Руководящий документ РД 52.10.736-2010 Объемная концентрация растворенного кислорода в морских водах. Методика измерений йодометрическим методом.
РД 52.10.736-2010
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ОБЪЕМНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА В МОРСКИХ ВОДАХ
Методика измерений йодометрическим методом
Дата введения 2011-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным учреждением "Государственный океанографический институт имени Н.Н.Зубова" (ФГУ "ГОИН")
2 РАЗРАБОТЧИКИ Е.Н.Ктиторова, Ю.С.Лукьянов, Е.М.Ульянова
3 СОГЛАСОВАН с УМЗА Росгидромета 01.11.2010 г., ГУ "НПО "Тайфун" 15.10.2010 г.
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета
5 СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ N 18.6-2010 выдано 07.06.2010 ГУ "НПО "Тайфун"
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦМТР ГУ "НПО "Тайфун" за номером РД 52.10.736-2010 от 15.11.2010 г.
7 ВЗАМЕН РД 52.10.243-92 "Руководство по химическому анализу морских вод" в части раздела "Растворенный кислород" (С.47-54)
Введение
Растворенный в морской воде кислород определяет кислородный режим водных объектов и является одним из важнейших биохимических показателей состояния морской среды. Он обеспечивает существование водных организмов и определяет интенсивность окислительных процессов в морях и океанах. Источниками поступления кислорода в поверхностный слой воды являются абсорбция его из атмосферы и продуцирование в результате фотосинтетической деятельности морских растительных организмов.
В зоне интенсивного фотосинтеза (в фотическом слое) часто наблюдается значительное пересыщение морской воды кислородом (выше 120-125%). С увеличением глубины его концентрация падает вследствие ослабления фотосинтеза и потребления на окисление органических веществ и дыхание водных организмов, а на некоторых глубинах в верхнем слое его образование и расход примерно одинаковы. Поэтому эти глубины называют слоями компенсации, которые перемещаются по вертикали в зависимости от физико-химических, гидробиологических условий и подводной освещенности; например, зимой они лежат ближе к поверхности.
В целом с увеличением глубины дефицит кислорода увеличивается. Растворенный кислород проникает в глубинные слои исключительно за счет вертикальных циркуляции и течений. В некоторых случаях, например, при нарушении вертикальной циркуляции или наличии большого количества легко окисляющихся органических веществ, концентрация растворенного кислорода может снизиться до нуля. В таких условиях начинают протекать восстановительные процессы с образованием сероводорода, как это, например, имеет место в Черном море на глубинах более 200 м. В прибрежных морских водах значительный дефицит кислорода часто связан с их загрязнением органическими веществами (нефтепродуктами, детергентами и др.).
Насыщение воды кислородом, соответствующее равновесной концентрации, принимается равным 100%. Зависимость значения равновесной объёмной концентрации растворенного кислорода от температуры и солености морских вод приведена в "Океанографических таблицах" [1].
В океанографии растворенный в морской воде кислород определяют обычно по одной из модификаций йодометрического метода (объемного метода Винклера [2]-[4]).
1 Область применения
1.2 Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих наблюдения за состоянием и загрязнением морских 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 17.1.3.08-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества морских вод
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 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб
РМГ 76-2004 ГСИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа
Примечание - Ссылки на остальные стандарты и технические документы приведены в разделе 4.
3 Требование к показателям точности измерений
При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений, характеристики погрешности результата измерений с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.
