Отраслевой стандарт ОСТ 10 125-96 Корма растительные и комбикорма. Методы определения тяжелых металлов.
ОСТ 10 125-96
Группа С19
СТАНДАРТ ОТРАСЛИ
КОРМА РАСТИТЕЛЬНЫЕ И КОМБИКОРМА
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
ОКСТУ 9809
Дата введения 1996-02-01
Предисловие
1. РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским институтом агрохимического обслуживания сельского хозяйства
ВНЕСЕН Главным управлением химизации и защиты растений с Госхимкомиссией Минсельхозпрода России
2. УТВЕРЖДЕН заместителем министра сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации А.Г.Ефремовым 25.01.1996 г. и введен в действие с 01.02.1996 г.
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1. Область применения
Настоящий стандарт распространяется на все виды растительных кормов и комбикормов, комбикормовое сырье (за исключением минерального сырья, кормовых дрожжей), на муку животного происхождения. Устанавливает метод атомно-абсорбционного определения в них массовой доли меди, цинка, свинца и кадмия.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8507-84 Методики выполнения анализов агрохимических объектов.
ГОСТ 16263-70 Метрология. Термины и определения.
ГОСТ 15895-77 Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения.
ГОСТ 4517-75 Реактивы. Приготовление растворов для колориметрического и нефелометрического анализа.
ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия.
ГОСТ 24104-88 Весы лабораторные общего назначения и образцовые.
ГОСТ 20292-74 Приборы мерные лабораторные стеклянные. Бюретки, пипетки. Технические условия.
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры.
ГОСТ 27262-87 Корма растительного происхождения. Методы отбора проб.
ГОСТ 27548-87 Корма растительные. Методы определения влаги.
ГОСТ 13586-83 Зерно. Правила приемки и методы отбора проб.
ГОСТ 13496-80 Комбикорма, сырье. Методы отбора проб.
ГОСТ 27668-88 Мука и отруби. Приемка и методы отбора проб.
ГОСТ 13979-86 Жмыхи, шроты и горчишный порошок. Правила приемки и методы отбора проб.
3. Отбор проб
Отбор проб растительных кормов и комбикормов осуществляется по ГОСТ 27262-87, ГОСТ 13586-83, ГОСТ 13496-80, ГОСТ 27668-88, ГОСТ 13979-86 и другой нормативной документации.
4. Метод атомно-абсорбционного определения меди, цинка, свинца и кадмия в растительных кормах и комбикормах
Сущность метода заключается в том, что в воздушно-ацетиленовое пламя атомно-абсорбционного спектрофотометра вводят экстракты зольных растворов исследуемых кормов, а также растворы сравнения с известной концентрацией тяжелых металлов. Производят сравнения интенсивности поглощения резонансного излучения атомами тяжелых металлов, изучаемых растворов и растворов сравнения. Причем, чем интенсивнее излучение атомизируемых элементов, тем выше концентрация их в растворе.
4.1. Подготовка проб кормов к испытанию
Исследуемые образцы предварительно высушивают до воздушно-сухого состояния, затем озоляют методом сухой.*
4.1.1. Аппаратура, материалы и реактивы:
- измельчитель проб растений ИПР-2;
- соломорезка ИСР-1;
- сушилка проб кормов с активной вентиляцией СК-1 или шкаф сушильный лабораторный с терморегулятором СЭШ-ЗМ с погрешностью поддерживания температуры не более +5°С;
- мельница лабораторная типа МРП-2, ЛЗМ либо других марок;
- весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г или весы лабораторные 3-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104-80;
- печь муфельная, обеспечивающая поддержание температуры 525°С с погрешностью не более +25°С;
- щипцы для тиглей муфельные;
- плита электрическая с закрытой спиралью и регулятором нагрева или баня водяная;
- ножницы, нож;
- мезгообразователь МЛ-1;
- сито с отверстиями диаметром 1 мм, изготовленное из стали или алюминия;
- ступка фарфоровая с пестиком;
- стекла часовые диаметром 5 см;
- палочки стеклянные оплавленные лабораторные диаметром 36-56 мм по ГОСТ 25336-82;
- кварцевые чашки;
- эксикатор по ГОСТ 25336-82;
- фильтровальная бумага с белой полосой;
- воронки лабораторные по ГОСТ 25336-82;
- фарфоровые чашки диаметром 12-13 см;
- капельница;
- кислота соляная по ГОСТ 14261, ос.ч.;
- водорода перекись по ГОСТ 10292-76, х.ч.;
- хлористый кальций по ГОСТ 4460-70;
- вода дистиллированная или вода бидистиллированная (деионизированная) по ГОСТ 6709-72.
