Определение сухого остатка, взвешенных, растворенных веществ, осадка при отстаивании. Загрязнения: что такое взвешенные вещества? Пнд ф взвешенные вещества в сточной воде

НОРМАТИВНО-
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
И КОТЕЛЬНЫХ

ОТРАСЛЕВЫЕ СТАНДАРТЫ

ВОДЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ
ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗВЕШЕННЫХ
ВЕЩЕСТВ, СУХОГО
И ПРОКАЛЕННОГО ОСТАТКА,
ЦИНКА, ХЛОРИДОВ,
НИТРИТОВ,
НЕФТЕПРОДУКТОВ

ОСТ 34-70-953.13-90 ÷
ОСТ 34-70-953.18-90

Москва 1993

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.01.93

Настоящий стандарт распространяется на производственные воды тепловых электростанций и устанавливает гравиметрический метод определения взвешенных веществ в исходной воде, известково-коагулированной, умягченной, питательной, котловой и теплофикационной водах.

Метод может быть использован при анализе исходной и производственных вод атомных электростанций.

Сущность метода состоит в определении фильтрованием общего содержания нерастворенных в воде частиц минерального и органического происхождения, с последующим высушиванием и взвешиванием полученного осадка, а, прокалив этот осадок и взвесив, определяем прокаленные взвешенные вещества.

Чувствительность определения взвешенных веществ составляет 5 мг/кг.

1. ОТБОР ПРОБ

Пробу отбирают и хранят в стеклянных или полиэтиленовых бутылях.

Анализ пробы должен быть выполнен в течение 8 часов после ее отбора.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ

Весы лабораторные общего назначения II класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104-88 ;

баня водяная с электронагревом;

шкаф сушильный СНОЛ-3,5/3-М-2 УЧ.2;

печь муфельная с нагревом до 1000 °С;

насос вакуумный (водоструйный) по ГОСТ 25336-82 ;

стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82 ;

склянки предохранительные по ГОСТ 25336-82 ;

стаканы химические вместимостью до 1000 см3 по ГОСТ 25336-82 ;

колбы мерные вместимостью от 50 до 1000 см3 по ГОСТ 1770-74 ;

палочки стеклянные;

аппарат Зейтца или Олихова со стеклянной трубкой;

фильтры бумажные обеззоленные («белая лента») по ТУ6-09-1678-86;

мембранные фильтры диаметром 30 - 50 мм, величина пор от 0,6 до 1 мкм. Изготовитель: Мытищинская фабрика экспериментальных мембранных фильтров.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

Определение взвешенных веществ ведут с использованием бумажных или мембранных фильтров по настоящему документу, либо методом, изложенным в РД 34.37.529-96 «Воды производственные тепловых электростанций. Метод определения качества воды, поступающей на установку обратного осмоса».

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4 .2 . Подготовленный мембранный фильтр, высушенный в сушильном шкафу при 105 °С до постоянного веса, взвешивают на аналитических весах и помеченный карандашом накладывают матовой стороной вверх на прокладку из фильтровальной бумаги, диаметр которой равен диаметру нижней поверхности аппарата для фильтрования. Фильтр с прокладкой помещают на нижнюю часть аппарата, смачивают дистиллированной водой и включают отсос. Плотно укрепляют фильтр, прикручивая шайбой верхнюю часть аппарата. В зависимости от количества взвешенных веществ пробу объемом 100 - 500 см3 фильтруют, применяя вакуум. Частички, приставшие к стенкам аппарата Зейтца, смывают дистиллированной водой на мембранный фильтр. По окончании фильтрования фильтр с осадком, не снимая с прокладки, подсушивают на воздухе, затем сушат при 105 °С в сушильном шкафу до постоянного веса, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Фильтрование через мембранные фильтры невозможно для маслянистых или жирных веществ.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5 .1 . Общее содержание взвешенных веществ (Хобщ), в миллиграммах на килограмм, вычисляют по формуле

где а - масса бюкса с фильтром или мембранного фильтра с осадком взвешенных веществ после высушивания, г; б - масса бюкса с сухим фильтром или вес мембранного фильтра, г; V - объем пробы, взятой для определения, см3.

