ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ
И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

(РОСГИДРОМЕТ)

МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ОБЩЕГО АЗОТА В ВОДАХ.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
УФ-СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
ПОСЛЕ ОКИСЛЕНИЯ ПЕРСУЛЬФАТОМ КАЛИЯ

Ростов-на-Дону

2007

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ГУ «Гидрохимический институт»

2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В. Боева, канд. хим. наук, Ю.А. Андреев

3 СОГЛАСОВАН с УМЗА и ГУ «НПО «Тайфун» Росгидромета

4 УТВЕРЖДЕН Заместителем Руководителя Росгидромета 13.03.2007 г.

5 АТТЕСТОВАН ГУ «Гидрохимический институт», свидетельство об аттестации № 136.24-2006 от 15.06.2006 г.

6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ «НПО «Тайфун» за номером РД 52.24.481-2007 от 30.03.2007 г.

7 ВЗАМЕН РД 52.24.481-95 «Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего азота в водах УФ-спектрофотометрическим методом после окисления персульфатом калия»

Введение

Азот - один из основных биогенных элементов, являющихся незаменимыми составными частями тканей любого живого организма.

В природных водах азот присутствует в виде двух основных групп - азота неорганических соединений и азота, входящего в состав органических веществ. В воде также имеется растворенный молекулярный азот, однако, количество его незначительно.

Неорганические соединения азота - нитриты, нитраты и ионы аммония - присутствуют в водах главным образом в растворенном виде. Органические азотсодержащие вещества в значительной степени могут находится в виде взвешенных и коллоидных форм. Состав органических соединений азота, присутствующих в водах, весьма разнообразен (простые и сложные белки, аминокислоты, амины, амиды, мочевина и др.).

Содержание общего азота в незагрязненных природных водах зависит от степени трофии водоема. В олиготрофных водоемах концентрация азота составляет от 0,3 до 0,7 мг/дм³, мезотрофных от 0,7 до 1,3 мг/дм³, эвтрофных от 0,8 до 2,0 мг/дм³ и более.

Источниками поступления азота в природные воды являются: разложение клеток отмерших организмов, прижизненные выделения гидробионтов, атмосферные осадки, фиксация из воздуха в результате жизнедеятельности азотфиксирующих бактерий. Значительное количество азота может попадать в водоемы с бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными сточными водами.

Понижение содержания соединений азота в водоемах связано, в основном, с потреблением их водными растениями. Некоторую роль в этом процессе играет денитрификация, т.е. перевод связанного азота в свободное состояние.

Содержание азота в природных водах является одним из показателей санитарного состояния водоема. Значительное повышение концентрации азота приводит к эвтрофикации водного объекта и ухудшению качества воды. Состав и соотношение минеральных и органических форм азота указывает на направление и интенсивность биологических и биохимических процессов, протекающих в водоеме, в том числе процессов самоочищения. Эта информация может быть использована не только для оценки качества воды, но при решении других вопросов, например, при установлении взаимосвязи между процессами жизнедеятельности водных организмов и химическим составом воды.

РД 52.24.454-2006

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Дата введения - 2007-04-02

1 Область применения

1.1 Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений (далее - методика) массовой концентрации общего азота в пробах природных и очищенных сточных вод УФ-спектрофотометрическим методом в диапазоне от 0,40 до 6,00 мг/дм³. При анализе проб воды с массовой концентрацией общего азота, превышающей 6,0 мг/дм³, допускается выполнение измерений после соответствующего разбавления пробы водой, не содержащей соединений азота.

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.

РД 52.24.380-2006 Массовая концентрация нитратов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с реактивом Грисса после восстановления в кадмиевом редукторе.

РД 52.24.381-2006 Массовая концентрация нитритов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с реактивом Грисса.

РД 52.24.383-2006 Массовая концентрация аммиака и ионов аммония в поверхностных водах суши. Методика выполнения измерений фотометрическим методом в виде индофенолового синего.

Примечание - Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделах 4, Г.3 и Г.4.

3 Приписанные характеристики погрешности измерений

3.1 При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений характеристики погрешности результата измерения с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 - Диапазон измерений, значения характеристик погрешности и ее составляющих

При выполнении измерений общего азота в пробах с массовой концентрацией свыше 6,00 мг/дм³ после соответствующего разбавления погрешность измерения не превышает величины D×h, где D - погрешность измерения концентрации общего азота в разбавленной пробе; h - степень разбавления.

Предел обнаружения общего азота УФ-спектрофотометрическим методом после окисления персульфатом калия равен 0,2 мг/дм³.

3.2 Значения показателя точности методики используют при:

- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;

- оценке деятельности лабораторий на качество проведения измерений;

- оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики в конкретной лаборатории.

4 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы

4.1 Средства измерений, вспомогательные устройства

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений и другие технические средства:

4.1.1 Спектрофотометр любого типа (СФ-46, СФ-56 и др.), позволяющий проводить измерения в УФ-области спектра, с кварцевыми кюветами.

4.1.2 Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ 24104-2001.

4.1.3 Весы лабораторные среднего (III) класса точности по ГОСТ 24104-2001.

4.1.4 рН-метр или иономер любого типа с комплектом электродов для измерения рН (рН-150, рН-155, Экотест-2000, Анион-410 и др.).

4.1.5 Термометр по ГОСТ 29224-91 с диапазоном от 0 °С до 150 °С и ценой деления не более 1 °С.

