ВНЕСЕНО: Державна екологічна інспекція Мінприроди України

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ НАВКОЛИШНЬОГО ПРИРОДНОГО СЕРЕДОВИЩА УКРАЇНИ

ПОВЕРХНЕВІ, ПІДЗЕМНІ та ЗВОРОТНІ води.

Методика визначення біохімічного споживання кисню

Після n днів (БСК) за допомогою оксиметра

МВВ № 081/12-0310-06

	Авторський екземпляр розробника
	Головний метролог Калініченко О.О.

Київ – 2006

ПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО: Український науково-дослідний інститут екологічних проблем Мінприроди України

2 АТЕСТАЦІЮ МВВ ПРОВЕДЕНО: Державне підприємство “Всеукраїнський державний науково-виробничий центр стандартизації, метрології, сертифікації та захисту прав споживачів (Укрметртестстандарт)” Держспоживстандарту України (свідоцтво про атестацію МВВ №081/12-310-06 від 09.10.2006 р. чинне до 09.10.2011 р.)

ВНЕСЕНО: Державна екологічна інспекція Мінприроди України

4 ЗАТВЕРДЖЕНО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: Наказ Міністра охорони навколишнього природного середовища України № ___ від __________ 2006 р.

5 РОЗРОБНИКИ О. Калініченко, С. Буштець

тиражований або розповсюджений без дозволу

Мінприроди України

1 ГАЛУЗЬ ВИКОРИСТАННЯ

Цей документ встановлює методику виконання вимірювань (далі - МВВ) біохімічного споживання кисню за n діб інкубації (БСК_n) у поверхневих, підземних та зворотних водах за допомогою оксиметра.

МВВ призначена для використання в аналітичних підрозділах територіальних органів, організацій та установ Мінприроди України з метою виконання вимірювань у сфері поширення державного метрологічного контролю та нагляду, а саме контролю стану навколишньго природного середовища. МВВ не може бути використана іншими вимірювальними лабораторіями без дозволу Мінприроди України.

Даний метод рекомендується використовувати для сильно забарвлених та мутних вод, а також для вод, які містять залізо та речовини, до складу яких входить йод. Його можна використовувати при аналізі морських вод або води естуаріїв, вводячи поправку на солоність води.

Вимірюванню розчиненого кисню за допомогою оксиметра можуть заважати неполярні молекули, такі як азот, двоокис вуглецю та деякі інші гази, які можуть дифундувати через мембрану, яка покриває індикаторний електрод. Крім того, такі речовини, як масла, розчинники, сульфіди, карбонати та водорості, також можуть заважати, викликаючи погіршення мембрани або корозію електродів.

Біохімічному окисленню можуть заважати токсичні для мікроорганізмів речовини, наприклад, бактеріциди, токсичні метали або вільний хлор. Присутність водоростей або нітрифікуючих мікроорганізмів може привести до завищених результатів.

Діапазон вимірювань БСК_n у поверхневих, підземних та зворотних водах становить від 0,5 мг О₂/дм³ до 10000 мг О₂/дм³ включно.

2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОХИБКИ ВИМІРЮВАНЬ

МВВ забезпечує виконання вимірювань БСК_n у поверхневих, підземних та зворотних водах із границями сумарної відносної похибки ± d, %, значення яких для довірчої ймовірності Р = 0,95 та одиничного результату вимірювань,
n = 1, не перевищують у діапазонах

Діапазон вимірювань БСК_n, мг О₂/дм³	Границі відносної сумарної похибки вимірювань ± (Р = 0,95; n = 1), %
Від 0,5 до 6,0 включно
Понад 6 » 30 »
» 30 » 120 »
» 120 » 1200 »
»1200 » 10000 »

3 ЗАСОБИ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ, ДОПОМІЖНЕ ОБЛАДНАННЯ,

РЕАКТИВИ ТА МАТЕРІАЛИ

3.1 Засоби вимірювальної техніки

3.1.1. Ваги лабораторні загального призначення 3 класу з найбільшою границею зважування 200 г за ГОСТ 24104

3.1.2 Оксиметр для вимірювання розчиненого кисню будь-якого типу, до складу якого входять

3.1.2.1 Вимірювальний датчик по типу закритої трьохелектродної полярографічної ячейки із вмонтованою мішалкою

3.2.2.2 Вимірювальний прилад з перетворювачем, градуйований безпосередньо по концентрації кисню, або який показує процентне насичення киснем, або величину струму у мікроамперах

3.2.2.3 Термометр, градуйований з ціною поділки 0,5 ^оС

3.2.2.4 Барометр, градуйований з ціною поділки 10 Ра

3.1.3 Колби мірні 2-100-2, 2-1000-2, 2-2000-2 за ГОСТ 1770

3.1.4 Піпетки градуйовані 3-1-2-1, 3-1-2-2, 3-2-2-5, 3-2-2-10, 3-2-2-25 за ГОСТ 29227

3.1.5 Піпетки з однією позначкою 1-2-1, 1-2-2, 2-2-5, 2-2-10 за ГОСТ 29169

3.1.6 Циліндри мірні 1-50, 1-100, 1-250, 1-500, 1-2000 за ГОСТ 1770

3.1.7 Стандартний зразок хімічного і біологічного споживання кисню в воді ГСО 8048-94 з атестованим значенням БСК не менше 90 мг О₂/дм³ (відносна сумарна похибка атестованого значення ГСО при довірчій ймовірності 0,95 – 8 %).

