Методика выполнения измерений массовой концентрации катионов аммония, калия, натрия, магния, кальция и стронция в пробах питьевой, минеральной, столовой, лечебно-столовой, природной и сточной воды методом ионной хроматографии
Свидетельство №18-08 от 04.03.2008, ФР.1.31.2008.01738
1. Объекты исследования
Настоящая методика выполнения измерений распространяется на воду питьевую, минеральную, столовую, лечебно-столовую, природную столовую, природную и сточную; и устанавливает определение массовой концентрации катионов первой группы (катионов калия, натрия, аммония) и катионов второй группы (катионов кальция, магния, стронция) методом ионной хроматографии.
2. Диапазон измерений
Метод обеспечивает получение результатов измерений массовой концентрации определяемых катионов* в пробах воды в диапазонах измерения 0,1 – 20 мг/л.
* Метод определяет суммарное содержание всех изотопов стронция.
Значения ПДК катионов (СанПиН 2.1.4.1074-01) в воде питьевой централизованной системы водоснабжения представлены в таблице 1.
Таблица 1. Значения ПДК ионов в воде питьевой в соответствии с СанПин 2.1.4.1074-01
| Наименование катиона | ПДК, мг/л |
|---|---|
| катион калия | отсутствует |
| катион аммония | отсутствует |
| катион кальция | 1,5 |
| катион магния | отсутствует |
| катион стронция | 7,0 |
3. Пробоподготовка
Отбор проб воды производят в пластиковые емкости с плотными крышками. Для получения достоверных результатов анализа емкости предварительно ополаскивают не менее чем 5 полными объемами отбираемой пробы, затем наполняют пробой, не допуская свободного объема воздуха под крышкой. Рекомендуется для каждой точки пробоотбора использовать одну и ту же емкость.
Пробоподготовка проб воды питьевой, минеральной, столовой и лечебно- столовой состоит из стадий отбора пробы и фильтрования пробы через нейлоновый фильтр с диаметром пор 0,45 мкм.
Пробоподготовка для проб воды природной и сточной состоит из этапов отбора пробы, центрифугирования (в случая визуального обнаружения взвешенных частиц в пробе), фильтрования супернатанта или отобранной пробы при помощи одноразового пластикового шприца с фильтрующей нейлоновой насадкой и последующего хроматографического разделения.
Для проб воды загрязненных органическими веществами, в т.ч. нефтепродуктами, веществами белкового происхождения, ПАВ, гуминовыми основаниями и т.д. пробоподготовка состоит из стадий отбора пробы, центрифугирования, фильтрования супернатанта, стадии неудерживающей ТФЭ на картриджах strata C18-E 500 мг/ 3 мл.
Хранение проб производят в пластиковых емкостях с плотными крышками.
Блок-схема процедуры пробоподготовки
4. Проведение хроматографического анализа
4.1. Оборудование и условия для проведения ВЭЖХ-анализа градуировочных растворов катионов, подготовленной пробы воды.
Метод основан на ионообменных процессах разделения катионов 1-ой группы (катионов калия, натрия и аммония) и катионов 2-ой группы (катионов магния, кальция и стронция) на различных хроматографических колонках, заполненных ионообменником соответствующего типа.
Для хроматографического анализа катионов необходимо использовать ионную хроматографическую систему с кондуктометрическим детектором и системой подавления фоновой электропроводности элюента.
Для проведения анализа предварительно готовят градуировочные растворы из ГСО или навесок солей; проводят пробоподготовку; подготавливают к работе прибор.
Оборудование:
- хроматограф ионный «Стайер М» с кондуктометрическим детектором;
- персональный компьютер с установленным программным обеспечением «МультиХром».
условия проведения ВЭЖХ-анализа градуировочных растворов катионов 1 группы:
- изократический режим;
- колонка: «Аквилайн C1P» 100x4,6 мм;
- защитная колонка: «Аквилайн C1P» 8x3,0 мм;
- подвижная фаза: раствор азотной кислоты концентрации 0,004 моль/л;
- скорость потока: 1,1 мл/мин;
- объем петли: 100 мкл;
- детектирование: кондуктометрическое, без подавления фоновой электропроводности элюента.