4.1.6 Государственный стандартный образец состава водных растворов общего азота ГСО 7193-95/7194-95 (далее - ГСО).

4.1.18 Колонка стеклянная с краном и пористой пластиной высотой 50 - 60 см, диаметром 2 - 4 см или бюретка с прямым краном вместимостью 50 см³ по ГОСТ 29251-91 с прокладкой из стеклоткани или стекловаты - 2 шт.

4.1.19 Склянка с тубусом исполнения 1, 2 или 3 вместимостью 2 - 3 дм³ по ГОСТ 25336-82.

4.1.20 Колба с тубусом (колба Бунзена) исполнения 1 или 2 вместимостью 500 см³ по ГОСТ 25336-82.

4.1.21 Воронка фильтрующая с пористой пластиной ВФ-1-40-ПОР 160 ТХС по ГОСТ 25336-82.

4.1.22 Эксикатор исполнения 2, диаметром корпуса 190 мм по ГОСТ 25336-82.

4.1.23 Баня водно-глицериновая.

4.1.24 Электроплитка с закрытой спиралью по ГОСТ 14919-83.

4.1.25 Шкаф сушильный общелабораторного назначения.

4.1.26 Чашка биологическая (Петри) ЧБН-2 по ГОСТ 25336-82.

4.1.28 Палочка стеклянная.

4.1.29 Промывалка.

4.1.30 Трубки соединительные из силиконовой резины и стеклянные диаметром 5-6 мм.

4.1.31 Пробки резиновые.

4.1.32 Посуда стеклянная (в том числе темного стекла) для хранения проб и растворов вместимостью 0,1; 0,25; 0,5 и 1,0 дм³.

4.1.33 Посуда полиэтиленовая (полипропиленовая) для хранения проб и растворов вместимостью 0,25 дм и 1,0 дм³.

Размеры даны в миллиметрах

Рисунок 1 - Пробка-холодильник

4.1.34 Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных фильтров.

4.1.35 Холодильник бытовой.

4.1.36 Насос вакуумный любого типа.

Допускается использование других типов средств измерений, вспомогательных устройств, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.1.

4.2 Реактивы и материалы

4.2.1 Карбамид (мочевина) по ГОСТ 6691-77, ч.д.а., и D, L-лейцин по ТУ 6-09-1170-77, ч. (при отсутствии ГСО).

4.2.2 Калий надсернокислый (персульфат калия) по ГОСТ 4146-74, ч.д.а., перекристаллизованный.

4.2.3 Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328-77, х.ч. (допустимо ч.д.а.).

4.2.4 Натрий хлористый (хлорид натрия) по ГОСТ 4233-77, ч.д.а.

4.2.5 Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, ч.д.а.

4.2.6 Кислота серная по ГОСТ 4204-77, ч.д.а.

4.2.7 Гидроксиламин гидрохлорид по ГОСТ 5456-79, ч.д.а.

4.2.8 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

4.2.9 Глицерин по ГОСТ 6259-75, ч.

4.2.10 Фильтры мембранные «Владипор МФАС-ОС-2», 0,45 мкм, по ТУ 6-55-221-1-29-89 или другого типа, равноценные по характеристикам.

4.2.11 Фильтры бумажные обеззоленные «белая лента» по ТУ 6-09-1678-86.

4.2.12 Катионит сильнокислотный КУ-2-8-чС по ГОСТ 20298-74 или другой, равноценный по характеристикам.

4.2.13 Анионит сильноосновной АВ-17-8-чС по ГОСТ 20301-74 или другой, равноценный по характеристикам.

4.2.14 Универсальная индикаторная бумага по ТУ 6-09-1181-76.

Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.

5 Метод измерения

Выполнение измерений массовой концентрации общего азота основано на окислении азотсодержащих соединений персульфатом калия при нагревании в щелочной среде. Азот, содержащийся в органических и неорганических соединениях, в результате реакции превращается в нитраты. Содержание нитратов в пробе после окисления измеряют по поглощению в УФ-области спектра (l = 210 нм).

Органический азот определяется по разности между общим содержанием азота и содержанием неорганических форм (нитратов, нитритов, ионов аммония).

Определению мешают значительные количества тяжелых металлов (более 10 мг/дм³), а также 1 мг/дм³ хрома и 1 мг/дм³ железа. Мешающее влияние хрома (IV) и железа (III) до концентрации 10 мг/дм³ устраняется добавлением гидроксиламина. При высоком содержании азота устранить влияние металлов при концентрации более 10 мг/дм³ можно за счет разбавления.

6 Требования безопасности, охраны окружающей среды

6.1 При выполнении измерений массовой концентрации общего азота 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, 3 классам опасности по ГОСТ 12.1.007.

6.3 Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

6.4 Дополнительных требований по экологической безопасности не предъявляется.

7 Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица со средним профессиональным образованием, имеющие стаж работы в лаборатории не менее 6 месяцев 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 25 °С;

- напряжение в сети (220 ± 10) В;

- частота переменного тока в сети питания (50 ± 1) Гц.

8.2 В помещении, где выполняют измерения массовой концентрации общего азота, запрещается проводить работы, связанные с применением аммиака, щелочных растворов солей аммония и других летучих соединений азота.

