Количественный химический анализ воды

Имея собственную скважину на приусадебном участке, можно не переживать из-за стихийных отключений воды и экономить на оплате коммунальных услуг. Но есть и оборотная сторона медали. Если качество жидкости в центральном водопроводе еще более-менее соответствует гигиеническим нормам, то состав живительной влаги из колодца зачастую остается загадкой. Чтобы не играть со своим здоровьем в русскую рулетку, стоит периодически проводить количественный анализ воды из скважины. Нехитрая процедура позволит вам вовремя выявить посторонние «включения» и установить подходящие фильтры.

Содержание

Химический состав питьевой воды ↑

Что считать нормой ↑

Нормы качества воды регламентирует «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Согласно документу, вода для питья не должна нести угрозы по химическому и бактериологическому составу и обладать приятными органолептическими свойствами. Главными критериями считаются прозрачность, отсутствие привкуса и нейтральный запах.

Вот здесь и начинается самое интересное. Корректировка нормативов проводится в среднем раз в десятилетие, при этом пересмотру подвергается не только нормативная база, но и методики проведения анализов. К сожалению, данные по органолептическим показателям остаются неизменными в течение почти полувека. Как и несколько десятков лет назад, они определяются по субъективным ощущениям.

Реальную картину может предоставить только количественный химический анализ вод, проведенный в аттестованной лаборатории или СЭС. По данным ВОЗ, в повседневной жизни применяется около 70 тысяч видов химических веществ, около 20 процентов из них могут представлять потенциальную токсическую опасность. Чтобы достоверно определить показатели воды, необходимо сложное техническое оснащение и высокочувствительные реагенты.

Распространенные проблемы ↑

Впрочем, не все так страшно. Несмотря на впечатляющее количество потенциальных угроз, в скважинах и колодцах встречается лишь малая часть вредоносных «добавок».

иболее распространенной проблемой считается жесткая, то есть перенасыщенная минеральными компонентами, вода. Чрезмерная жесткость появляется в результате высокой концентрации солей магния и калия. Чем она грозит в быту? Нагревающие приборы быстро покрываются налетом накипи, что значительно снижает их ресурс. В жесткой воде плохо или совсем не пенятся моющие средства, что создает определенные проблемы при стирке и мытье посуды. Минеральные соли плохо влияют на чувствительную кожу – она пересыхает и начинает шелушиться.

Важно! Проблема жесткости воды решается установкой умягчающих фильтров, самый эффективный из которых – система обратного осмоса.

Количественный анализ воды ↑

Виды химического анализа ↑

Количественный анализ воды разделяется на несколько видов:

• Сокращенный анализ;
• Полный химический анализ;
• Анализ отдельных показателей.

В большинстве случаев достаточно лайт-версии. Если результаты подобной проверки выявили отклонения от нормы, то проводится полный анализ с упором на отдельные элементы.

На сегодняшний день наиболее информативным является количественный химический анализ вод. Для глубоких источников (от 25 метров) достаточно изучения состава воды по 14 пунктам. Жидкость из колодцев чаще подвергается загрязнению неорганическими соединениями, поэтому ее исследуют по 25 параметрам.

Важно! Перед вводом в эксплуатацию нового источника всегда проводится расширенный анализ.

Исследование состава воды затрагивает следующие показатели:

• Жесткость;
• Щелочность;
• Содержание железа;
• Окисляемость;
• Наличие и процентное содержание химических примесей.

Стоимость количественного анализа воды колеблется в пределах 50-75 долларов (зависит от лаборатории).

Как взять воду на химический анализ ↑

Достоверность результатов зависит не только от уровня лаборатории, но и от правильности забора воды из скважины. Чтобы в жидкость не попали сторонние примеси, соблюдайте определенные правила:

• Используйте стерильную емкость. Стеклянную тару нужно прокипятить, пластиковую – обдать кипятком.
• Минимальный показательный объем – 1 литр, но лучше набирать не менее 1,5-2 литров.
• Нельзя брать пластиковые бутылки из-под газированных напитков – красители, входящие в состав лимонада, могут негативно повлиять на результаты анализа.

Важно! Пробы воды необходимо доставить в лабораторию в течение 24 часов.

