ГОСТ Р 52991-2008 Вода. Методы определения содержания общего и растворенного органического углерода

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г . № 184- ФЗ «О техническом регулировании» , а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0 - 2004 «Стандартизация в Российской Федерации . Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН рабочей группой специалистов Закрытого акционерного общества «РОСА» и Филиала Открытого акционерного общества «Территориальная генерирующая компания № 9 » - «Инженерно - технический центр Свердловской области»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 343 «Качество воды»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 октября 2008 г . № 272- ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ИСО 8245:1999 «Качество воды . Руководство по определению общего органического углерода ( ТОС ) и растворенного органического углерода ( DOC ) » ( ISO 8245:1999 « Water quality - Guidelines for the determination of total organic carbon ( TOC ) and dissolved organic carbon ( DOC ) » )

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» , а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты» . В случае пересмотра ( замены ) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» . Соответствующая информация , уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Методы определения содержания общего и растворенного органического углерода

Water. Methods for determination of total and dissolved organic carbon

Дата введения - 2010 - 01 - 01

Настоящий стандарт распространяется на все типы воды , в том числе питьевую , расфасованную в емкости , и устанавливает методы определения содержания общего и растворенного органического углерода в диапазоне от 1 до 1000 мг / дм 3 с использованием анализаторов углерода , принцип действия которых основан на высокотемпературном каталитическом окислении соединений углерода , находящихся в пробе воды , и обеспечивает :

- раздельное определение содержания общего углерода и общего неорганического углерода с последующим вычислением содержания общего органического углерода по разности между содержанием общего углерода и содержанием общего неорганического углерода ( метод 1);

- предварительное полное удаление общего неорганического углерода из пробы воды с последующим определением содержания общего органического углерода ( метод 2). Метод 2 применяют , когда предполагаемое содержание общего неорганического углерода в пробе воды выше или сопоставимо с содержанием общего органического углерода .

Если содержание общего или растворенного органического углерода превышает верхнюю границу указанного диапазона , допускается разбавление пробы , но не более чем в 100 раз .

1 Легколетучие органические вещества , например , бензол , толуол , циклогексан и хлороформ , частично теряются вместе с диоксидом углерода при его удалении путем продувания воздухом после окисления пробы .

2 Методы настоящего стандарта не предназначены для получения информации о природе органических соединений , присутствующих в воде .

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты :

ГОСТ Р ИСО 5725-6 - 2002 Точность ( правильность и прецизионность ) методов и результатов измерений . Часть 6. Использование значений точности на практике

ГОСТ Р 51592 - 2000 Вода . Общие требования к отбору проб

ГОСТ Р 51593 - 2000 Вода питьевая . Отбор проб

ГОСТ 17.1.5.05 - 85 Охрана природы . Гидросфера . Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод , льда и атмосферных осадков

ГОСТ 83 - 79 Реактивы . Натрий углекислый . Технические условия

ГОСТ 1770 - 74 ( ИСО 1042 - 83, ИСО 4788 - 80) Посуда мерная лабораторная стеклянная . Цилиндры , мензурки , колбы , пробирки . Общие технические условия

ГОСТ 3956 - 76 Силикагель технический . Технические условия

ГОСТ 4201 - 79 Реактивы . Натрий углекислый кислый . Технические условия

ГОСТ 4220 - 75 Реактивы . Калий двухромовокислый . Технические условия

ГОСТ 6552 - 80 Реактивы . Кислота ортофосфорная . Технические условия

ГОСТ 6709 - 72 Вода дистиллированная . Технические условия

ГОСТ 14261 - 77 Реактивы . Кислота соляная особой чистоты . Технические условия

ГОСТ 14919 - 83 Электроплиты , электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые . Общие технические условия

ГОСТ 20490 - 75 Реактивы . Калий марганцовокислый . Технические условия

ГОСТ 24104 - 2001 Весы лабораторные . Общие технические требования

ГОСТ 25336 - 82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные . Типы , основные параметры и размеры

ГОСТ 29169 - 91 ( ИСО 648 - 77) Посуда лабораторная стеклянная . Пипетки с одной отметкой

ГОСТ 29227 - 91 ( ИСО 835-1 - 81) Посуда лабораторная стеклянная . Пипетки градуированные . Часть 1. Общие требования

ГОСТ 29228 - 91 ( ИСО 835-2 - 81) Посуда лабораторная стеклянная . Пипетки градуированные . Часть 2. Пипетки градуированные без установленного времени ожидания

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты» , который опубликован по состоянию на 1 января текущего гола , и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям , опубликованным в текущем голу . Если ссылочный стандарт заменен ( изменен ), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим ( измененным ) стандартом . Если ссылочный стандарт отменен без замены , то положение , в кот ором дана ссылка на него , применяется в части , не затрагивающей эту ссылку .

