплексного фонового мониторинга, в программу которой входит измерение концентраций свинца, кадмия, меди, никеля и цинка в атмосферных осадках и поверхностных водах суши.
Низкий уровень концентраций указанных компонентов в атмосферных осадках и поверхностных водах в фоновых районах потребовал разработки методических рекомендаций, специально предназначенных для измерения значений концентраций ниже предельно допустимых концентраций (ПДК) для природных вод (таблица 1). Значения ПДК для атмосферных осадков не установлены.
В связи с этим в 1997 году была разработана, аттестована и введена в действие методика измерения, изложенная в РД 52.44.594-97 "Методические указания. Определение массовой концентрации тяжелых металлов в атмосферных осадках и поверхностных водах. Методика выполнения измерений методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с беспламенной атомизацией"
Настоящая методика измерений основана на использовании измерительных приборов нового поколения и выполнении новых требований к качеству измерений.
В качестве средства измерения массовой концентрации свинца, кадмия, меди, никеля и цинка в водных образцах введен в методику измерений современный отечественный атомно-абсорбционный спектрометр с электротермической атомизацией и автоматической коррекцией фона "КВАНТ-Z.ЭТА 1". Управление работой спектрометра, отображение, обработку и хранение информации осуществляет персональный компьютер.
Методика измерений предполагает применение и других атомно-абсорбционных спектрометров, приемлемых для выполнения прямой электротермической атомизации проб.
Получение в фоновых районах достоверных данных обеспечивается точным выполнением требований настоящей методики измерений, регламентирующего отбор проб атмосферных осадков и поверхностных вод и измерение компонентов в них. Нормативы качества вод и нормы погрешности измерений компонентов, согласно ГОСТ 27384, приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Нормы погрешности измерений компонентов на уровне нормативов качества вод
|
|
|
Наименование компонента | Норматив качества воды, не более, мг/дм  | Нормы погрешности, % |
Свинец | 0,03 | 30 |
Кадмий | 0,001 | 30 |
Медь | 1,0 | 25 |
Никель | 0,1 | 25 |
Цинк | 5,0 | 20 |
1 Область применения
1.1 Настоящий руководящий документ устанавливает методику измерений массовой концентрации тяжелых металлов: свинца (Pb), кадмия (Cd), меди (Cu), никеля (Ni) и цинка (Zn) (далее - компоненты) в пробах атмосферных осадков и поверхностных вод методом атомно-абсорбционной спектрометрии с беспламенной атомизацией и автоматической коррекцией неселективного поглощения.
1.2 Диапазоны измеряемых массовых концентраций ограничены значениями, представленными в таблице 2.
1.3 Настоящий руководящий документ распространяется на особо охраняемые природные территории (ООПТ), на которых расположены станции комплексного фонового мониторинга сети Росгидромета, а также на другие территории Российской Федерации, где концентрации тяжелых металлов в атмосферных осадках и поверхностных водах изменяются во времени в диапазонах, представленных в таблице 2.
1.4 Настоящий руководящий документ предназначен для применения на государственной наблюдательной сети станций комплексного фонового мониторинга по РД 52.04.186 (часть III, разделы 1, 2, подраздел 3.5), работающей в рамках положения [1].
Примечание - В настоящем руководящем документе применены термины и определения по ГОСТ Р 52361-2005.
2 Нормативные ссылки
В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ Р 31861-2012* Вода. Общие требования к отбору проб
ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
ГОСТ Р 52361-2005 Контроль объекта аналитический. Термины и определения
ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
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 27384-2002 Вода. Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств
МИ 2881-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа
ПМГ 96-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Результаты и характеристики качества измерений. Формы представления
Р 52.24.353-2012 Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод
РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы
РД 52.18.5-2012 Перечень нормативных документов (по состоянию на 01.08.2012)
РМГ 60-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Смеси аттестованные. Общие требования к разработке
РМГ 61-2010 Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки
РМГ 76-2014 Государственная система обеспечения единства измерений. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа
ПНД Ф 12.13.1-03 Техника безопасности при работе в аналитических лабораториях (общие положения)
ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.
Примечания
1 Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделах 4 и А.3 (приложение А).
2 При пользовании настоящим руководящим документом целесообразно проверять действие ссылочных нормативных документов:
- национальных стандартов - в официальной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году;
- нормативных документов Росгидромета - по РД 52.18.5 и дополнений к нему - ежегодно издаваемым информационным указателям нормативных документов (ИУНД).