3.2 Реактиви

3.2.1 Вода здистильована за ГОСТ 6709

3.2.2 Кислота сірчана, H₂SO₄, за ГОСТ 4204

3.2.3 Натрію гідроокис, NaOH, за ГОСТ 4328

3.2.4 Амоній хлористий, NH₄Cl, за ГОСТ 3773

3.2.5 Залізо трьоххлористе 6-водне, FeCl₃×6H₂O, за ГОСТ 4147

3.2.6 Калій фосфорнокислий (орто) однозаміщений, KH₂PO₄, за ГОСТ 4198

3.2.7 Калій фосфорнокислий двозаміщений, K₂HPO₄, за ГОСТ 2493

3.2.8 Натрій фосфорнокислий (орто) двозаміщений 7-водний,
Na₂HPO₄ ×7H₂O, за ГОСТ 11773

3.2.9 Магній сірчанокислий 7-водний, MgSO₄×7H₂O, за ГОСТ 4523

3.2.10 Кальцій хлористий безводний, CaCl₂, за ГОСТ 4460

3.2.11 Калій йодистий за ГОСТ 4232

3.2.12 Крохмаль розчинний за ГОСТ 10163

3.2.13 Натрій сірчистокислий за ГОСТ 195

3.2.14 Алілсечовина, C₄H₈N₂S, за ТУ 6-09-13-840

3.3 Хімічний посуд та матеріали

3.3.1 Фільтри знезолені “біла стрічка” за ТУ 6-09-1678

3.3.2 Колби конічні Кн-1-250-14/23 ТС, Кн-1-1000-34/35 ТС за ГОСТ 25336

3.3.3 Стакани В-1-250 ТС, В-1-1000 ТС за ГОСТ 25336

3.3.4 Склянки кисневі з пришліфованими пробками місткістю 100 або
200-250 см³ за ГОСТ 25336

3.3.5 Сифон

3.3.6 Пристрій для аерації води повітрям через декілька трубок, які можуть бути оснащені скляними фільтрувальними пластинками

3.3.7 Термостат, встановлений на 20 ^о С з допустимим відхиленням ±1 ^оС

3.3.8 Сітка планктонна

Кваліфікація реактивів має бути не гірша за “ч.д.а.”, якщо не вказано інше.

Допускається застосовувати інші засоби вимірювальної техніки з метрологічними характеристиками та допоміжні пристрої, реактиви і матеріали з показниками якості не нижчими за установлені МВВ

Усі засоби вимірювальної техніки мають бути повірені або атестовані в установленому порядку.

4 МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ

Метод вимірювання БСК_n засновано на електрохімічному визначенні масової концентрації розчиненого кисню, необхідного для біохімічного окислення органічних сполук в аеробних умовах. При цьому пробу води нейтралізують, розбавляють спеціально підготовленою, насиченою киснем водою з поживними речовинами і, в разі потреби, з аеробними мікроорганізмами, нітріфікуючими добавками; електрохімічним методом встановлюють масову концентрацію розчиненого кисню в пробі до і після n діб інкубації при температурі (20 1) ^оС без доступу повітря (до появи нітритів у кількості 0,1 мг/дм³).

Розрахунковим методом, за різніцею масових концентрацій розчиненого кисню в пробі до і після n діб інкубації визначають БСК_n.

До складу оксиметра входить електрохімічна ячейка, катод якої поляризується зовнішнім джерелом току. Ячейка ізольована від проби газопроникною мембраною. Мембрана практично непроникна для води та розчинених речовин, але пропускає кисень та деяку кількість інших газів. Крім того, мембрана стабілізує товщину дифузійного шару кисню, захищає електроліт та поверхню електрода від забруднення речовинами, які містяться в аналізуємому розчині, та від протікання побічних хімічних та електрохімічних реакцій. Під впливом зовнішньої напруги або гальванічної дії виникає різниця потенціалів між електродами. Кислород, проходячи через мембрану, відновлюється на катоді.

На електродах гальванічного елемента проходять наступні реакції:

на катоді О₂ + 2Н₂О + 4е 4ОН-

на аноді 4Ag + 4Cl- 4AgCl + 4e

Виникаючий при цьому ток деполяризації пропорційний парціальному тиску кисню у пробі і залежить від наступних факторів:

- барометричного тиску;

- температури аналізуємої води, вплив якої призводить до зміни розчинності кисню у воді та змін току деполяризації за рахунок змін швидкості дифузії кисню через мембрану. Швидкість дифузії кисню через мембрану визначається в основному матеріалом мембрани.

- рН, сольового вмісту;

- присутності заважаючих газів.

5 ВИМОГИ БЕЗПЕКИ

5.1 При виконанні вимірювань масової концентрації БСК_n дотримуються вимог, що встановлені інструкцією з охорони праці в хімічній лабораторії, яка розроблена у відповідності до діючих в Україні нормативних документів з охорони праці та техніки безпеки, затвердженою у встановленому порядку і містить розділи з пожежної безпеки, електробезпеки та безпеки при роботі з хімічними та токсичними речовинами, легкозаймистими речовинами, концентрованими кислотами та лугами.

5.2 Вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони не повинен перевищувати граничнодопустимі концентрації, встановлені ГОСТ 12.1.005.

5.3 Лабораторне приміщення повинно бути обладнане припливно-витяжною вентиляцією з відповідною кратністю обміну повітря.

6 ВИМОГИ ДО КВАЛІФІКАЦІЇ ОПЕРАТОРІВ

До виконання вимірювань і обробки їх результатів допускаються фахівці, які пройшли інструктаж з охорони праці, мають стаж роботи за фахом не менше 1 року та допущені до роботи в установленому в організації порядку.