РД 52.24.468-2005

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА И ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ

ГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН ГУ «Гидрохимический институт»

2. РАЗРАБОТЧИКИ Л.В. Боева, канд. хим. наук, А.А. Назарова, канд. хим. наук

3. УТВЕРЖДЕН Заместителем руководителя Росгидромета 15.06.2005 г.

4. СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ Выдано метрологической службой ГУ «Гидрохимический институт» 30.12.2004 г. № 112.24-2004.

5. ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ ЦКБ ГМП за номером РД 52.24.468-2005 от 30.06.2005 г.

6. ВЗАМЕН РД 52.24.468-95 «Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации взвешенных веществ и общего содержания примесей в водах весовым методом»

Введение

Взвешенные вещества - это вещества, которые остаются на фильтре при использовании того или иного способа фильтрования. Общепринятым является отнесение к ним частиц минерального и органического происхождения, остающихся на фильтре при фильтровании пробы через фильтр с диаметром пор 0,45 мкм.

Общее содержание примесей - сумма всех растворенных и взвешенных веществ, которые определяют выпариванием нефильтрованной пробы воды, высушиванием полученного остатка при 105 °C до постоянной массы и взвешиванием.

РД 52.24.468-2005

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА И ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ
ПРИМЕСЕЙ В ВОДАХ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ
ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
ГРАВИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Дата введения 2005-07-01

1. Область применения

Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений (далее - методика) массовой концентрации взвешенных веществ (более 5 мг/дм 3) и общего содержания примесей (более 10 мг/дм 3) в поверхностных водах суши и очищенных сточных водах гравиметрическим методом.

2. Характеристики погрешности измерения

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

2.2. 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.

Таблица 1 - Диапазон измерений, значения характеристик погрешности и ее составляющих (P = 0,95)

3.1.1. Весы аналитические 2 класса точности по ГОСТ 24104-2001 .

3.1.2. Цилиндры мерные по ГОСТ 1770-74 вместимостью:

100 см 3 - 6 шт.

250 см 3 - 6 шт.

500 см 3 - 1 шт.

1 дм 3 - 1 шт.

3.1.3. Колбы конические по ГОСТ 25336-82 вместимостью:

500 см 3 - 6 шт.

1 дм 3 - 6 шт.

3.1.4. Стакан термостойкий по ГОСТ 25336-82 вместимостью:

500 см 3 - 1 шт.

3.1.5. Стаканчики для взвешивания (бюксы) низкие по ГОСТ 25336-82 диаметром не более 6 см - 6 шт.

3.1.6. Чашки фарфоровые по ГОСТ 9147-80 вместимостью 100 - 150 см 3 - 6 шт.

3.1.7. Тигли фарфоровые с крышками по ГОСТ 9147-80

диаметром 25 - 35 мм - 6 шт.

3.1.8. Чашки биологические низкие (Петри) по ГОСТ 25336-82

диаметром 100 - 150 мм - 2 шт.

3.1.10. Шкаф сушильный общелабораторного назначения.

3.1.11. Печь муфельная по ТУ 79 РСФСР 337-72.

3.1.12. Плитки электрические по ГОСТ 14919-83 .

3.1.13. Баня водяная.

3.1.14. Устройство для фильтрования проб под вакуумом с использованием мембранных фильтров или воронки лабораторные по ГОСТ 25336-82

диаметром 6 - 8 см - 6 шт.

3.1.15. Пинцет.

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

3.2. При выполнении измерений применяют следующие реактивы и материалы

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

3.2.2. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72 .

3.2.3. Фильтры мембранные любого типа, устойчивые к нагреванию до 110 °C, диаметром не более 6 см, с диаметром пор 0,45 мкм или фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента», диаметром не более 11 см по ТУ 6-09-1678-86.

3.2.4. Бумага фильтровальная.

4. Метод измерения

Гравиметрический метод определения массовой концентрации взвешенных веществ основан на фильтровании пробы воды через фильтр с диаметром пор 0,45 мкм и взвешивании полученного осадка после высушивания его до постоянной массы.