4.1.2. Высушивание проб
Средние пробы сена, соломы, силоса, сенажа или зеленых кормов измельчают на отрезки длиной 1-3 см ножницами, соломорезкой, или также на ИПР-2. Травяные брикеты и гранулы, а также зерно и концентрированные корма размалывают на мельнице МРП-2 и просеивают через сито. Остаток на сите измельчают ножницами или в ступке и добавляют к пробе, перемешивают.
Корнеклубнеплоды разрезают на пластинки (ломтики) толщиной 0,8 см или измельчают на мезгообразователе. Методом квартования выделяют часть средней пробы, масса которой после высушивания должна быть не менее 150 г.
Сушку проводят при температуре 60-65°С до постоянной массы. Перед каждым повторным взвешиванием тару с пробой охлаждают на лабораторном столе 2-3 минуты. Повторное высушивание проводят в течение одного часа и, если разница в результатах взвешивания не превышает 0,5% от массы пробы, вес навески считают постоянным. Высушенную пробу оставляют на лабораторном столе на 24 часа для доведения ее до воздушно-сухого состояния.
Воздушно-сухую пробу ссыпают в банку с крышкой и используют в дальнейшем для озоления.
4.1.3. Минерализация проб
Тигли предварительно тщательно моют в растворе моющего средства, в т.ч. раствора хромпика, затем промывают водопроводной и ополаскивают дистиллированной водой.
В тигли фарфоровые (N 4) или кварцевые чашки помещают высушенные до воздушно-сухого состояния навески корма массой 10-20 г.
Пробу укладывают в тигель без уплотнения для того, чтобы в ее нижние слои поступал кислород воздуха. Пробой заполняется не более половины тигля.
Тигель с пробой взвешивают на весах 2-го класса точности, затем пробу обугливают на электрической плитке или газовой горелке, не допуская воспламенения и выброса пробы, до прекращения выделения дыма. Тигель с обугленной пробой помещают в холодную муфельную печь и постепенно повышают температуру до 525°С и ведут прокаливание в течение 4-5 часов.
Озоление проводится, как правило, неодинаковое количество времени для разных видов кормов.
При полном озолении полученная зола имеет белый, кремоватый или розовый цвет без обугленных частиц.
4.1.4. Кислотная экстракция тяжелых металлов
Необходимо одновременно провести контрольный опыт, включая все стадии анализа, кроме взятия навески испытуемой пробы.
4.2. Определение тяжелых металлов на атомно-абсорбционном спектрофотометре
4.2.1. Аппаратура, материалы, реактивы:
- атомно-абсорбционный спектрофотометр типа С-115, AAS-3, либо спектрофотометры других марок, обеспечивающих необходимую чувствительность и воспроизводимость;
- лампы с полным* катодом для определения меди, цинка, кадмия, свинца;
- ацетилен растворенный технический по ГОСТ 5457 или пропан-бутан бытовой в баллоне;
- рН-метр или иономе* с погрешностью измерения не более 0,05 рН марки рН-340 или любой другой;
- механический встряхиватель;
- весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104-80;
- электроплитка с регулятором нагрева и закрытой спиралью типа ЭП 1-08/220 по ГОСТ 14919-83 или ее аналоги;
- аппарат для дистилляции воды типа БД-2 по ТУС 25-11-1102-78*;
4.2.2. Приготовление растворов кислот и солей тяжелых металлов
- Приготовление раствора азотной кислоты концентрации 50%.
4.2.3. Приготовление растворов сравнения для проведения настройки прибора и построения градуировочного графика
4.2.3.1. Приготовление растворов солей цинка
Из основного раствора цинка готовят рабочие растворы.
- Приготовление растворов сравнения солей цинка
Таблица 1
Номер колбы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Объем рабочего раствора Zn, см | 0 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 15,0 |
Массовая концентрация Zn в растворе сравнения, мг/дм | 0 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 15,0 |
4.2.3.2. Приготовление растворов солей меди
Хранят растворы не более 1 года в закрытой полиэтиленовой (стеклянной) бутыли. Из основного раствора меди готовят рабочие и градуировочные растворы.
- Приготовление растворов сравнения меди
Таблица 2
Номер колбы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Объем рабочего раствора Cu, см | 0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 15,0 |
Массовая концентрация Cu в растворе сравнения, мг/дм | 0 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 15,0 |
4.2.3.3. Приготовление растворов солей кадмия
- Приготовление растворов сравнения кадмия
Таблица 3
Номер колбы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Объем рабочего раствора Cd, см | 0 | 0,05 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 15,0 |
Массовая концентрация Cd в растворе сравнения, мг/дм | 0 | 0,05 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 15,0 |
4.2.3.4. Приготовление растворов солей свинца
- Приготовление растворов сравнения свинца
Приготовление растворов необходимо проводить в вытяжном шкафу с соблюдением требований техники безопасности.
