Руководящий документ РД 52.24.506-2009 Массовая концентрация ацетона в водах. Методика выполнения измерений газохроматографическим методом.
РД 52.24.506-2009
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ АЦЕТОНА В ВОДАХ.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Дата введения 2009-12-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Государственным учреждением Гидрохимический институт (ГУ ГХИ)
2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В.Боева, канд. хим. наук, Н.С.Тамбиева
3 СОГЛАСОВАН с ГУ "НПО "Тайфун" 08.05.2009 и УМЗА Росгидромета 03.11.2009
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 10.11.2009
5 АТТЕСТОВАН ГУ ГХИ, свидетельство об аттестации методики выполнения измерений N 161.24-2008 от 15.12.2008
6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦМТР ГУ НПО "Тайфун" за номером РД 52.24.506-2009 от 16.11.2009
7 ВЗАМЕН РД 52.24.506-98 "Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации ацетона в водах газохроматографическим методом"
Введение
Ацетон (пропан-2-он, диметилкетон) представляет собой жидкость с резким запахом, которая смешивается с водой в любых соотношениях. Ацетон обладает способностью к окислению и восстановлению.
Ацетон является одним из наиболее распространенных растворителей, широко использующихся в промышленности и в быту. Основными антропогенными источниками загрязнения водных объектов ацетоном являются сточные воды лакокрасочных, лесохимических, фармацевтических производств, предприятий по производству пластмасс, кинопленки, ацетилена, ацетальдегида, уксусной кислоты, оргстекла, фенола, ацетона и других химических продуктов.
К природным источникам поступления ацетона в окружающую среду относят жизнедеятельность высших растений, почвенных и водных микроорганизмов, некоторых простейших водорослей.
При обеззараживании хлором воды, содержащей ацетон, образуются хлорорганические соединения различной степени хлорирования, многие из которых проявляют токсические и мутагенные свойства.
1 Область применения
1.2 Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих анализ природных и очищенных сточных вод.
2 Нормативные ссылки
В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия
ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
ГОСТ Р 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб
МИ 2881-2004 Рекомендация. ГСИ. Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа
Примечание - Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделах 4, А.3 и А.4 (приложение А).
3 Приписанные характеристики погрешности измерения
При соблюдении всех регламентируемых методикой условий выполнения измерений характеристики погрешности результата измерения с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.
|
|
|
|
|
|
|
|
Диапазон измерений массовой концентрации ацетона | Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) | Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) | Показатель правильности (границы систематической погрешности) | Показатель точности (границы погрешности) | |||
, мг/дм | , мг/дм | , мг/дм | , мг/дм | , мг/дм | |||
Выполнение измерений с концентрированием пробы | |||||||
От 0,025 до 0,050 включ. | 0,058 | 0,14 | 0,088 | 0,30 | |||
Св. 0,050 до 0,250 включ. | 0,005 | 0,009 | 0,003+0,024 | 0,014+0,032 | |||
Выполнение измерений без концентрирования пробы | |||||||
От 0,250 до 10,0 включ. | 0,01+0,012 | 0,01+0,039 | 0,01+0,032 | 0,01+0,085 |
4 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы
4.1 Средства измерений, вспомогательные устройства
4.1.1 Хроматограф газовый серии "Цвет 500", "Кристалл 2000М", "Кристалл 5000" или другого типа с пламенно-ионизационным детектором и с дозатором равновесного пара.
4.1.2 Весы лабораторные среднего (III) класса точности по ГОСТ 24104-2001* с наибольшим пределом взвешивания 200 г.
4.1.4 Секундомер по ТУ 25.1894.003-90* - 1 шт.
4.1.5 Термометр лабораторный по ГОСТ 29224-91 с диапазоном измерения от 0 до 100 °С с ценой деления не более 0,5 °С.
4.1.6 Шприцы медицинские со стеклянным поршнем по ТУ 61-1-378-83 с инъекционными иглами и мандренами или шприцы газовые любого типа вместимостью 0,5; 1; 2 см - 2 шт.
4.1.14 Воронка, тип В по ГОСТ 25336-82 диаметром: 36 мм - 1 шт., 56 мм - 1 шт.
4.1.15 Колонка хроматографическая стеклянная с внутренним диаметром 2-3 мм и длиной 3 м, заполненная 10% (15%) FFAP на хромосорбе W-AW, фракция 0,200-0,250 мм или 15% карбовакса 20М на хроматоне N-AW-DMCS фракция 0,200-0,250 мм или кварцевая капиллярная колонка с привитой фазой 5% фенил-метилполисилоксана (SE-54, НР-5, DB-5, ZB-5, ВР-5 и др.) длиной 30 м, диаметром 0,53 мм, с толщиной плёнки неподвижной фазы 5,00 мкм.