7 УМОВИ ВИКОНАННЯ ВИМІРЮВАНЬ

При виконанні вимірювань дотримуються таких умов:

- температура оточуючого повітря (20±5) ^оС;

- атмосферний тиск від 630 мм рт.ст. до 800 мм рт.ст.;

- відносна вологість повітря (при температурі 25 ^оС) не більше 80 %;

- Напруга в електричній мережі (220±20) В при частоті струму (50±1) Гц.

8 ПІДГОТОВКА ДО ВИКОНАННЯ ВИМІРЮВАНЬ

При підготовці до виконання вимірювань БСК_n виконують:

- підготовку оксиметра до роботи;

- приготування розчинів;

- відбір проб, підготовку проб;

- розбавлення проби;

- проведення інкубації.

8.1 Підготовка оксиметра до вимірювань

Підготовку оксиметра до вимірювань проводять згідно вимог експлуатаційної документації на прилад.

Проводять калібрування за методикою, викладеною у інструкції з експлуатації

8.2 Приготування розчинів

8.2.1 Приготування води здистильованої

Воду здистильовану, яку використовують для приготування розчинів та розбавлення проб, одержують перегонкою в скляному перегінному апараті.

8.2.2 Приготування розчинів для води розбавлення

8.2.2.1 Приготування розчину магнію сірчанокислого з масовою часткою
2 %

Наважку магнію сірчанокислого 7-водного масою (22,5 0,1) г, зважену з точністю до 0,01 г, кількісно переносять у колбу мірну за 3.1.3 місткістю 1 дм³, розчиняють у воді здистильованій, об’єм доводять до позначки такою ж водою.

Розчин придатний до застосування при зберіганні у закоркованій склянці в умовах лабораторії протягом 1 місяця.

8.2.2.2 Приготування розчину кальцію хлористого з масовою часткою 3 %

Наважку кальцію хлористого безводного масою (27,5 0,1) г, зважену з точністю до 0,01 г, кількісно переносять у колбу мірну за 3.1.3 місткістю 1 дм³, розчиняють у воді здистильованій, об’єм доводять до позначки такою ж водою.

8.2.2.3 Приготування розчину заліза трьоххлористого з масовою часткою 0,03 %

Наважку заліза трьоххлористого 6-водного масою (0,25 0,01) г, зважену з точністю до 0,001 г, переносять у колбу мірну за 3.1.3 місткістю 1 дм³, розчиняють у воді здистильованій, об’єм доводять до позначки такою ж водою.

8.2.2.4 Приготування фосфатного буферного розчину, рН = 7,2

Наважку калію фосфорнокислого однозаміщеного масою (8,50 0,01) г, зважену з точністю до 0,001 г, наважку калію фосфорнокислого двозаміщеного масою (21,75 0,01) г, зважену з точністю до 0,001 г, наважку натрію фосфорнокислого двозаміщеного 7-водного масою (33,40 0,01) г, зважену з точністю до 0,001 г, та наважку амонію хлористого масою (1,70 0,01) г, зважену з точністю до 0,001 г, кількісно переносять у колбу мірну за 3.1.3 місткістю 1 дм³, розчиняють у воді здистильованій. Об’єм доводять до позначки такою ж водою.

8.2.2.5 Приготування посівного матеріалу мікроорганізмів

У той час, як природні та побутові стічні води містять велику кількість мікроорганізмів, здатних розвиватися за рахунок наявних у пробі органічних речовин, різні види промислових стічних вод, зазвичай, стерільні або містять мікроорганізми, що не здатні до аеробної переробки органічних речовин. Тому при аналізі таких стічних вод виконують розбавлення водою, насиченою киснем і добавками адаптованих мікроорганізмів. При визначенні БСК_n промислових стічних вод попередня адаптація мікрофлори має вирішальне значення для одержання правильних результатів аналізу.

Посівний матеріал мікроорганізмів готують одним із наведених нижче варіантів.

Варіант 1. На 1 дм³ міської стічної води, взятої з магістрального колектора стічних вод, або з каналізаційної труби житлової зони, вільної від характерних промислових забруднень, додають 100 г городнього грунту. Перемішують і залишають на 10 хв. Відбирають 10 см³ відстояної рідини і розбавляють водою за 8.2.3.1 у мірній колбі за 3.1.3 місткістю 1 дм³.

Варіант 2. Використовують річкову або озерну воду в районі скиду міських стічних вод.

Варіант 3. Використовують частково очищені стічні води з очисних споруд.

Варіант 4. Використовують воду, взяту з потока нижче за течією, ніж місце попадання в поток води, яку треба аналізувати.

Варіант 5. Використовують воду з мікроорганізмами, адаптованими до досліджуваної води, які культивують у лабораторії (у разі аналізу промислових стічних вод, які містять стійкі речовини).

Стічну воду розводять водопровідною водою у 10 – 100 разів у залежності від концентрації органічних сполук. Додають біогенні елементи (азот із розрахунку 15 - 20 мг/дм³, фосфор 2 - 3 мг/дм³), якщо їх немає у стічній воді, і залишають на 3 доби у відкритій посудині. За цей період відбувається спонтанне мікробне зараження, з’являється муть або плівка на поверхні води. Мікрофлору переносять у пробу аналізуємої стічної води, яку розведено у
5 - 20 разів. Після подальшого розвитку адаптованої мікрофлори додають
1 см³ цієї рідини на 1 дм³ води для розбавлення безпосередньо перед застосуванням.

8.2.3 Приготування води для розбавлення

8.2.3.1 Приготування води для розбавлення без посівного матеріалу мікроорганізмів

У колбу мірну за 3.1.3 місткістю 1 дм³ вносять піпетками за 3.1.4 по 1 см³ розчинів за 8.2.2.1, 8.2.2.2, 8.2.2.3, 8.2.2.4. Об’єм доводять до позначки водою здистильованою за 8.2.1 з температурою (20±1) ^оС. Розчин перемішують.