Гравиметрический метод определения суммарной массовой концентрации растворенных и взвешенных веществ (общего содержания примесей) основан на выпаривании известного объема нефильтрованной анализируемой воды на водяной бане, высушивании остатка при 105 °C до постоянной массы и взвешивании. Массовую концентрацию растворенных веществ (сухой остаток) можно определить расчетным методом.

5. Требования безопасности, охраны окружающей среды

5.1. При выполнении измерений массовой концентрации взвешенных веществ в пробах природных и очищенных сточных вод соблюдают требования безопасности, установленные в государственных стандартах и соответствующих нормативных документах.

5.2. По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся ко 2, 3 классам опасности по ГОСТ 12.1.007-76 .

5.3. Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 .

5.4. Особых требований по экологической безопасности не предъявляется.

6. Требований к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица со средним профессиональным образованием, освоившие методику.

7. Условия выполнения измерений

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

Температура воздуха (22 ± 5) °C;

Атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);

Влажность воздуха не более 80 % при 25 °C;

Напряжение в сети (220 ± 10) В;

Частота переменного тока (50 ± 1) Гц.

8. Отбор и хранение проб

Отбор проб производят в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85 , ГОСТ Р 51592-2000 . Оборудование для отбора проб должно соответствовать ГОСТ 17.1.5.04-81 и ГОСТ Р 51592-2000 . Пробы не консервируют. Определение взвешенных веществ и общего содержания примесей следует проводить в возможно более короткий срок после отбора. При невозможности этого пробы хранят в холодильнике не более 7 сут.

При отборе следует избегать попадания в пробу нефтяной пленки, масел и жиров, присутствие которых может исказить результаты определения взвешенных веществ и общего содержания примесей.

9. Подготовка к выполнению измерений

9.1. Подготовка мембранных фильтров

Фильтры кипятят в дистиллированной воде 5 - 10 мин. Кипячение проводят 3 раза, сливая после каждого раза воду и заменяя ее свежей.

Затем фильтры помещают в чашки Петри и сушат в сушильном шкафу при 60 °C в течение часа. Чистые фильтры хранят в закрытых чашках Петри.

Перед использованием фильтр маркируют мягким карандашом, с помощью пинцета помещают в маркированный бюкс, сушат при 105 °C в течение часа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают закрытый бюкс с фильтром на аналитических весах.

9.2. Подготовка бумажных фильтров

Бумажные обеззоленные фильтры «синяя лента» маркируют, складывают, помещают в воронки и промывают 100 - 150 см 3 дистиллированной воды. Затем пинцетом вынимают фильтр из воронки, помещают в сложенном виде в маркированный бюкс и высушивают в сушильном шкафу при 105 °C в течение часа. Охлаждают бюксы с фильтрами в эксикаторе и, закрыв их крышками, взвешивают на аналитических весах. Повторяют процедуру сушки до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг.

9.3. Подготовка тиглей

Фарфоровые тигли с крышками промывают раствором соляной кислоты, затем дистиллированной водой, сушат, прокаливают при 600 °C в течение 2 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Повторяют прокаливание до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг.

9.4. Приготовление раствора соляной кислоты

30 см 3 соляной кислоты смешивают с 170 см 3 дистиллированной воды.

10. Выполнение измерений

Подготовленный и взвешенный мембранный фильтр закрепляют в устройстве для фильтрования. Тщательно перемешивают пробу воды и сразу же отмеривают цилиндром необходимый для анализа объем. Последний зависит от количества взвешенных веществ. Масса осадка взвешенных веществ на фильтре должна быть не менее 2 мг и не более 200 мг. Пропускают воду через фильтр, добавляя ее порциями из цилиндра. Приставший к стенкам воронки для фильтрования осадок смывают на мембранный фильтр порцией фильтрата.