4.1.22 Водяной термостат (термостатируемая баня) любого типа, обеспечивающий температуру (50±0,2) °С.
4.1.23 Компрессор для питания воздухом детектора газового хроматографа любого типа.
4.1.24 Генератор водорода любого типа, вырабатывающий водород марки "А" по ГОСТ 3022-80.
4.1.25 Насос вакуумный любого типа.
4.1.26 Муфельная печь любого типа.
4.1.27 Электроплитка закрытого типа с регулируемой мощностью нагрева по ГОСТ 14919-83.
4.1.28 Шкаф сушильный общелабораторного назначения.
4.1.29 Холодильник бытовой.
Примечание - Допускается использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного оборудования, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.1.
4.2 Реактивы и материалы
4.2.1 Ацетон по ТУ 2633-039-44493179-00, ос.ч.
4.2.2 Натрий сернокислый по ГОСТ 4166-76, ч.д.а.
4.2.3 Кислота серная по ГОСТ 4204-77, х.ч.
4.2.6 Азот нулевой марки "А" по ТУ 6-21-39-96 или азот газообразный особой чистоты по ГОСТ 9293-74.
4.2.7 Стеклоткань по ГОСТ 10146-74.
4.2.8 Пленка из фторопласта-4 КО по ГОСТ 24222-80 толщиной от 0,04 до 0,08 мм.
4.2.9 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
Примечание - Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативной и технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.
5 Метод измерений
Выполнение измерений основано на газохроматографическом анализе равновесного пара с применением пламенно-ионизационного детектора.
Качественную идентификацию ацетона осуществляют по временам удерживания при сравнении хроматограмм пробы и градуировочного образца.
Расчет количественного содержания ацетона проводят по соотношениям высот или площадей хроматографических пиков на хроматограммах градуировочного образца и пробы воды.
6 Требования безопасности, охраны окружающей среды
6.1 При выполнении измерений массовой концентрации ацетона в пробах природных 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 ко 2-му и 4-му классам опасности по ГОСТ 12.1.007.
6.3 Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ПДК в соответствии с ГОСТ 12.1.005.
6.4 Оператор, выполняющий измерения на хроматографе, должен знать правила безопасности при работе с электрооборудованием, сжатыми и горючими газами.
6.5 Дополнительных требований по экологической безопасности не предъявляется.
7 Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица с высшим и средним специальным образованием, имеющие опыт работы с газохроматографическим оборудованием и освоившие методику.
8 Условия выполнения измерений
8.1 При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
- температура окружающего воздуха (22±5) °С;
- атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.);
- влажность воздуха не более 80% при температуре 25 °С;
- напряжение в сети (220±10) В;
- частота переменного тока в сети питания (50±1) Гц.
8.2 В воздухе помещения, где выполняют измерения, не должны содержаться пары ацетона. Не допускается в одной комнате проводить определение ацетона и другие работы, связанные с использованием ацетона в качестве растворителя.
9 Отбор и хранение проб
Отбор проб для выполнения измерений массовой концентрации ацетона 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 хранят при температуре не выше 10 °С.
10 Подготовка к выполнению измерений
10.1 Приготовление растворов и реактивов
10.1.1 Вода, очищенная от ацетона
10.1.2 Сульфат натрия безводный (сернокислый натрий)
Прокаливают сульфат натрия в муфельной печи при температуре 400 °С в течение 4 ч. Хранят в склянке с притертой пробкой не более месяца, после чего повторно прокаливают.
10.1.3 Раствор серной кислоты, 1:1
10.2 Подготовка флаконов
Для отбора паровой фазы в крышке флакона должно быть отверстие диаметром не менее 1,5-2 мм для ввода иглы шприца. Герметизацию аптечных флаконов осуществляют с помощью резинового вкладыша, у которого срезают выступающую часть. Уплотнение осуществляют гладкой стороной вкладыша.
Резину от контакта с пробой защищают прокладкой, вырезанной из фторопластовой пленки. Фторопластовая прокладка заменяется после каждого определения.
10.3 Подготовка устройства для ввода пробы в хроматограф
Подготовку дозатора равновесного пара осуществляют в соответствии с руководством по его эксплуатации.