3 Если ссылочный нормативный документ заменён (изменён), то при пользовании настоящим руководящим документом следует руководствоваться заменённым (изменённым) нормативным документом. Если ссылочный нормативный документ отменён без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Требования к показателям точности измерений
3.1 Характеристики погрешности результатов измерений массовых концентраций свинца, кадмия, меди, никеля и цинка во всем диапазоне определяемых значений соответствуют требованиям ГОСТ 27384 и приведены в таблице 2. Пределы повторяемости и воспроизводимости приведены в таблице 3.
При выполнении измерений в пробах с массовой концентрацией компонентов выше верхних пределов диапазонов и использовании при этом разбавления раствора пробы, погрешность измерения не превышает значений, приведенных в таблицах 2 и 3.
Пределы обнаружения компонентов при проведении измерений на ААС "КВАНТ- Z.ЭТА 1" приведены в таблице 4.
Таблица 2 - Диапазон измерений, значения показателей качества (количественная оценка) методики измерений - повторяемости, воспроизводимости, точности
|
|
|
|
|
Наименование определяемого компонента | Диапазон измерений, мг/дм | Показатель повторяемости (среднее квадра- тическое отклонение результатов единичного определения, полученных по методике в условиях повторяемости)  , мг/дм | Показатель воспроизводимости* (среднее квадратическое отклонение всех результатов измерений, полученных по методике в условиях воспроизводимости)  , мг/дм | Показатель точности (границы, в которых находится погрешность результатов измерений, полученных по методике при P=0,95)  , мг/дм |
Свинец | От 0,5 ·10  до 20,0 ·10 включ. | 0,04·C | 0,12·C | 0,29·C |
Кадмий | От 0,02 ·10 до 2,0 ·10 включ. | 0,05·C | 0,14·C | 0,32·C |
Медь | От 0,5 ·10 до 20,0 ·10 включ. | 0,07·C | 0,13·C | 0,29·C |
Никель | От 1,0 ·10 до 20,0 ·10 включ. | 0,08·C | 0,17·С | 0,38·C |
Цинк | От 5,0 ·10 до 50,0 ·10 включ. | 0,04·C | 0,11·C | 0,37·C |
* Показатель воспроизводимости установлен на основе исследований в пяти лабораториях.
Примечания
1 C - измеренная массовая концентрация компонента в пробе атмосферных осадков или поверхностных вод, мг/дм . 2 Нижний предел диапазона измерений достигается накоплением компонента в графитовой кювете путем повторного введения раствора пробы в кювету и его высушивания до включения атомизации.
| ||||
Таблица 3 - Диапазон измерений, значения показателей качества (количественная оценка) методики измерений - пределов повторяемости, воспроизводимости
|
|
|
|
Наименование определяемого компонента | Диапазон измерений, мг/дм | Предел повторяемости для двух результатов параллельных определений,  , мг/дм | Предел воспроизводимости для двух результатов измерений, R, мг/дм |
Свинец | От 0,5 ·10 до 20,0 ·10 включ. | 0,11·C | 0,33·C |
Кадмий | От 0,02 ·10 до 2,0 ·10 включ. | 0,14·C | 0,39·С |
Медь | От 0,5 ·10 до 20,0 ·10 включ. | 0,19·C | 0,36·C |
Никель | От 1,0 ·10 до 20,0 ·10 включ. | 0,22·C | 0,36·C |
Цинк | От 5,0 ·10 до 50,0 ·10 включ. | 0,11·C | 0,30·C |
Таблица 4 - Пределы обнаружения компонентов в растворах для ААС "КВАНТ-Z.ЭТА 1"
|
|
|
|
|
|
Наименование компонента | Свинец | Кадмий | Медь | Никель | Цинк |
Значения пределов обнаружения компонентов, мг/дм | 0,20 ·10 | 0,014 ·10 | 0,24 ·10 | 0,70 ·10 | 2,0 ·10 |
3.2 Значения показателя точности методики измерений используют при:
- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;
- оценке деятельности лабораторий на качество проведения измерений.