По окончании фильтрования фильтр с осадком дважды промывают охлажденной дистиллированной водой порциями не более 10 см 3 , извлекают пинцетом из устройства для фильтрования, помещают в тот же бюкс, подсушивают сначала на воздухе, а затем в сушильном шкафу при 105 °C в течение часа, после чего взвешивают. Повторяют процедуру сушки до тех пор, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг при массе осадка менее 50 мг и 1 мг при массе более 50 мг.

Использование бумажных фильтров допускается в случае отсутствия в лаборатории устройств для мембранного фильтрования. При использовании бумажных фильтров в протоколе делают соответствующую запись.

Взвешенный бумажный фильтр помещают в воронку, смачивают небольшим количеством дистиллированной воды для хорошего прилипания и фильтруют отмеренный объем тщательно перемешанной анализируемой воды (см. ).

По окончании фильтрования дают воде полностью стечь, затем фильтр с осадком трижды промывают охлажденной дистиллированной водой порциями не более 10 см 3 , осторожно вынимают пинцетом и помещают в тот же бюкс, в котором его взвешивали до фильтрования. Фильтр высушивают 2 ч при 105 °C, охлаждают в эксикаторе и, закрыв бюкс крышкой, взвешивают. Повторяют процедуру сушки, пока разница между взвешиваниями будет не более 0,5 мг при массе осадка менее 50 мг и 1 мг при массе более 50 мг.

Чашки для упаривания помещают на водяную баню, заполненную дистиллированной водой, в них постепенно приливают тщательно перемешанный отмеренный объем анализируемой воды, содержащий от 10 до 250 мг примесей, и упаривают до объема 5 - 10 см 3 . Упаренную пробу количественно переносят в тигель, промывая чашку 2 - 3 раза дистиллированной водой порциями по 4 - 5 см 3 . Упаривают пробу в тигле досуха.

После выпаривания дно тигля для удаления загрязнения обтирают фильтровальной бумагой, смоченной раствором соляной кислоты, и ополаскивают дистиллированной водой.

Тигли переносят в сушильный шкаф, сушат при 105 ° С в течение 2 ч, охлаждают в эксикаторе, закрывают крышками и взвешивают. Повторяют процедуру сушки и взвешивания до тех пор, пока разница между взвешиваниями не будет менее 0,5 мг.

11. Вычисление и оформление результатов измерений

11.1.Массовую концентрацию взвешенных веществ в воде X , мг/дм 3 , рассчитывают по формуле

(1)

где - масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром с осадком взвешенных веществ, г;

Масса бюкса с мембранным или бумажным фильтром без осадка, г;

V - объем профильтрованной пробы воды, дм 3 .

11.2. Общее содержание примесей (суммарная концентрация растворенных и взвешенных веществ) X 1 мг/ дм 3 , рассчитывают по формуле

(2)

где m 1 - масса тигля, г;

m 2 - масса тигля с высушенным остатком, г;

V - объем пробы воды, взятый для упаривания, дм 3 .

11.3. Сухой остаток Х 2 , мг/дм 3 , рассчитывают по формуле

Х 2 = Х 1 - Х , (3)

где: Х 1 - общее содержание примесей, мг/дм 3 ;

X - массовая концентрация взвешенных веществ, мг/дм 3 .

11.4. Результаты измерения определяемых показателей X , X 1 X 2 , мг/дм 3 , в документах, предусматривающих их использование, представляют в виде:

X ± D ; X 1 ± D 1 ; X 2 ± D 2 (P = 0,95), (4)

где ± D , ± D 1 границы характеристик погрешности измерения взвешенных веществ и общего содержания примесей, мг/дм 3 (таблица);

± D 2 - границы характеристик погрешности расчета сухого остатка, мг/дм 3 .

D 2 рассчитывают по формуле

(5)

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

11.4. Допустимо представлять результат в виде:

X ± D л , X 1 ± D 1л , X 2 ± D 2л (P = 0,95)

при условии D л (D 1л , D 2л ) < D (D 1 , D 2 ), (6)

где ± D л - границы характеристик погрешности результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемые контролем стабильности результатов измерений, мг/дм 3 .

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. Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории

12.1. Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:

Оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

Контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости).