В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями :

3.1 общий углерод ; ОУ : Углерод , присутствующий в воде в виде органических и неорганических соединений , включая элементарный углерод .

3.2 общий неорганический углерод ; ОНУ : Углерод , присутствующий в воде в виде неорганических соединений : карбонатов , гидрокарбонатов , элементарного углерода , диоксида углерода ( IV ), оксида углерода ( II ), цианатов , цианидов и тиоцианатов .

Примечание - Анализаторы углерода обычно определяют содержание неорганического углесоса в виде диоксида углерода ( IV ), находящегося в пробе газированной воды и / или выделяющегося при разложении гидрокарбонатов и карбонатов из пробы газированной и негазированной воды .

3.3 общий органический углерод ; ООУ : Углерод , присутствующий в воде в виде органических соединений в растворенном и нерастворенном состоянии .

3.4 растворенный органический углерод ; РОУ : Углерод , присутствующий в воде в виде органических соединений , проходящих при фильтровании через мембранный фильтр с порами диаметром 0,45 мкм .

3.5 растворенный неорганический углерод ; РНУ : Углерод , присутствующий в воде в растворенном состоянии , в основном , в виде карбонатов и гидрокарбонатов .

3.6 общий растворенный углерод ; ОРУ : Углерод , присутствующий в воде в виде растворенного органического углерода и растворенного неорганического углерода .

Примечание - Информация о соответствии терминов по настоящему стандарту терминам , установленным в [1], приведена в приложении А .

Пробу воды отбирают в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592 - 2000 , ГОСТ Р 51593 - 2000 и ГОСТ 17.1.5.05 - 85 в стеклянные герметично закрывающиеся емкости , заполняя их доверху .

Объем отбираемой пробы - не менее 100 см 3 . Отобранную пробу воды анализируют , как правило , в течение одних суток .

Если нет возможности проанализировать воду в течение суток с момента отбора , то пробу консервируют , добавляя 0,1 см 3 ортофосфорной кислоты на 100 см 3 пробы , и хранят при температуре 2 °С - 8 °С не более 30 сут .

5.1 Сущность метода

Сущность метода заключается в окислении соединений углерода , находящихся в пробе воды , при температуре от 550 °С до 1000 °С в присутствии кислорода или кислородсодержащего газа и катализатора до диоксида углерода ( IV ) и последующем определении общего и неорганического углерода с использованием детектора инфракрасного излучения .

Допускается определять содержание общего и неорганического углерода в пробе воды путем восстановления диоксида углерода ( IV ) до метана с использованием пламенно - ионизационного детектора .

5.2 Средства измерений , вспомогательное оборудование , реактивы и материалы

Анализатор углерода любого типа , снабженный высокотемпературным окислительным реактором , обеспечивающим окисление соединений углерода , находящихся в пробе воды , кислородом или кислородсодержащим газом в присутствии катализатора при температуре от 550 °С до 1000 °С ; детектором инфракрасного излучения или пламенно - ионизационным ; устройствами для автоматизированного окисления пробы воды и регистрации и обработки результатов испытаний .

Весы лабораторные общего назначения , высокого или специального класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 или 210 г и ценой деления ( дискретностью отсчета ) 0,1 мг по ГОСТ 24104 - 2001 .

Колбы мерные 2- го класса точности по ГОСТ 1770 - 74 .

Цилиндры мерные 2- го класса точности по ГОСТ 1770 - 74 .

Устройство для перемешивания ( например , магнитная мешалка с подогревом , ультразвуковая ванна , встряхиватель ).

Установка для деионизации воды или бидистиллятор .

Установка для фильтрования , снабженная водоструйным или формвакуумным насосом .

Компрессор сжатого воздуха любого типа .

Фильтры мембранные с порами диаметром 0,45 мкм .

Бумажные фильтры «белая лента» .

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 - 72 или деионизированная .

Калий фталевокислый кислый фиксанал или калий фталевокислый кислый безводный , х . ч .

Бумага индикаторная универсальная .

Кислород газообразный особой чистоты с объемной долей кислорода не менее 99,999 % или воздух нулевой степени загрязнения , получаемый с помощью компрессора и установки дополнительной очистки , или синтетический воздух ( с содержанием углеводородов менее 0,1 мг / кг и диоксида углерода ( IV ) менее 1 мг / кг ).

