Методика выполнения измерений массовой концентрации тяжелых металлов и токсичных элементов (Cd, Pb, Cu, Zn, Bi, Tl, Ag, Fe, Se, Co, Ni, As, Sb, Hg, Mn) в атмосферном воздухе, воздухе жилых и общественных зданий методом инверсионной вольтамперометрии
ПНД Ф 13.2:3.51-06
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящая методика выполнения измерений устанавливает инверсионно-вольтамперометрический метод определения массовой концентрации тяжелых металлов и токсичных элементов (Cd, Pb, Cu, Zn, Bi, Tl, Ag, Fe, Se, Co, Ni, As, Sb, Hg, Mn) в атмосферном воздухе и воздухе жилых и общественных зданий. Метод обеспечивает получение результатов измерений массовой концентрации кадмия, свинца, меди, цинка, висмута, таллия, никеля, кобальта, железа, серебра, селена, мышьяка, сурьмы, ртути, марганца в атмосферном воздухе и воздухе жилых и общественных зданий в диапазонах и с метрологическими характеристиками, приведенными в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование элемента |
Диапазон измерений массовой концентрации, мг/м3 |
Показатель точности (границы относительной погрешности), ±δ, % при Р=0,95 |
Показатель повторя- емости (относительное средне-квадра- тическое отклонение повторя- емости), σr*, % |
Показатель воспроиз- водимости относительное средне-квадра- тическое отклонение воспроиз- водимости), σR*, % |
Предел повторя- емости, r*, %, Р=0,95, n=2 |
|---|---|---|---|---|---|
| Кадмий | От 0,00020 до 0,0030 вкл. | 25 | 8 | 11 | 22 |
| Свинец | От 0,00020 до 0,0030 вкл. | 25 | 8 | 11 | 22 |
| Медь | От 0,0005 до 0,010 вкл. | 25 | 9 | 11 | 25 |
| Цинк | От 0,0020 до 0,030 вкл. | 25 | 9 | 11 | 25 |
| Висмут | От 0,010 до 0,20 вкл. | 25 | 6,5 | 11 | 18 |
| Таллий | От 0,00020 до 0,004 вкл. | 25 | 9 | 11 | 25 |
| Никель | От 0,00010 до 0,0020 вкл. | 25 | 9 | 11 | 25 |
| Кобальт | От 0,00020 до 0,004 вкл. | 25 | 9 | 11 | 25 |
| Железо | От 0,020 до 0,5 вкл. | 25 | 4 | 11 | 11 |
| Серебро | От 0,0020 до 0,05 вкл. | 25 | 5,5 | 11 | 15 |
| Селен | От 0,000030 до 0,0005 вкл. | 25 | 9 | 11 | 25 |
| Мышьяк | От 0,0020 до 0,030 вкл. | 25 | 8 | 11 | 22 |
| Сурьма | От 0,010 до 0,20 вкл. | 25 | 8 | 11 | 22 |
| Ртуть | От 0,00020 до 0,0030 вкл. | 25 | 9 | 11 | 25 |
| Марганец | От 0,0005 до 0,010 вкл. | 25 | 5,5 | 11 | 15 |
СУЩНОСТЬ МЕТОДА
Инверсионно-вольтамперометрический метод основан на зависимости тока, проходящего через ячейку анализатора с анализируемым раствором, от массовой доли элемента, содержащегося в растворе и функционально связанного с формой и параметрами приложенного к электродам поляризующего напряжения.
Инверсионно-вольтамперометрический метод базируется на способности анализируемого элемента электрохимически накапливаться на поверхности или в объеме индикаторного (рабочего) электрода и растворяться в процессе анодной или катодной поляризации при определенном потенциале, характерном для каждого элемента.
Высота пика элемента, регистрируемого на вольтамперограмме, пропорциональна массовой доле элемента в растворе.