Воду насичують киснем аерацією протягом примірно 1 години і ретельно оберігають від будь-якого забруднення, особливо від попадання органічних речовин, окислювачів, відновників, або металів, до того моменту, поки концентрація розчиненого кисню не досягне хоча б 8 мг/дм³. Бутелі для цієї води не можна використовувати з іншою метою.

Воду для розбавлення готують у день її застосування.

Розчин придатний до застосування при зберіганні у закоркованій склянці при температурі (20±1) ^оС в умовах лабораторії протягом 24 годин.

8.2.3.2 Приготування води для розбавлення з посівним матеріалом мікроорганізмів

У разі потреби, у залежності від джерела води, додають на 1 дм³ води за 8.2.3.1 від 0,1 до 50 см³ посівного матеріалу мікроорганізмів за 8.2.2.5.

8.2.3.3 Чистоту води для розбавлення перевіряють наступним способом.
4 кисневі склянки наповнюють водою для розбавлення, у двох з них визначають масову концентрацію розчиненого кисню у день розбавлення проби (“нульовий” день). Дві інші вміщують у термостат разом з аналізуємими пробами і визначають у них масову концентрацію розчиненого кисню на п’ятий день. Різниця між середньою масовою концентрацією розчиненого кисню у “нульовій” пробі і в пробі на п’ятий день при температурі (20±1) ^оС не повинна перевищувати 0,5 мгО₂/дм³. Із результатів визначення БСК_n розбавлених проб це значення не віднімають.

8.2.4 Приготування розчину натрію гідроокису з молярною концентрацією 1 моль/дм³

Наважку натрію гідроокису масою (40,0 0,1) г, зважену з точністю до
0,01 г, розчиняють у приблизно 500 см³ води здистильованої за 8.2.1 у хімічному стакані, охолоджують, кількісно переносять у мірну колбу за 3.1.3 місткістю 1 дм³. Об’єм доводять до позначки такою ж водою.

Розчин придатний до застосування при зберіганні у поліетиленовій закоркованій склянці в умовах лабораторії протягом 3 місяців.

8.2.5 Приготування розчину кислоти сірчаної з молярною концентрацією
1 моль/дм³

За допомогою циліндру за 3.1.6 56,5 см³ кислоти сірчаної вміщують у мірну колбу за 3.1.3 місткістю 1 дм³, розчиняють у воді здистильованій за 8.2.1, об’єм доводять до позначки такою ж водою.

Розчин придатний до застосування при зберіганні у закоркованій склянці в умовах лабораторії протягом 1 року.

8.2.6 Приготування розчину кислоти сірчаної 1:4

Обережно змішують 4 об’єми води здистильованої за 8.2.1 з 1 об’ємом кислоти сірчаної за 3.2.2 у хімічному стакані.

Розчин придатний до застосування при зберіганні у закоркованій склянці в умовах лабораторії протягом 1 року.

8.2.7 Приготування розчину кислоти сірчаної 1:50

До 100 см³ води здистильованої за 8.2.1 у хімічному стакані за 3.3.3 додають піпеткою за 3.1.4 2 см³ кислоти сірчаної.

8.2.8 Приготування розчину крохмалю з масовою часткою 0,5 %

Наважку крохмалю для йодометрії масою (0,5 0,1) г, зважену з точністю до 0,01 г, розчиняють у стаканчику у 5 см³ холодної води здистильованої за 8.2.1 і вливають у 95 см³ киплячої води здистильованої за 8.2.1. Розчин охолоджують. Додають 1 – 2 см³ консерванта, наприклад, хлороформу.

8.2.9 Приготування розчину натрію сірчистокислого з масовою часткою 0,16 %

Наважку натрію сірчистокислого безводного масою (0,16 0,01) г, зважену з точністю до 0,001 г, розчиняють у колбі мірній за 3.1.3 місткістю 100 см³ водою здистильованою за 8.2.1, об’єм доводять до позначки такою ж водою.

Розчин готують безпосередньо перед застосуванням.

Розчин придатний до застосування при зберіганні у закоркованій склянці в умовах лабораторії протягом 8 годин.

8.2.10 Приготування розчину калію йодистого з масовою часткою 15 %

Наважку калію йодистого масою (15,0 0,1) г, зважену з точністю до
0,01 г, вміщують у стакан за 3.3.3 місткістю 100 см³, додають 1 см³ розчину натрію гідроксиду за 8.2.4 і циліндром за 3.1.6 додають 85 см³ води здистильованої за 8.2.1.

Перевіряють якість реактива, для чого у колбу конічну вносять 100 см³ води здистильованої за 8.2.1, 5 см³ кислоти сірчаної 1:4 за 8.2.6 та 2 см³ приготованого розчину калію йодистого. Після додавання 5 см³ розчину крохмалю за 8.2.8 не повинно з’явитись забарвлення.

Розчин придатний до застосування при зберіганні у закоркованій склянці з темного скла в умовах лабораторії протягом 1 місяця.

8.2.11 Приготування розчину алілсечовини з масовою концентрацією
1 г/дм³

Наважку алілсечовини масою (1,0 0,1) г, зважену з точністю до 0,01 г, вміщують у колбу мірну за 3.1.3 місткістю 1000 см³, розчиняють водою здистильованою за 8.2.1 і доводять об’єм до позначки такою ж водою.

Розчин придатний до застосування при зберіганні у закоркованій склянці в умовах лабораторії протягом 2 тижнів.