12.2. Алгоритм оперативного контроля повторяемости

12.2.1. Контрольную процедуру при контроле повторяемости осуществляют с использованием рабочей пробы. Для этого отобранную пробу воды тщательно взбалтывают, делят на две части, и выполняют процедуру измерений в соответствии с или .

12.2.2. Результат контрольной процедуры для взвешенных веществ (общего содержания примесей) r к (r " к ) рассчитывают по формуле

r к = | X - X" |, r" к = | X 1 - X" 1 | (7)

где X , X" (X 1 , X" 1 ) - результаты контрольных измерений массовой концентрации определяемого показателя, мг/дм 3 .

12.2.3. Норматив контроля повторяемости r п рассчитывают по формуле

r п = 2,77 · s r , (8)

где s r - показатель повторяемости методики (таблица ), мг/дм 3 .

12.2.4. Результат контрольной процедуры должен удовлетворять условию

r к £ r п или r" к £ r п (9)

12.2.5. Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию (9) процедуру измерения признают удовлетворительной.

При несоблюдении условия (9) 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 выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

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

13. Оценка приемлемости результатов, полученных в условиях воспроизводимости

Расхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. 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 (10)

При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно разделу 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 .

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

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

СВИДЕТЕЛЬСТВО № 112.24-2004
об аттестации методики выполнения измерений

Методика выполнения измерений массовой концентрации взвешенных веществ и общего содержания примесей в водах весовым методом

разработанная ГУ «Гидрохимический институт» (ГУ ГХИ)

и регламентированная РД 52.24.468-2005

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 (P = 0,95)

Диапазон измеряемых массовых концентраций X , мг/дм 3	Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) s r , мг/дм 3	Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) s r , мг/дм 3	Показатель точности (границы погрешности при вероятности P = 0,95) ± D , мг/дм 3
Взвешенные вещества
От 5 до 50 включ.


От 10до 100 включ.

2. Диапазон измерений, значения пределов повторяемости при доверительной вероятности P = 0,95

3. При реализации методики в лаборатории обеспечивают:

Алгоритм оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в РД 52.24.468-2005.

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

Главный метролог ГУ ГХИ А.А. Назарова

Цель работы : определить содержание взвешенных веществ в анализируемой пробе воды.

Реактивы, приборы и оборудование: бюксы, воронки стеклянные, колбы конические, эксикатор, сушильный шкаф, мерная посуда, весы аналитические.

Теоретическое обоснование

Взвешенные твердые вещества, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и других микроорганизмов. Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами и с режимом стока и зависит от таяния снега, пород, слагающих русло, а также от антропогенных факторов, таких как сельское хозяйство, горные разработки и т.п.

Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в нее света, на температуру, растворенные компоненты поверхностных вод, адсорбцию токсичных веществ, а также на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования. Вода, в которой много взвешенных частиц, не подходит для рекреационного использования по эстетическим соображениям.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения содержание взвешенных веществ в результате спуска сточных вод не должно увеличиваться соответственно более чем на 0.25 мг/дм 3 и 0.75 мг/дм 3 . Для водоемов, содержащих в межень более 30 мг/дм 3 природных минеральных веществ, допускается увеличение концентрации взвешенных веществ в воде в пределах 5%.

Определение количества взвешенных частиц важно проводить при контроле процессов биологической и физико-химической обработки cточных вод и при оценке состояния природных водоемов.

Грубодисперсные примеси определяют гравиметрическим методом после их отделения путем фильтрования через фильтр "синяя лента" (преимущественно для проб с прозрачностью менее 10 см). Метод измерения массовой концентрации взвешенных веществ заключается:

1. фильтрование проб природной или сточной воды через бумажный или мембранный фильтр;

2. высушивание отфильтрованных частиц в течение 2 часов (для бумажного фильтра) или 1 часа (для мембранного фильтра при температуре 105 0 С;

3. взвешивание высушенного осадка.

Объем пробы должен быть не менее 2000 мл; пробу не консервируют. Перед проведением анализа пробу воды энергично взбалтывают, затем быстро сливают в мерные цилиндры по 50–1000 мл пробы в зависимости от предполагаемого содержания взвешенных веществ. Определение взвешенных веществ регламентируется ПНД Ф 14.1:2.110-97.