4 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, реактивам
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы:
- атомно-абсорбционный спектрометр (ААС) с электротермической атомизацией, автоматической коррекцией фона "КВАНТ-Z.ЭТА-1" по ТУ 44-34-009-00206269-01, поверенный по методике поверки ГКНЖ 09.000 МП;
- барометр-анероид типа М-67 по ТУ 25-04-1797-75;
- гигрометр психрометрический типа ВИТ-2 по ТУ 25-11.1645-84 российский сертификат Государственного реестра средств измерений под N 9364-08 с пределами погрешности измерения абсолютной влажности воздуха в помещении ±(5-7)%;
- дозаторы пипеточные одноканальные со сменными наконечниками (Ленпипет) 2-го класса точности типа ДПВ с объёмом дозирования в диапазоне от 0,5 до 10 мкл с погрешностью ±(10,0...2,5)%, от 5,0 до 50 мкл с погрешностью ±(5,0...2,0)%, от 40 до 200 мкл с погрешностью ±(2,0...1,5)% и свыше 200 до 1000 мкл с погрешностью ±(1,5...1,0)% по ТУ 9452-001-33189998-2007;
- аргон газообразный по ГОСТ 10157-79;
- редуктор кислородный БКО-50-4 по ТУ 3645-012-52205332-2012;
- прибор для получения особо чистой воды типа "Водолей" по ТУ 2.115.000.000, сертификат N 020010166 Государственного реестра средств измерений;
- шкаф сушильный лабораторный, тип ШС-3 по ТУ 16-531-299-88;
- аквадистиллятор АДЭ-4 СЗМО по ТУ 9452-030-07514018-2004;
- эппендорфы фирмы Costar (Германия) на 2 мл каталожный N 9589;
- воронки химические, типа Б, стеклянные диаметром 50 мм по ГОСТ 23932-90;
- кислота азотная, особой чистоты по ГОСТ 11125-84;
Допускается использование других типов средств измерений, посуды, вспомогательных устройств и реактивов, в том числе импортных, с характеристиками и квалификацией не хуже, чем у приведенных в разделе 4.
5 Метод измерений
Метод измерения массовой концентрации свинца, кадмия, меди, никеля и цинка в нефильтрованных, консервированных азотной кислотой пробах атмосферных осадков и поверхностных вод основан на измерении поглощения атомами компонента резонансной линии спектра испускания лампы полого катода при электротермической атомизации аликвоты рабочей пробы в графитовой кювете ААС "КВАНТ-Z.ЭТА 1".
Мешающие влияния неспецифического поглощения при измерении массовой концентрации компонента на ААС с электротермической атомизацией типа "КВАНТ-Z.ЭТА 1" устраняются автоматической коррекцией фона применением эффекта Зеемана.
6 Требования безопасности и охраны окружающей среды
6.1 Безопасность труда при измерении массовой концентрации компонентов в пробах атмосферных осадков и поверхностных вод обеспечивается выполнением правил по безопасности труда: при производстве наблюдений и лабораторных работ на сети Росгидромета [2], при эксплуатации электроустановок, рассчитанных на напряжение 220/380 В согласно [3] и ГОСТ Р 12.1.019.
6.2 Оператор должен выполнять требования пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.004 и оснащением средствами пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.
6.3 Оператор должен пройти инструктаж по технике безопасности при работе в химической лаборатории в соответствии с ПНД Ф 12.13.1, соблюдать правила, указанные в инструкции по эксплуатации ААС.
6.4 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды от загрязнения сводятся к утилизации отходов, образующихся при подготовке и проведении измерений проб. Отходами являются аттестованные растворы компонентов в 1%-й азотной кислоте с концентрацией ниже ПДК для поверхностных вод, пробы атмосферных осадков и пробы поверхностных вод. Утилизация остатков проб проводится путем их 10-кратного разбавления водопроводной водой и слива в канализацию одновременно с потоком водопроводной воды.
7 Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке результатов допускают операторов, с образованием химика-аналитика (инженер или техник), имеющих навыки работы в лаборатории количественного химического анализа и работы на ААС, владеющих компьютерной техникой, ознакомленных с техникой безопасности при работе в химической лаборатории, оснащенной ААС. К практической работе допускают оператора, прошедшего обучение работы на ААС и уложившегося в процессе тренировки в нормативы оперативного контроля при выполнении процедур контроля погрешности.
8 Требования к условиям выполнения измерений
8.1 При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
|
|
|
| - температура окружающего воздуха, °C | 20±10; |
| - атмосферное давление кПа (мм рт.ст.) | от 84,0 до 106,7(от 630 до 800); |
| - влажность воздуха при температуре 25°C, % | от 30 до 80; |
| - напряжение в сети электрического питания, В | 220±10; |
| - частота переменного тока в сети питания, Гц | 50±1. |
8.2 Концентрации загрязняющих примесей в окружающем воздухе должны находиться в пределах санитарных норм, регламентированных ГОСТ 12.1.005.