Примечание - Допускается применять другие средства измерений ( в том числе типы детекторов ), оборудование и материалы с метрологическими и техническими характеристиками не хуже указанных .

5.3 Порядок подготовки к проведению измерений

5.3.1 Подготовка воды для лабораторного анализа

Для промывания анализатора , разбавления проб и приготовления градуировочных и других растворов используют дистиллированную или деионизованную воду , в которой содержание общего органического углерода не превышает : 0,3 мг / дм 3 при концентрациях менее 10 мг / дм 3 ; 0,5 мг / дм 3 - в диапазоне от 10 до 100 мг / дм 3 ; 1,0 мг / дм 3 - более 100 мг / дм 3 .

Подготовку воды , соответствующей установленным требованиям , проводят в соответствии с руководством ( инструкцией ) по эксплуатации анализатора углерода .

5.3.2 Приготовление основного раствора калия фталевокислого кислого с массовой концентрацией общего углерода 1000 мг / дм 3

В мерную колбу вместимостью 500 см 3 вносят 1,078 г калия фталевокислого кислого , растворяют в воде ( см . 5.3.1 ) и доводят объем раствора до метки этой же водой .

Раствор хранят в плотно закрытой емкости при температуре 2 °С - 8 °С не более 6 мес .

5.3.3 Приготовление рабочего раствора калия фталевокислого кислого с массовой концентрацией общего углерода 100 мг / дм 3

В мерную колбу вместимостью 100 см 3 вносят пипеткой 10 см 3 основного раствора калия фталевокислого кислого ( см . 5.3.2 ), доводят объем раствора до метки водой ( см . 5.3.1 ) и перемешивают . Раствор хранят в плотно закрытой емкости при температуре 2 °С - 8 °С не более 3 мес .

5.3.4 Приготовление основного раствора карбоната и гидрокарбоната натрия с массовой концентрацией неорганического углерода 1000 мг / дм 3

В мерную колбу вместимостью 1000 см 3 вносят 4,41 г высушенного карбоната натрия и растворяют в 500 см 3 воды ( см . 5.3.1 ). Затем добавляют 3,5 г высушенного гидрокарбоната натрия , доводят объем раствора до метки этой же водой и тщательно перемешивают .

Раствор хранят в плотно закрытой емкости при комнатной температуре не более 6 мес .

Примечание - Карбонат натрия ( N а2СО3 ) высушивают при температуре 285 °С в течение 1 ч ; гидрокарбонат натрия ( NaH СО3 ) высушивают при комнатной температуре в эксикаторе над силикагелем в течение не менее 24 ч .

5.3.5 Приготовление рабочего раствора ортофосфорной кислоты

Для приготовления рабочего раствора ортофосфорной кислоты необходимо к одному объему воды по 5.3.1 добавить один объем ортофосфорной кислоты и перемешать .

Раствор готовят по мере необходимости заполнения реактора анализатора .

5.3.6 Приготовление раствора соляной кислоты молярной концентрации 0,1 моль / дм 3

Раствор соляной кислоты молярной концентрации 0,1 моль / дм 3 готовят из фиксанала соляной кислоты ( или стандарт - титра хлористоводородной кислоты ) в соответствии с инструкцией по приготовлению .

Допускается раствор соляной кислоты готовить из концентрированной соляной кислоты следующим образом : в мерную колбу вместимостью 500 см 3 вносят 4.6 см 3 кислоты и доводят водой по 5.3.1 до метки .

Раствор хранят при температуре окружающей среды не более 6 мес .

5.3.7 Приготовление градуировочных растворов массовой концентрации неорганического углерода в диапазоне от 1,0 до 50 мг / дм 3

В мерные колбы вместимостью 100 см 3 вносят 0,1; 0,5; 1.0: 2.0; 3,0; 4,0; 5,0 см 3 основного раствора карбоната и гидрокарбоната натрия с массовой концентрацией неорганического углерода 1000 мг / дм 3 ( см . 5.3.4), доводят объем раствора до метки водой по 5.3.1 и перемешивают . Массовая концентрация неорганического углерода в полученных градуировочных растворах составляет соответственно 1,0; 5,0; 10; 20; 30; 40; 50 мг / дм 3 .

Растворы хранят в плотно закрытой емкости при температуре 2 °С - 8 °С не более 3 мес .

5.3.8 Приготовление градуировочных растворов массовой концентрации общего углерода в диапазоне от 10 до 250 мг / дм 3

В мерные колбы вместимостью 100 см 3 вносят 1,0; 2,0; 4,0; 5,0; 10,0; 20,0; 25,0 см 3 основного раствора калия фталевокислого кислого с массовой концентрацией общего углерода 1000 мг / дм 3 ( см . 5.3.2 ), доводят объем раствора до метки водой по 5.3.1 и перемешивают . Массовая концентрация общего углерода в градуировочных растворах составляет соответственно 10, 20, 40, 50, 100, 200, 250 мг / дм 3 .

