МУК 4.1.1255-03 Методы контроля. Химические факторы. Измерение массовой концентрации алюминия флуориметрическим методом в пробах питьевой воды и воды поверхностных и подземных источников водопользования
МУК 4.1.1255-03
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Измерение массовой концентрации алюминия
флуориметрическим методом в пробах питьевой воды и воды
поверхностных и подземных источников водопользования
Дата введения 2003-09-01
УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г.Онищенко 1 апреля 2003 г.
1. Введение
1.1. Назначение и область применения
Настоящие методические указания устанавливают методику выполнения измерения массовой концентрации алюминия в пробах воды поверхностных и подземных источников водопользования, а также питьевой воды флуориметрическим методом.
Диапазон измеряемых концентраций алюминия в пробах природных и питьевых вод 0,01-5,0 мг/дм
. Допускается разбавление пробы при высоком содержании алюминия, но не более чем в 10 раз.
Допустимо присутствие до 1 г/дм аммония, щелочных, щелочно-земельных элементов, до 100 мг/дм фосфата, до 5 мг/дм фторида, до 10 мг/дм цинка, свинца, до 2 мг/дм железа, 0,5 мг/дм хрома, 0,1 мг/дм меди.
1.2. Физико-химические и токсикологические свойства алюминия
Алюминий - серебристый или светло-серый металл.
Физические характеристики: температура плавления технического Al (99,5%) 658 °С, температура кипения 2348...2486 °С, плотность 2,7. Хорошо проводит тепло и электрический ток.
Химические свойства: растворяется в щелочах, соляной и серной кислотах. Покрыт тонкой пленкой оксида, защищающей от коррозии. Мелкая пыль в воздухе взрывоопасна.
Токсическое действие заключается, с одной стороны, в механическом раздражении легочной ткани, с другой - в осаждении белков и образовании необратимых белковых соединений в виде волокнистых субстанций без признаков воспаления.
Алюминий относится к веществам 3-го класса опасности.
Предельно допустимые концентрации алюминия в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляют 0,2 (0,5) мг/дм (Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. ГН 2.1.5.1093-02).
Предельно допустимые концентрации алюминия в питьевой воде 0,5 мг/дм (Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01).
2. Характеристика погрешности измерений
Характеристика погрешности измерений (граница допускаемой относительной погрешности измерений для доверительной вероятности 
=0,95) приведена в табл.1.
Таблица 1
Характеристика погрешности измерений для доверительной вероятности =0,95
|
Диапазон концентраций алюминия, мг/дм |
Значения характеристики погрешности, ± |
|
от 0,01 до 0,05 включительно |
50 |
|
свыше 0,05 до 0,2 включительно |
30 |
|
свыше 0,2 до 5,0 включительно |
20 |
3. Метод измерений
Метод измерений основан на взаимодействии ионов алюминия с люмогаллионом в среде ацетатного буфера (рН 4,6-4,9) с образованием флуоресцирующего комплекса в присутствии маскирующего агента - аскорбиновой кислоты, с последующим измерением интенсивности флуоресценции.
4. Средства измерений, вспомогательные устройства,
реактивы и материалы
При выполнении измерений массовой концентрации алюминия применяются следующие средства измерения, реактивы, вспомогательные устройства и материалы.
4.1 Средства измерений
|
Анализатор жидкости "Флюорат-02" или другой люминесцентный анализатор, флуориметр или спектрофлуориметр, удовлетворяющий требованиям указанных ТУ |
ТУ 4321-001-20506233-94 |
|
Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г и ценой деления 1,0 мг, любого типа |
|
|
Колбы мерные 2-100-2, 2-25-2, 2-1000-2, 2-200-2 |
|
|
Пипетки с одной отметкой 2-го класса точности, вместимостью 5, 10, 25 см |
|
|
Пипетки градуированные 2-го класса точности, вместимостью 1, 2, 5, 10 см |
|
|
Государственный стандартный образец состава раствора ионов алюминия (III): массовая концентрация 1 мг/см |
Допускается использование средств измерений с аналогичными или лучшими метрологическими характеристиками. Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.
4.2. Реактивы
|
Вода дистиллированная |
|
|
Кислота соляная, ос.ч. |
|
|
Натрий уксуснокислый трехводный, ос.ч. |
ТУ 6-09-1567-78 |
|
Уксусная кислота, ос.ч. |
|
|
Люмогаллион, ч.д.а. |
ТУ 6-09-3122-66 |
|
Аскорбиновая кислота, фарм. |
Р.73.941.09 |
Допускается применение реактивов, изготовленных по иной нормативно-технической документации, с техническими характеристиками не хуже, чем у указанных.