1. Бумажный фильтр промывают дистиллированной водой, помещают в пронумерованный бюкс и высушивают в сушильном шкафу при 105 0 С в течение 2 часов. Закрывают бюкс крышкой и переносят его в эксикатор для охлаждения в течение 30 минут, после чего бюкс взвешивают.

2. Вкладывают подготовленный взвешенный фильтр в стеклянную воронку или воронку Бюхнера и фильтруют через него отобранный объем пробы. Ополаскивают мерную колбу несколько раз небольшими порциями фильтрата, переносят фильтрат на фильтр, промывают фильтр 100 мл дистиллированной воды для отмывания осадка от фильтрата. затем фильтр переносят в бюкс, высушивают в течение 2 часов при 105 0 С. закрывают бюкс крышкой и охлаждают в эксикаторе в течение 30 мин. Если разница в массах составляет не более 0,0002 г, высушивание считают законченным.

С =(m 2 -m 1 )1000/V , (8)

где m 2 - масса бюкса с фильтром и осадком, мг; m 1 масса бюкса с чистым фильтром, мг; V - объем анализируемой воды, мл.

Лабораторная работа № 8. Определение растворенного кислорода методом Винклера (йодометрическим методом) и методом электрохимического датчика

Цель работы : определить количество растворенного кислорода в анализируемой пробе воды йодометрическим методом и методом электрохимического датчика.

Теоретическое обоснование

Контроль содержания кислорода – чрезвычайно важная проблема, в решении которой заинтересованы практически все отрасли хозяйства. Кислород является одним из важнейших растворенных газов, постоянно присутствующих в поверхностных водах, режим которого в значительной степени определяет химико-биологическое состояние водоемов. Растворимость кислорода растет с понижением температуры, минерализации и повышением давления. Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема. Минимальное содержание растворенного килорода, обеспечивающего нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг О 2 /л. Неблагоприятно сказывается на их состоянии и пересыщение воды кислородом.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/дм 3 в любой период года; для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного в воде кислорода не должна быть ниже 4 мг/дм 3 в зимний период (при ледоставе) и 6 мг/дм 3 – в летний.

Определение кислорода в поверхностных водах включено в программы наблюдений с целью оценки условий обитания гидробионтов, в том числе рыб, а также как косвенная характеристика оценки качества поверхностных вод и регулирования процесса очистки стоков (табл. 1.4.). Она существенна для аэробного дыхания и является индикатором биологической активности (т.е. фотосинтеза) в водоеме.

Контроль за содержанием кислорода осуществляется и при работе очистных сооружений.

Существуют различные способы определения растворенного кислорода в воде.

Таблица 1.4

Уровень загрязненности воды и класс качества	Растворенный кислород
Уровень загрязненности воды и класс качества	лето, мг/дм 3	зима, мг/дм 3	% насыщения
Очень чистые, I	9	14-13	95
Чистые, II	8	12-11	80
Умеренно загрязненные, III	7-6	10-9	70
Загрязненные, IV	5-4	5-4	60
Грязные, V	3-2	5-1	30
Очень грязные, VI	0	0	0

Йодометрический способ основан на том, что вводимые в анализируемую пробу воды соль марганца (II) и едкая щелочь, образуют осадок гидроксида марганца (II), который, окисляясь растворенным кислородом, превращается в гидроксид марганца (IV):

2Mn(OH) 2 + O 2 + 2 (n – 1)H 2 O = 2MnO 2 ∙ nH 2 O.

Образующееся соединение является нерастворимым, его растворяют в избытке серной кислоты и йодида калия:

MnO 2 ∙ nH 2 O + 4H + + 2I - = Mn 2+ + I 2 + (n + 2) H 2 O

Выделяющийся йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия.