9 Отбор и хранение проб

9.1 Отбор проб для определения общего азота производят 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 отбирают в склянки вместимостью 0,25 дм³, предварительно ополоснув их 2 - 3 раза отбираемой водой. Если требуется определять общий азот растворенный, пробу сразу после отбора фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм. Первую порцию фильтрата отбрасывают. Мембранные фильтры перед употреблением очищают двух - трехкратным кипячением в течение 15 - 20 мин в 100 см³ деионированной воды. Чистые фильтры хранят в плотно закрытом бюксе. При необходимости определения валового содержания общего азота отбирают нефильтрованную пробу.

9.2 В связи с тем, что соединения азота биохимически неустойчивы, пробу следует анализировать в течение суток. Длительное хранение возможно при замораживании пробы. Пробы, законсервированные серной кислотой из расчета 1 см³ раствора H₂SО₄ (1:1) на 0,25 дм³ воды, можно хранить до 5 дней в холодильнике.

10 Подготовка к выполнению измерений

10.1 Приготовление растворов и реактивов

10.1.1 Раствор персульфата калия

В 100 см³ теплой (t = 40 - 45 °С) депонированной воды растворяют 4 г перекристаллизованного персульфата калия. Раствор хранят не более 5 дней в темной склянке.

Очистка персульфата калия перекристаллизацией приведена в приложении А.

10.1.2 Деионированная вода

Деионированную воду получают в соответствии с приложением Б.

10.1.3 Раствор гидроксида натрия, 1,5 моль/дм³

Растворяют 15 г гидроксида натрия в 250 см³ деионированной воды. Хранят в полиэтиленовой посуде.

10.1.4 Раствор гидроксида натрия, 1 моль/дм³

Растворяют 40 г гидроксида натрия в 1 дм³ дистиллированной воды. Хранят в полиэтиленовой посуде.

10.1.5 Раствор соляной кислоты, 2 моль/дм³

Растворяют 168 см³ концентрированной соляной кислоты в 832 см³ дистиллированной воды.

10.1.6 Раствор соляной кислоты, 1 моль/дм³

Растворяют 84 см³ концентрированной соляной кислоты в 916 см³ дистиллированной воды.

10.1.7 Раствор гидроксиламина, 0,2 %-ный

Растворяют 0,2 г гидроксиламина гидрохлорида в 100 см³ раствора соляной кислоты 2 моль/дм³. Хранят в темной склянке в холодильнике.

10.1.8 Водно-глицериновая смесь

Смешивают 1 объемную часть глицерина с 2 объемными частями дистиллированной воды.

10.2 Подготовка водно-глицериновой бани

В качестве бани может использоваться любой металлический сосуд высотой около 20 см с плотно закрывающейся крышкой. В крышке вырезают отверстия для установки пробирок и термометра. Диаметр отверстий должен как можно более точно соответствовать диаметру пробирок для предотвращения значительного испарения воды из бани.

Пробирки установленные в бане, должны выступать над крышкой не более, чем на 2 см³.

Количество отверстий зависит от диаметра бани, но их должно быть не менее 8. На дно бани следует положить металлическую сетку или подставку с отверстиями произвольного размера. Если стенки сосуда тонкие, для уменьшения теплообмена снаружи его следует покрыть слоем асбеста. Баня заполняется водно-глицериновой смесью на высоту 14 - 16 см и устанавливается на электроплитку мощностью 0,8 - 1 кВт.

Температура бани после закипания должна быть 103 - 104 °С. Если температура ниже требуемой величины, в смесь следует добавить глицерин, в противном случае - разбавить водой. В процессе кипения за счет небольшого испарения воды температура бани может повышаться на 1 - 2 °С. Перед выполнением анализа следующей серии в баню следует добавить дистиллированную воду до первоначального уровня и проверить температуру кипения.

Примечание - Для нагревания пробирок вместо водно-глицериновой бани может использоваться термостат (термоблок), позволяющий установить необходимую температуру и обеспечить равномерное нагревание жидкости в пробирках.

10.3 Приготовление градуировочных растворов

10.3.1 Градуировочный раствор готовят из ГСО с концентрацией общего азота 0,500 г/дм³ (0,500 мг/см³).

Для приготовления градуировочного раствора вскрывают ампулу и переносят ее содержимое в сухую чистую коническую пробирку. Отбирают 2 см³ образца с помощью чистой сухой градуированной пипетки вместимостью 2 см³ и переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³. Объем в колбе доводят до метки деионированной водой и перемешивают. Массовая концентрация общего азота в градуировочном растворе составляет 20,0 мг/дм³ (если концентрация общего азота в ГСО не равна точно 0,500 мг/см³, тогда рассчитывают массовую концентрацию общего азота в градуировочном растворе соответственно концентрации конкретного образца, либо пересчитывают объем стандартного образца, который необходимо отобрать, чтобы получить раствор с концентрацией общего азота 20,0 мг/дм³).

Градуировочный раствор используется в день приготовления и хранению не подлежит.

10.3.2 При отсутствии ГСО допускается в качестве градуировочного раствора использовать аттестованную смесь, приготовленную из мочевины и D,L-лейцина. Методика приготовления аттестованной смеси приведена в приложении В.

10.4 Установление градуировочной зависимости

Для приготовления градуировочных образцов в пробирки, дважды промытые деионированной водой, помещают 0; 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 см³ градуировочного раствора и доводят объем пробы в каждой пробирке до 10 см³ деионированной водой.

Содержание общего азота в пробах составит соответственно 0; 0; 0,010; 0,020; 0,030; 0,040; 0,050 и 0,060 мг. Далее выполняют все операции, описанные в разделе 11.

