Гравиметрические методы анализа почвы

ГОСТ Р ИСО 11465-2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Определение массовой доли сухого вещества и массового отношения влаги гравиметрическим методом

Soil quality. Determination of dry matter and water content on a mass basis by gravimetric method

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Государственным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н.Прянишникова» Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ «ВНИИА им.Д.Н.Прянишникова» Россельхозакадемии) на основе собственного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 25 «Качество почв, грунтов и органических удобрений»

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11465:1993* «Качество почвы. Определение содержания сухих веществ и воды по массе. Гравиметрический метод» (ISO 11465:1993 «Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis — Gravimetric method», IDT).

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Техническая поправка к указанному международному стандарту, принятая после его официальной публикации, внесена в текст настоящего стандарта и выделена двойной вертикальной линией, расположенной на полях напротив соответствующего текста, а обозначение и год принятия технической поправки приведены в скобках после соответствующего текста.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с принятой терминологией и ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.

7 Некоторые элементы настоящего стандарта могут являться объектом патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «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 (www.gost.ru)

Введение

Международный стандарт ИСО 11465 подготовлен Техническим комитетом ISO/TC 190 «Качество почвы», подкомитетом SC 3 «Химические методы и характеристики почвы».

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод гравиметрического определения массовой доли сухого вещества и массового отношения влаги в пробах почвы.

Метод применим для всех типов почв. Иные процедуры описаны для воздушно-сухих проб почвы, например проб, предварительно обработанных в соответствии со стандартом ИСО 11464, а также для проб почвы полевой влажности.

Определение объемной доли почвенной влаги описано в ИСО 11464.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения).

ISO 11461, Soil quality — Determination of soil water content as a volume fraction using coring sleeves — Gravimetric method (Качество почвы. Определение содержания почвенной влаги в виде объемной доли с применением трубок для отбора пробы. Гравиметрический метод)

ISO 11464, Soil quality — Pretreatment of samples for physico-chemical analysis (Качество почвы. Предварительная подготовка почв для физико-химического анализа)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 массовая доля сухого вещества (dry matter content on a mass basis) : Отношение массы сухого остатка почвы к массе почвы до ее высушивания, выраженное в процентах.

3.2 массовое отношение влаги (water content on a dry mass basis) : Отношение массы влаги, испаряющейся из почвы при сушке до постоянной массы при 105°С, к массе сухой почвы, выраженное в процентах.

3.3 постоянная масса (constant mass): Масса, достигнутая в процессе сушки, когда разница между двумя последовательными взвешиваниями пробы с интервалом в 4 ч между ними не превышает 0,1% (в массовых долях) массы пробы, определенной при последнем взвешивании.

Примечание 1 — Обычно достаточно от 16 до 24 ч для высушивания большинства почв до постоянной массы, однако некоторые типы почв и большие пробы могут потребовать более длительной сушки.

4 Принцип

Пробы почвы высушивают до постоянной массы при температуре (105±5)°С. Разницу между массами почвы до и после высушивания используют для расчета массовой доли сухого вещества и массового отношения влаги.

5 Аппаратура

5.1 Сушильный шкаф для термостатирования с принудительной вентиляцией, способный поддерживать температуру (105±5)°С.

5.2 Эксикатор с активным осушителем.

5.3 Аналитические весы с точностью взвешивания 10 мг.

5.4 Контейнеры с крышкой вместимостью 25 или 50 см для воздушно-сухих проб и вместимостью не менее 100 см для проб полевой влажности из водонепроницаемого материала, не поглощающего влагу.

6 Лабораторная проба

Используют воздушно-сухие пробы, например пробы, предварительно обработанные в соответствии с ИСО 11464, или пробы почвы полевой влажности, отобранные по соответствующим стандартам.

7 Методика

ВНИМАНИЕ: При работе с загрязненными пробами почвы следует предпринимать специальные меры предосторожности. Важно избегать контакта почвы с кожей и использовать вентиляцию и вытяжные шкафы в лаборатории во время высушивания для предотвращения загрязнения воздуха в лаборатории.

Операции, указанные в 7.1 и 7.2, должны выполняться как можно быстрее для минимизации испарения.

7.1 Методика для воздушно-сухих проб

7.1.1 Высушивают контейнер с крышкой (5.4) при температуре (105±5)°С и затем охлаждают его при закрытой крышке в эксикаторе (5.2) в течение не менее 45 мин. Определяют массу ( ) закрытого контейнера с точностью до 10 мг (Cor 1:1994).

Переносят 10-15 г сухой почвы в контейнер с помощью ложки (5.5).

Определяют массу ( ) закрытого контейнера с почвой с точностью до 10 мг (Cor 1:1994).

7.1.2 Высушивают контейнер с почвой в сушильном шкафу (5.1) при температуре 105°С до постоянной массы. Одновременно сушат крышку.

