"РД 52.24.391-95. Руководящий документ. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации натрия и калия в поверхностных водах суши пламенно-фотометрическим методом"
(утв. и введен в действие Росгидрометом 17.04.1995)

1. Разработан Гидрохимическим институтом.

2. Разработчики Ю.Я. Винников, канд. хим. наук, А.А. Назарова, канд. хим. наук, Е.В. Тимченко.

3. Утвержден и введен в действие Начальником ГУЭМЗ Росгидромета Цатуровым Ю.С. 17.04.95.

4. Одобрен Секцией по методам химического и радиологического мониторинга природной среды ЦКПМ Росгидромета 11.04.95, протокол N 2.

5. Свидетельства об аттестации МВИ выданы Гидрохимическим институтом в 1995 г., N 43 и N 56.

6. Зарегистрирован ЦКБ ГМП в 1995 г., N 391.

7. Взамен РД 52.24.43-87 и РД 52.24.56-88.

Ионы натрия и калия входят в число основных компонентов растворенного минерального вещества поверхностных вод суши. Источниками поступления этих металлов в водные объекты являются изверженные породы и продукты процессов их химического разложения - осадочные породы и растворимые соли (хлориды, сульфаты, карбонаты), а также бытовые и промышленные сточные воды и смывы с сельхозугодий.

В поверхностных водах суши концентрация натрия и калия колеблется в диапазоне 1 - 1000 мг/куб. дм и 0,6 - 300 мг/куб. дм соответственно в зависимости от физико-географических условий и геологических особенностей расположения водного объекта и интенсивности антропогенного воздействия на него. Обычно содержание калия существенно ниже, чем натрия и не превышает 20 мг/куб. дм.

Содержание натрия и калия в воде нормируется в зависимости от характера использования водного объекта. ПДК натрия для водных объектов хозяйственно-питьевого назначения составляет 200 мг/куб. дм, рыбохозяйственного - 120 мг/куб. дм. Содержание калия нормируется только в воде рыбохозяйственных водоемов (ПДК 50 мг/куб. дм).

Наиболее распространенным методом для определения натрия и калия в поверхностных водах суши является пламенная фотометрия. Она обеспечивает определение обоих металлов на уровне много ниже ПДК.

Настоящий руководящий документ устанавливает пламенно-фотометрическую методику выполнения измерений массовой концентрации натрия и калия в пробах поверхностных вод суши в диапазоне 1,0 - 50,0 мг/куб. дм. При анализе проб воды с массовой концентрацией натрия и калия, превышающей 50,0 мг/куб. дм, необходимо соответствующее разбавление пробы дистиллированной водой.

В соответствии с ГОСТ 27384 норма погрешности при выполнении измерений натрия в природных водах в диапазоне массовых концентраций 1 - 50 мг/куб. дм составляет +/- 15%, свыше 50 мг/куб. дм - +/- 10%. Норма погрешности при выполнении измерений калия в природных водах в диапазоне массовых концентраций 1 - 5 мг/куб. дм составляет +/- 20%, свыше 5 мг/куб. дм - +/- 15%.

Установленные для настоящей методики значения характеристик погрешности и ее составляющих приведены в таблицах 1, 2.

При выполнении измерений в пробах с массовой концентрацией натрия и калия свыше 50 мг/куб. дм после соответствующего разбавления погрешность измерения не превышает величины ДЕЛЬТА n, где ДЕЛЬТА - погрешность измерения концентрации натрия и калия в разбавленной пробе; n - степень разбавления.

В основу определения положена способность атомов натрия и калия возбуждаться в пламени и при переходе в нормальное состояние излучать свет определенных длин волн. В испускаемом свете выделяют характерную для определяемого металла спектральную линию (лямбда = 589 нм для натрия и 768 нм для калия). Ее интенсивность, пропорциональная содержанию определяемого металла, регистрируется как аналитический сигнал.