8.3 Параметры, определяющие условия проведения измерений и их соответствие требованиям, перед проведением измерений оценивают термометром, барометром и психрометром. Показания приборов записывают в соответствующем журнале. Отсутствие в воздухе лаборатории загрязняющих веществ, влияющих на результаты измерений компонентов, показывает первое измерение компонента на ААС в отсутствии пробы.
9 Требования к отбору и хранению проб
9.1 Для измерения массовой концентрации свинца, кадмия, меди, никеля и цинка в атмосферных осадках и поверхностных водах отбор, консервацию и хранение проб выполняют по методикам, описанным в [4] (глава II) и РД 52.04.186 (часть III, подраздел 3.5) для атмосферных осадков, и рекомендациям Р 52.24.353 для поверхностных вод (без стадии фильтрования пробы).
9.2 Рекомендуемые методики отбора, консервации, хранения проб и перечень оборудования соответствуют ГОСТ 17.1.5.04, ГОСТ 17.1.5.05 и ГОСТ Р 31861.
9.3 В соответствии с программой наблюдений на ООПТ отбирают суммарные месячные пробы атмосферных осадков путем объединения разовых проб в одной ёмкости. Пробы поверхностных вод отбирают на постоянном гидрохимическом створе водоёма из поверхностного слоя в основные гидрологические фазы (см. [4], глава II).
9.4 Консервацию пробы азотной кислотой проводят по 9.1 непосредственно после ее отбора.
9.7 Интервал времени от поступления пробы в аналитическую лабораторию до её анализа не должен превышать десяти суток.
9.8 Для предотвращения загрязнения проб атмосферных осадков и поверхностных вод посуду, предназначенную для хранения и транспортировки проб, тщательно отмывают раствором (1:1) азотной кислоты и ополаскивают последовательно дистиллированной и очищенной водой. Хранят посуду в закрытом состоянии.
В ходе отбора и подкисления проб следует исключить контакт пробы с металлическими и резиновыми поверхностями.
Рабочую поверхность открытого осадкосборника промывают дистиллированной водой ежедневно, устройства для отбора проб поверхностных вод - перед каждым забором пробы.
10 Подготовка к выполнению измерений
10.1 Подготовка к выполнению измерений массовой концентрации свинца, кадмия, меди, никеля и цинка в пробах атмосферных осадков и поверхностных вод включает проверку соответствия условий выполнения измерений установленным требованиям, приготовление растворов, регламентированных методикой измерений, и подготовку ААС к выполнению измерений.
10.1.1 При проверке условий измерений в помещении лаборатории измеряют температуру, относительную влажность и давление воздуха по инструкциям, прилагаемым к предназначенным для этих целей метеорологическим приборам по разделу 4, и оценивают соответствие показателей требованиям по разделу 8.
10.1.3 Подготовку и настройку ААС "КВАНТ-Z.ЭТА 1" к работе выполняют согласно руководству по эксплуатации ААС [5] и методическим рекомендациям [6]. Подготовка ААС к работе включает выполнение следующих операций:
- установку лампы на определяемый компонент;
- включение управляющего компьютера, включение в электрическую сеть ААС;
- установку графитовой печи в атомизатор;
- активизацию специализированной программы "Квант-Z" в компьютере;
- проверку в памяти компьютера наличия программы атомизации раствора и "калибровки" (градуировочной зависимости) на измеряемый компонент.
11 Порядок выполнения измерений
11.1 Выполняют операции по подготовке ААС к работе по 10.1.3.
11.2 Открывают баллон с аргоном, включают систему охлаждения атомизатора и сильноточное сетевое питание. По зажиганию зеленых индикаторов в нижнем левом углу экрана монитора определяют наличие в системе воды, газа и подачи высокого напряжения.
11.3 Проводят точную подстройку монохроматора на максимум интенсивности излучения спектральной линии и фиксируют спектральную лампу винтами её держателя. В случае необходимости корректируют усиление фотоэлемента по длине шнура, отображенного в нижней части экрана монитора, до показания 100±10.
11.4 В программе "Квант-Z" открывают окно "Методики", в списке металлов выделяют измеряемый компонент, при этом автоматически загружается программа его измерения (ширина щели, длина волны, усиление фотоэлемента, программа нагрева печи).
11.5 Открывают окно "Калибровки/Выбрать", в списке калибровок данного компонента выделяют одну из существующих калибровок и загружают ее.
11.6 Командой "Калибровки/Уточнить" открывают окно "Уточнение калибровки". Выполняют с двукратной повторяемостью измерение ГР, массовая концентрация которого лежит в области загруженной калибровки данного компонента и отображенной на экране монитора. Концентрацию ГР выбирают по таблице А.1 (приложение А).