Таблица 4
Номер колбы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Объем рабочего раствора Pb, см | 0 | 0,1 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 20,0 |
Массовая концентрация Pb в растворе сравнения, мг/дм | 0 | 0,1 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | 20,0 |
4.3. Проведение измерений
Определение тяжелых металлов в растительных кормах и комбикормах проводят на атомно-абсорбционном спектрофотометре после кислотной экстракции их из золы.
4.3.1. Сущность метода и принцип работы на атомно-абсорбционном спектрофотометре
Атомно-абсорбционный анализ основан на способности свободных атомов определяемых элементов, образующихся в пламени при введении в него анализируемых растворов, селективно поглощать резонансное излучение определенных для каждого элемента длин волн.
Наиболее универсальным, удобным и стабильным источником получения свободных атомов является пламя. В пламени происходит испарение растворителя. Растворенные вещества превращаются в мелкие твердые частицы, которые далее плавятся и испаряются. Образующиеся пары содержат смесь свободных атомов, ионов и молекул различных химических соединений.
Степень атомизации различных элементов зависит от способности растворов образовывать в пламени трудно диссоциирующие соединения, температуры пламени, химического состава проб, от концентрации аэрозоли в пламени и крупности его частиц.
Для превращения раствора в аэрозоль и далее в атомный пар применяют специальные горелки, состоящие из распылителя, смесительной камеры, наконечника.
От работы этого узла зависит чувствительность и точность анализа. Возникновение многих помех при анализе связано с недостаточно эффективной работой распылителя. Использование аэрозоли с очень мелкими частицами ослабляет или полностью устраняет химические помехи, поскольку в этом случае для перехода аэрозоли в атомный пар требуется меньше времени и энергии, т.е. атомизация будет достаточно полной.
В качестве детектора излучения системы регистрации используют фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Они должны обладать достаточной чувствительностью в широкой области спектра (табл.5).
Таблица 5
Аналитическая линия чувствительности и оптическая область концентраций атомно-абсорбционного определения элемента
Элемент | Линия, нм | Газовая смесь | Чувствительность, мкг/см | Оптимальная область концентраций, мкг/см |
Cu | 324,7 | Ацетилен-воздух | 0,05 | 2-5 |
Zn | 213,8 | Ацетилен-воздух | 0,01 | 0,4-1,5 |
Pb | 217 (283) | Ацетилен-воздух | 0,1 | 5-20 |
Cd | 228,8 | Ацетилен-воздух | 0,01 | 0,1-5,0 |
4.3.2. Порядок выполнения измерений содержания тяжелых металлов в вытяжках
Включение ААС проводят согласно инструкции по эксплуатации прибора. Лампу с полым катодом, соответствующую определенному металлу, нагревают не менее 20 мин, устанавливают монохроматор на соответствующую анализируемому элементу длину волн, проводят юстировку лампы. Наконечник горелки устанавливают параллельно лучу лампы с полым катодом. Устанавливают также оптимальное соотношение горючего газа и воздуха. Газ поджигают.
Расход горючего газа и воздуха регулируют так, чтобы при распылении стандартных растворов и вытяжек пламя имело четко очерченный внутренний конус и не гасло при прекращении поступления последующих растворов.
В колбу (пробирку) с дистиллированной водой опускают свободный конец распылителя спектрофотометра и устанавливают нулевую линию прибора по дистиллированной воде. Таким же путем вводят в пламя стандартные растворы сравнения и проводят градуировку прибора. Отградуировав прибор по растворам сравнения в пламя вводят исследуемые экстракты и измеряют оптическую плотность. При введении экстракта в пламя необходимо следить за глубиной погружения капилляра в раствор. Не следует погружать капилляр до дна пробирки.
Одновременно с анализом изучаемых проб необходимо проводить холостой анализ на чистоту используемых реактивов.
Значение результата холостого анализа не должно превышать 1/3 от массовой доли металла в исследуемых пробах. Для учета неселективного поглощения при определении кадмия и свинца рекомендуется использовать дейтериевую лампу для коррекции фона. Результаты измерения массовой доли тяжелых металлов в пробах записываются в журнал по определенной форме.
Для проверки стабильной работы прибора через каждые 10 измерений в пламя вводят первый и последний растворы сравнения и регистрируют соответствующие им показания измерительного прибора. Если при проверке обнаруживается смещение начала отсчета или показания последнего раствора более чем на пять относительных процента, корректируют настройку прибора и последние 10 вытяжек анализируют снова.
