Реферат: Внедрение «методики выполнения измерений массовой концентрациии железа общего» для анализа сточных вод сз

ВНЕДРЕНИЕ «МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИИ ЖЕЛЕЗА ОБЩЕГО» ДЛЯ АНАЛИЗА СТОЧНЫХ ВОД СЗ


Варламова Е.В., Синкин И.М.

ОАО «Сибирский химический комбинат», г. Северск

E-mail: sz@seversk.tomsknet.ru


ОАО «Сибирский химический комбинат» входит в состав Госкорпорации по атомной энергии «Росатом». Функционирование организаций атомной отрасли может приводить к негативным изменениям в окружающей среде, отрицательно сказываться на здоровье населения, проживающего в санитарной зоне комбината и Томской области. Экологическая деятельность комбината, направленная на минимизацию воздействия объектов использования атомной энергии на окружающую среду, охрану здоровья персонала и населения, обеспечение экологической безопасности является высшим приоритетом ОАО «СХК».

Одним из важных направлений экологической деятельности предприятий атомной промышленности является контроль содержания вредных химических веществ (ВХВ) в атмосфере (газовоздушные выбросы) и сточных водах. В 2010 г. на СХК были введены «Нормативы допустимого сброса веществ и микроорганизмов», которые регламентируют перечень ВХВ в сточных водах подразделений комбината. Поскольку указанные объекты входят в сферу Государственного метрологического контроля и надзора, контроль ВХВ в сточных водах проводят только по методикам, внесенным в государственный реестр методик количественного химического анализа.

В лаборатории Сублиматного завода анализ ВХВ (хлориды, сульфаты, фториды, нефтепродукты и т.д.) проводится по федеративным природоохранным нормативным документам. Для более полного контроля нормируемых вредных веществ в 2010 г. было решено определять в сточных водах СЗ содержание железа общего.

В мае 2010 г. в лаборатории СЗ проводились работы по освоению и внедрению РД 52.24.358-2006 «Методики выполнения измерений массовой концентрации железа общего в водах фотометрическим методом с 1,10-фенантролином».

Метод измерения основан на восстановлении Fe (III) гидроксиламином до Fe (II) и взаимодействии последнего с 1,10-фенантролином в кислой среде (рН около 3) с образованием окрашенного в оранжево-красный цвет комплекса с максимумом в спектре поглощения при 510 нм.

При апробации методики были выполнены следующие работы:

- подготовлено рабочего места (реактивы, хим. посуда);

- приготовлены аттестованные смеси (АС Fe III);

- построены градуировочные зависимости оптической плотности от концентрации железа в диапазонах: от 0,02 до 1,00 мг/дм3; от 1,00 до 4,00 мг/дм3;

- проведен анализ проб сточных вод СЗ;

- выполнен контроль сходимости результатов измерений;

- выполнен контроль качества выполнения измерений с использованием метода кратного варьирования аликвоты и метода добавок.

Полученные градуировочные характеристики описывались уравнением прямой, выходящей из начала координат. Коэффициенты линейной регрессии рассчитывали с использованием метода наименьших квадратов. Результаты представлены в таблице 1.


Таблица 1 – Значения оптической плотности в зависимости от концентрации железа


Концентрация железа, С, мг/дм3

Значение оптической плотности, Dср, отн. ед.

Коэффициен-ты линейной регрессии

Концентрация железа, С, мг/дм3

Значение оптической плотности, Dср, отн. ед.

Коэффициен-ты линейной регрессии

0

0,030

в0 = 0,01283

в1 = 0,89671

r2 = 0,99768

0

0,011

в0 = -0,0333

в1 = 0,29606

r2 = 0,99531

0,02

0,052

1,0

0,264

0,05

0,082

1,5

0,452

0,10

0,150

2,0

0,572

0,20

0,201

2,5

0,682

0,40

0,418

3,0

0,869

0,60

0,594

4,0

1,172

1,00

0,928

–

–

Для устранения мешающего влияния органической матрицы при выполнении измерений массовой концентрации железа в сточных водах (11к, 82к) при пробоподготовке использовался способ кипячения пробы, предусмотренный 11.1 МВИ. Результаты измерений массовой концентрации железа в сточных водах (11к, 82к) и контроля сходимости представлены в таблице 2 и на контрольной карте (рисунок 2).

Анализ результатов измерений, представленных в таблице 2 и на рисунке 1, выявил наличие нескольких неудовлетворительных результатов (результаты измерений проб 2, 3, 5 превысили предел действия) при проведении оперативного контроля сходимости. Возможными причинами могут быть:

- ошибка исполнителя работ из-за отсутствия опыта работы по данной методике, потери при пробоподготовке (этап упаривания пробы);

- «жесткие» значения показателя сходимости (r = 2…4 %).

Контроль выполнения измерений проводился с использованием метода добавок, регламентируемый РД, а также с помощью метода кратного варьирования. Результаты контроля представлены в таблицах 3, 4 и на контрольных картах (рисунки 3, 4).