Экспресс-тесты ↑

Как сделать количественный анализ воды в домашних условиях? В хозяйственных магазинах и аптеках можно приобрести экспресс-тесты – комплекты с полосками, пропитанными соответствующими реагентами. Как правило, в набор входит несколько тестов, определяющих самые распространенные загрязнения. Специалисты не рекомендуют полагаться на результаты подобных исследований, поскольку бытовые реагенты срабатывают только при очень высоком уровне содержания вредных веществ. Для периодического контроля или подбора фильтрующих систем домашние способы не подходят.

Важно! Приобретая экспресс-тесты, убедитесь, что они прошли государственную аттестацию и испытания в центрах Минприроды России. Продавец обязан предоставить вам соответствующие документы.

Пределы очистки воды ↑

Количественный химический анализ вод служит основанием для подбора фильтров очистки. Но насколько чистой должна быть питьевая вода? Стоит ли избавляться от всех минеральных веществ, содержащихся в жидкости? Специалисты говорят твердое «нет», и тому есть ряд причин:

• Химические элементы поддерживают кислотно-щелочной баланс нашего организма.
• Фтор, содержащийся в воде, укрепляет зубную эмаль.
• Микроэлементы и соли снижают риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Для здоровья человека крайне важно очистить питьевую воду от излишков солей и минералов, но не сделать ее дистиллированной, то есть полностью избавленной от каких-либо запахов и примесей. Не стоит надеяться на результаты сомнительных тестов и приобретать супер-мощные системы фильтрации без проведения лабораторных анализов. Обращайтесь в сертифицированные центры и будьте здоровы!

Источник: aqua-guru.ru

Скачать:

Скачать: Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод титриметрическим методом. ПНД Ф 14.1:2.100-97
Скачать: Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод титриметрическим методом. ПНД Ф 14.1:2.100-97

Источник: www.ALPPP.ru

1. ВВЕДЕНИЕ

Настоящий документ устанавливает методику количественного химического анализа проб природных и очищенных сточных вод для определения в них величины химического потребления кислорода (ХПК) при содержании органических веществ, эквивалентном потреблению молекулярного кислорода в диапазоне от 4,0 до 80,0 мг/дм³ титриметрическим методом без концентрирования пробы.

При величине ХПК > 50 мг/дм³ определение следует проводить при соответствующем разбавлении пробы дистиллированной водой.

Определению мешают хлориды, сульфиды, соединения железа(II), нитриты и другие неорганические вещества, способные окисляться бихроматом в кислой среде.

Мешающие влияния устраняют в соответствии с п. 10.

2. ПРИНЦИП МЕТОДА

Титриметрический метод определения ХПК основан на окислении органических веществ избытком бихромата калия в растворе серной кислоты при нагревании в присутствии катализатора – сульфата серебра. Остаток бихромата калия находят титрованием раствором соли Мора и по разности определяют количество K₂Cr₂O₇, израсходованное на окисление органических веществ.

3. ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ

Настоящая методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей значений, приведённых в таблице 1.

Таблица 1

Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости, воспроизводимости

Значения показателя точности методики используют при:

– оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией;

– оценке деятельности лабораторий на качество проведения испытаний;

– оценке возможности использования результатов анализа при реализации методики в конкретной лаборатории.

4. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

4.1. Средства измерений

4.2. Вспомогательные устройства

Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.

Допускается использование других, в том числе импортных, средств измерений и вспомогательных устройств с характеристиками не хуже, чем у приведенных в п.п. 4.1 и 4.2.

4.3. Реактивы и материалы

Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации ч.д.а. или х.ч.

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

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

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

5.2. Электробезопасность при работе с электроустановками обеспечивается по ГОСТ 12.1.019.

5.3. Организация обучения работающих безопасности труда проводится по ГОСТ 12.0.004.

5.4. Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.

6. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ

Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой титриметрического метода анализа.

7. УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

·     температура окружающего воздуха               (22 ± 6) °С;

·     атмосферное давление                                     (84 – 106) кПа;

·     относительная влажность                               не более 80 % при температуре 25 °С;

·     частота переменного тока                               (50 ± 1) Гц;

·     напряжение в сети                                           (220 ± 22) В.

8. ОТБОР И ХРАНЕНИЕ ПРОБ

8.1. Отбор проб производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб».