Если показания прибора для вытяжки превышают показания для последнего раствора сравнения, вытяжки разбавляют экстрагирующим раствором и повторяют измерение или весь анализ, взяв меньшую навеску.
Использование пропан-бутана значительно упрощает технику работы, т.к. газ не требует очистки, проще решаются вопросы обеспечения газом и требования техники безопасности. Однако ввиду низкой температуры воздушно-пропан-бутанового пламени значительно возрастают помехи, связанные с образованием трудно диссоциирующих соединений определяемых элементов. Стабильность горения этого пламени меньше, чем пламени ацетилен-воздух.
4.3.3. Градуировка прибора и построение градуировочного графика
Градуировку прибора проводят по серии растворов сравнения.
При стабилизировавшемся режиме работы прибора в пламя вводят первые растворы сравнения контрольной пробы и устанавливают начало отсчета (нулевое значение оптической плотности или 100% пропускания). Затем вводят в пламя последний раствор сравнения с максимальной концентрацией изучаемых элементов и с помощью соответствующих регулировок устанавливают размах шкалы, обеспечивающий наибольшую точность считывания результатов измерения. Снова вводят первый раствор сравнения, проверяют и, если это требуется, корректируют установку начала отсчета. Затем вводят в пламя остальные растворы сравнения в порядке возрастания в них концентрации элементов и регистрируют соответствующие им показатели измерительного прибора по шкале пропускания или шкале оптической плотности.
Попеременно вводя в пламя первый и последний растворы сравнения, добиваются точной установки значений.
Градуировочный график строят в день анализа для каждого металла. Для этого по оси абсцисс откладывают массовую концентрацию элемента в растворах сравнения, а по оси ординат - соответствующие им показания оптической плотности.
4.3.4. Обработка результатов анализа и допустимые погрешности в определении содержания тяжелых металлов
Содержание металлов в исследуемых пробах растительных кормов и комбикормов рассчитывается по формуле:
5. Требования к технике безопасности
При выполнении анализов должны соблюдаться "Рекомендации по технике безопасности в проектно-изыскательских центрах и станциях агрохимической службы", а также "Правила по технике безопасности при производстве наблюдений и работ в сети Госкомгидромета".
Помещения, в которых проводятся анализы, должны быть оборудованы проточно-вытяжными шкафами. Ядовитые жидкости следует наливать только в вытяжных шкафах с помощью сифонов. Запрещается набирать растворы ядовитых веществ или растворы кислот пипетками без груш. При мытье посуды хромовой смесью необходимо пользоваться резиновыми перчатками.
При приготовлении растворов кислот необходимо добавлять кислоту к воде, а не наоборот. Вредные ядовитые вещества хранить в специальных складских помещениях. Концентрированные кислоты и аммиак должны храниться только в вытяжном шкафу.
6. Требования к квалификации аналитиков
К работе по определению содержания тяжелых металлов в пробах растений может допускаться специалист с высшим и средним специальным образованием, прошедший соответствующее обучение и инструктаж по технике безопасности при работе с вредными для здоровья веществами, имеющий навыки работы в химической лаборатории.
ОКСТУ 9809 | С19 |
Ключевые слова:
Тяжелые металлы, медь, цинк, свинец, кадмий, корма, комбикорма, отбор проб, сушка, минерализация, зольный раствор тяжелых металлов, атомно-абсорбционный спектрофотометр, погрешность, ошибка определения. |
РАЗРАБОТАНО:
Директор Центрального научно-исследовательского института агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО) А.М.Артюшин
Руководитель службы стандартизации ЦИНАО Е.Н.Ефремов
Руководитель разработки зав. отделом сельскохозяйственной радиологии ЦИНАО А.В.Кузнецов
ИСПОЛНИТЕЛИ:
зав. отделом сельскохозяйственной радиологии ЦИНАО А.В.Кузнецов
зав. отделом метрологических исследований и контроля качества аналитических работ кормов и растительной продукции ЦИНАО И.С.Шумилин
зав. отделом лаборатории метрологических исследований ЦИНАО А.Н.Орлова
зам. начальника Главхимзащиты Минсельхозпрода РФ М.М.Овчаренко
старший научный сотрудник А.П.Фесюн
старший научный сотрудник В.Т.Фирсов
старший научный сотрудник Н.В.Лобанова
СОГЛАСОВАНО:
Начальник Главхимзащиты Минсельхозпрода России В.Г.Миронов
Начальник отдела Главнауки Минсельхозпрода России С.М.Голубев
Рассмотрено и одобрено Ученым Советом ЦИНАО 09.10.95 г.
Протокол N 8.
Секретарь Ученого Совета ЦИНАО В.П.Яцко