4.3. Вспомогательные устройства и материалы
|
Бидистиллятор или аппарат для перегонки воды (кварцевый или стеклянный) |
ТУ 25.11-1592-81 |
|
Колбы плоскодонные, вместимостью 100, 500 и 1000 см |
|
|
Воронки лабораторные |
|
|
Стакан лабораторный термостойкий, вместимостью 50 и 100-150 см |
|
|
Электроплитка бытовая |
|
|
Фильтры обеззоленные "синяя лента" |
ТУ 6-09-1678-86 |
|
Бумага индикаторная универсальная |
ТУ 6-09-1181-76 |
Описание подготовки химической посуды к анализу приведено в прилож.А.
5. Подготовка к выполнению измерений
При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы: отбор и консервирование проб, а также приготовление вспомогательных и градуировочных растворов и градуировка анализатора.
5.1. Отбор и консервирование проб
Общие требования к отбору проб по ГОСТ Р 51592. Отбор проб питьевой воды производится по ГОСТ Р 51593, поверхностных вод - по ГОСТ 17.1.5.05. Для хранения и транспортирования проб используют сосуды из полиэтилена или фторопласта.
Объем отбираемой пробы составляет 100 см.
При определении общего алюминия пробу консервируют добавлением концентрированной соляной кислоты из расчета 1 см на 1 дм пробы, выдерживают 8-12 ч и фильтруют через фильтр "синяя лента" или мембранные фильтры с размером пор 0,45 мкм, отбрасывая первые 25 см фильтрата.
Если проба фильтруется очень медленно, то фильтр предварительно промывают 25 см раствора соляной кислоты по п.5.2.3, а затем фильтруют пробу.
При определении растворимых форм алюминия пробу сначала фильтруют, а затем консервируют соляной кислотой в том же соотношении. Время хранения пробы до фильтрования не должно превышать 4 ч.
Далее в тексте отфильтрованная и законсервированная проба будет называться "подготовленная проба".
5.2. Приготовление растворов
5.2.1. Получение бидистиллированной воды
Бидистиллированную воду получают путем повторной дистилляции воды, соответствующей ГОСТ 6709-72, в бидистилляторе или лабораторной установке для перегонки воды, выполненной из кварца или стекла. Все растворы готовят только на бидистиллированной воде.
5.2.2. Раствор соляной кислоты, объемная доля 1%
В стакан из термостойкого стекла помещают 500 см бидистиллированной воды и медленно, при помешивании, добавляют 5 см концентрированной соляной кислоты.
Срок хранения не ограничен.
5.2.3. Раствор соляной кислоты, объемная доля 0,1%
В стакан из термостойкого стекла помещают 450 см бидистиллированной воды и добавляют 50 см раствора соляной кислоты по п.5.2.2.
5.2.4. Раствор люмогаллиона, молярная концентрация 0,00025 моль/дм
Навеску 17,2 мг люмогаллиона растворяют в 200 см бидистиллированной воды. Раствор устойчив при хранении в холодильнике в течение двух месяцев.
5.2.5. Раствор аскорбиновой кислоты, массовая концентрация 2 мг/см
В 100 см бидистиллированной воды растворяют 200 мг аскорбиновой кислоты.
Срок хранения - не более 3 дней.
5.2.6. Ацетатный буферный раствор, рН 4,6-4,9
В 100-150 см бидистиллированной воды растворяют 13,6 г уксуснокислого натрия трехводного, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см, приливают 5,5 см концентрированной уксусной кислоты, осторожно перемешивают и разбавляют до метки водой. Раствор хранят в сосуде из полиэтилена.
Срок хранения - 3 месяца.
5.2.7. Раствор алюминия, массовая концентрация 100 мг/дм
Для приготовления указанного раствора отбирают 5 см ГСО состава раствора ионов алюминия массовой концентрации 1 мг/см, помещают в мерную колбу вместимостью 50 см, добавляют 0,5 см раствора соляной кислоты по п.5.2.2, доводят до метки бидистиллированной водой и тщательно перемешивают.
Срок хранения раствора - 3 месяца.
5.2.8. Раствор алюминия, массовая концентрация 10 мг/дм
В мерную колбу вместимостью 100 см помещают 10 см раствора, приготовленного по п.5.2.7, прибавляют 1 см раствора соляной кислоты (п.5.2.2) и разбавляют до метки бидистиллированной водой.