8.3 Відбір проб

Відбір проб поверхневих вод виконують за ГОСТ 17.1.5.05 та
ДСТУ ISO 5667-6, зворотних вод – за КНД 211.1.0.009; зберігання та поводження з пробами за ДСТУ ISO 5667-3.

Проби відбирають у скляні ємності. Об’єм проби води для визначення БСК_n повинен бути не меншим ніж 1000 см³.

Проби для визначення БСК_n не консервують.

Якщо обробити пробу відразу неможливо, її доставляють в лабораторію в герметично закритій посудині, обкладеній льодом і зберігають у холодильнику при 0 - 4 ^оС до завершення аналізу. Починати визначення БСК_n слід якомога швидше після відбору проби, бажано протягом 24 годин.

8.4 Підготовка проби

8.4.1 Біохімічне споживання кисню визначають у пробах натуральних (збовтаних), відстояних, або відфільтрованих. Попередня обробка проби залежить від мети аналізу та характеру досліджуваного об’єкту.

Якщо метою є екологічний контроль якості вод, БСК_n визначають тільки у натуральній (збовтаній) пробі (аналіз стічних вод, які відводять у водойму і поверхневих вод).

Якщо проба поверхневих вод містить багато планктону, її фільтрують через планктонну сітку.

Для оцінювання процесів очищення стічних вод на різних стадіях БСК_n визначають у трьох пробах: натуральній, відстояній 2 години та фільтрованій. Речовини, які містять вуглець, знаходяться у воді у розчиненому, осідаючому та колоїдному стані. Для стічних вод різних видів промисловості їх співвідношення різне. Визначення БСК_n у натуральній пробі дозволяє одержати найбільш повну інформацію про забрудненість стічної води легкоокислюваними органічними сполуками. БСК_n відстояної проби в основному характеризує роботу аеротенків, оскільки дає інформацію про наявність забруднень у колоїдній та розчиненій формі. Фільтровану пробу використовують у тих випадках, коли необхідно оцінити зміну БСК_n за ступенями очищення або визначити вміст забруднення у розчиненій формі.

Для відстоювання пробу на місці відбору наливають у циліндр за п.3.1.6 місткістю 2 дм³ і залишають на деякий час. Сифоном за 3.3.5 у посудину для відбору проб відбирають три чверті верхнього прозорого шар рідини над осадом. Кінець трубки сифону повинен бути занурений приблизно на 3 см нижче поверхні рідини.

Зворотні води відстоюють до 2 годин. Якщо прозорість при цьому не досягається, пробу фільтрують, відкидаючи першу порцію фільтрата.

Якщо виникає потреба визначення БСК_n у стічній воді, яка містить тверді частки, таку пробу спочатку гомогенізують для досягнення однорідності. 700 - 1000 см³ стічної води вміщують у стакан прилада для перемішування (це може бути “Подрібнювач тканин РТ-1” або аналогічний). Там же знаходиться мішалка. Рівень рідини повинен бути дещо нижчим, ніж граничний вміст стакану для запобігання розбризкування. Додають розчин рідкого скла (100 мг у перерахунку на SiO₂). Пробу перемішують 20 хв з частотою 4000 обертів/хв. Порції гомогенізованої проби відбирають на аналіз піпеткою, опускаючи її кожен раз до середини об’єму рідини у стакані прилада. Коли у стакані залишиться менше половини первинного об’єму рідини, відбор порцій продовжувати не можна. При такому способі гомогенізації суміш лишається однорідною до 2 год.

Спосіб попередньої обробки проб наводять разом з результатами аналізу.

8.4.2 Якщо рН проби виходить за межі діапазону 6 – 8 одиниць рН, пробу нейтралізують розчином лугу за 8.2.4 або розчином кислоти сірчаної за 8.2.5. Потрібна кількість лугу чи кислоти встановлюється шляхом титрування аліквотного об’єму води. Титрування ведуть до рН 7 візуально у присутності бромтимолового синього або потенціометрично із застосуванням скляного електроду.

8.4.3 При визначенні БСК_n очищеної стічної води, яку обробляли хлором або хлорним вапном, слід видалити залишок активного хлору. Часто для цього достатньо дати воді постояти 1 – 2 години. При більш високому вмісті активного хлору проби обробляють натрієм сірчистокислим. Обробляють ті проби, які після розбавлення водою для розбавлення у пропорції, необхідній для визначення БСК_n, покажуть після додавання на 100 см³ проби 5 см³ розведеної (1:4) кислоти сірчаної за 8.2.6, 2 см³ розчину калію йодистого за 8.2.10 та 5 см³ розчину крохмалю за 8.2.8 позитивну реакцію на активний хлор (розчин синіє).

Кількість натрію сірчистокислого, необхідного для відновлювання хлору, визначають титруванням. До 100 см³ проби, призначеної для визначення БСК_n, додають 10 см³ розведеної (1:50) кислоти сірчаної за 8.2.7, 10 см³ калію йодиду за 8.2.10 і титрують розчином натрію сірчистокислого за 8.2.9 із застосуванням розчину крохмалю за 8.2.8 як індикатора.

До проби, призначеної для визначення БСК_n, додають еквівалентну кількість розчину натрію сірчистокислого за результатами титрування.