Градуировочную зависимость оптической плотности от содержания азота в пробе рассчитывают методом наименьших квадратов.

Градуировочную зависимость устанавливают не реже 1 раза в квартал и, в обязательном порядке, при использовании новой партии персульфата калия, либо замене измерительного прибора.

10.5 Контроль стабильности градуировочной характеристики

10.5.1 Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят каждый раз перед анализом серии проб. Средствами контроля являются образцы, используемые для установления градуировочной зависимости по 10.4 (не менее 3).

Градуировочная характеристика считается стабильной при выполнении следующих условий

½X - C½ £ d,                                                                (1)

где X - результат контрольного измерения массовой концентрации общего азота в образце, мг/дм³;

С - приписанное значение массовой концентрации общего азота в образце, мг/дм³;

d - допустимое расхождение между измеренным и приписанным значением содержания общего азота в образце, мг (таблица 2).

Таблица 2 - Допустимые расхождения между измеренными и приписанными значениями содержания общего азота в образце при контроле стабильности градуировочной зависимости

Если условие стабильности не выполняется для одного образца для градуировки, необходимо выполнить повторное измерение этого образца для исключения результата, содержащего грубую погрешность. При повторном невыполнении условия, выясняют причины нестабильности, устраняют их и повторяют измерение с использованием других образцов, предусмотренных методикой. Если градуировочная характеристика вновь не будет удовлетворять условию (1), устанавливают новую градировочную зависимость.

10.5.2 При выполнении условия (1) учитывают знак разности между измеренными и приписанными значениями массовой концентрации общего азота в образцах. Эта разность должна иметь как положительное, так и отрицательное значение, если же все значения имеют один знак, это говорит о наличии систематического отклонения. В таком случае требуется установить новую градуировочную зависимость.

11 Выполнение измерений

11.1 Пробирки и пробки-холодильники дважды промывают депонированной водой. Помещают в две пробирки с помощью пипетки аликвоты пробы воды (от 1 до 10 см³), содержащие не более 0,06 мг азота. Если объем аликвоты меньше 10 см³, то доводят его депонированной водой до 10 см³. Добавляют 3 см³ раствора персульфата калия и 1,5 см³ раствора гидроксида натрия с концентрацией 1,5 моль/дм³. Закрывают пробирки пробками-холодильниками, заполненными дистиллированной водой, и немедленно помещают в кипящую водно-глицериновую баню. При отборе аликвоты для определения массовой концентрации валового азота (суммы растворенных и взвешенных форм общего азота), пробу следует тщательно перемешивать встряхиванием в течение 3 мин., после чего немедленно отобрать аликвоту для анализа.

Одновременно с каждой серией проб проводят анализ холостой пробы. Для этого в две пробирки помещают 10 см³ депонированной воды, 3 см³ раствора персульфата калия и 1,5 см³ раствора гидроксида натрия с концентрацией 1,5 моль/дм³, и также ставят в баню. Уровень жидкости в бане должен быть выше уровня жидкости в пробирках не менее чем на 2 см³. Температура бани, измеренная через 15 мин после установки в нее пробирок, должна быть (104 ± 1) °С.

11.2 Через 40 - 45 мин (не более) пробирки вынимают из бани и добавляют сразу в горячий раствор 2 см³ раствора гидроксиламина. Не ранее, чем через 30 мин, содержимое каждой пробирки количественно переносят в мерные колбы вместимостью 50 см³, предварительно сполоснув пробки-холодильники небольшим количеством дистиллированной воды. Доводят содержимое колб дистиллированной водой до метки и перемешивают. Полученные растворы фильтруют через фильтр «белая лента» в конические колбы вместимостью 25 - 50 см³, отбрасывая первые порции фильтрата. Затем измеряют оптическую плотность фильтратов на спектрофотометре в ультрафиолетовой области спектра при длине волны 210 нм в кварцевых кюветах с толщиной поглощающего слоя 1 см против дистиллированной воды. Усредненную оптическую плотность холостого опыта вычитают из оптической плотности проб.

При анализе сильнозагрязненных вод (величина химического потребления кислорода более 50 мг/дм³) следует добавить в пробу 5 см³ раствора персульфата калия и 2 см³ раствора щелочи. Аналогично выполняют и анализ холостой пробы.

12 Вычисление результатов измерений

12.1 Массовую концентрацию общего азота в анализируемой пробе воды Х, мг/дм³, рассчитывают по формуле

                                                                (2)

где q - содержание общего азота в пробе, найденное по градуировочной зависимости, мг;

V - объем аликвоты пробы, взятый для анализа, см³.

12.2 Расчет массовой концентрации органического азота

Массовую концентрацию органического азота Х_АО, мг/дм³, в анализируемой пробе воды рассчитывают по формуле

Х_АО = Х - Х_АМ,                                                              (3)

где Х - массовая концентрация общего азота, мг/дм³;

Х_АМ - массовая концентрация азота, мг/дм³.

Массовая концентрация минерального азота Х_АМ, мг/дм³, рассчитывается по формуле

Х_АМ = Х_N-NО2 + Х_N-NO3 + X_N-NH4,                                                (4)

где Х_N-NО2 - массовая концентрация нитритного азота, найденная фотометрическим методом (например, в соответствии с РД 52.24.381), мг/дм³;

Х_N-NO3 - массовая концентрация нитратного азота, найденная фотометрическим методом после восстановления нитратов до нитритов (например, в соответствии с РД 52.24.380), мг/дм³;

X_N-NH4 - массовая концентрация аммонийного азота, найденная фотометрическим методом в виде индофенолового синего по РД 52.24.383. мг/дм³.