Определению мешает наличие в воде ионов кальция при концентрации более 50 мг/куб. дм. Это мешающее влияние устраняют либо разбавлением пробы дистиллированной водой (при достаточно высоком содержании натрия и калия), либо введением в анализируемые пробы специального буферного раствора (хлорида цезия и нитрата алюминия).

4.1.1. Пламенный фотометр типа ПФМ по ТУ 3-3-561, ПАЖ-1 по ТУ 25-05-1431 или атомно-абсорбционный спектрофотометр типа С-115.

4.1.2. Весы аналитические 2 класса точности по ГОСТ 24104.

4.1.3. Весы технические лабораторные 4 класса точности по ГОСТ 24104 с пределом взвешивания 200 г.

4.1.4. Компрессор воздушный любого типа, обеспечивающий расход воздуха до 20 куб. дм/мин.

4.1.5. Шкаф сушильный общелабораторного назначения по ГОСТ 13474.

4.1.6. Плитка электрическая по ГОСТ 14919.

4.1.7. Колбы мерные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 1770 вместимостью:

25 куб. см - 5

100 куб. см - 5

500 куб. см - 1.

4.1.8. Пипетки градуированные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29227 вместимостью:

1 куб. см - 1

2 куб. см - 1

5 куб. см - 3.

4.1.9. Пипетки с одной меткой не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29169 вместимостью:

5 куб. см - 1

10 куб. см - 1.

4.1.10. Цилиндр мерный по ГОСТ 1770 вместимостью 500 куб. см - 1.

4.1.11. Стаканы химические по ГОСТ 25336 вместимостью:

50 куб. см - 20

100 куб. см - 1

1000 куб. см - 1.

4.1.12. Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336 - 2.

4.1.13. Шпатель фарфоровый.

4.1.14. Сосуды полиэтиленовые для хранения градуировочных растворов.

4.1.15. Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных или бумажных фильтров.

Допускается использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного оборудования, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.1.

4.2.1. Стандартный образец состава водных растворов ионов натрия и калия или хлорид натрия по ГОСТ 4233, х.ч., и хлорид калия по ГОСТ 4234, х.ч.

4.2.2. Хлорид цезия по ГОСТ, ч.д.а.

4.2.3. Нитрат алюминия, нонагидрат по ГОСТ, ч.д.а.

4.2.4. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

4.2.5. Пропан-бутан в баллоне.

4.2.6. Фильтры мембранные "Владипор МФА-МА", 0,45 мкм, по ТУ 6-05-1903 или другого типа, равноценные по характеристикам, или фильтры бумажные обеззоленные "синяя лента" по ТУ 6-09-1678.

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

Отбор проб производят в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05. При наличии значительного количества взвесей воду фильтруют через мембранный фильтр 0,45 мкм или бумажный фильтр. Пробы хранят в полиэтиленовой посуде в темном месте не более 6 мес.

6.1. Приготовление буферного раствора

6.2. Приготовление градуировочных растворов

Градуировочные растворы, аттестованные по процедуре приготовления, готовят из стандартных образцов или хлоридов натрия и калия.

Массовая концентрация натрия или калия в градуировочном растворе должна составлять 1,000 г/куб. дм.

При использовании стандартных образцов производят разбавление исходных растворов в соответствии с инструкцией по их применению. Приготовление градуировочных растворов из твердых солей выполняют следующим образом:

1,2710 г хлорида натрия или 0,9535 г хлорида калия, предварительно высушенных при 105 °C в течение 2 ч, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 куб. см, растворяют в дистиллированной воде и объем раствора доводят дистиллированной водой до метки. Хранят в плотно закрытом полиэтиленовом сосуде не более 1 года.

Для всех градуировочных растворов погрешности, обусловленные процедурой приготовления, не превышают 0,5% относительно приписанного значения массовой концентрации натрия или калия.

6.3. Подготовка измерительного прибора

Пламенный фотометр или атомно-абсорбционный спектрофотометр готовят к работе в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.