Программа "Квант-Z" автоматически вычисляет показатель уточнения калибровки "А". Уточненная калибровка допустима, если 0,7<А<1,3, и командой "Продолжить" уточненную калибровку переводят в окно "Измерение". Если показатель "А" выходит за указанные пределы, выбирают другую калибровку из имеющихся в памяти программы, или создают новую калибровку.
11.7 При создании новой калибровки командой "Калибровки/Создать" открывают окно "Создание калибровки" и командой "Добавить" вписывают концентрации трех ГР, а также заполняют все соответствующие поля окна согласно руководству по эксплуатации [5].
11.9 Выделяя на экране строку каждой концентрации ГР, вводя дозатором пипеточным в атомизатор заданный объем каждого ГР производят двукратное его измерение. По мере проведения измерений в правой верхней части окна отображается автоматически рассчитанная по полученным данным градуировочная зависимость со значением погрешности калибровки (приемлемо не более 5%). После окончания измерений всех ГР, вводят название градуировочной зависимости и сохраняют ее.
Примечание - Для проб атмосферных осадков и поверхностных вод с массовыми концентрациями компонентов, соответствующих нижнему пределу области измерений, создают калибровку, применяя концентрирование компонента в атомизаторе ААС. Дозируют объём аликвоты ГР, включают процесс измерения и прерывают его по окончании "Пиролиз 1", повторно дозируют объем аликвоты ГР и вновь включают процесс измерения.
11.10 После уточнения калибровки (создания новой) и выполнения команды "Продолжить" в верхней части экрана появляется кнопка "Измерение", которой вызывают на экран монитора окно "Измерения".
11.11 В поле "Новый образец" вписывают данные об измеряемом образце (тип пробы, время и место отбора), командой "Добавить" переносят запись в таблицу отображения результатов измерения.
11.12 Выделяют в таблице результатов образец, подлежащий измерению, дозатором пипеточным дозируют указанный в окне "Измерения" объем пробы атмосферных осадков или поверхностных вод (непосредственно из ёмкости, в которой содержится проба) в атомизатор и командой "Измерить" в правом нижнем углу экрана включают процесс измерения. Дозируемый объём пробы должен соответствовать объёму, дозированному в атомизатор ААС при создании загруженной калибровки.
11.13 После окончания процесса измерения, включающего стадии "Испарение", "Пиролиз 1", "Пиролиз 2", "Атомизацию" и "Охлаждение", автоматически рассчитывается измеренная массовая концентрация компонента в пробе в микрограммах на кубический дециметр. Один образец подлежит двукратному измерению. Автоматически рассчитывается среднее значение концентрации и относительное среднеквадратическое отклонение в процентах. Данные отображаются в таблице результатов измерений на экране монитора.
11.14 Командой "Сохранить" полученные результаты сохраняют на жестком диске компьютера. Протокол результатов измерений по форме окна "Измерения" создают командой "Печатать". Печатный протокол результатов измерений, выполненных за время действия программы "Квант-Z" сохраняют в архиве в течение пяти лет.
12 Обработка результатов измерений
Форма журнала регистрации результатов измерений приведена в приложении Б.
13 Оформление результатов измерений
13.1 Результаты измерений массовой концентрации определяемых компонентов в атмосферных осадках и поверхностных водах на ООПТ в документах, предусматривающих их использование, представляют в виде
13.2 Числовое значение результата измерения должно оканчиваться цифрой того же порядка, что и значение характеристики погрешности измерений.
14 Контроль точности результатов измерений
14.1 Показатели точности, правильности, прецизионности результатов измерений массовой концентрации компонентов в атмосферных осадках и поверхностных водах определяют погрешности, возникающие на стадии отбора проб и на стадии определения массовой концентрации компонентов непосредственно в рабочей пробе (без предварительной её подготовки). Погрешности на стадии отбора проб могут возникать вследствие загрязненной рабочей поверхности пробоотборного устройства или емкости для накопления и хранения пробы. Исключают такие погрешности выполнением требований, изложенных в 9.8.
14.2 Контроль характеристик погрешности измерения массовой концентрации компонентов в рабочих пробах проводят в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-1 (точность, основные положения и определения), ГОСТ Р ИСО 5725-6 (использование значений точности на практике), МИ 2881 (проверка приемлемости результатов анализа), РМГ 60 (приготовление аттестованных смесей), РМГ 76 (внутренний контроль), ПМГ 96 (формы представления результатов).