Шприцы непосредственно перед отбором паровой фазы подогревают, наполняя его несколько раз дистиллированной водой с температурой от 50 °С до 55 °С. Внутренняя поверхность шприца должна быть влажной, однако присутствие в шприце капель воды недопустимо.
10.4 Приготовление градуировочных растворов
10.4.5 Градуировочный раствор N 1 хранят в герметично закрытой склянке в холодильнике в течение недели, градуировочные растворы N 2 и N 3 используют в день приготовления.
10.5 Приготовление градуировочных образцов для парофазного анализа
Градуировочные образцы ацетона готовят и анализируют в один день с рабочими пробами.
10.6 Подготовка хроматографических колонок
10.6.2 Если стеклянная колонка не заполнена, ее промывают ацетоном, сушат при температуре 110-120 °С в сушильном шкафу и заполняют колонку 10% (15%) FFAP на хромосорбе W-AW или 15% карбовакса 20 М на хроматоне N-AW-DMCS. Для заполнения хроматографической колонки один её конец, который в дальнейшем будет подсоединяться к детектору, закрывают тампоном из промытого ацетоном стекловолокна и подсоединяют к вакуумному насосу через мелкую капроновую сетку. Затем включают насос и заполняют колонку носителем с фазой, добавляя последний небольшими порциями и постукивая колонку палочкой с резиновым наконечником при постоянно работающем насосе, следя за тем, чтобы носитель заполнял колонку равномерно без разрывов.
10.7 Подготовка хроматографа
Подготовку хроматографа проводят в соответствии с руководством по его эксплуатации и устанавливают условия хроматографирования, исходя из следующих параметров:
- температура испарителя 130 °С;
- температура детектора - 170 °С;
- температура колонки от 80 °С до 100 °С.
11 Выполнение измерений
11.1 Выполнение измерений без предварительного концентрирования (прямой парофазный анализ)
Флаконы с анализируемыми пробами помещают в термостат с температурой 50 °С и выдерживают 35-40 мин для установления равновесия. В течение этого времени флаконы несколько раз энергично встряхивают. Если выполняют анализ серии проб, флаконы помещают в термостат поочередно, чтобы время установления равновесия во всех флаконах было одинаковым (35-40 мин).
При использовании дозатора равновесного пара отбор и ввод аликвоты пара осуществляют в соответствии с руководством по его эксплуатации.
Одновременно с анализом серии проб выполняют в таких же флаконах анализ градуировочных образцов (10.5).
11.2 Выполнение измерений с предварительным концентрированием ацетона дистилляцией
Парофазный анализ концентрата проводят согласно 11.1.
В приложении Б приведена в качестве иллюстрации хроматограмма равновесного пара пробы природной воды.
11.3 Анализ холостой пробы
11.4 Мешающие влияния
Мешающих влияний на результаты выполнения измерений массовой концентрации ацетона в водах с предварительным концентрированием при соблюдении условий концентрирования и измерения, регламентированных методикой, не обнаружено. Наиболее близкие к ацетону по времени удерживания легколетучие алифатические углеводороды в этих условиях практически полностью теряются.
При выполнении измерений массовой концентрации ацетона в пробах сильно загрязненных вод рекомендуется применять капиллярную колонку.
12 Вычисление результатов измерений
1,2 - коэффициент, учитывающий степень отгонки ацетона.
12.2 Результат измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности, последние не должны содержать более двух значащих цифр.
12.3 Допустимо представлять результат в виде:
12.4 Результаты измерений 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 при реализации методики в лаборатории предусматривает:
- оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности повторяемости, погрешности).
13.1.2 Периодичность оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории.
13.2 Алгоритм оперативного контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок
13.2.4 Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию
процедуру признают удовлетворительной.
При невыполнении условия (8) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (8), выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
14 Проверка приемлемости результатов, полученных в условиях воспроизводимости
14.1 Расхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата измерений и в качестве окончательного может быть использовано их общее среднее значение. Значение предела воспроизводимости рассчитывают по формуле
14.2 При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно разделу 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6 или МИ 2881.
14.3 Проверка приемлемости проводится при необходимости сравнения результатов измерений, полученных двумя лабораториями.
Приложение А
(рекомендуемое)
Методика приготовления аттестованного раствора ацетона АР1-АЦ для установления градуировочных характеристик приборов и контроля точности измерений массовой концентрации ацетона газохроматографическим методом
А.1 Назначение и область применения
Методика предназначена для руководства при приготовлении аттестованного раствора, используемого для установления градуировочных характеристик приборов и контроля точности измерений массовой концентрации ацетона в природных и очищенных сточных водах газохроматографическим методом.