6.4. Установление градуировочных зависимостей

В мерные колбы вместимостью 100 куб. см последовательно вносят 0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 куб. см градуировочного раствора натрия (калия) с массовой концентрацией 1,000 мг/куб. дм. Объемы растворов доводят до меток на колбах дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Массовая концентрация натрия (калия) в полученных растворах составит соответственно 0,0; 10,0; 20,0; 30,0; 40,0; 50,0 мг/куб. дм. Растворы используют в день приготовления.

25 - 30 куб. см каждого из полученных растворов переносят в стаканы вместимостью 50 куб. см, последовательно распыляют их в пламени горелки фотометра в соответствии с инструкцией по его эксплуатации и записывают показания прибора. Повторяют измерение и значения аналитического сигнала для каждой концентрации усредняют, если расхождение между ними не превышает 3% для натрия и 5% для калия. В противном случае следует вновь повторить измерение.

Градуировочные зависимости строят в координатах: массовая концентрация натрия (калия), мг/куб. дм, - средняя величина аналитического сигнала графически или устанавливают градуировочную зависимость в соответствии с инструкцией по эксплуатации используемого прибора. Градуировочную зависимость устанавливают перед выполнением каждой серии измерений.

В мерные колбы вместимостью 25 куб. см вносят по 2,5 куб. см буферного раствора и доводят объемы растворов в колбах до метки водой анализируемых проб (при содержании кальция менее 50 мг/куб. дм допускается вместо буферного раствора использовать 2,5 куб. см дистиллированной воды). Переносят пробы в стаканы вместимостью 50 куб. см, распыляют их в пламени горелки фотометра в соответствии с инструкцией по его эксплуатации и измеряют величину аналитического сигнала определяемого металла при соответствующей длине волны (589 нм для натрия и 768 нм для калия). Повторяют измерение, и значения аналитического сигнала усредняют, если расхождение между ними не превышает 3% при определении натрия и 5% при определении калия по отношению к средней величине сигнала. В противном случае измерение повторяют.

Если величина аналитического сигнала пробы выше таковой для последней точки градуировочной зависимости, повторяют определение с меньшей аликвотой анализируемой воды. Для этого в мерную колбу вместимостью 25 куб. см вносят 2,5 куб. см буферного раствора, аликвоту анализируемой воды (1 - 10 куб. см) и доводят до метки дистиллированной водой.

Массовую концентрацию натрия (калия) в анализируемой пробе воды рассчитывают по формуле

где ДЕЛЬТА - характеристика погрешности измерения для данной массовой концентрации натрия или калия (таблицы 1, 2).

Численное значение результата измерения должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значение характеристики погрешности.

Оперативный контроль погрешности проводят с использованием метода добавок совместно с методом разбавления пробы. Периодичность контроля - не менее одной контрольной на 15 - 20 рабочих проб за период, в течение которого условия проведения анализа неизменны.

При превышении норматива повторяют измерение с использованием другой пробы. При повторном превышении норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

10.1. При выполнении измерений массовой концентрации натрия и калия в пробах поверхностных вод суши соблюдают требования безопасности, установленные в "Правилах по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета", Л., Гидрометеоиздат, 1983, или в "Типовой инструкции по технике безопасности для гидрохимических лабораторий служб Роскомвода", М., 1995.

10.2. По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся к 3, 4 классам опасности по ГОСТ 12.1.007.

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

10.4. Оператор, которому поручено выполнение анализа, должен быть проинструктирован о мерах предосторожности при работе с горючими и сжатыми газами и электрооборудованием.

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица с высшим профессиональным образованием или со средним профессиональным образованием и стажем работы в лаборатории не менее 1 года.

На приготовление растворов и реактивов в расчете на 100 определений - 1,0 чел.-ч.

На определение калия или натрия в серии из 10 проб (включая установление градуировочной зависимости) - 3,0 чел.-ч.

Затраты времени на подготовку посуды включены в затраты времени на проведение анализа.