14.3 Контроль характеристик погрешности методики измерений включает оперативный (внутренний) контроль показателей повторяемости (сходимости), воспроизводимости (прецизионности) и точности результатов измерения массовой концентрации компонентов в рабочих пробах. Внутренний контроль характеристик погрешности методики измерений проводит ведущий инженер, программу контроля и контрольные образцы готовит главный специалист лаборатории.
14.4 Образцами для проведения контроля характеристик погрешности методики измерений являются:
- для показателей повторяемости и воспроизводимости - контрольные рабочие пробы атмосферных осадков и поверхностных вод;
- для показателя точности - образцы оценивания, представляющие собой аттестованные растворы, приготовленные по приложению А.
Анализ образцов оценивания выполняют по методике измерений.
14.5 Оценивают качество измерений по результатам сравнения значений показателей повторяемости, воспроизводимости и точности, полученных из массива контрольных измерений, с пределами этих характеристик, представленных в таблице 2 для точности и в таблице 3 для повторяемости и воспроизводимости методики измерений. Сравниваемые характеристики выражают по соотношению
Примечание - При внутреннем контроле в процентах оценивается только показатель повторяемости.
14.6 Оценку значения показателя повторяемости для каждого определяемого компонента по методике измерений проводят в ходе рабочих измерений с двукратной повторяемостью массовой концентрации компонентов по 11.13 и 11.14. В таком случае программа "Квант-Z" в окне монитора в таблице результатов показывает относительное стандартное среднеквадратическое отклонение (ОСКО) результатов двукратного измерения концентрации в процентах.
14.7 Показатель повторяемости считается удовлетворительным, если выполняется условие
14.9 Показатель воспроизводимости результатов измерений определяемых компонентов по методике измерений считают удовлетворительным, если выполняется условие
Показатель воспроизводимости контролируют один раз в полгода.
14.10 Для расчета показателя точности готовят в соответствии с приложением А пять аттестованных растворов одной концентрации, которая соответствует области измерений ААС (образцы оценивания).
14.11 Выполняют по разделам 10 и 11 измерения массовой концентрации компонента в образцах оценивания при троекратном повторе операции определения.
14.12 Показатель точности результата измерения массовой концентрации компонента рассчитывают по РМГ 61 (раздел 5).
14.13 Показатель точности результата измерения определяемого компонента по методике измерений считается удовлетворительным, если выполняется условие
Точность методики измерений проверяют один раз в год.
15 Нормы затрат рабочего времени на выполнение измерений
Нормы затрат рабочего времени при определении одного компонента в 12 пробах представлены в таблице 5.
Таблица 5
|
|
Наименование операции | Нормы затрат рабочего времени, ч |
1 Приготовление растворов | 1,0 |
2 Подготовка ААС к выполнению измерений | 0,5 |
3 Создание новой калибровки | 1,0 |
4 Измерение проб | 4,0 |
5 Вычисление результатов | 0,5 |
6 Мытье посуды | 1,0 |
7 Контроль качества | 1,0 |
Всего | 9,0 |
Примечание - При измерении в пробе двух компонентов затраты времени на проведение анализа увеличиваются соответственно в два раза.
| |
Приложение А
(обязательное)
Методика приготовления аттестованных растворов свинца, кадмия, меди, никеля и цинка для контроля точности измерений массовой концентрации компонентов в пробах атмосферных осадков и поверхностных вод
А.1 Назначение и область применения методики
Настоящая методика устанавливает процедуры приготовления аттестованных растворов (АР) свинца (Pb), кадмия (Cd), меди (Cu), никеля (Ni) и цинка (Zn) (далее - компоненты). АР предназначены для построения градуировочных характеристик атомно-абсорбционного спектрометра (ААС) и проведения контроля точности методики измерения массовой концентрации компонентов в атмосферных осадках и поверхностных водах особо охраняемых природных территорий методом атомно-абсорбционной спектрометрии с беспламенной атомизацией.
А.2 Метрологические характеристики аттестованных растворов
Массовые концентрации компонентов в АР и их метрологические характеристики представлены в таблице А.1.