12.3 Результат измерений в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:

                                               (5)

где  - среднее арифметическое значение двух результатов измерений, разность между которыми не превышает предела повторяемости r (2,77×s_r), мг/дм³. Значения s_r приведены в таблице 1. При превышении предела повторяемости следует поступать в соответствии с разделом 13.2;

±D - границы характеристик погрешности результатов измерений для данной массовой концентрации общего азота (таблица 1), мг/дм³.

Погрешность расчета массовой концентрации органического азота D_АO, мг/дм³, вычисляют по формуле

                           (6)

где X_AO - массовая концентрация органического азота мг/дм³;

D - значение характеристики погрешности, соответствующее массовой концентрации общего азота X, мг/дм³;

X - массовая концентрация общего азота мг/дм³;

D_N-NO2 - значение характеристики погрешности, соответствующее массовой концентрации нитритного азота X_N-NO2, мг/дм³;

X_N-NO2 - массовая концентрация нитритного азота, мг/дм³;

D_N-NO3 - значение характеристики погрешности, соответствующее массовой концентрации нитратного азота X_N-NO3, мг/дм³;

X_N-NO3 - массовая концентрация нитратного азота, мг/дм³;

D_N-NH4 - значение характеристики погрешности, соответствующее массовой концентрации аммонийного азота X_N-NH4, мг/дм³;

X_N-NH4 - массовая концентрация аммонийного азота, мг/дм³.

Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности. Последние не должны содержать более двух значащих цифр.

12.4 Допустимо представлять результат в виде:

                                (7)

где ±D_л - границы характеристик погрешности результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемые контролем стабильности результатов измерений, мг/дм³.

Примечание - Допустимо характеристику погрешности результатов измерений при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения D_л = 0,84×D с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений.

12.5 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 среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).

13.1.2 Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории.

13.2 Алгоритм оперативного контроля повторяемости

13.2.1 Контроль повторяемости осуществляют для каждого из результатов измерений, полученных в соответствии с методикой. Для этого отобранную пробу воды делят на две части, и выполняют измерение в соответствии с разделом 11.

13.2.2 Результат контрольной процедуры r_к, мг/дм³ рассчитывают по формуле

r_к = |Х₁ - Х₂|,                                                               (8)

где X₁, Х₂ - результаты измерений массовой концентрации общего азота в пробе, мг/дм³.

13.2.3 Предел повторяемости r_n, мг/дм, рассчитывают по формуле

r_n = 2,77×s_r,                                                              (9)

где s_r - показатель повторяемости методики, мг/дм³ (таблица 1).

13.2.4 Результат контрольной процедуры должен удовлетворять условию

r_к £ r_n.                                                                 (10)

13.2.5 При несоблюдении условия (10) выполняют еще два измерения и сравнивают разницу между максимальным и минимальным результатами с нормативом контроля равным 3,6×s_r. В случае повторного превышения предела повторяемости, поступают в соответствии с разделом 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

13.3 Алгоритм оперативного контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок

13.3.1 Контроль исполнителем процедуры выполнения измерений проводят путем сравнения результатов отдельно взятой контрольной процедуры К_к с нормативом контроля К.

13.3.2 Результат контрольной процедуры К_к, мг/дм³, рассчитывают по формуле

                                                      (11)

где  - результат контрольного измерения массовой концентрации общего азота в пробе с известной добавкой, мг/дм³;

 - результат измерения массовой концентрации общего азота в рабочей пробе, мг/дм³;

С - величина добавки, мг/дм³.

13.3.3 Норматив контроля погрешности К, мг/дм³ рассчитывают по формуле

                                                    (12)

где D_лх¢ - значения характеристики погрешности результатов измерений установленные при реализации методики в лаборатории, соответствующие массовой концентрации общего азота в пробе с добавкой, мг/дм³;

D_лх - значения характеристики погрешности результатов измерений, установленные в лаборатории при реализации методики, соответствующие массовой концентрации общего азота в рабочей пробе, мг/дм³.

Примечание - Допустимо для расчета норматива контроля использовать значения характеристик погрешности, полученные расчетным путем по формулам D_лх¢ = 0,84×D_х¢ и D_лх = 0,84×D_х.

13.3.4 Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию

|К_к| £ К,                                                               (13)

процедуру анализа признают удовлетворительной.

При невыполнении условия (13) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (13), выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

14 Проверка приемлемости результатов, полученных в условиях воспроизводимости

Расхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости R, мг/дм³. 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

R = 2,77×s_R.                                                          (14)

При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно разделу 5 ГОСТ Р ИСО 5725 или МИ 2881.

Примечание - Проверка приемлемости проводится при необходимости сравнения результатов измерений, полученных двумя лабораториями.

Приложение А

(обязательное)

Перекристаллизация персульфата калия

Растворяют 70 г персульфата калия в 350 см³ нагретой до температуры 65 °С деионированной воды. При необходимости быстро фильтруют через неплотный обеззоленный бумажный фильтр. Охлаждают в бане со льдом. Выпавшие кристаллы фильтруют через стеклянный фильтр под вакуумом, промывая несколько раз небольшими порциями охлажденной деионированной воды, и высушивают в вакуум-эксикаторе или обычном эксикаторе над концентрированной серной кислотой. Хранят высушенный препарат в плотно закрытой склянке из темного стекла.