8.4.4 Особливістю біохімічного окислення органічних речовин у воді є супутний йому процес нітрифікації. Нітрифікація протікає під дією особливих нітрифікуючих бактерій. Ці бактерії забезпечують окислення сполук азоту, які звичайно наявні у природних та деяких стічних водах і тим самим сприяють переходу азоту спочатку з амонійної в нітритну, а потім і нітратну форму. Процес нітрифікації триває і в кисневих склянках. Кількість кисню, витрачена на окислення сполук азоту, може у кілька разів перевищувати кількість кисню, витраченого на сполуки з вуглецем. Нітрифікація починається приблизно на
7 добі інкубації, тому при визначенні БСК за 10 і більше діб інкубацію треба вести у присутності інгібітора, який придушує життєдіяльність нітрифікуючих бактерій, але не діє на звичайну мікрофлору (тобто на бактерії – окислювачі органічних сполук). Для цього використовують алілсечовину, яку додають у склянку для розбавлення із розрахунку 2 см³ розчину за 8.2.11 на 1 дм³ розбавленого зразка води.

Для одержання правильних результатів вимірювання БСК перед тим, як поставити пробу на інкубацію, у ній визначають масову концентрацію нітритів. Якщо нітрити у пробі присутні, інгібітор додають у обов’язковому порядку.

8.4.5 Речовини, що реагують безпосередньо з розчиненим киснем, завищують результат визначення БСК_n. Перешкоджаючий вплив цих речовин усувають, вимірюючи вміст кисню у кисневій склянці, призначеній для визначення кисню у день відбору проби, через 1 годину після розбавлення проби.

8.4.6 Розбавлення проби

Мірні колби для розбавлення і склянки для інкубації слід ретельно вимити, обезжирити хромовою сумішшю, промити і пропарити, тому що навіть дуже мале забруднення при великих розбавленнях викликає різке збільшення БСК.

Якщо в пробі багато органічних речовин, її перед інкубацією, як правило, розбавляють. Не розбавляють тільки проби з очікуваним біохімічним споживанням кисню до 6 мг О₂/дм³. Звичайно це проби поверхневих вод, не забруднених стічними водами. Для досягнення максимальної точності аналізу аналізуєма проба або суміш проби з водою для розбавлення повинна містити таку кількість кисню, щоб за час інкубаційного періоду пройшло зниження його концентрації на 2 мгО₂/дм³ і більше, причому залишкова концентрація кисню складала не менше ніж 3 мгО₂/дм³. Якщо ж вміст кисню у воді недостатній, то пробу попередньо аерують для насичення киснем повітря. Найбільш точним вважається результат такого визначення, при якому на 5 день інкубації використано близько 50 % кисню, який був у пробі на початку інкубації.

8.4.6.1 Підготовка нерозбавленої проби

Пробу води з орієнтовним біохімічним споживанням кисню до 6 мг О₂/дм³ переливають у колбу за 3.3.2 і доводять температуру до 20 ^оС (шляхом нагрівання на водяній бані або охолодження). При необхідності пробу насичують киснем, аеруючи її 10 хвилин. Вміщують у колбу мірну за 3.1.3 місткістю 1 дм³ 2 см³ розчину алілсечовини за 8.2.11 і доводять до позначки підготованою пробою.

8.4.6.2 Підготовка розбавленої проби

Якщо очікуване БСК проби більше 6 мг О₂/дм³, її розбавляють. Необхідне розбавлення орієнтовно можна розрахувати за результатами визначення окислювальності біхроматним методом (ХСК) у досліджуваній пробі води наступним чином. Умовно приймають, що БСК дорівнює 50 % від ХСК. У воді після інкубації, за умови правильного розбавлення, має залишитись 3 - 4 мг/дм³ кисню, тому визначене значення ХСК ділять на 3 (або 4). Отриманий результат показує, у скільки разів необхідно розбавити пробу, яку аналізують.

Рекомендований ступінь розбавлення підбирають за таблицею, наведеною у додатку Б.

У залежності від типу води, у якій визначають БСК_n, для розбавлення беруть воду за 8.2.3.1 або за 8.2.3.2. У обох випадках додають інгібітор, який придушує життєдіяльність нітрифікуючих бактерій.

Заповнюють наполовину конічну колбу за 3.3.2 місткістю 1 дм³ досліджуваною пробою і нагрівають або охолоджують до 20 ^оС при струшуванні, щоб виключити можливе перенасичення киснем.

Розрахований для розбавлення об’єм проби відбирають піпеткою чи циліндром. Найменший об’єм, відібраний піпеткою за 3.1.5, становить 10 см³. Циліндром за 3.1.6 відміряють об’єм більший за 50 см³. Якщо потрібний об’єм менший ніж 10 см³, проводять поступове розбавлення проби водою для розбавлення.

Вміщують відміряний об’єм проби у колбу мірну за 3.1.3 місткістю 1 дм³, додають 2 см³ розчину алілсечовини за 8.2.11 і доводять до позначки водою для розбавлення за 8.2.3.1 або за 8.2.3.2.

8.4.7 Заповнення кисневих склянок

За допомогою сифону заповнюють підготовленою за 8.4.6 пробою
7 кисневих склянок, злегка переповняючи їх. Добиваються зникнення всіх пухирців повітря, адсорбованих на стінках кисневих склянок. Заповнені кисневі склянки закривають пробками так, щоб усередині не залишились пухирці повітря. Потім заповнюють підготовленою за 8.4.6 пробою ковпачки від склянок. Склянки перевертають дном догори і ставлять їх у ковпачки, витісняючи з ковпачків воду так, щоб туди не потрапило повітря. Після цього склянки перевертають у нормальне положення.

Паралельно з визначенням необхідно провести холостий дослід з використанням води для розбавлення. Одночасно заповнюють таким же способом 7 кисневих склянок водою для розбавлення.

Розділяють склянки на 2 серії, кожна з яких складається із однієї склянки даного розведення і однієї склянки холостого досліду.