2 Следует обеспечить, чтобы очень легкие частицы почвы не уносились из контейнера с потоком воздуха.

3 В общем случае разложением органических веществ при данной температуре можно пренебречь. Однако для проб почв с высоким содержанием органического вещества (>10% вес.), например торфяных почв, метод сушки должен быть адаптирован. В этом случае проба должна высушиваться до постоянной массы при температуре 50°С. Для ускорения сушки используют вакуум.

4 Следует иметь в виду, что некоторые минералы, например гипс, теряют кристаллизационную воду при температуре 105°С.

5 В случае присутствия летучих (органических) веществ этот метод не дает надежных результатов определения содержания влаги.

7.1.3 Охлаждают контейнер при закрытой крышке в эксикаторе в течение не менее 45 мин.

7.1.4 Вынимают контейнер из эксикатора и немедленно определяют массу ( ) закрытого

контейнера с высушенной почвой с точностью до 10 мг (Cor 1:1994).

7.2 Методика для проб почвы полевой влажности

7.2.1 Помещают почву на чистую поверхность, не поглощающую влагу (например, стеклянную пластину), и тщательно перемешивают. Удаляют камни, веточки и другие предметы диаметром более 2 мм.

Примечание 6 — Пробы, предназначенные для анализа на органические микрозагрязнения, должны подвергаться специальной предварительной обработке. В ходе этих операций камни, веточки и другие предметы обычно не удаляют из пробы. Поэтому определение массовой доли сухого вещества в таких пробах почвы должно определяться в соответствии с настоящим стандартом без удаления камней, веточек и других предметов.

7.2.2 Высушивают контейнер с крышкой (5.4) при температуре (105±5)°С и затем охлаждают его при закрытой крышке в эксикаторе в течение не менее 45 мин. Определяют массу ( ) закрытого контейнера с точностью до 1 мг.

Переносят 30-40 г почвы в контейнер с помощью ложки (5.5).

Определяют массу ( ) закрытого контейнера с почвой с точностью до 10 мг.

7.2.3 Высушивают контейнер с почвой в сушильном шкафу (5.1) при температуре 105°С до постоянной массы. Одновременно сушат крышку.

Примечание 7 — См. примечания 2-5 в 7.1.2.

7.2.4 Охлаждают контейнер при закрытой крышке в эксикаторе в течение не менее 45 мин.

7.2.5 Вынимают контейнер из эксикатора и немедленно определяют массу ( ) закрытого контейнера с высушенной почвой с точностью до 10 мг.

8 Обработка и представление результатов

Массовое отношение влаги рассчитывают на воздушно-сухую почву.

Рассчитывают массовую долю сухого вещества ( ) или массовое отношение влаги ( ) в процентах с точностью до 0,1% вес. по следующим формулам

где — масса пустого контейнера с крышкой, г;

— масса контейнера с воздушно-сухой почвой или почвой полевой влажности, г;

— масса контейнера с высушенной почвой, г.

8 Пересчет взвешенной воздушно-сухой почвы или почвы полевой влажности ( ) в высушенную почву ( ) может быть выполнен по следующей формуле

Источник

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в почвах и грунтах гравиметрическим методом.

Диапазон измеряемых концентраций нефтепродуктов от 20,0 до 50000 мг/кг.

Для обеспечения точностных характеристик МВИ, приведенных в таблице 1, масса высушенных образцов проб должна находиться в пределах 30,0 — 100,0 г.

На точность проводимых измерений может оказывать влияние неоднородность отобранной пробы. Для устранения этого фактора необходимо строго соблюдать требования п. 8.1.

2 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ

Настоящая методика обеспечивает получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей значений, приведённых в таблице 1.

Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости и воспроизводимости

Показатель повторяемости (относительное среднеквадратическое отклонение повторяемости), s _r, %

Показатель воспроизводимости (относительное среднеквадратическое отклонение воспроизводимости), s _R, %

Показатель точности (границы относительной погрешности методики), ± d ,%

от 20 до 100 вкл.

св. 100 до 50000 вкл.

Значения показателя точности методики используют при:

— оформлении результатов анализа, выдаваемых лабораторией;

— оценке деятельности лабораторий на качество проведения испытаний;

— оценке возможности использования результатов анализа при реализации методики в конкретной лаборатории.