Растворы хранят в плотно закрытой емкости при температуре 2 °С - 8 °С не более 3 мес .

5.3.9 Приготовление градуировочных растворов массовой концентрации общего углерода в диапазоне от 1 до 10 мг / дм 3

В мерные колбы вместимостью 100 см 3 вносят 1,0; 2,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 см 3 рабочего раствора калия фталевокислого кислого с массовой концентрацией общего углерода 100 мг / дм 3 ( см . 5.3.3), доводят объем раствора до метки водой по 5.3.1 и перемешивают . Массовая концентрация общего углерода в градуировочных растворах составляет соответственно 1, 2, 4, 5, 6, 8, 10 мг / дм 3 .

Растворы хранят в плотно закрытой емкости при температуре 2 °С - 8 °С не более 1 мес .

5.4 Подготовка анализатора углерода

Подготовку анализатора углерода осуществляют в соответствии с руководством ( инструкцией ) по эксплуатации прибора .

5.5 Установление градуировочной характеристики анализатора углерода и контроль стабильности градуировочной характеристики

5.5.1 Установление градуировочной характеристики анализатора углерода , выражающей зависимость площади или высоты выходного сигнала от содержания углерода в пробе воды , проводят в соответствии с руководством ( инструкцией ) по эксплуатации анализатора углерода .

В качестве холостой пробы используют воду по 5.3.1 .

Устанавливают градуировочные характеристики во всем диапазоне измерения массовых концентраций общего и неорганического углерода .

5.5.2 Каждый градуировочный раствор анализируют отдельно в порядке возрастания содержания углерода ( в зависимости от предполагаемого содержания общего углерода - см . 5.3.8 или 5.3.9) и неорганического углерода ( см . 5.3.7). Устанавливают две градуировочные характеристики , выражающие зависимости площадей ( высот ) выходного сигнала от содержания общего и неорганического углерода соответственно .

Каждый градуировочный раствор анализируют не менее двух раз .

5.5.3 Контроль стабильности градуировочных характеристик

Проверку стабильности каждой из градуировочных характеристик по 5.5.2 проводят по результатам анализа одного из градуировочных растворов по 5.3.7, 5.3.8 или 5.3.9 соответственно с каждой серией ( или через 20 - 30 анализов пробы воды ) дважды : в начале и в конце серии анализов .

Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении условия

где Хгр - массовая концентрация углерода ( общего или неорганического ) в градуировочном растворе , полученная при контрольном измерении , мг / дм 3 ;

С - массовая концентрация углерода ( общего или неорганического ) в градуировочном растворе по 5.3.7, 5.3.8 или 5.3.9 соответственно , мг / дм 3 ;

Кгр - норматив контроля стабильности градуировочной характеристики , установленный в лаборатории при реализации метода , %.

Допускается использовать значение К гр = 0,84 δ , где δ - значение показателя точности ( см . таблицу 1). Если условие (1) не выполняется , то проводят повторное измерение для этого градуировочного раствора ( свежеприготовленного ). Если градуировочная характеристика вновь нестабильна , выясняют причины нестабильности , устраняют их и повторяют контроль с использованием не менее двух других свежеприготовленных градуировочных растворов . При повторном обнаружении нестабильности устанавливают новую градуировочную характеристику .

5.6 Подготовка пробы анализируемой воды

5.6.1 Если анализируемая проба сточной воды содержит осадок или взвешенные вещества , то ее фильтруют через бумажный фильтр «белая лента» , предварительно промытый горячей водой по см . 5.3.1 . Питьевую воду и воду природных источников при наличии в ней взвешенных веществ отстаивают в холодильнике при температуре 2 °С - 8 °С в течение 6 - 10 ч .

Если возможности анализатора углерода позволяют анализировать воду , содержащую крупные частицы или взвешенные вещества , то при определении общего органического углерода неоднородную по составу пробу гомогенизируют в ультразвуковой ванне или путем интенсивного встряхивания с помощью других устройств . Чтобы убедиться в том , что проба воды является гомогенной , сравнивают результаты анализа после нескольких способов гомогенезации пробы воды с различной продолжительностью гомогенизации .