А.2 Метрологические характеристики
А.3 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы
А.3.4 Термометр лабораторный по ГОСТ 29224-91 с диапазоном измерения от 0 до 100 °С и ценой деления не более 0,5 °С.
А.4 Исходные компоненты аттестованных растворов
А.4.1 Ацетон по ТУ-2633-039-44493179-00, ос.ч. с массовой долей основного вещества не менее 99,8%, плотность 0,790 при температуре 20 °С.
А.4.2 Вода, очищенная от ацетона (см. 10.1.1).
А.5 Процедура приготовления аттестованного раствора АР1-АЦ
А.6 Расчет метрологических характеристик аттестованного раствора
Абсолютная погрешность приготовления аттестованного значения массовой концентрации ацетона в растворе АР1-АЦ равна
А.7 Требования безопасности
Необходимо соблюдать общие требования техники безопасности при работе в химических лабораториях.
А.8 Требования к квалификации операторов
Аттестованные растворы может готовить инженер или лаборант со средним специальным образованием, прошедший специальную подготовку и имеющий стаж работы в химической лаборатории не менее 6 месяцев.
А.9 Требования к маркировке
На склянку с аттестованным раствором должна быть наклеена этикетка с указанием условного обозначения раствора с приписанной концентрацией ацетона, погрешности ее установления и даты приготовления.
А.10 Условия хранения
Аттестованный раствор АР1-АЦ хранят в плотно закрытой склянке не более 7 суток при температуре 4-6 °С.
Приложение Б
(справочное)
Пример хроматограммы равновесного пара пробы природной воды
1 - метан;
2 - неидентифицированное соединение; 3 - ацетон; 4 - бензол; 5 - толуол; 6 - хлорбензол
Рисунок Б.1 - Хроматограмма равновесного пара пробы природной воды на колонке с 10% FFAP на хромосорбе W-AW (р.Северский Донец, вблизи выпуска сточных вод химкомбината)
Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
|
|
344090, г.Ростов-на-Дону
пр.Стачки, 198 | Факс: (863) 222-44-70
Телефон (863) 297-51-63 E-mail ghi@aaanet.ru |
СВИДЕТЕЛЬСТВО
об аттестации методики выполнения измерений N 161.24-2008
Методика выполнения измерений массовой концентрации ацетона в водах газохроматографическим методом,
разработанная Государственным учреждением Гидрохимический институт
и регламентированная РД 52.24.506-2009 Массовая концентрация ацетона в водах. Методика выполнения измерений газохроматографическим методом,
аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96.
Аттестация осуществлена по результатам экспериментальных исследований.
В результате аттестации установлено, что методика выполнения измерений соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает метрологическими характеристиками, приведенными в таблицах 1 и 2.
|
|
|
|
|
|
|
|
Диапазон измерений массовой концентрации ацетона | Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) | Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) | Показатель правильности (границы систематической погрешности) | Показатель точности (границы погрешности) | |||
, мг/дм | , мг/дм | , мг/дм | , мг/дм | , мг/дм | |||
Выполнение измерений с концентрированием пробы | |||||||
От 0,025 до 0,050 включ. | 0,058 | 0,14 | 0,088 | 0,30 | |||
Св. 0,050 до 0,250 включ. | 0,005 | 0,009 | 0,003+0,024 | 0,014+0,032 | |||
Выполнение измерений без концентрирования пробы | |||||||
От 0,250 до 10,0 включ. | 0,01+0,012 | 0,01+0,039 | 0,01+0,032 | 0,01+0,085 |
|
|
|
Диапазон измерений массовой концентрации ацетона , мг/дм | Предел повторяемости (для двух результатов параллельных определений) , мг/дм | Предел воспроизводимости (для двух результатов измерений) , мг/дм |
Выполнение измерений с концентрированием пробы | ||
От 0,025 до 0,050 включ. | 0,16 | 0,39 |
Св. 0,050 до 0,250 включ. | 0,014 | 0,025 |
Выполнение измерений без концентрирования пробы | ||
От 0,250 до 10,0 включ. | 0,03+0,033 | 0,03+0,11 |
При реализации методики в лаборатории обеспечивают:
- оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности повторяемости, погрешности).
Алгоритм оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в РД 52.24.506-2008.
Периодичность оперативного контроля и процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.
Дата выдачи 15 декабря 2008.
|
|
Директор | A.M.Никаноров |
Главный метролог | А.А.Назарова |