Процесс вольтамперометрического определения содержания элементов в инверсионном режиме включает в себя:
- электрохимическую очистку измерительного (рабочего) электрода;
- электрохимическое накопление элемента на измерительном электроде;
- электрорастворение накопленного элемента при развертке потенциала при заданных режимах.
Массовую концентрацию элемента в растворах проб после их минерализации определяют методом «стандартных добавок», не требующим построения градуировочной кривой.
Объем раствора-добавки, вносимого в измеряемую пробу после регистрации вольтамперограмм, подбирают таким образом, чтобы после введения раствора-добавки в пробу высота аналитического пика определяемого элемента на вольтамперограмме увеличивалась в (1,5 …..3) раза. Раствор-добавку можно вводить последовательно несколько раз, однако суммарный объем всех добавок не должен превышать 10% (2 см3) объема пробы в ячейке.
Объемы растворов-добавок, их количество и массовая концентрация регистрируются в программе анализатора.
Результаты измерений рассчитываются автоматически сравнением значений аналитических сигналов элемента на вольтамперограммах серии растворов.
1. Анализатор вольтамперометрический АКВ-07МК по ТУ 4215-001-81696414 с трехэлектродным датчиком и системой сбора и обработки данных со следующими метрологическими характеристиками:
предел обнаружения ионов кадмия, мг/дм3 5*10-5
предел допускаемых значений относительного (СКО) случайной составляющей погрешности результатов измерений, % - не более 4.
2. Государственные стандартные образцы состава водных растворов ионов металлов с аттестованным значением массовой концентрации ионов 1,0 г/дм3 и относительной погрешностью аттестованного значения не более ±1 %.
3. Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г кл. специальный по ГОСТ 24104.
4. Дозаторы медицинские лабораторные переменного объема 5 – 100 и 200 – 1000 мкл по ГОСТ 28311.
5. Пипетки мерные лабораторные стеклянные 2 класса точности по ГОСТ 29227 и ГОСТ 29169: вместимостью 0,5; 1.0; 2,0; 5,0; 10,0 см3.
6. Посуда мерная лабораторная стеклянная 2 класса точности по ГОСТ 1770:
колбы мерные наливные вместимостью 25 см3; 50 см3; 100 см3; 500 см3;1000 см3;
цилиндры вместимостью 10 см3; 25 см3; 50 см3, 100 см3, 1000 см3;
робирки мерные вместимостью 10 см3; 15 см3; 20 см3.
7. Секундомер.
8. Аспирационное устройство.
9. Фильтры АФА-ХА или АФА-ВП.
10. Шкаф сушильный лабораторный с диапазоном регулирования температуры 40 - 150°С.
11. Аналитический автоклав МКП-04 или МКП-05 АНКОН - АТ-2 или электропечь сопротивления камерная лабораторная с диапазоном регулирования температуры 200 - 1100°С.
12. Аппарат для приготовления бидистиллированной воды (стеклянный) АСД-4 по ГОСТ 28165.
13. Баня песчаная.
14. Стаканчики с притертыми крышками вместимостью 20 – 30 см3 по ГОСТ 25336.
15. Чаши выпарительные вместимостью 20 – 50 см3 по ГОСТ 29225 или по ГОСТ 1990.
16. Воронки фильтрующие ВФ-1-32 ПОР 40 ТХС, В-25-312 ХС, В-36-50 ХС по ГОСТ 25336.
17. Палочки стеклянные по ГОСТ 21400.
18. Эксикатор по ГОСТ 25336
19. Калий хлористый по ГОСТ 423.
20. Кислота азотная марки "ос.ч" по ГОСТ 4461 или ГОСТ 11125 (d =1,42 г/см3).
21. Спирт этиловый ректификованный, технический по ГОСТ 18300.
22. Кислота серная по ГОСТ 4204 (d =1,84 г/см3).
23. Кислота соляная по ГОСТ 14261 (d =1,185 г/см3).
24. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
25. Ртуть (II) азотнокислая, одноводная по ГОСТ4520.