Перекристаллизацию персульфата калия повторяют, если оптическая плотность холостого определения превышает 0,15.

Приложение Б

(обязательное)

Получение деионированной воды

Б.1 Подготовка и регенерация колонки с катионитом

Замачивают 50 - 60 г сухого катионита на 1 - 2 суток в насыщенном растворе хлорида натрия в дистиллированной воде (70 г хлорида натрия растворяют в 200 см³ воды). Затем раствор хлорида натрия сливают, промывают катионит 2 - 3 раза дистиллированной водой и переносят его в колонку вместе с водой так, чтобы не образовалось воздушных пузырьков. Предварительно в колонку приливают немного дистиллированной воды. Избыток воды при заполнении колонки периодически сливают через кран. После заполнения пропускают через колонку с катионитом последовательно по 100 см³ раствора соляной кислоты 1 моль/дм³, дистиллированной воды и раствора гидроксида натрия 1 моль/дм³ со скоростью 1 - 2 капли в секунду, повторяя процедуру 8 - 10 раз. Заканчивают обработку катионита пропусканием 100 см³ раствора соляной кислоты. После этого промывают колонку дистиллированной водой до рН 6 по универсальной индикаторной бумаге, пропуская воду с максимально возможной скоростью. Колонка с катионитом пригодна к работе длительное время. В перерыве между использованием колонку хранят герметично закрытой. Катионит должен постоянно находиться под слоем воды.

При ухудшении качества катионированной воды колонку регенерируют, пропуская 100 см³ раствора соляной кислоты 1 моль/дм³ и промывая дистиллированной водой.

Катионит (как сухой, так и влажный) со временем стареет и теряет ионообменные свойства. Для проверки пригодности катионита готовят раствор хлорида натрия с молярной концентрацией 0,010 моль/дм³, для чего взвешивают 0,0585 г хлорида натрия и растворяют его в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 100 см³. Через колонку после первоначальной подготовки или после регенерации пропускают 100 см³ дистиллированной воды со скоростью 1 - 2 капли в секунду. Первые 50 - 60 см³ воды, прошедшей через колонку отбрасывают, следующую порцию объемом 30 - 40 см³ собирают в стакан вместимостью 50 см³ и измеряют рН катионированной воды.

После этого пропускают с той же скоростью приготовленный раствор хлорида натрия, первые 50 - 60 см³ раствора, прошедшие через колонку отбрасывают, а следующую порцию собирают в стакан и также измеряют рН. За счет замещения ионов натрия в растворе при пропускании через катионит на ионы водорода, рН раствора понижается по сравнению с катионированной дистиллированной водой. Если качество катеонита удовлетворительное, разница в величине рН должна составлять 2,5 - 3 единицы.

Б.2 Подготовка и регенерация колонки с анионитом

Замачивают 50 - 60 г сухого анионита на 1 - 2 сут в насыщенном растворе хлорида натрия в дистиллированной воде (70 г хлорида натрия растворяют в 200 см³ воды). Затем сливают раствор хлорида натрия, промывают анионит 2 - 3 раза дистиллированной водой и переносят его в колонку вместе с водой так, чтобы не образовалось воздушных пузырьков. Предварительно в колонку приливают немного дистиллированной воды. Избыток воды при заполнении колонки периодически сливают через кран. После этого анионит «тренируют», пропуская последовательно по 100 см³ раствора гидроксида натрия, дистиллированной воды, раствора соляной кислоты и вновь дистиллированной воды. Скорость пропускания растворов примерно 1 - 2 капли в секунду. Цикл обработки анионит повторяют 8 - 10 раз. Заканчивают обработку анионита раствором гидроксида натрия и промывают дистиллированной водой до рН 7 по универсальной бумаге.

Регенерацию анионита осуществляют, пропуская через колонку 100 см³ раствора гидроксида натрия 1 моль/дм³ и затем промывая ее дистиллированной водой.

Проверку пригодности анионита проверяют по аналогичной процедуре раствором хлорида натрия с молярной концентрацией 0,010 моль/дм³, описанной в разделе Б.1. За счет замещения ионов хлора в растворе при пропускании через анионит на гидроксид-ионы, рН раствора повышается по сравнению с анионированной дистиллированной водой. Если качество анионита удовлетворительное, разница в величине рН должна составлять 2,5 - 3 единицы.

Б.3 Получение депонированной воды

Для получения депонированной воды собирают установку, схема которой изображена на рисунке Б.1.

Дистиллированную воду пропускают через колонку с анионитом, а затем через колонку с катионитом со скоростью 1 - 2 капли в секунду.

Качество подготовленной воды проверяют по значению оптической плотности холостого опыта (не более 0,15).

1 - склянка с дистиллированной водой; 2 - пластиковые соединительные трубки; 3 - склянка с деионированной водой; 4 - колонка с катионитом; 5 - колонка с анионитом.

Рисунок Б.1 - Схема установки для получения деионированной воды

Приложение В

(рекомендуемое)

Методика приготовления аттестованной смеси AC1-N для установления градуировочных характеристик приборов и контроля точности результатов измерений массовой концентрации общего азота УФ-спектрофотометрическим методом

В.1 Назначение и область применения

Настоящая методика регламентирует процедуру приготовления аттестованной смеси AC1-N, предназначенной для установления градуировочных характеристик приборов и контроля точности результатов измерений массовой концентрации общего азота в природных и очищенных сточных водах УФ-спектрофотометрическим методом после окисления персульфатом калия.