Условия проведения ВЭЖХ-анализа градуировочных растворов катионов 2 группы:
- изократический режим;
- колонка: «Аквилайн C2» 50x4,6 мм;
- защитная колонка: «Аквилайн C1P» 8x3,0 мм;
- подвижная фаза: раствор, содержащий щавелевую кислоту концентрации 0,004 моль/л и этилендиамин C2H4N2 концентрации 0,004 моль/л;
- скорость потока: 1,5 мл/мин;
- объем петли: 200 мкл;
- детектирование: кондуктометрическое, без подавления фоновой электропроводности элюента.
Градуировку проводят по градуировочным растворам (во всем диапазоне определяемых концентраций) не реже 1 раза в квартал, а также при использовании новой партии реактивов, замене колонок и после ремонта хроматографа.
4.2. Определение количественного содержания ионов в пробе воды.
Для определения количественного содержания компонентов пробы (катионов) проводят хроматографический анализ одного из градуировочных растворов и далее хроматографический анализ подготовленной пробы. Для достоверности измерений хроматографический анализ как градуировочного раствора, так и подготовленной пробы проводят не менее 2 раз подряд.
Используя установленное программное обеспечение – «МультиХром для Windows XP» в отчете или над пиком (в зависимости от установок опций «ВИД») по окончании измерения автоматически определяется результат в виде концентрации определяемых катионов.
Для получения результата необходимо провести как минимум два параллельных измерения (получить две хроматограммы).
За результат измерений принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений (см. полный текст МВИ).
1. Основное оборудование
Хроматограф ионный «Стайер М» по ТУ 4215-032-81696414-12 в составе:
- насос изократический в полимерном исполнении;
- детектор кондуктометрический CD-520;
- устройство ввода образца (ручной инжектор или автосамплер);
- дозатор петлевой объемом 100 и 200 мкл;
- необходимый стартовый набор капилляров, фитингов и уплотнений для сборки системы и обеспечения работы в течение гарантийного периода (в полимерном исполнении);
- шприц дозирующий Hamilton для ввода образца объёмом 250 мкл со съёмной иглой;
- катионообменная колонка для разделения катионов первой группы «Аквилайн C1P» 150х4,6 мм или 100x4,6 мм и катионообменная колонка для разделения катионов второй группы «Аквилайн С2» 50х4,6 мм в комплекте с соответствующими защитными колонками «Аквилайн» 8x3,0 мм;
- программное обеспечение для сбора и обработки данных «МультиХром» версии 1.5.
2. Вспомогательное оборудование и оборудование для пробоподготовки
- Персональный компьютер (процессор Intel Core i3 или более производительный, объём оперативной памяти не менее 8 Гб, последовательный порт или MOXA) с установленной операционной системой Windows 10, монитор, лазерный принтер.
- Прибор для получения воды высокой степени очистки (например, деионизатор D-301 производительностью 0,7 л/мин, 18 МОм/см). Это устройство является ключевым, так как для обеспечения стабильности, высокой чувствительности и воспроизводимости ионнохроматографического анализа важнейшим условием является использование для приготовления стандартных растворов и подвижной фазы деионизованной воды.
- Термостат колонок TSС-003 для получения воспроизводимых результатов при колебании температуры воздуха в лаборатории более чем 3°С.
- Устройство для фильтрации и дегазации растворов и фильтры мембранные (нейлоновые). Предназначены для подготовки подвижной фазы в хроматографическом анализе, подключаются к водоструйному или вакуумному насосу.
- Вакуумная установка для твердофазной экстракциии (ТФЭ) в комплекте с адаптером и резервуаром.