Таблица 1 - Диапазон измерений, значения характеристик погрешности и ее составляющих
|
|
|
|
Диапазон измерений объемной концентрации растворенного кислорода, , см /дм | Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) , см /дм | Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) , см /дм | Показатель точности (границы погрешности при вероятности Р=0,95) , см /дм |
От 0,10 до 2,00 включ. | 0,03 | 0,06 | 0,12 |
Св. 2,00 до 12,0 включ. | 0,01 | 0,02 | 0,04 |
4 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, реактивам, материалам
4.1 При выполнении измерений применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:
- весы лабораторные по ГОСТ 53228-2008*, высокого класса точности, с наибольшим пределом взвешивания 200 г и пределом допускаемой погрешности ±10 мг;
- весы лабораторные по ГОСТ 53228-2008, среднего класса точности, с пределом взвешивания 200 г;
- стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82, типа СВ-19/9;
- воронка лабораторная по ГОСТ 25336-82, диаметром 7-10 см;
- воронка Бюхнера N 1 или N 2 по ГОСТ 9147-80;
- трубка хлоркальциевая по ГОСТ 25336-82, типа ТХ-П;
- эксикатор по ГОСТ 25336-82, исполнения 2, с диаметром корпуса 190 мм;
- палочки стеклянные;
- трубка резиновая длиной 20-25 см, со стеклянным наконечником длиной 10 см;
- аквадистиллятор ДЭ-4-2 по ТУ-16-10721-79;
- шкаф сушильный общелабораторного назначения;
- мешалка магнитная по ТУ 25-11-834-86;
- электроплитка по ГОСТ 14919-83, с закрытой спиралью и регулируемой мощностью нагрева.
Примечание - Допускается использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного оборудования, в том числе импортных, имеющих аналогичные или лучшие метрологические характеристики.
4.2 При выполнении измерений применяют следующие реактивы и материалы:
- марганец (II) сернокислый 5-водный по ГОСТ 435-77, ч.д.а. или марганец (II) хлористый 4-водный по ГОСТ 612-75, ч.д.а.;
- калий йодистый по ГОСТ 4232-74, х.ч. или натрий йодистый 2-водный по ГОСТ 8422-76, х.ч.;
- калия гидроокись по ГОСТ 24363-80, х.ч. или натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, х.ч.;
- кислота серная по ГОСТ 4204-77, х.ч.;
- крахмал растворимый по ГОСТ 10163-76, ч.д.а.;
- сульфаминовая кислота по ТУ 6-09-2437-79, ч.;
- калий фтористый 2-водный (фторид калия) по ГОСТ 20848-75, ч.д.а.;
- хлороформ по ГОСТ 20015-88, очищенный;
- спирт этиловый по ГОСТ 18300-87;
- вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
- бумага индикаторная свинцовая по ТУ 6-09-5593-98 или свинец (II) уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 1027-67, ч.д.а. и уксусная кислота по ГОСТ 61-75, х.ч. ледяная;
- фильтры обеззоленные по ТУ 6-09-1678-86 "белая лента" и "синяя лента".
Примечание - Допускается использование реактивов и материалов, изготовленных по другой нормативной и технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.
5 Метод измерений
Йодометрический метод основан на окислении кислородом двухвалентного марганца до нерастворимой в воде бурой гидроокиси четырехвалентного марганца, которая, взаимодействуя в кислой среде с ионами йода, окисляет их до свободного йода, количественно определяемого титрованным раствором натрия серноватистокислого (тиосульфата натрия).
Мешающее влияние при йодометрическом определении растворенного кислорода оказывает присутствие сероводорода и окислителей (солей железа (III), нитритов).
6 Требования безопасности, охраны окружающей среды
6.1 При выполнении измерений растворенного кислорода в пробах морских вод соблюдают требования безопасности, установленные в национальных стандартах и в правилах [5].
6.2 По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся к 2 и 3-му классам опасности по ГОСТ 12.1.007.
6.3 Массовая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должна превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.
6.4 При работе с кислотой и гидроокисями руки должны быть защищены резиновыми перчатками, глаза - защитными очками.
6.5 Отработанные растворы кислот и гидроокисей сливают в канализацию после нейтрализации.
7 Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются с профессиональным образованием, освоившие методику, со стажем с работы в лаборатории не менее 6 мес.
8 Требования к условиям измерений
При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
- температура 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 (50±1) Гц.
9 Требования к отбору и хранению проб
Отбор проб производят в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05, ГОСТ 17.1.3.08 и ГОСТ Р 51592. Оборудование для отбора должно соответствовать ГОСТ 17.1.5.04 и ГОСТ Р 51592.
Перед отбором пробы необходимо убедиться в отсутствии сероводорода или окислителей в соответствии с разделом 11.
Примечание - При планировании проведения операций по внутрилабораторному контролю, необходимо отобрать дополнительно не менее двух контрольных проб.