Метод регламентируется ПНД Ф 14.1:2.101-97 (ИСО 5813). Йодометрический метод применим для всех типов вод, свободных от мешающих веществ и содержащих растворенный кислород в концентрациях более 0,2 мг/л вплоть до двойного насыщения кислородом вплоть до 20 мг/л. Легко окисляемые органические вещества, такие как танины, гуминовые кислоты и лигнины, оказывают мешающее влияние. Окисляемые соединения серы, такие как сульфиды и тиомочевина, также оказывают мешающее влияние. В присутствии этих веществ предпочтительно использовать метод электрохимического датчика по ИСО 5814.

ИСО 5814 устанавливает электрохимический метод определения растворенного кислорода в воде с помощью электрохимической ячейки, которая изолирована от пробы газопроницаемой мембраной. В зависимости от вида применяемого датчика можно измерять концентрацию кислорода (мг/л), процент насыщения кислорода (% растворенного кислорода), а также оба эти показателя одновременно. Метод применим для измерения концентрации кислорода в воде, соответствующей насыщению от 0 до 100%. Однако большинство приборов позволяет измерять величины выше 100%, т.е. перенасыщенные.

Данный метод применим для измерений в полевых условиях, для непрерывного наблюдения растворенного кислорода и для лабораторных исследований. Метод предпочтителен для сильно окрашенных и мутных вод, а также для вод, содержащих железо и йодосодержащие вещества (все они могут мешать при контроле иодометрическим методом, описанном в ИСО 5813). Газы и пары, такие как хлор, двуокись серы, сероводород, амины, аммиак, двуокись углерода, бром, йод, которые диффундируют через мембрану, могут влиять на ход определения. Другие вещества, присутствующие в пробе, могут мешать определению, вызывая ухудшение качества мембраны или коррозию электродов. К таким веществам относятся растворители, масла, сульфиды, карбонаты и водоросли.

Данный метод применим для природных, сточных и соленых вод. Если анализируются морские воды или воды эстуариев, следует вводить поправку на соленость.

Сущность метода заключается в погружении в анализируемую воду датчика, состоящего из камеры, окруженной селективной мембраной, содержащей электролит, и двух металлических электродов. Мембрана практически непроницаема для воды и растворенных ионов, но пропускает кислород, а также некоторое количество других газов и лиофильных веществ. Из-за разности потенциалов между электродами кислород, проходя через мембрану, восстанавливается на катоде, в то время как ионы металла из раствора осаждаются на аноде.

Скорость процесса прямо пропорциональна скорости прохождения кислорода через мембрану и слой электролита и, следовательно, парциальному давлению кислорода в пробе при данной температуре.

Так как проницаемость мембраны сильно меняется с изменением температуры, то необходимо предусмотреть ввод поправки с помощью ЭВМ или другим способом, а также путем включения в электрическую цепь теплочувствительных элементов. Некоторые типы приборов также компенсируют изменения растворимости кислорода при различных температурах.

Приборы, посуда, реактивы: кислородные склянки с притертыми пробками емкостью 250–300 мл, бюретки на 50 мл, пипетки аликвотные на 1 мл, весы аналитические, раствор сульфата марганца (II) (растворяют 480 г MnSO 4 4H 2 O в дистиллированной воде и доводят объем до метки 1 л, или взвешивают 42,5 г MnCl 2 ∙ 4H 2 O и доводят массу до 100 г дистиллированной водой), смесь растворов NaOH и KI (растворяют 500 г NaOH или 700 г KOH и 135 г NaI или 150 г KI в 1 л дистиллированной воды), концентрированная соляная кислота, 0,01 н раствор Na 2 S 2 O 3 (1,24 г соли растворяют в 1 л дистиллированной воды), 0,5% - ный раствор крахмала (0,5 г крахмала растворяют в 50 г воды и приливают кипящую воду, доводя массу до 100 г), сульфит натрия, безводный (Na 2 SO 3) или кристаллогидрат (Na 2 SO 3 ∙7H 2 O), соль кобальта (II), например CoCI 2 6Н 2 О, измерительный прибор, состоящий из: электрохимической ячейки гальванического типа (например, свинец/серебро) или полярографического типа (например, серебро/золото), снабженной, если необходимо, термочувствительным компенсирующим устройством; регистрирующего устройства, показывающего концентрацию кислорода в воде, или процентное насыщение кислородом, или ток в микроамперах, термометр с ценой деления 0,5°, барометр с ценой деления 10 Па.

