Методика
измерений массовой доли нитрат-ионов (нитратного азота) в почвах
спектрофотометрическим методом с использованием тест-системы
МЭТ-Азот нитратный-РС

Разработчик: ООО «МедЭкоТест»

Методика измерений аттестована Федеральным Государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»), Свидетельство об аттестации № 01.00225/205-25-15 порядковый номер регистрации в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений ФР.1.31.2015.20957

СОДЕРЖАНИЕ

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий документ устанавливает методику измерений массовой доли нитрат-ионов (нитратного азота) в почвах, гумусе и торфе в диапазонах измерений, приведенных в таблице 1, спектрофотометрическим методом с использованием тест-системы МЭТ-Азот нитратный-РС. Определение может быть проведено во внелабораторных условиях.

2 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

При соблюдении всех регламентированных условий и проведении анализа в полном соответствии с данной методикой значение погрешности измерений (и ее составляющих) не превышает значений, представленных в таблице 1. Значения пределов повторяемости и воспроизводимости приведены в таблице 2.

Таблица 1 - Диапазоны измерений, значения показателей точности, повторяемости, воспроизводимости и правильности

Таблица 2 - Диапазоны измерений, значения пределов повторяемости и воспроизводимости при доверительной вероятности 0,95.

3 ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ ИЗМЕРЕНИИ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВАМ, МАТЕРИАЛАМ И РЕАКТИВАМ

3.1 Средства измерений

3.1.1 Фотоколориметр «ЭКОТЕСТ-2020-4» (2020-1, или 2020 PC, номер в Государственном реестре СИ 31761-06). Диапазон измерения пропускания, Т, %: 1 - 100. Диапазон измерения оптической плотности, D, ед.: 0 - 2. Длина оптического пути 10 мм. Абсолютная погрешность при измерении коэффициента пропускания ±2 %.

3.1.2 Пипетки 2-2-2-1, 2-2-2-5, 2-2-2-10 ГОСТ 29227-91

3.1.3 Колбы мерные 2-25-2, 2-50-2, 2-250-2 ГОСТ 1770-74.

3.1.4 ГСО состава раствора нитрат-ионов № 7793-2000 с массовой концентрацией 1,0 мг/см³ (ЭАА «Экоаналитика») и относительной погрешностью, не превышающей ±1 % при Р = 0,95.

3.1.5 Дозаторы с приведенной погрешностью дозирования не более ±2 % или цилиндры мерные по ГОСТ 1770-74.

3.1.6 Весы электронные аналитические по ГОСТ OIML R 76-1-2011 с наибольшим пределом взвешивания 220 г.

Примечание - Допускается использование иных средств измерений с техническими и метрологическими характеристиками, не хуже указанных.

3.2 Реактивы и материалы

3.2.1 Тест-система МЭТ-Азот нитратный-PC (изготовитель ООО «МедЭкоТест», 119992, г. Москва, Ленинские горы, вл. 1, Научный Парк МГУ, стр. 75Г), включающая экстрагирующий раствор (ГОСТ 26483-85), фильтры синяя лента (ТУ 6-09-1678), герметичный флакон для экстракции нитрат-ионов, сухой реагент, воронку для фильтрования, колориметрическую пробирку и инструкцию по применению.

3.2.2 Вода для лабораторного анализа по ГОСТ Р 52501-2005.

4 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ

Метод основан на экстракции нитрат-ионов из почвы, гумуса или торфа и их последующей хромогенной реакции с сухим реагентом тест системы МЭТ-Азот нитратный-PC с образованием окрашенного вещества, поглощающего излучение в видимой области электромагнитного спектра. Оптическая плотность полученных растворов при длине волны 525 нм пропорциональна массовой концентрации нитрат-ионов (азота нитратного) в экстракте. Количественное определение проводят с помощью градуировочной характеристики, установленной по растворам, приготовленным из ГСО состава раствора нитрат-ионов.

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007.

6 УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

При подготовке к выполнению измерений и при выполнении измерений соблюдают следующие условия:

температура окружающего воздуха, °С 5 - 40

атмосферное давление, мм рт. ст. 630 - 800

относительная влажность воздуха при 25 °С, % не более 90

7 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

Перед выполнением измерений должны быть проведены следующие работы: приготовление градуировочных растворов, содержащих нитраты; построение градуировочной характеристики.

7.1 Приготовление градуировочных растворов

7.1.1 Приготовление исходного раствора (А) с массовой концентрацией нитрат-ионов 50 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 50 см³ приливают около 30 см³ экстрагирующего раствора и переносят количественно 2,5 см³ ГСО состава раствора нитрат-ионов, доводят до метки экстрагирующим раствором, перемешивают. Полученный раствор устойчив в течение 1 месяца.