В.2 Метрологические характеристики

В.2.1 Аттестованное значение массовой концентрации общего азота в аттестованной смеси составляет 20,00 мг/дм³.

В.2.2 Абсолютная величина погрешности аттестованного значения массовой концентрации общего азота в аттестованной смеси с вероятностью 0,95 не превышает 0,34 мг/дм³.

В.3 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы

В.3.1 Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ 24104-2001.

В.3.8 Эксикатор исполнения 2, диаметром корпуса 190 мм по ГОСТ 25336-82.

В.3.9 Хлорид кальция обезвоженный по ТУ 6-09-4711-81, ч.

В.3.10 Промывалка.

В.3.12 Шкаф сушильный общелабораторного назначения.

В.3.13 Холодильник бытовой.

В.4 Исходные компоненты аттестованной смеси

В.4.1 Карбамид (мочевина) (NH₂)₂CO по ГОСТ 6691-77, ч.д.а.

В.4.2 D,L-лейцин C₆H₁₃O₂N по ТУ 6-09-1170-77, ч.

В.4.3 Вода деионированная (см. приложение Б).

В.4.4 Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328-77, х.ч. (допустимо ч.д.а.).

В.5 Процедура приготовления аттестованной смеси

В.5.1 Приготовление основного раствора мочевины с массовой концентрацией общего азота 500 мг/дм³

Для приготовления раствора взвешивают на лабораторных весах в бюксе с точностью до четвертого знака после запятой 0,107 г мочевины, предварительно высушенной в сушильном шкафу при температуре 105 °С в течение 1 ч и охлажденной в эксикаторе над хлоридом кальция. Количественно переносят навеску в мерную колбу вместимостью 100 см³, растворяют в деионированной воде, доводят объём раствора до метки на колбе и перемешивают. Переносят раствор в склянку из темного стекла с хорошо притертой стеклянной или пластиковой пробкой.

Полученному раствору приписывают массовую концентрацию общего азота 500 мг/дм³.

В.5.2 Приготовление промежуточного раствора мочевины с массовой концентрацией общего азота 100 мг/дм³

Отбирают пипеткой с одной отметкой 20,0 см³ основного раствора мочевины с массовой концентрацией общего азота 500 мг/дм³ и переносят его в мерную колбу вместимостью 100 см³. Объем раствора доводят до метки на колбе деионированной водой и перемешивают.

Полученному раствору приписывают массовую концентрацию общего азота 100 мг/дм³.

В.5.3 Приготовление раствора D,L-лейцина с массовой концентрацией общего азота 100 мг/дм³

Для приготовления раствора взвешивают на лабораторных весах в бюксе с точностью до четвертого знака после запятой 0,0935 - 0,0939 г D,L-лейцина. В бюкс добавляют 5 см³ деионированной воды, 0,30 г гидроксида натрия. Растворив навеску лейцина, количественно переносят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят объём раствора деионированной водой до метки на колбе и перемешивают. Переносят раствор в склянку из темного стекла с пластиковой пробкой.

Полученному раствору приписывают массовую концентрацию общего азота 100 мг/дм³.

В.5.4 Приготовление аттестованной смеси AC1-N

Отбирают пипеткой с одной отметкой 10,0 см³ промежуточного раствора мочевины с массовой концентрацией общего азота 100 мг/дм³ и 10,0 см³ раствора D,L-лейцина с массовой концентрацией общего азота 100 мг/дм³, переносят их в мерную колбу вместимостью 100 см³. Объем раствора доводят до метки на колбе деионированной водой и перемешивают.

Полученному раствору приписывают массовую концентрацию общего азота 20,0 мг/дм³.

В.6 Расчет метрологических характеристик аттестованного раствора

В.6.1 Расчет метрологических характеристик основного раствора мочевины с массовой концентрацией общего азота 500 мг/дм³

Аттестованное значение массовой концентрации общего азота С₁, мг/дм³, рассчитывают по формуле

                                    (B.1)

где m - масса навески мочевины, г;

14,01 и 60,06 - масса моля азота и мочевины, соответственно, г/моль;

V - вместимость мерной колбы, см³.

Расчет погрешности приготовления основного раствора мочевины D₁, мг/дм³, выполняют по формуле

                                      (В.2)

где С₁ - приписанное основному раствору мочевины значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

D_m - предельное значение возможного отклонения массовой доли основного вещества в реактиве от приписанного значения m, %;

m - массовая доля основного вещества (мочевины) в реактиве, приписанная реактиву квалификации «ч.д.а.», %;

D_m - предельная возможная погрешность взвешивания, г;

m - масса навески мочевины, г;

D_V - предельное значение возможного отклонения вместимости мерной колбы от номинального значения, см³;

V - вместимость мерной колбы, см³.

Погрешность приготовления основного раствора мочевины равна:

В.6.2 Расчет метрологических характеристик промежуточного раствора мочевины с массовой концентрацией общего азота 100 мг/дм³

Аттестованное значение массовой концентрации общего азота С₂, мг/дм³, рассчитывают по формуле

                                                           (В.3)

где С₁ - приписанное основному раствору мочевины значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

V₁ - объем основного раствора мочевины, отбираемый пипеткой, см³;

V - вместимость мерной колбы, см³.