Срок хранения раствора - 3 недели.
5.2.9. Раствор алюминия, массовая концентрация 0,1 мг/дм
В мерную колбу вместимостью 100 см помещают 1 см раствора алюминия по п.5.2.8, приливают 1 см раствора соляной кислоты по п.5.2.2 и разбавляют до метки бидистиллированной водой.
Срок хранения раствора - 1 неделя.
5.3. Приготовление растворов для градуировки анализатора
В мерную колбу вместимостью 25 см помещают 10 см бидистиллированной воды (раствор N 1). Во вторую мерную колбу вместимостью 25 см вводят 10 см раствора алюминия (п.5.2.9) с концентрацией 0,1 мг/дм (раствор N 2). Затем в обе колбы прибавляют по 2,5 см раствора аскорбиновой кислоты (п.5.2.5), по 5 см раствора люмогаллиона (п.5.2.4) и 5 см ацетатного буферного раствора (п.5.2.6). Содержимое колб доводят до метки бидистиллированной водой, перемешивают и выдерживают до начала измерений не менее 45 мин, защищая от прямых солнечных лучей.
5.4. Градуировка анализатора
и контроль стабильности градуировочной характеристики
При градуировке прибора и всех измерениях в канале возбуждения используют светофильтр N 19, а в канале регистрации - светофильтр N 17.
Градуировку анализатора осуществляют путем измерения сигналов флуоресценции растворов, приготовленных по п.5.3. Градуировочные растворы и растворы для контроля стабильности градуировочной характеристики необходимо готовить одновременно с приготовлением растворов анализируемых проб по п.6.
Для модификаций "Флюорат-02-1" и "Флюорат-02-3"
Установку режима "Фон" производят при помощи раствора N 1, а установление параметра "А" в режиме "Градуировка" (нажатием клавиши "Г") - при помощи раствора N 2. Параметр "С" задается равным 0,100.
Для модификации "Флюорат-02-2М" и "Флюорат-02-3М"
Входят в меню "Градуировка", устанавливают С0=0 и С1=0,100. Значение параметра "J0" устанавливают по раствору N 1, а "J1" - по раствору N 2. При этом значения параметров "С2"-"С6" и "J2"-"J6" должны быть равны нулю.
Диапазон измерений концентраций алюминия по градуировочной характеристике 0,01-1,0 мг/дм.
Контроль стабильности градуировочной характеристики проводится при измерении алюминия в каждой серии проб. Он состоит в проведении не менее двух параллельных измерений концентрации алюминия в одной или нескольких смесях (табл.2, смеси NN 2-8). Приготовление образца для измерения производится согласно п.5.3.
Таблица 2
Смеси для контроля стабильности градуировочной характеристики анализатора
|
N смеси |
Компоненты |
Объем, см |
Концентрация алюминия, мг/дм |
Относительная погрешность ( |
|
1 |
Раствор алюминия (п.5.5.8) |
10,0 |
1,4 |
|
|
2 |
Смесь N 1 |
10 |
||
|
Соляная кислота по п.5.2.2 |
1 |
|||
|
Бидистиллированная вода |
до 100 |
1,0 |
1,6 |
|
|
3 |
Смесь N 2 |
50 |
||
|
Соляная кислота по п.5.2.2 |
1 |
|||
|
Бидистиллированная вода |
до 100 |
0,5 |
1,8 |
|
|
4 |
Смесь N 2 |
20 |
||
|
Соляная кислота по п.5.2.2 |
1 |
|||
|
Бидистиллированная вода |
до 100 |
0,2 |
1,8 |
|
|
5 |
Смесь N 2 |
10 |
||
|
Соляная кислота по п.5.2.2 |
1 |
|||
|
Бидистиллированная вода |
до 100 |
0,1 |
1,8 |
|
|
6 |
Смесь N 5 |
50 |
||
|
Соляная кислота по п.5.2.2 |
1 |
|||
|
Бидистиллированная вода |
до 100 |
0,05 |
2,0 |
|
|
7 |
Смесь N 5 |
20 |
||
|
Соляная кислота по п.5.2.2 |
1 |
|||
|
Бидистиллированная вода |
до 100 |
0,02 |
2,0 |
|
|
8 |
Смесь N 5 |
10 |
||
|
Соляная кислота по п.5.2.2 |
1 |
|||
|
Бидистиллированная вода |
до 100 |
0,01 |
2,0 |
Градуировка признается стабильной, если расхождение между аттестованным и измеренным значениями концентрации алюминия в смесях не превышает 10% в диапазоне 0,1-1,0 мг/дм и 20% при меньших концентрациях. При несоответствии полученных результатов указанным нормативам процесс градуировки необходимо повторить.