Таблица А.1 - Массовые концентрации компонентов и погрешности аттестованных растворов
|
|
|
|
Наименование компонента | Диапазон определяемых массовых концентраций, мкг/дм | Массовая концентрация компонента в АР, мкг/дм | Границы погрешности АР, мкг/дм при P =0,95 |
Свинец | От 0,50 до 20,0 включ. | 0,5 | ±0,064 |
|
| 5,0 | ±0,40 |
|
| 20 | ±1,40 |
Кадмий | От 0,02 до 2,0 включ. | 0,05 | ±0,004 |
|
| 1,0 | ±0,07 |
|
| 2,0 | ±0,14 |
Медь | От 0,50 до 20,0 включ. | 0,5 | ±0,064 |
|
| 5,0 | ±0,40 |
|
| 20 | ±1,40 |
Никель | От 1,0 до 20,0 включ. | 1,0 | ±0,07 |
|
| 10 | ±0,67 |
|
| 20 | ±0,14 |
Цинк | От 5,0 до 50,0 включ. | 10 | ±0,67 |
|
| 25 | ±1,70 |
|
| 50 | ±3,25 |
А.3 Средства измерений, вспомогательное оборудование и реактивы
При приготовлении АР свинца, кадмия, меди, никеля и цинка применяют следующие средства измерений, вспомогательное оборудование и реактивы:
- аквадистиллятор АДЭ-4 СЗМО по ТУ 9452-030-07514018-2004;
- прибор для получения особо чистой воды типа "Водолей" по ТУ 2.115.000.000, сертификат N 020010166 Государственного реестра средств измерений;
- вода особо чистая;
- кислота азотная, особой чистоты по ГОСТ 11125-84;
А.4 Процедура приготовления
А.4.1 Приготовление особо чистой воды
Для приготовления особо чистой воды бидистиллированную воду пропускают через очистительный патрон прибора "Водолей" в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. Хранят воду в полиэтиленовых бутылках.
А.4.2 Приготовление 1%-го раствора азотной кислоты
А.4.3 Приготовление АР свинца, кадмия, меди, никеля и цинка
В чистый сухой эппендорф дозатором пипеточным дозируют объём аликвоты 1%-й азотной кислоты и добавляют аликвоту исходного (разбавляемого раствора). Массовые концентрации компонента в исходных и аттестуемых растворах, объемы аликвот, составляющих аттестуемые растворы, представлены в таблице А.2.
Для приготовления АР используют дозаторы пипеточные, соответствующие дозируемому объему раствора. При переходе к новому исходному раствору меняют сменный наконечник.
|
|
|
|
|
|
Массовая | Показатель | Аликвоты составляющих АР | Массовая | Границы | |
концентрация компонента в исходном растворе, мкг/дм | степени разбавления | Объём 1%-й азотной кислоты,10 дм | Объём исходного раствора компонента, 10 дм | концентрация компонента в аттестуемом растворе, мкг/дм | погрешности АР при P =0,95, мкг/дм |
1000000 (ГСО) | 100 | 990 | 10 | 10000 | ±568,0 |
10000 | 10 | 900 | 100 | 1000 | ±58,5 |
1000 | 10 | 900 | 100 | 100 | ±6,0 |
1000 | 20 | 950 | 50 | 50 | ±3,25 |
1000 | 40 | 975 | 25 | 25 | ±1,70 |
1000 | 50 | 980 | 20 | 20 | ±1,40 |
1000 | 100 | 990 | 10 | 10 | ±0,67 |
100 | 20 | 950 | 50 | 5,0 | ±0,40 |
100 | 50 | 980 | 20 | 2,0 | ±0,14 |
100 | 100 | 990 | 10 | 1,0 | ±0,07 |
10 | 20 | 950 | 50 | 0,5 | ±0,064 |
1,0 | 20 | 950 | 50 | 0,05 | ±0,004 |
А.4.3.2 При приготовлении АР определяемого компонента выполняют следующие процедуры:
- из таблицы А.1 задают массовую концентрацию определяемого компонента в АР;
- устанавливают по данным таблицы А.2 массовые концентрации исходных растворов, число последовательных разбавлений, показатели степени разбавления, дозируемые объёмы аликвот исходного раствора и 1%-й азотной кислоты;
- соответственно числу последовательных разбавлений готовят сухие эппендорфы, дозируют в них дозатором пипеточным на 1000 мкл объемы аликвот раствора 1%-й азотной кислоты и соответствующим дозатором - объем аликвот исходных растворов (см. таблицу А.2).
А.5 Расчет метрологических характеристик аттестованных растворов свинца, кадмия, меди, никеля и цинка
А.5.1 Метрологические характеристики АР свинца, кадмия, меди, никеля и цинка рассчитывают по РМГ 60 (пункт 7.10).