8.2. Посуду, предназначенную для отбора и хранения проб, моют хромовой смесью, затем тщательно (не менее 10 раз) промывают водопроводной и ополаскивают дистиллированной водой.

8.3. Пробы воды отбирают в стеклянную посуду с пробками, не загрязняющими пробу органическими соединениями.

В зависимости от целей анализа определение ХПК можно проводить в нефильтрованной или фильтрованной пробе. В последнем случае пробу предварительно фильтруют через мембранный фильтр 0,45 мкм, очищенный двухкратным кипячением в дистиллированной воде. Допустимо использование бумажных фильтров «синяя лента», промытых дистиллированной водой. При фильтровании через любой фильтр первые порции фильтрата отбрасывают.

Объем отбираемой пробы должен быть не менее 100 см³.

8.4. Определение ХПК, особенно в загрязненных водах, следует проводить как можно скорее после отбора пробы. Допускается хранение пробы при температуре не выше 4 °С не более суток при консервации добавлением раствора серной кислоты (1:2) из расчета 2 см³ на каждые 100 см³ пробы воды.

8.5. При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в котором указывается:

– цель анализа, предполагаемые загрязнители;

– место, время отбора;

– номер пробы;

– должность, фамилия отбирающего пробу, дата.

9. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

9.1. Приготовление растворов и реактивов

9.1.1. Раствор бихромата калия с концентрацией 0,25 моль/дм³ эквивалента.

6,129 г бихромата калия, предварительно высушенного в течение 2 ч при 105 °С, количественно переносят его в мерную колбу вместимостью 500 см³, растворяют в дистиллированной воде, доводят до метки и перемешивают. Раствор устойчив при хранении в плотно закрытой темной склянке в течение 6 мес.

9.1.2. Раствор бихромата калия с концентрацией 0,025 моль/дм³ эквивалента.

50 см³ раствора бихромата калия с концентрацией 0,25 моль/дм³ эквивалента помещают в мерную колбу вместимостью 500 см³ и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Хранят в склянке с притертой пробкой в темном месте не более 6 мес.

9.1.3. Раствор соли Мора с концентрацией 0,25 моль/дм³ эквивалента.

49,0 г соли Мора переносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, растворяют в дистиллированной воде, осторожно добавляют 10 см³ концентрированной серной кислоты и после охлаждения доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Хранят в плотно закрытой посуде не более 6 мес.

9.1.4. Раствор соли Мора с концентрацией 0,025 моль/дм³ эквивалента.

50 см³ раствора соли Мора с концентрацией 0,25 моль/дм³ эквивалента помещают в мерную колбу вместимостью 500 см³ и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Хранят в плотно закрытой посуде не более 3 мес.

Точную концентрацию раствора устанавливают ежедневно или перед серией определений в соответствии с п. 10.2.

9.1.5. Раствор индикатора.

В качестве индикатора используют раствор N-фенилантраниловой кислоты или ферроина (комплекс сульфата железа(II) с 1,10-фенантролином).

Для приготовления раствора N-фенилантраниловой кислоты 0,25 г реактива растворяют в 12 см³ раствора гидрооксида натрия (для ускорения процесса раствор можно слегка подогреть) и разбавляют дистиллированной водой до 250 см³.

Для приготовления раствора ферроина 2,43 г индикатора растворяют в 100 см³ дистиллированной воды.

При приготовлении раствора ферроина на основе 1,10-фенантролина растворяют 0,980 г соли Мора (NH₄)₂Fe(SO₄)₂ · 6H₂O в 100 см³ дистиллированной воды, добавляют 2,085 г 1,10-фенантролина моногидрата или 2,93 г сульфата и перемешивают до растворения последнего.

Раствор индикатора хранят в плотно закрытой склянке из темного стекла не более 3 мес.

9.1.6. Раствор гидроксида натрия, 0,4 %.

0,4 г NaOH растворяют в 100 см³ дистиллированной воды. Раствор устойчив при хранении в плотно закрытой полиэтиленовой посуде не более 2 мес.

9.1.7. Раствор сульфата серебра.

5,0 г Ag₂SO₄ растворяют в 1 дм³ концентрированной серной кислоты. Раствор устойчив в склянке из темного стекла в течение 6 мес.