- Картриджи для твердофазной экстракции strata C18-E 500мг/3мл для очистки проб воды, загрязненных органическими веществами, в т.ч. нефтепродуктами, веществами белкового происхождения, ПАВ, гуминовыми основаниями и т.д., 50 шт. в упаковке (в комплекте на 20 определений – 1 упаковка; в комплекте на 100 определений – 4 упаковки).
- Насос вакуумный, обеспечивающий разряжение не менее 400 мм рт. ст. (например, мининасос-компрессор KNF модель N 86 KT 18).
- Фильтрующая насадка на шприц Nylon 0,45 мкм диаметр 17 мм (Phenomenex) для предварительной фильтрации образца. Допускается использование фильтров типа «cиняя лента».
3. Общелабораторное оборудование
- Аналитические весы предел взвешивания 200 г, цена деления 0.1 мг с внешней калибровкой (например, весы аналитические AR2140).
- УЗ ванна объемом не менее 5 л, с таймером, и возможностью нагрева, диапазон частоты 20 – 40 кГц, суммарная полезная мощность усилителя не менее 50 Вт (например, «Сапфир»).
- Дистиллятор.
- Центрифуга со скоростью вращения ротора не менее 8000 об/мин (например ОПН-8, ротор РУ-180Л) и комплектом пластиковых пробирок.
- Комплект лабораторной посуды:
| № п/п | Описание | Коли- чество |
|---|---|---|
| 1 | Пипетки мерные лабораторные стеклянные по ГОСТ 29227 и ГОСТ 29169 2-го класса точности вместимостью 0,5 см3 1,0 см3 2,0 см3 5,0 см3 10,0 см3 25,0 см3 |
3 шт. 3 шт. 3 шт. 3 шт. 3 шт. 3 шт. |
| 2 | Колбы мерные наливные по ГОСТ 1770 2-го класса точности вместимостью 25 см3 50 см3 100 см3 500 см3 1000 см3 |
2 шт. 6 шт. 4 шт. 1 шт. 7 шт. |
| 3 | Цилиндры мерные по ГОСТ 1770 2-го класса точности вместимостью 10 см3 15 см3 20 см3 |
3 шт. 3 шт. 3 шт. |
| 4 | Пробирки мерные по ГОСТ 1770 2-го класса точности вместимостью 10 см3 25 см3 50 см3 |
5 шт. 5 шт. 5 шт. |
| 5 | Ёмкости из полиэтилена с плотными крышками объёмом 250 см3 1000 см3 |
6 шт. 10 шт. |
| 6 | Шприц медицинский пластиковый двухкомпонентный одноразовый на 10 мл |
2 шт. |
| 7 | Механическое дозирующее устройство (Pumpipet) | 1 шт. |
4. Комплект реактивов на 20 или 100 определений
| № п/п |
Описание | Количество на 20 определений |
Количество на 100 определений |
|---|---|---|---|
| 1 | Стандарт-титр 0,1н азотной кислоты | 2 ампулы | 2 ампулы |
| 2 | Этилендиамин | 1 г (мин. фасовка) | 5 г (мин. фасовка) |
| 3 | Кислота щавелевая | 0,7 г (мин. фасовка) | 0,7 г (мин. фасовка) |
5. Комплект стандартных образцов
| № п/п |
Описание | Количество |
|---|---|---|
| 1 | Натрий хлористый, х.ч | 1 г |
| 2 | Калий хлористый, х.ч | 1 г |
| 3 | Аммоний хлористый, х.ч | 1 г |
| 4 | Магний хлористый 6-ти водный, х.ч | 1 г |
| 5 | Кальций хлористый безводный, х.ч | 1 г |
| 6 | Стронций азотнокислый, х.ч | 1 г |
| Название | Колонка | Детектор |
|---|---|---|
| Стандартная смесь катионов II группы | Аквилайн C2 50х4.6 мм | Кондуктометрический |
| Катионы в пробе водопроводной воды | Аквилайн C1P 100x4.6 мм 5 мкм | Кондуктометрический |
| Стандартная смесь катионов I группы | Аквилайн C1P 100x4.6 мм 5 мкм | Кондуктометрический |