Порядок выполнения работы и обработка результатов

Взвешенные вещества - это нерастворимые в воде частицы, остающиеся на фильтре при пропускании анализируемой пробы через фильтр. Их определение проводят либо непосредственно после фильтрования пробы, высушивая остаток на фильтре до постоянной массы при 105-110 °С и взвешивая его, либо косвенно по разности между общим содержанием примесей и количеством растворенных веществ. Для определения взвешенных веществ можно применять фильтрование, центрифугирование или косвенный расчет. Выбор метода зависит от цели, состава оборудования лаборатории, количества и характера взвешенных веществ. Для точного определения неболь-

ших количеств (менее 50 мг/дм) применяют фильтрование через мембранный фильтр. Для анализа вод с большим содержание взвешенных веществ целесообразно использовать бумажный фильтр.

Выполнение анализа

Пробы для определения отбирают в стеклянные или полиэтиленовые бутыли. Определение лучше всего проводить сразу, но не позже чем через 1 сут. Консервировать их недопустимо.

необходимо отобрать пробу объемом не менее 1000 см; при больших содержаниях взвешенных веществ можно ограничиться меньшим

объемом - 500 см (хотя при использовании пробы объемом

1000 см результаты будут точнее).

Перед проведением определения обеззоленные фильтры предварительно готовят и проверяют. Для этого их нумеруют простым карандашом или шариковой ручкой, помещают в бюксы и высушивают в сушильном шкафу около 1 ч при 105-ПО °С до постоянной массы. Затем бюксы с фильтрами закрывают крышками, помещают в эксикатор и после охлаждения взвешивают с точностью 0,0002 г. После этого бюксы, открыв крышки, снова помещают в сушильный шкаф на 30 мин и взвешивают после охлаждения. Если масса бюксов с фильтрами будет отличаться не более чем на 0,0002 г, высушивание можно закончить.

Высушенные фильтры следует проверить на содержание растворимых примесей. Для этого их вкладывают в стеклянные воронки и промывают обессоленной водой, расходуя на это около 200 см 3 на каждый фильтр. Промытые фильтры помещают в бюксы и снова высушивают до постоянной массы. Если масса фильтра до и после промывки изменяется меньше, чем на 0,001 г, то фильтры этой партии можно использовать без предварительного промывания сразу после высушивания. В противном случае, необходимо их предварительно промыть обессоленной водой или использовать фильтры из другой партии. Данную проверку следует проводить для каждой новой партии фильтров.

Отмеряют цилиндром 1000 см 3 тщательно перемешанной пробы (или меньший объем, но такой, чтобы в нем содержалось не менее 100-250 мг взвешенных веществ) и фильтруют через высушенный и предварительно взвешенный бумажный фильтр.

Перед началом фильтрования фильтр следует смочить несколькими каплями обессоленной воды и осторожно вложить в воронку. Первые порции фильтрата (100-200 см 3) могут содержать волокна фильтрата, поэтому их следует вернуть в анализируемую пробу. По окончании фильтрования стенки сосуда, в котором находилась проба, обмывают обессоленной водой, чтобы смыть приставшие частицы взвешенных веществ, и сливают ее на тот же фильтр. Затем фильтр промывают 1- 2 раза небольшими порциями (по 10-15 см 3) обессоленной воды, помещают в тот же бюкс, в котором они взвешивались, и высушивают в сушильном шкафу при 105-110 °С до постоянной массы. По окончании высушивания бюкс с фильтром снова взвешивают.

При фильтровании пробы и промывании фильтра во избежание потерь его заполняют жидкостью не более, чем на % его объема.

Обработка результатов

где т - масса бюкса с высушенным фильтром и осадком взвешенных веществ, г; т 0 - масса того же бюкса с высушенным фильтром до

операции фильтрования, г; К пр - объем пробы воды, взятый для ана-

Если для анализа отбирается проба объемом 1000 см, то формула упрощается.