7.1.2 Приготовление градуировочных растворов

Градуировочные растворы готовят из исходного раствора (А) с массовой концентрацией нитрат-ионов 50 мг/дм³, разбавляя его экстрагирующим раствором в мерных колбах вместимостью 25 см³ в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3 - Растворы для установления градуировочной характеристик

7.2 Установление градуировочной характеристики

По 10 см³ каждого градуировочного раствора помещают в колориметрическую пробирку, добавляют сухой порошкообразный реагент, перемешивают и выдерживают в течение 20 мин (Внимание! Сухой реагент растворяется не полностью). Измеряют оптическую плотность градуировочных растворов в порядке возрастания массовой концентрации нитрат-ионов при длине волны 525 нм.

Градуировочный график строят методом наименьших квадратов в координатах: оптическая плотность - массовая концентрация нитрат-ионов (С_И, мг/дм³). Градуировочную зависимость выражают уравнением вида:

7.3 Контроль стабильности градуировочной характеристики

Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже 1 раза в квартал и при смене партии реагентов. Средствами контроля являются не менее 3-х, вновь приготовленных образцов для градуировки (таблица 3), в начале, середине и конце диапазона измерений. Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении условия (2) для каждого градуировочного раствора

где Х_И - результат контрольного измерения массовой концентрации нитрат-ионов в градуировочном растворе, мг/дм³;

±д - границы относительной погрешности измерений, % (таблица 1).

Если условие стабильности градуировочной характеристики не выполняется только для одного образца для градуировки, необходимо выполнить повторное измерение этого образца с целью исключения результата, содержащего грубую погрешность.

Если градуировочная характеристика нестабильна, выясняют причины и повторяют контроль с использованием других образцов для градуировки, предусмотренных методикой. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики прибор градуируют заново.

8 ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

8.1 Отбор проб

Отбор проб почвы производят в соответствии с требованиями к отбору проб почв при общих и локальных загрязнениях, изложенными в ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84, ГОСТ 28168-89.

8.2 Подготовка проб к анализу

Образцы почв, поступающие на анализ, доводят до воздушно-сухого состояния, отделяют корни и посторонние включения, измельчают до размеров 1 - 2 мм и хранят в пакетах. Перед проведением анализа почву из пакета высыпают на ровную поверхность, хорошо перемешивают, распределяют слоем толщиной не более 1 см, отбирают пробу не менее чем из 5 мест. Экстракцию нитратов из почвы проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 26483-85.

8.3 Анализ проб

Навеску почвы массой 1,0 г (гумуса или торфа массой 0,5 г) помещают в герметичный флакон для экстракции из комплекта тест-системы, приливают 20 см³ экстрагирующего раствора, закрывают флакон и энергично встряхивают в течение 20 мин. Затем экстракт фильтруют через фильтр «синяя лента» в колориметрическую пробирку, отбирая 10,0 см³ фильтрата^*, добавляют сухой порошкообразный реагент и перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность раствора при λ = 525 нм.

Примечание - ^* Если фильтрат мутный или окрашенный, перед добавлением сухого порошкообразного реагента измеряют его оптическую плотность при λ = 525 нм.

9 Обработка и оформление результатов измерений

9.1 По измеренным значениям оптической плотности раствора и градуировочной характеристике определяют массовую концентрацию нитрат-ионов (С_И, мг/дм³) или нитратного азота (С_а, мг/дм³). В случае если фильтрат окрашен или мутный, то для расчетов используют разницу значений оптической плотности после и до добавления реагентов

9.2 Массовую долю нитрат-ионов в почве, торфе, гумусе (Х_Ип, млн^-1) вычисляют по формуле

где К - коэффициент пересчета,

V - объем экстрагирующего раствора, V = 20 см³,

m величина навески, г

К = 20 дм³/кг - для почвы; К = 200 дм³/кг - для гумуса и торфа.

9.3 Массовую долю нитратного азота в почве, гумусе, торфе (Х_An, млн^-1), вычисляют по формуле

где 0,226 - коэффициент пересчета массовой доли нитрат-ионов на нитратный азот.

9.4 За результат измерений принимают результат единичного определения.

9.5 Результат измерений в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде

где ±д - границы относительной погрешности измерений, % (таблица 1).

9.6 В случае, если содержание нитрат-ионов в пробе ниже нижней (выше верхней) границы диапазона измерений, то производят следующую запись в журнале: для почвы «массовая доля нитрат-ионов менее 13 млн^-1, (более 500 млн^-1)»; для гумуса и торфа - «массовая доля нитрат-ионов менее 26 млн^-1, (более 1000 млн^-1)». Для нитратного азота делают аналогичную запись.