9.2. Установление точной концентрации раствора соли Мора

Пипеткой вместимостью 10 см³ отбирают 10 см³ раствора бихромата калия с концентрацией 0,025 моль/дм³ эквивалента (п. 9.1.2), переносят в коническую колбу, добавляют 180 см³ дистиллированной воды и 20 см³ концентрированной серной кислоты. После охлаждения добавляют в пробу 3 – 4 капли индикатора ферроина или 10 капель раствора N-фенилантраниловой кислоты и титруют раствором соли Мора с концентрацией 0,025 моль/дм³ эквивалента (п. 9.1.4) до перехода окраски из синевато-зеленой в красно-коричневую при использовании в качестве индикатора ферроина и из красно-фиолетовой в синевато-зеленую при использовании N-фенилантраниловой кислоты.

Титрование повторяют и при отсутствии расхождения в объемах титранта более 0,05 см³ за результат принимают среднее значение. В противном случае повторяют титрование до получения результатов, отличающихся не более, чем на 0,05 см³.

Точную концентрацию раствора соли Мора находят по формуле:

где С_м – концентрация раствора соли Мора, моль/дм³ эквивалента;

С_б – концентрация раствора бихромата калия, моль/дм³ эквивалента;

V_б – объем раствора бихромата калия, взятый для титрования, см³;

V_м – объем раствора соли Мора, пошедший на титрование см³.

10. УСТРАНЕНИЕ МЕШАЮЩИХ ВЛИЯНИЙ

Мешающее влияние хлоридов при концентрациях менее 300 мг/дм³ устраняется за счет присутствия в пробе катализатора (сульфата серебра). При больших содержаниях хлоридов к пробе добавляют сульфат ртути (II) из расчета 100 мг на 10 мг хлоридов.

Мешающее влияние сульфидов и соединений железа (II) устраняют предварительной продувкой пробы воды воздухом, если она не содержит летучих органических соединений, или учитывают при расчете ХПК. В последнем случае определяют их концентрации и пересчитывают на величины ХПК, исходя из того, что 1 мг H₂S и 1 мг Fe²⁺ эквивалентны соответственно 0,47 и 0,14 мг O₂. Таким же образом учитывают влияние нитритов (1 мг NО₂ эквивалентен 0,35 мг O₂).

11. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

11.1. Выполнение измерений в водах с низкой концентрацией хлоридов

Если концентрация хлоридов в пробе анализируемой воды составляет менее 300 мг/дм³, в колбу со шлифом установки для определения ХПК вносят с помощью пипетки 20 см³ воды (или аликвоту, доведенную дистиллированной водой до 20 см³), добавляют 10,0 см³ раствора бихромата калия с концентрацией 0,025 моль/дм³ эквивалента (п. 9.1.2) и 30 см³ раствора сульфата серебра в концентрированной серной кислоте. Для равномерного кипения в колбу бросают 2 – 3 капилляра, присоединяют к ней обратный холодильник и кипятят содержимое на песчаной бане в течение 2 ч.

После охлаждения установки промывают холодильник дистиллированной водой (около 50 см³), отсоединяют его, добавляют в колбу, обмывая ее стенки, еще 50 см³ дистиллированной воды, вновь охлаждают, переносят пробу в коническую колбу, дважды споласкивая колбу, где кипятилась проба, дистиллированной водой (по 20 – 30 см³). Добавляют 3 – 4 капли раствора ферроина (или 10 капель раствора фенилантраниловой кислоты) и титруют избыток непрореагировавшего бихромата калия раствором соли Мора (п. 9.1.4) до перехода окраски индикатора из синевато-зеленой в красно-коричневую при использовании в качестве индикатора ферроина и из красно-фиолетовой в синевато-зеленую при использовании N-фенилантраниловой кислоты.

Аналогичным образом проводят холостой опыт с 20 см³ дистиллированной воды.

11.2. Выполнение измерений в водах с высокой концентрацией хлоридов

Если концентрация хлоридов в воде превышает 300 мг/дм³, к отобранной для анализа пробе (20 см³ или меньшей аликвоте, доведенной до 20 см³ дистиллированной водой) добавляют сульфат ртути из расчета 100 мг на каждые 10 мг содержащихся в пробе хлоридов и тщательно перемешивают. Далее выполняют определение, как описано в п. 11.1. Наличие небольшого количества осадка, образовавшегося после добавления сульфата ртути, не мешает определению.

12. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

12.1. Величину ХПК (бихроматной окисляемости) анализируемой пробы воды X находят по формуле:

где V_мх – объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование в холостом опыте, см³;

V_м – объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование в пробы воды, см³;

С_м – концентрация раствора соли Мора, моль/дм³ эквивалента;

V – объем пробы воды, взятый для определения, см³;

8,0 – масса миллиграмм-эквивалента кислорода, мг.

Если величина ХПК в анализируемой пробе превышает верхнюю границу диапазона (80 мг/дм³), разбавляют пробу с таким расчетом, чтобы величина ХПК входила в регламентированный диапазон, и выполняют определение в соответствии с п. 11.2.

В этом случае величину ХПК в анализируемой пробе воды X находят по формуле:

где Х_V – величина ХПК в разбавленной пробе воды, мг/дм³;

V_V – объем пробы воды после разбавления, см³;

v – объем аликвоты пробы воды, взятой для разбавления, см³.

12.2. Расхождение между результатами анализа, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата анализа, и в качестве окончательного может быть использовано их среднее арифметическое значение. Значения предела воспроизводимости приведены в таблице 2.

Таблица 2

Значения предела воспроизводимости при вероятности Р = 0,95

При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов анализа согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

13. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

Результат анализа X в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде:

Х ± D, мкг/дм³, Р = 0,95,

где D – показатель точности методики.

Значение D рассчитывают по формуле:

D = 0,01 · d · Х.

Значение d приведено в таблице 1.

Если проводилось разбавление пробы воды из-за превышения величины ХПК верхней границы диапазона, значение d выбирают из таблицы 1 для величины ХПК в разбавленной пробе воды Х_V.

Допустимо результат анализа в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде:

Х ± D_л, мкг/дм³, Р = 0,95,

при условии D_л < D,

где Х – результат анализа, полученный в соответствии с прописью методики;

±D_л – значение характеристики погрешности результатов анализа, установленное при реализации методики в лаборатории, и обеспечиваемое контролем стабильности результатов анализа.

Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.

14. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИКИ В ЛАБОРАТОРИИ

Контроль качества результатов анализа при реализации методики в лаборатории предусматривает:

– оперативный контроль процедуры анализа (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

– контроль стабильности результатов анализа (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).

14.1. Алгоритм оперативного контроля процедуры анализа с использованием метода добавок

Оперативный контроль процедуры анализа проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры К_к с нормативом контроля К.

Результат контрольной процедуры К_к рассчитывают по формуле:

К_к = |X¢ – X – C_д|,

где X¢ – результат анализа величины ХПК в пробе с известной добавкой;

X – результат анализа величины ХПК в исходной пробе;

С_д – величина добавки.

Норматив контроля К рассчитывают по формуле.

где D_л,Х¢, D_л,Х – значения характеристики погрешности результатов анализа, установленные в лаборатории при реализации методики, соответствующие величине ХПК в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно.

Примечание. Допустимо характеристику погрешности результатов анализа 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 анализа.

Процедуру анализа признают удовлетворительной, при выполнении условия:

К_к ≤ К.                                                                       (1)

При невыполнении условия (1) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (1) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

14.2. Алгоритм оперативного контроля процедуры анализа с применением образцов для контроля

Оперативный контроль процедуры анализа проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры К_к с нормативом контроля К.

Результат контрольной процедуры К_к рассчитывают по формуле:

К_к = |Х_к – С|,

где Х_к – результат анализа величины ХПК в образце для контроля;

С – аттестованное значение образца для контроля.

Норматив контроля К рассчитывают по формуле:

К = D_л,

где ±D_л – характеристика погрешности результатов анализа, соответствующая аттестованному значению образца для контроля.

Примечание. Допустимо характеристику погрешности результатов анализа 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 анализа.

Процедуру анализа признают удовлетворительной, при выполнении условия:

К_к £ К.                                                                     (2)

При невыполнении условия (2) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (2) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

Периодичность оперативного контроля процедуры анализа, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов анализа регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Источник: StandartGost.ru