8.4.8 Проведення інкубації

6 склянок з розведеною пробою та 6 склянок холостого досліду вміщують у термостат при температурі (20 1) ^оС, закриваючи від світла.

Примітка.Якщо нема впевненості, що ступінь розведення був вибраний правильно, можна поставити додаткову серію із 7 склянок з пробою іншого ступеню розведення.

9 ВИКОНАННЯ ВИМІРЮВАНЬ

9.1 В одній склянці з пробою і в одній склянці з водою для розбавлення визначення кисню проводять відразу після підготовки проби. Масову концентрацію розчиненого кисню вимірюють за допомогою оксиметра. Виконуючи визначення, насамперед треба керуватися інструкцією з експлуатації. Визначення проводять у ємності, заповненій пробою через край, з вміщеною мішалкою, герметично закритій. Швидкість перемішування доводять до такого ступеню, щоб показання прилада залишалися стабільними після встановлення рівноваги. Датчик витримують у ємності не менше ніж 10 хв для досягнення температури води. Якщо необхідно, у залежності від виду оксиметра, перевіряють температуру води та/або атмосферний тиск.

9.2 Через 5, 10, 15, 20, 25, n діб від початку інкубації (або в інші строки, у залежності від поставленої мети) виймають з термостата по одній склянці з досліджуваною водою і по одній з водою для розбавлення за 8.4.8. Кожного разу визначають нітрити у воді, налитій у ковпачок склянки. Ковпачок знімають таким же способом, як його надягали – перевертаючи склянки догори дном. Якщо у пробі почався процес нітрифікації (що виявляється появою нітритів у концентрації більшій ніж 0,1 мг/дм³), інкубацію припиняють. Вимірюють розчинений кисень в одній склянці з пробою і в одній склянці з водою для розбавлення за допомогою оксиметра.

9.3 Результати вимірювань записують до другої значущої цифри.

10 ОБРОБКА ТА ОФОРМЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ

10.1 Обробку результатів вимірювань виконують наступним способом.

10.1.1 Якщо результат вимірювання концентрації розчиненого кисню був одержаний при температурі, яка відрізнялася від тої, при якій був калібрований оксиметр, необхідно скоректувати його показання. Деякі прилади коректуються автоматично. Обчислення точного результата _i, мг/дм³проводять за формулою

(1)

де _m – концентрація розчиненого кисню, одержана при температурі вимірювання, мг/дм³_;

С_m – розчинність кисню при температурі вимірювання, мг/дм³;

С_с – розчинність кисню при температурі калібрування оксиметра, мг/дм³.

Розчинність кісню у залежності від температури наведена у таблиці 1 додатку В.

10.1.2 Концентрація розчиненого кисню з поправкою на солоність проби

Розчинність кисню у воді зменшується із збільшенням солоності. Залежність досить лінійна для практичних цілей до концентрації солоності
35 г/дм³, вираженій загальним вмістом солей у г/дм³. У таблиці 1 Додатку В наведені поправки, , які необхідно віднімати для кожного 1 г/дм³.

Розчинність кисню у воді, яка має солоність n г/дм³, одержують шляхом віднімання n · із відповідної розчинності у чистій воді.

10.2 Величину біохімічного споживання розбавляючої води обчислюють за формулою:

(2)

де БСК_розб - біохімічне споживання у розбавляючій воді, мгО₂/дм³;

- вміст розчиненого кисню у склянці з розбавляючою водою до інкубації, мгО₂/дм³;

- вміст розчиненого кисню у склянці з розбавляючою водою після n днів інкубаціі, мгО₂/дм³;

10.3 За результат вимірювання БСК_n у поверхневих, підземних та зворотних водах приймають результат одиничного вимірювання БСК_n.

Величину БСК_n обчислюють за формулою:

(3)

де БСК_розб - біохімічне споживання у розбавляючій воді, мгО₂/дм³;

- вміст розчиненого кисню у склянці з аналізуємою водою до інкубації, мгО₂/дм³;

- вміст розчиненого кисню у склянці з аналізуємою водою після інкубаціі n діб, мгО₂/дм³;

V – об’єм проби води, взятої для розведення і подальшого визначення БСК_n, см³;

1000 - об’єм мірної колби, взятої для розведення, см³;

Результати обчислень за формулою (3) заокруглюють у відповідності з таблицею 1 додатку Б.

11 КОНТРОЛЬ ПОХИБКИ

11.1 Контроль відтворюваності вимірювань проводять за розходженням результатів двох повторних одиничних вимірювань у зразку контролю, ₁ і ₂, виконаних різними виконавцями.

Рішення про задовільність відтворюваності приймають, якщо виконується вимога:

(4)

де d_в - норматив оперативного контролю відтворюваності, %.

Норматив оперативного контролю відтворюваності вимірювань складає:

для діапазону вимірювань БСК_n від 0,5 мг О₂/дм³ до 6,0 мгО₂/дм³ включно – 70 %;

для діапазону вимірювань БСК_n понад 6 мг О₂/дм³ до 30 мгО₂/дм³ включно – 55 %;

для діапазону вимірювань БСК_n понад 30 мг О₂/дм³ до 120 мгО₂/дм³ включно – 40 %;

для діапазону вимірювань БСК_n понад 120 мг О₂/дм³ до 1200 мгО₂/дм³ включно – 30 %;

для діапазону вимірювань БСК_n понад 1200 мг О₂/дм³ до 10000 мгО₂/дм³ включно – 15 %.

11.2 Контроль похибки здійснюють за результатами відхилення виміряного значення БСК у контрольному зразку від його атестованого значення.