Кислородные склянки с зафиксированными пробами переносят в темное место для отстаивания. В таком состоянии их можно хранить максимум сутки при температуре не более 10°С, а при более высокой температуре не более 4 ч.
10 Подготовка к выполнению измерений
10.1 Приготовление растворов и реактивов
10.1.1 Раствор хлористого (сернокислого) марганца
10.1.2 Щелочной раствор йодистого калия (натрия)
Для приготовления щелочного раствора йодистого калия (или натрия) иодиды предварительно необходимо очистить от свободного йода, для чего их промывают охлажденным этиловым спиртом на воронке Бюхнера при перемешивании стеклянной палочкой до появления почти бесцветной порции промывного спирта. Промытую соль сушат в темноте между листами фильтровальной бумаги в течение суток и хранят в хорошо закрытых банках из темного стекла. Затем готовят следующие растворы:
10.1.3 Раствор крахмала, 0,5%-ный
Раствор хранят в холодильнике до появления мути.
Хранят в склянке с притертой пробкой в темном месте не более 6 мес.
Поправочный коэффициент к концентрации раствора тиосульфата натрия определяют еженедельно при непрерывной работе или перед серией определений в соответствии с 10.2.
10.1.6 Раствор уксуснокислого свинца 3%-ный
10.1.7 Раствор серной кислоты 1:4
10.1.8 Раствор фторида калия 40%-ный
10.1.9 Раствор сульфаминовой кислоты
10.2 Определение поправочного коэффициента к концентрации раствора натрия серноватистокислого (тиосульфата натрия)
10.3 Измерение точной вместимости кислородных склянок
Чтобы измерить объём кислородной склянки, ее тщательно моют, высушивают (снаружи и изнутри) и взвешивают вместе с пробкой с точностью до 0,01 г.
Затем наполняют склянку дистиллированной водой до краев и закрывают стеклянной пробкой так, чтобы под пробкой не оставалось пузырьков воздуха. Обтирают склянку досуха и снова взвешивают с точностью до 0,01 г.
Массу воды в объеме склянки находят по разности двух измеренных масс. Для перевода на объем найденную массу следует разделить при температуре воды 15°С на 0,998, при 20°С на 0,997 и при 25°С на 0,996.
11 Проверка пробы на наличие сероводорода или окислителей
11.1 Для проверки пробы на наличие сероводорода в колбу, заполненную на 3/4 исследуемой водой, между пробкой и горловиной зажимают полоску свинцовой индикаторной бумаги, смоченную дистиллированной водой. Потемнение бумаги указывает на присутствие сероводорода. При обнаружении в пробе сероводорода измерение проводят по методике регламентирующей определение объемной концентрации растворенного кислорода в присутствии сероводорода.
Примечание - При отсутствии свинцовой индикаторной бумаги полоску фильтровальной бумаги "белая лента" смачивают 3% раствором уксуснокислого свинца приготовленного по 10.1.6.
Появление голубой окраски свидетельствует о наличии в воде окислителей (железа (III), нитритов).
12 Порядок выполнения измерений
Содержимое склянки перемешивают до полного растворения осадка. В таком виде пробу можно хранить в темном месте не более 1 ч.
13 Вычисление результатов измерений
Если расхождение превышает предел повторяемости, выполняют повторное титрование пробы. При повторном расхождении результаты анализа бракуются, а в лаборатории проводится выяснение причин, приводящих к неудовлетворительным результатам.
Если провести повторное определение невозможно, то результаты бракуются.
13.3 Результаты измерений объемной концентрации растворенного кислорода в документах, предусматривающих их использование, представляют в виде
Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.
13.5 При необходимости представления результатов в единицах массы растворенного кислорода используют следующее соотношение
14 Контроль качества результатов измерений
14.1 Общие положения
14.1.1 Контроль качества результатов измерений предусматривает:
оперативный контроль процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости).