Таблица 2 – Результаты контроля сходимости измерений


№

X1

X2



|X1-X2|,

мг/дм3

Норматив сходимости,

, мг/дм3

Вывод по выполнению

условия сходимости

1

0,055

0,057

0,056

0,002

0,007

выполняется

2

0,282

0,265

0,274

0,017

0,014

не выполняется

3

0,061

0,049

0,055

0,012

0,007

не выполняется

4

0,061

0,059

0,060

0,002

0,007

выполняется

5

0,090

0,104

0,097

0,014

0,008

не выполняется

6

0,043

0,045

0,044

0,002

0,005

выполняется

7

0,049

0,055

0,052

0,006

0,007

выполняется

8

0,085

0,079

0,082

0,006

0,008

выполняется

9

0,060

0,063

0,062

0,003

0,007

выполняется

10

0,111

0,112

0,111

0,001

0,009

выполняется

11

0,057

0,061

0,059

0,004

0,007

выполняется

12

0,063

0,061

0,062

0,002

0,007

выполняется

Примечание: X1, X2 – результаты измерений массовой концентрация железа в пробе воды, мг/дм3;

– среднее арифметическое результатов двух параллельных определений массовой концентрации железа в пробе, мг/дм3





Рисунок 1 – Контрольная карта проверки стабильности сходимости


Таблица 3 – Контроль погрешности с использованием метода добавок


№

Массовая концентрация железа, мг/дм3

, мг/дм3

Норматив

точности , мг/дм3

Вывод по

выполнению условия

точности

в пробе



в пробе с добавкой

величина добавки

1

0,056 ± 0,010

0,125 ± 0,018

0,050 ± 0,005

0,019

0,021

выполн.

2

0,060 ± 0,010

0,129 ± 0,018

0,060 ± 0,006

0,009

0,021

выполн.

3

0,044 ± 0,00035

0,101 ± 0,015

0,050 ± 0,005

0,007

0,016

выполн.

4

0,052 ± 0,010

0,106 ± 0,016

0,050 ± 0,005

0,004

0,020

выполн.

5

0,082 ± 0,013

0,179 ± 0,024

0,100 ± 0,010

0,003

0,029

выполн.

6

0,062 ± 0,010

0,170 ± 0,023

0,100 ± 0,010

0,008

0,027

выполн.

7

0,111 ± 0,016

0,215 ± 0,029

0,100 ± 0,010

0,004

0,035

выполн.

8

0,059 ± 0,010

0,112 ± 0,016

0,050 ± 0,005

0,003

0,020

выполн.

9

0,062 ± 0,010

0,125 ± 0,018

0,050 ± 0,005

0,013

0,021

выполн.





Рисунок 2 – Контроль погрешности с применением метода добавок


Таблица 4 – Контроль погрешности с использованием метода кратного варьирования аликвоты пробы (удвоенный объем)


№

Массовая концентрация железа, мг/дм3

,

мг/дм3

Норматив

точности ,

мг/дм3

Вывод по

выполнению условия

точности

в пробе



в пробе с кратным

изменением аликвоты пробы



1

0,056 ± 0,010

0,059 ± 0,010

0,003

0,014

выполняется

2

0,060 ± 0,010

0,063 ± 0,011

0,003

0,015

выполняется

3

0,044 ± 0,00035

0,051 ± 0,010

0,007

0,010

выполняется

4

0,052 ± 0,010

0,057 ± 0,010

0,005

0,014

выполняется

5

0,082 ± 0,013

0,087 ± 0,013

0,005

0,018

выполняется

6

0,062 ± 0,010

0,068 ± 0,011

0,006

0,015

выполняется

7

0,111 ± 0,016

0,124 ± 0,018

0,013

0,024

выполняется

8

0,059 ± 0,010

0,065 ± 0,011

0,006

0,015

выполняется

9

0,062 ± 0,010

0,062 ± 0,011

0

0,015

выполняется





Рисунок 3 – Контроль погрешности с применением метода кратного варьирования


Анализ результатов, представленных в таблицах 3, 4 и рисунках 3, 4, показал:

- результаты контроля погрешности измерений с использованием метода добавок удовлетворительные, пределы действия не превышены;

- результаты контроля погрешности с применением метода кратного варьирования удовлетворительные, пределы действия не превышены;

- наблюдается некоторое систематическое завышение результатов относительно средней линии, однако при этом практически все результаты не превышают границ предупреждения и действия.

Контроль показателей качества измерений выполняли в соответствии с требованиями РД 52.24.358-2006 и ОСТ 95 10289-2005 «Отраслевая система обеспечения единства измерений. Внутренний контроль качества результатов измерений».

Методика освоена и внедрена для контроля массовой концентрации железа общего в сточных водах, а также включена в график аналитического контроля сбросных вод СЗ.

В лаборатории СЗ планируется внедрение еще ряда методик определения содержаний ВХВ, входящих в перечень контролируемых веществ, сбрасываемых со сточными водами (бор, хром (III), хром (II), цинк, медь и др.) для улучшения экологической деятельности и обеспечения экологической безопасности.