На стадии освоения методики контроль стабильности градуировочной характеристики проводят ежедневно. В дальнейшем контроль градуировочной характеристики проводят не реже 1 раза в месяц, а также при смене реактивов.
Для приборов модификаций "Флюорат-02-1" и "Флюорат-02-3", не имеющих энергонезависимой памяти, контроль стабильности градуировочной характеристики проводят после каждой новой градуировки прибора.
При использовании иных люминесцентных анализаторов градуировку и измерение проб производят в соответствии с руководством по эксплуатации.
6. Выполнение измерений
Для каждой подготовленной пробы выполняют два параллельных определения концентрации алюминия.
При выполнении измерений должны быть выполнены следующие работы: переведение алюминия в реакционноспособную форму, приготовление рабочих растворов и определение концентрации алюминия.
Для выполнения измерений при концентрации алюминия выше 1,0 мг/дм подготовленную пробу разбавляют 0,1%-ным раствором соляной кислоты по п.5.2.3 таким образом, чтобы концентрация алюминия в разбавленной пробе составляла от 0,2 до 0,8 мг/дм. Коэффициент разбавления (
) равен соотношению объемов разбавленной пробы и аликвотной порции исходной подготовленной пробы.
Для проведения анализа отбирают в термостойкий стакан аликвотную порцию подготовленной пробы (объем аликвотной порции составляет 10 см), кипятят в течение 15 мин. Одновременно готовят холостую пробу, для чего берут 10 см соляной кислоты по п.5.2.3 и также кипятят в течение 15 мин.
Полученные растворы количественно переносят в мерные колбы вместимостью 25 см, добавляют 2,5 см раствора аскорбиновой кислоты (п.5.2.5), 5 см раствора люмогаллиона (п.5.2.4) и 5 см ацетатного буферного раствора (п.5.2.6), доводят до метки бидистиллированной водой и перемешивают.
Через 45 мин производят определение концентрации алюминия на приборе "Флюорат-02", делая для каждого раствора по два последовательных отсчета и вычисляя среднее арифметическое.
Если измеренная концентрация алюминия в пробе превышает 1,0 мг/дм, то пробу необходимо разбавить раствором соляной кислоты (п.5.2.3) таким образом, чтобы концентрация алюминия в разбавленной пробе составляла от 0,2 до 0,8 мг/дм, и повторить определение.
7. Обработка результатов измерений
Массовую концентрацию алюминия в пробе (
, мг/дм) вычисляют по формуле:
, где (1)
- измеренная концентрация алюминия в рабочем растворе, мг/дм;
- концентрация алюминия в холостой пробе, мг/дм;
- коэффициент разбавления пробы при содержании алюминия выше 1,0 мг/дм, равный соотношению конечного объема пробы и аликвотной порции разбавляемой подготовленной пробы. Если пробу не разбавляют, то = 1.
8. Оформление результатов измерений
За результат анализа (
) принимают среднее арифметическое результатов параллельных определений 
и 
(
), расхождение между которыми не превосходит значений норматива контроля сходимости 
. Значения норматива контроля сходимости приведены в прилож.Б. Значение выбирают для среднего арифметического .
Результат количественного анализа в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
- результат анализа (мг/дм), 
(%), = 0,95, где - характеристика погрешности (табл.1),%;
- 
, мг/дм, = 0,95, где
(2)
Результат измерений должен оканчиваться тем же десятичным разрядом, что и погрешность. Результаты измерений регистрируют в протоколах, в которых указывают:
- ссылку на настоящий документ;
- описание пробы (номер, источник, дата отбора и анализа и т.п.);
- отклонения от текста методики при проведении измерений, если таковые имелись, и факторы, отрицательно влияющие на результаты анализа;
- результат измерения и его погрешность;
- фамилию исполнителя.
9. Контроль точности измерений
Контроль точности измерений (воспроизводимости и погрешности) проводят в соответствии с алгоритмом, изложенным в прилож.Б. Нормативы контроля также приведены в прилож.Б.
Текст документа сверен по:
официальное издание
Измерение массовой концентрации
химических веществ люминесцентными
методами в объектах окружающей среды.
Сборник методических указаний:
МУК 4.1.1255-4.1.1274. -
М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора
Минздрава России, 2003 год