Расчет погрешности приготовления промежуточного раствора мочевины D₂, мг/дм³, выполняют по формуле

                                     (В.4)

где С₂ - приписанное промежуточному раствору мочевины значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

D₁ - предел возможных значений погрешности приготовления основного раствора мочевины, мг/дм³;

С₁ - приписанное основному раствору мочевины значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

 - предельное значение возможного отклонения объема V₁ от номинального значения, см³;

V - объем основного раствора мочевины, отбираемый пипеткой, см³;

D_V - предельное значение возможного отклонения вместимости мерной колбы от номинального значения, см³;

V - вместимость мерной колбы, см³.

Погрешность приготовления промежуточного раствора мочевины равна

В.6.3 Расчет метрологических характеристик раствора D,L-лейцина с массовой концентрацией общего азота 100 мг/дм³

Аттестованное значение массовой концентрации общего азота С₃, мг/дм³, рассчитывают по формуле

                                           (B.5)

где m - масса навески D,L-лейцина, г;

14,01 и 131,17 - масса молей азота и лейцина, соответственно, г/моль;

V - вместимость мерной колбы, см³.

Расчет погрешности приготовления раствора D,L-лейцина D₃, мг/дм³, выполняют по формуле

                                      (В.6)

где С₃ - приписанное раствору D,L-лейцина значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

D_m - предельное значение возможного отклонения массовой доли основного вещества в реактиве от приписанного значения m, %;

m - массовая доля основного вещества (D,L-лейцина) в реактиве, приписанная реактиву квалификации «ч.», %;

D_m - предельная возможная погрешность взвешивания, г;

m - масса навески D,L-лейцина, г;

D_V - предельное значение возможного отклонения вместимости мерной колбы от номинального значения, см³;

V - вместимость мерной колбы, см³.

Погрешность приготовления раствора D,L-лейцина равна:

В.6.4 Расчет метрологических характеристик аттестованной смеси AC1-N с массовой концентрацией общего азота 20,0 мг/дм³

Аттестованное значение массовой концентрации общего азота С₄, мг/дм³, рассчитывают по формуле

                                                    (В.7)

где С₄ - приписанное раствору AC1-N значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

С₂ - приписанное промежуточному раствору мочевины значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

С₃ - приписанное раствору D,L-лейцина значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

V₂ - объемы растворов мочевины и D,L-лейцина, отбираемых пипеткой, см³;

V - вместимость мерной колбы, см³.

Расчет погрешности приготовления аттестованной смеси AC1-N D₄, мг/дм³, выполняют по формуле

                        (B.8)

где С₄ - приписанное смеси AC1-N значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

D₂ - предел возможных значений погрешности приготовления промежуточного раствора мочевины, мг/дм³;

С₂ - приписанное промежуточному раствору мочевины значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

D₃ - предел возможных значений погрешности приготовления раствора D,L-лейцина, мг/дм³;

С₃ - приписанное раствору D,L-лейцина значение массовой концентрации общего азота, мг/дм³;

D_V - предельное значение возможного отклонения вместимости мерной колбы от номинального значения, см³;

V - вместимость мерной колбы, см³.

 - предельное значение возможного отклонения объема V₄ от номинального значения, см³;

V₂ - объемы растворов мочевины и D,L-лейцина, отбираемых пипеткой, см³.

Погрешность приготовления аттестованной смеси AC1-N равна

В.7 Требования безопасности

Необходимо соблюдать общие требования техники безопасности при работе в химических лабораториях.

В.8 Требования к квалификации операторов

Аттестованную смесь может готовить инженер или лаборант со средним профессиональным образованием, прошедший специальную подготовку.

В.9 Требования к маркировке

На склянки должны быть наклеены этикетки с указанием раствора, массовой концентрации общего азота, погрешности ее установления и даты приготовления.

В.10 Условия хранения

Аттестованная смесь AC1-N хранению не подлежит.

Основной раствор мочевины следует хранить в плотно закрытой склянке в холодильнике не более 3 мес.

Промежуточный раствор мочевины и раствор D,L-лейцина следует хранить в плотно закрытых склянках в холодильнике не более 1 мес.

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

344090, г. Ростов-на-Дону пр. Стачки, 198

Факс: (8632) 22-44-70 Телефон (8632) 22-66-68 E-mail ghi@aaanet.ru

СВИДЕТЕЛЬСТВО № 136.24-2006
об аттестации методики выполнения измерений

Методика выполнения измерений массовой концентрации общего азота в водах УФ-спектрофотометрическим методом после окисления персульфатом калия

разработанная ГУ «Гидрохимический институт» (ГУ ГХИ)

и регламентированная РД 52.24.481-2007

аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96 с изменениями 2002 г.

Аттестация осуществлена по результатам экспериментальных исследований

В результате аттестации установлено, что методика соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками:

1 Диапазон измерений, значения характеристик погрешности и ее составляющих (Р = 0.95)

2 Диапазон измерений, значения пределов повторяемости и воспроизводимости при доверительной вероятности Р = 0,95

3 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 среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).

Алгоритм оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в РД 52.24.481-2007.

Периодичность оперативного контроля и процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

Дата выдачи свидетельства 15 июня 2006 г.

Зам. директора                                                                          Л.И. Минина

Главный метролог ГУ ГХИ                                                     А.А. Назарова