10 ОЦЕНКА ПРИЕМЛЕМОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

10.1 При возникновении сомнений в корректности полученного результата измерений (Х₁, млн^-1) должен быть получен второй результат в условиях повторяемости (Х₂, млн^-1). Оба результата измерений считают приемлемыми, если выполняется условие

где Х₁ = Х_1Иn, X_1An; Х₂ = Х_2Иn, X_2An

r - значение предела повторяемости, % (таблица 2).

За результат измерений принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений.

Если условие (8) не выполняется, получают еще два результата измерений в полном соответствии с методикой измерений. За результат измерений принимают среднее арифметическое значение результатов четырех параллельных определений, если выполняется условие

где X_max, X_min - максимальное и минимальное, значение из полученных четырех результатов параллельных определений, млн^-1 (мг/кг);

СR_0,95 - значение критического диапазона для уровня доверительной вероятности Р = 0,95 и n результатов определений, рассчитанное по формуле

гдe f(n) - коэффициент критического диапазона, для n = 4, f(n) = 3,6;

у_r - показатель повторяемости, % (таблица 1).

Если условие (9) не выполняется, выясняют причины превышения критического диапазона, устраняют их и повторяют выполнение измерений, в соответствии с требованиями настоящей методики измерений.

10.2 При получении результатов измерений в двух лабораториях результаты измерений считают приемлемыми при выполнении условия

где: X_1L, X_2L - результаты измерения массовой доли нитрат-ионов или нитратного азота в первой и второй лабораториях, соответственно, млн^-1;

R - значение предела воспроизводимости, % (таблица 2).

За результат измерений принимают среднее арифметическое значение этих результатов измерений.

Если условие (11) не выполняется, каждая лаборатория выполняет процедуры по 10.1 настоящей методики, проверку приемлемости результатов измерений проводят по 5.3 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

11 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИКИ В ЛАБОРАТОРИИ

Контроль качества результатов измерений в лаборатории при реализации методики проводят, используя контроль стабильности среднеквадратического (стандартного) отклонения промежуточной прецизионности рутинного анализа с изменяющимися факторами «время» и «оператор» по 6.2.3 ГОСТ Р ИСО 5725-6 и показателя правильности по 6.2.4 ГОСТ Р ИСО 5725-6. Проверку стабильности выполняют с применением контрольных карт Шухарта.

Периодичность контроля стабильности результатов измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

Рекомендуется устанавливать контролируемый период так, чтобы количество результатов контрольных измерений было от 20 до 30.

При неудовлетворительных результатах контроля, например, при превышении предела действия или регулярном превышении предела предупреждения, выясняют причины этих отклонений, в том числе проводят смену реактивов, проверяют работу оператора.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ОТДЕЛЬНО ВЗЯТОЙ
КОНТРОЛЬНОЙ ПРОЦЕДУРЫ

Контрольную процедуру для оценки погрешности результатов измерений выполняют методом добавок.

Для контроля используют рабочие пробы. Пробу делят на две части. Одну порцию почвы анализируют в точном соответствии с методикой и определяют массовую долю нитрат-ионов в почве (X_Иn, млн^-1), получая результат по формуле 3.

Ко второй порции пробы делают добавку нитрат-ионов, используя для этой цели ГСО состава раствора нитрат-ионов. Добавка (С, млн^-1) должна составлять не менее 200 % найденного содержания нитрат-ионов для диапазона измерений от 13 до 100 млн^-1 и не менее 110, но не более 150 % для диапазона измерений свыше 100 до 500 млн^-1 включительно (диапазоны измерений указаны для почвы). Далее почву анализируют в точном соответствии с методикой и определяют массовую долю нитрат-ионов в почве с добавкой (Х_Ип′, млн^-1).

Результат контрольной процедуры (Кк, млн^-1) рассчитывают по формуле

Норматив оперативного контроля (Кд, млн^-1) рассчитывают (при проведении внешнего контроля) по формуле (А.2) при Р = 0,95

где: Δх и Δх′ абсолютные значения характеристики погрешности результатов измерений, соответствующие содержанию нитрат-ионов в пробе почвы и пробе почвы с добавкой соответственно.

Δх = 0,01·δ·Х_Ип′);

Δх′ = 0,01·δ·Х_Ип′

Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию

погрешность результата измерений признают удовлетворительной.

При невыполнении условия (А.3) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (А.3) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля и устраняют их.

При смене партий реактивов проведение оперативного контроля процедуры выполнения измерений обязательно.

Периодичность оперативного контроля процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов измерений регламентируют во внутренних документах лаборатории.