А.5.2 При расчете погрешности аттестуемого раствора учитывают погрешности:
- ГСО водных растворов ионов металлов (по паспорту ГСО);
- используемых для разбавления дозаторов пипеточных (по паспорту) на всех стадиях разбавления.
Погрешность дозаторов пипеточных зависит от объемов дозирования и для типа ДПВ составляет:
- для объемов от 0,5 до 10 мкл - ±(10,0...2,5)%;
- для объемов от 5 до 50 мкл - ±(5,0...2,0)%;
- для объемов от 40 до 200 мкл - ±(2,0...1,5)%;
- для объемов от 200 до 1000 мкл - ±(1,5...1,0)%.
При последовательном разбавлении для каждого раствора используют значения погрешностей из таблицы А.2.
А.6 Требования безопасности и охраны окружающей среды
А.6.1 По степени воздействия на организм человека вредные вещества, необходимые для приготовления АР и образцов для контроля относятся к третьему классу опасности по ГОСТ 12.1.007.
А.6.2 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны установлены по ГН 2.1.6.1338.
А.6.3 Оператора инструктируют о мерах предосторожности при работе с азотной кислотой и о соблюдении требований правил по технике безопасности [3].
А.7 Требования к маркировке и хранению
А.7.1 Маркировку эппендорфов с АР проводят с указанием наименования компонента, массовой концентрации компонента, погрешности её установления и даты приготовления.
А.7.2 Растворы аттестованных смесей хранят в соответствии с А.4.3.3.
А.8 Требования к квалификации оператора
Аттестованные растворы может готовить оператор с образованием химика-аналитика, имеющий навыки работы в химической лаборатории.
Приложение Б
(обязательное)
Форма журнала регистрации результатов измерений массовой концентрации тяжелых металлов в атмосферных осадках и поверхностных водах
Таблица Б.1 - Форма журнала регистрации результатов измерений массовой концентрации тяжелых металлов в атмосферных осадках и поверхностных водах
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Пункт отбора проб: |
|
| |||||||||||||
|
| Наименование
|
| |||||||||||||
| Оператор, выполняющий отбор проб |
|
| |||||||||||||
|
| инициалы, фамилия |
| |||||||||||||
Вид пробы | Дата отбора пробы | Наименование водоема | Массовая концентрация компонентов в атмосферных осадках и поверхностных водах, мг/дм | |||||||||||||
|
|
|  |  |  |  |  | |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
Оператор, выполняющий измерение |
|
|
|
| ||||||||||||
| подпись |
| инициалы, фамилия
|
| ||||||||||||
|
|
| ||||||||||||||
| дата |
| ||||||||||||||
Библиография
[1] Положение о государственном мониторинге состояния и загрязнения окружающей среды (утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от 06.06.2013 N 477, с изменением на 10 июля 2014 года, введенным в действие постановлением Правительства Российской Федерации от 10.07.2014 N 639)
[2] Правила по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983 (с изменениями, утвержденными приказом Росгидромета от 30.12.2003 N 275)
[3] Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок, утвержденные приказом Минтруда России от 24.07.2013, N 328н
[4] Унифицированные методы мониторинга фонового загрязнения природной среды. - М. Гидрометеоиздат, 1986
[5] Спектрометр атомно-абсорбционный "КВАНТ-Z.ЭТА 1". Руководство по эксплуатации. ГКНЖ.09.00.000 РЭ. - НПФ "КОРТЭК" 2010
[6] Методические рекомендации по выполнению измерений массовых концентраций алюминия, бария, бериллия, ванадия, висмута, железа, кадмия, кобальта, кремния, лития, марганца, меди, молибдена, мышьяка, никеля, олова, свинца, селена, серебра, стронция, сурьмы, талия, теллура, титана, хрома, цинка в питьевых, природных и сточных водах на атомно-абсорбционном спектрометре "КВАНТ-Z.ЭТА" с электротермической атомизацией. - М.: Научно-производственная фирма ООО "КОРТЭК", 2010
|
|
|
|
|
|
Ключевые слова: массовая концентрация, тяжелые металлы, особо охраняемая природная территория, проба атмосферных осадков, проба поверхностных вод, методика измерений, метод атомно-абсорбционной спектрометрии с беспламенной атомизацией, внутренний контроль точности измерений, показатель повторяемости определений компонента, показатель воспроизводимости | ||
Лист регистрации изменений
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер | Номер страницы | Номер | Подпись | Дата | ||||
изменения | изме- нен- ной | заме- нен- ной | новой | анну- лиро- ван- ной | документа (ОРН) |
| внесения изме- нения | введения изме- нения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|