3 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

3.1 Средства измерений

Весы лабораторные аналитические типа ВЛР-200 ГОСТ 24104-2001

Термометр лабораторный шкальный ГОСТ 28498-90

Пипетки градуированные вместимостью 5 см 3 ГОСТ 29227-91

3.2 Вспомогательные устройства и оборудование

Муфельная печь любого типа, обеспечивающая

температурный режим от 150 до 600 °С

Стаканы химические ТС вместимостью 50 см 3 ГОСТ 25336-82

Колонка хроматографическая стеклянная

(внутренний диаметр 10 мм)

Фарфоровая ступка с пестиком ГОСТ 9147-80

Сито с размером отверстий 1 мм

Емкость для отбора и хранения проб вместимостью

Баня водяная ТУ 46-22-606-75

Колбы конические 1-150-2, 1-250-2 ГОСТ 25336-82

3.3 Реактивы и материалы

Гексан, х.ч. ТУ 6-09-3375-78

Алюминий оксид II степени активности по Брокману ТУ 6-09-3916-75

Стеклянная вата или стекловолокно ГОСТ 10727-74

Фильтры обеззоленные «красная лента» ТУ 6-09-1678-86

Примечание. Допускается применение иных средств измерений, вспомогательных устройств, реактивов и материалов, технические и метрологические характеристики которых не уступают указанным выше и обеспечивают требуемую точность измерений.

Средства измерений должны быть поверены в установленном порядке.

4 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ

Определение массовой концентрации нефтепродуктов основано на их экстракции из образца воздушно-сухой пробы почвы хлороформом, отделении от полярных соединений методом колоночной хроматографии после замены растворителя на гексан и количественном определении гравиметрическим методом.

5 ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76 .

5.2 Электробезопасность при работе с электроустановками соблюдается по ГОСТ 12.1.019-79 .

5.3 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83 .

5.4 Организация обучения работающих безопасности труда производится по ГОСТ 12.0.004-90 .

6 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРА

К выполнению измерений и обработке их результатов допускают специалиста, имеющего опыт работы в химической лаборатории, прошедшего соответствующий инструктаж, освоившего метод в процессе тренировки и уложившегося в нормативы при выполнении процедур контроля погрешности.

7 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Условия окружающей среды, при которых обеспечивается требуемая точность измерений, следующие:

— атмосферное давление, кПа (мм. рт. ст.) 97,3 — 104,6 (730 — 780),

— относительная влажность воздуха, % не более 80 при t = 25 °C;

— напряжение питания электросети, В 220 ± 22;

— частота переменного тока, Гц 50 ± 1.

8 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

8.1 Отбор проб

Отбор проб производится в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб», ГОСТ 17.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа» и другими нормативными документами, утвержденными и применяемыми в установленном порядке.

8.2 Подготовка проб к анализу

Для анализа объединенную пробу составляют путем смешивания не менее чем пяти точечных проб, взятых с одной пробной площадки.

Масса объединенной пробы должна быть не менее 1 кг.

Пробу высушивают при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния. Затем рассыпают на бумаге и пинцетом удаляют механические включения, измельчают с помощью лабораторного гомогенизатора или в фарфоровой ступке. Просеивают через сито с диаметром ячейки 1 мм. Пробу квартуют и отбирают для анализа две параллельные навески.

8.3 Приготовление оксида алюминия II степени активности по Брокману

Перед использованием оксид алюминия прокаливают при температуре 600 °С в течение 4 часов в муфельной печи, охлаждают в эксикаторе, после чего добавляют дистиллированную воду в количестве 3 % от массы сорбента, интенсивно перемешивают в течение 30 минут в сосуде с пришлифованной пробкой и выдерживают перед применением в течение суток. Срок хранения в банке с пришлифованной пробкой 6 месяцев.

8.4 Подготовка хроматографической колонки

Непосредственно перед выполнением анализа необходимо подготовить хроматографическую колонку, представляющую собой стеклянную трубку высотой 12 — 15 см, диаметром 1 см с оттянутым нижним концом до диаметра, равного 1 — 2 мм. В качестве готовой колонки можно использовать пипетку указанных размеров.

В нижнюю часть колонки помещают слой стеклянной ваты или стекловолокна толщиной 1 см, затем колонку заполняют оксидом алюминия, приготовленным по п. 8.3, слоем 2 — 8 см и покрывают слоем стеклянной ваты или стекловолокна. Оксид алюминия в колонке используют однократно. Приготовленную колонку устанавливают в штативе, а ее содержимое с помощью пипетки смачивают 3 — 5 см 3 гексана.

Под носик колонки ставят взвешенный на аналитических весах пустой стаканчик емкостью 50 см 3 . В таком виде колонка считается готовой к работе.

9 ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

Из образца, подготовленного по п. 8.2, отбирают две навески почвы. Масса навески 30 — 100 г в зависимости от предполагаемого содержания нефтепродуктов. Навеску почвы помещают в колбу вместимостью 150 см 3 , смачивают хлороформом до влажного состояния. Затем несколько раз проводят экстракцию путем добавления 10 — 15 см 3 хлороформа до получения в последней порции бесцветного экстракта. Время проведения каждой экстракции — 5 — 10 минут.