Диапазон измерений, значения пределов повторяемости и воспроизводимости приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Диапазон измерений, значения пределов повторяемости и воспроизводимости при доверительной вероятности Р=0,95
|
|
|
Диапазон измерений объемной концентрации растворенного кислорода, , см /дм | Предел повторяемости (для двух результатов параллельных определений) , см /дм | Предел воспроизводимости (значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях) , см /дм |
От 0,10 до 2,00 включ. | 0,08 | 0,17 |
Св. 2,00 до 12,0 включ. | 0,03 | 0,06 |
14.1.2 Периодичность оперативного контроля процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории (или другом документе системы качества, регламентирующем процедуры внутрилабораторного контроля) с учетом требований РМГ 76.
14.2 Контроль повторяемости
Контроль повторяемости проводят используя рабочие и контрольные пробы.
При невыполнении условия (7) процедуру измерения повторяют, используя вторую контрольную пробу. При повторном невыполнении условия (7) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их в соответствии с РМГ 76.
Библиография
|
|
[1] | Океанографические таблицы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975 |
[2] | Методы гидрохимических исследований океана. - М.: Наука, 1978 |
[3] | Standard chemical methods for marine environmental monitoring, Reference methods for marine pollution studies No. 50. - UNEP, 1991 |
[4] | Chemical methods for use in marine environmental monitoring/IOC, Manuals and guides, No 12. - UNESCO, 1983 |
[5] | Правила по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983 |
|
|
|
МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды | ||
Государственное учреждение "Научно-производственное объединение "Тайфун" (ГУ "НПО "Тайфун") | ||
249038, г.Обнинск Калужской обл., ул.Победы, 4
Телефон (48439) 4-42-01, факс (48439) 4-09-10
| ||
СВИДЕТЕЛЬСТВО об аттестации методики измерений N 18.6-2010
| ||
| ||
Методика измерений объемной концентрации растворенного кислорода в морских водах йодометрическим методом,
разработанная Федеральным государственным учреждением "Государственный океанографический институт имени Н.Н.Зубова" (ФГУ "ГОИН"), Кропоткинский пер., 6, Москва, 119034
и регламентированная в
РД 52.10.736-2010 Объемная концентрация растворенного кислорода в морских водах. Методика измерений йодометрическим методом (26 с.),
аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-2009.
Аттестация осуществлена по результатам метрологической экспертизы материалов по разработке методики измерений | ||
В результате аттестации установлено, что методика измерений соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает основными метрологическими характеристиками, приведенными в приложении.
| ||
Генеральный директор | В.М.Шершаков | |
| МП |
Приложение
к свидетельству об аттестации
методики измерений
N 18.6-2010
Метрологические характеристики
Таблица 1 - Диапазон измерений, значения характеристик погрешности измерений и ее составляющих
|
|
|
|
|
Наименование компонента | Диапазон измерений объемной концентрации растворенного кислорода, , см /дм | Показатель повторяемости (среднее квадратическое отклонение результатов единичного анализа, полученных в условиях повторяемости) , см /дм | Показатель воспроизводимости (среднее квадратическое отклонение всех результатов анализа, полученных в условиях воспроизводимости) , см /дм | Показатель точности (границы, в которых погрешность любого из совокупности результатов анализа находится с принятой вероятностью), при Р=0,95 , см /дм |
Растворенный кислород | От 0,10 до 2,00 включ. | 0,03 · | 0,06 · | 0,12 · |
| От 2,00 до 12,0 включ. | 0,01 · | 0,02 · | 0,04 · |
Таблица 2 - Диапазон измерений, значения пределов повторяемости и воспроизводимости при доверительной вероятности Р=0,95
|
|
|
|
Наименование компонента | Диапазон измерений объемной концентрации растворенного кислорода , см /дм | Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений) , см /дм | Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений) , см /дм |
Растворенный кислород | От 0,10 до 2,00 включ. | 0,08 · | 0,17 · |
| От 2,00 до 12,0 включ. | 0,03 · | 0,06 · |
При реализации методики измерений в лаборатории обеспечивают:
- оперативный контроль процедуры измерений (на основе оценки повторяемости при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости).
Алгоритм контроля процедуры измерений приведен в документе, регламентирующем методику измерений.
|
|
Главный метролог ГУ "НПО "Тайфун" | А.Ф.Ковалев |
МП | 07.06.2010 |