5.6.2 При испытаниях газированной воды проводят предварительное удаление диоксида углерода , например , продувая пробу воды воздухом , или кипячением с перемешиванием , или с использованием ультразвуковой ванны . В случае большого количества карбонатов и гидрокарбонатов к пробе воды добавляют соляную кислоту до рН = 2 ( контроль по индикаторной бумаге ) и удаляют образующийся диоксид углерода продуванием воздуха .

5.6.3 При определении содержания в пробе воды растворенного органического углерода пробу воды пропускают через мембранный фильтр с порами размером 0,45 мкм , предварительно промытый 0,1 моль / дм 3 раствором соляной кислоты ( см . 5.3.6), а затем пробой воды .

5.6.4 Если предполагаемое содержание общего органического углерода в пробе выше 250 мг / дм 3 , исходную пробу воды V разбавляют водой по см . 5.3.1 до объема V р .

5.7 Порядок проведения измерений

5.7.1 Проводят проверку стабильности градуировочных характеристик по 5.5.3.

5.7.2 Пробы воды , подготовленные по 5.6, анализируют в соответствии с руководством ( инструкцией ) по эксплуатации анализатора углерода , проводя измерение площади или высоты выходного сигнала .

5.7.3 По соответствующей градуировочной характеристике и результатам измерений площадей или высот выходного сигнала по 5.7.2 устанавливают содержание общего углерода ( Х О.У ) и общего неорганического углерода ( Х О. Н.У ) в пробе , используя программное обеспечение к анализатору углерода .

5.7.4 Пробу воды , подготовленную по 5.6.3, анализируют по 5.7.2 и определяют содержание общего растворенного углерода ( Х О.Р.У ) и растворенного неорганического углерода ( ХР.Н.У ) по 5.7.3.

5.8 Правила обработки результатов измерений

5.8.1 Содержание общего органического углерода Х О.О.У , мг / дм 3 , рассчитывают по формуле

где Х О.У - содержание общего углерода , полученное по 5.7.2, мг / дм 3 ;

Х О.Н.У - содержание общего неорганического углерода , полученное по 5.7.2, мг / дм 3 .

5.8.2 Содержание растворенного органического углерода ХРОу , мг / дм 3 , рассчитывают по формуле

где Х О.Р.У - содержание общего растворенного углерода , полученное по 5.7.4, мг / дм 3 ;

ХР.Н.У - содержание растворенного неорганического углерода , полученное по 5.7.4, мг / дм 3 .

5.8.3 Содержание органического углерода ( общего или растворенного ) в пробе воды , разбавленной по 5.6.4, X , мг / дм 3 , рассчитывают по формуле

Х = Хр Q р

где Хр - содержание органического углерода ( общего или растворенного ) в разбавленной пробе воды , полученное по 5.8.1 или 5.8.2, мг / дм 3 ;

Qp - коэффициент разбавления пробы воды .

Коэффициент разбавления пробы Qp рассчитывают по формуле

Q р = V / V р

где V - объем исходной пробы , см 3 ;

Vp - объем разбавленной пробы , см 3 .

Если пробу не разбавляют , то принимают Qp = 1.

Расчет содержания органического углерода ( общего или растворенного ) в пробе воды в соответствии с формулой (4) допускается проводить с помощью программного обеспечения анализатора углерода .

5.8.4 За результат измерения содержания органического углерода ( общего или растворенного ) в пробе воды X принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений Х 1 и Х 2 , мг / дм 3 .

Результат измерений считают приемлемым при выполнении условия :

где r - предел повторяемости ( относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений при Р = 0,95 ) по таблице 2, %.

При невыполнении условия (6) используют методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата измерений согласно [2].

Примечание - При получении результатов измерений в двух лабораториях за результат принимают среднеарифметическое значение результатов определения органического углерода ( общего или растворенного ), полученных в двух лабораториях Х 1лаб и Х2лаб Результат измерений считают приемлемым при выполнении условия

где R - предел воспроизводимости ( относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами определений , полученными в условиях воспроизводимости при Р = 0,95) по таблице 2, %.

При невыполнении условия (7) для проверки прецизионности в условиях воспроизводимости каждая лаборатория должна выполнить процедуры согласно [2].

5.9 Метрологические характеристики

Метод обеспечивает получение результатов измерений с метрологическими характеристиками , не превышающими значений , приведенных в таблицах 1 и 2, при доверительной вероятности Р = 0,95.

Диапазон измеряемой массовой концентрации общего органического углерода , мг / дм 3

Показатель повторяемости ( относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости ) σ r ,%

Показатель воспроизводимости ( относительное среднеквадратическое Отклонение воспроизводимости ) σ R , %

Показатель точности ( границы * допустимой относительной погрешности при вероятности Р - 0,95) ±δ , %