Экстракты фильтруют в коническую колбу через фильтр «красная лента». Остаток почвы в колбе, где проводилась экстракция, промывают 5 см 3 хлороформа.

Объединенный хлороформный экстракт выпаривают в вытяжном шкафу на водяной бане или удаляют хлороформ методом отгонки. С этой целью экстракт помещают в колбу ёмкостью 250 см 3 , которая соединяется с холодильником и ставят ее на водяную баню для выпаривания. Когда в колбе останется 10 — 15 см 3 жидкости, отгонку прекращают. Содержимое колбы сливают в стаканчик вместимостью 50 см 3 , колбу дважды ополаскивают хлороформом по 10 см 3 . Эти две порции хлороформа сливают в тот же стаканчик, который помещают в вытяжной шкаф для испарения.

Оставшийся в стаканчике после испарения хлороформа осадок растворяют 5 — 10 см 3 гексана. Полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, приготовленную по п. 8.4, для избавления от полярных соединений. После того, как над оксидом алюминия останется слой раствора 1 — 2 см, колонку промывают 2 — 3 порциями гексана (по 2 — 3 см 3 ), предварительно ополоснув им стаканчик.

Гексан испаряют в токе воздуха при комнатной температуре. После полного удаления гексана стаканчик взвешивают на аналитических весах, выдерживают в течение получаса в лаборатории и повторно взвешивают. Взвешивание повторяют до достижения постоянной массы.

10 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

По разности массы стаканчика с остатком и пустого стаканчика определяют массу нефтепродуктов.

Содержание нефтепродуктов (X, мг/кг почвы) вычисляют по формуле:

где А — найденное количество нефтепродуктов, мг;

В — навеска почвы, взятой для анализа, г.

За результат анализа Х_ср принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений Х₁ и Х₂

для которых выполняется следующее условие:

где r — предел повторяемости, значения которого приведены в таблице 2.

Значения предела повторяемости при вероятности Р = 0,95

Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами параллельных определений), r, %

от 20 до 100 вкл.

св. 100 до 50000 вкл.

При невыполнении условия (1) могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6.

Расхождение между результатами анализа, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата анализа, и в качестве окончательного может быть использовано их среднее арифметическое значение. Значения предела воспроизводимости приведены в таблице 3.

Значения предела воспроизводимости при вероятности Р = 0,95

Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами, полученными в разных лабораториях), R, %

от 20 до 100 вкл.

св. 100 до 50000 вкл.

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

11 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

Результат анализа Х_ср в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде Х_ср ± D , Р = 0,95,

где D — показатель точности методики.

Значение D рассчитывают по формуле D = 0,01 × d × Х_ср . Значение d приведено в таблице 1.

Допустимо результат анализа в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде: Х_ср ± D _л , Р = 0,95, при условии D _л D , где

Х_ср — результат анализа, полученный в соответствии с прописью методики,

± D _л — значение характеристики погрешности результатов анализа, установленное при реализации методики в лаборатории, и обеспечиваемое контролем стабильности результатов анализа.

Примечание. При представлении результата анализа в документах, выдаваемых лабораторией, указывают:

— количество результатов параллельных определений, использованных для расчета результата анализа;

— способ определения результата анализа (среднее арифметическое значение или медиана результатов параллельных определений).

12 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИКИ В ЛАБОРАТОРИИ

Контроль качества результатов анализа при реализации методики в лаборатории предусматривает:

— оперативный контроль процедуры анализа (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

— контроль стабильности результатов анализа (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).

Алгоритм оперативного контроля процедуры анализа с использованием метода добавок

Хлороформную вытяжку, приготовленную по п. 9, делят на две равные части. К одной из них делают добавку нефтепродуктов. Величина добавки должна составлять 50 — 150 % от содержания нефтепродуктов в исходной пробе. Пробы анализируют в точном соответствии с прописью методики и получают результат анализа исходной рабочей пробы X, и рабочей пробы с добавкой — X ¢ .

Оперативный контроль процедуры анализа проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры К_к с нормативом контроля К.

Результат контрольной процедуры К_к рассчитывают по формуле

где Х ¢ _ср — результат анализа массовой концентрации нефтепродуктов в пробе с известной добавкой — среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (1) раздела 10.

Х_ср — результат анализа массовой концентрации нефтепродуктов в исходной пробе — среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (1) раздела 10.

Норматив контроля К рассчитывают по формуле

где , — значения характеристики погрешности результатов анализа, установленные в лаборатории при реализации методики, соответствующие массовой концентрации никеля в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно.

Примечание. Допустимо характеристику погрешности результатов анализа 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 анализа.

Процедуру анализа признают удовлетворительной, при выполнении условия:

При невыполнении условия (2) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (2) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

Периодичность оперативного контроля процедуры анализа, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов анализа регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

Источник