Рішення про задовільну похибку приймають за умови:

,(5)

де – експериментально встановлене значення БСК у контрольному зразку;

_ст - атестоване значення БСК у контрольному зразку;

К – норматив оперативного контролю похибки вимірювань, який дорівнює атестованому значенню похибки МВВ у відповідному концентраційному діапазоні.

11.3 Контрольними зразками служать розчини ГСО 8048-94 у воді для розбавлення за п. 8.2.3.1 або за 8.2.3.2.

11.4 При незадовільних результатах контролю відтворюваності або похибки вимірювань вимірювання припинити, з’ясувати та усунути причини, що призвели до цього.

12 ОФОРМЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ

12.1 Результат вимірювання представляють у вигляді 12.1.1 або 12.1.2 з додатковими відомостями про спосіб підготовки проб за 8.4.1

12.1.1 , мгО₂/дм³; Р = 0,95; n = 1

де ±D – границі абсолютної похибки результату вимірювання масової концентрації БСК_n для довірчої ймовірності Р = 0,95, мг/дм³;

n – кількість паралельних вимірювань, за якими було отримано результат.

12.1.2 Результат вимірювання масової концентрації БСК_n у поверхневих, підземних та зворотних водах , мг О₂/дм³, границі сумарної відносної похибки ±d, %; Р = 0,95; n = 1.

12.2 Границі абсолютної похибки результату вимірювання масової концентрації БСК_n у поверхневих, підземних та зворотних водах обчислюють за формулою:

(10)

Результат обчислень заокруглюють і записують до першої значущої цифри.

Результат вимірювання повинен закінчуватись тим же десятковим розрядом, що і абсолютна похибка вимірювання.

12.3 Результати вимірювань заносять у робочий журнал та/чи до протоколу вимірювань.

ДОДАТОК А

(довідковий)

НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

В даному документі використані посилання на такі стандарти та нормативні документи (далі - НД):

Позначення НД	Найменування НД	Пункт МВВ
ДСТУ ISO 5667-3–2001	Якість води. Відбирання проб. Частина 3. Настанови щодо зберігання та поводження з пробами	8.3
ДСТУ ISO 5667-6–2001	Якість води. Відбирання проб. Частина 6. Настанови щодо відбирання проб води з річок та інших водотоків	8.3
ГОСТ 12.1.005-88	ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования	5.2
ГОСТ 17.1.5.05-85	Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков	8.3
ГОСТ 195 – 77	Натрий сернистокислый. Технические условия	3.2.13
ГОСТ 1770-74	Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия	3.1.3, 3.1.6
ГОСТ 2493-75	Калий фосфорнокислый, двузамещенный. Технические условия	3.2.7
ГОСТ 3773-72	Аммоний хлористій. Технические условия	3.2.4
ГОСТ 4147-74	Железо треххлористое, 6-водное. Технические условия	3.2.5
ГОСТ 4198-75	Калий фосфорнокислый (орто), однозамещенный. Технические условия	3.2.6
ГОСТ 4204-77	Кислота серная. Технические условия	3.2.2
ГОСТ 4232-74	Калий йодистый. Технические условия	3.2.11
ГОСТ 4328-77	Натрия гидроокись. Технические условия	3.2.3
ГОСТ 4460-60	Хлорид кальция безводный. Технические условия	3.2.10
ГОСТ 4523-77	Магний сернокислый 7 - водный. Технические условия	3.2.9
ГОСТ 6709-72	Вода дистиллированная. Технические условия	3.2.1
ГОСТ 10163-76	Крахмал растворимый для иодометрии. Технические условия	3.2.12
ГОСТ 11773-76	Натрий фосфорнокислый (орто), двузамещенный 7-водный. Технические условия	3.2.8
ГОСТ 24104-88	Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия	3.1.1
ГОСТ 25336-82	Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры	3.3.2, 3.3.3, 3.3.4
ГОСТ 25794.2-83	Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для окислительно-восстановительного титрования
ГОСТ 29169-91	Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной меткой	3.1.5
ГОСТ 29227-91	Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуирован-ные. Часть 1. Общие требования	3.1.4
КНД 211.1.0.009-94	Гідросфера. Відбір проб для визначення складу і властивостей зворотних та технологічних вод. Основні положення	8.3
РД 52.24.66–86 МУ	Система контроля точности результатов измерений показателей загрязненности контролируемой среды.
ТУ 6-09-13-840-82	Аллилмочевина. Технические условия	3.2.14
ТУ 6-09-1678-86	Фильтры обеззоленные. Технические условия	3.3.1

ДОДАТОК Б

(довідковий)

МЕТОДИКА РОЗБАВЛЕННЯ ПРОБ ПРИ ВИЗНАЧЕННІ БСК_n

Таблиця 1 - Рекомендовані розбавлення вихідної проби води

Діапазон вимірювань БСК_n, мг О₂/дм³	Ступінь розбавлення, n	Об’єм аліквоти проби, см³ у 1 дм³ розбавленої води	Тип води*
понад 0,5 до 6 включно			Р
понад 4 до 12 включно			БО, Р
понад 10 до 30 включно			Р, БО
понад 20 до 60 включно			БО
понад 40 до 120 включно			ОС
понад 100 до 300 включно			ОС, С
понад 400 до 1200 включно			ЗС, С
понад 1000 до 3000 включно			ЗС, С
понад 2000 до 8000 включно			ЗС, С

* Р – річкові води, БО – біологічно очищені стічні води, ОС – освітлені стічні води, частково очищені стічні води, С – стічні води, ЗС – сильно забруднені промислові стічні води

ДОДАТОК В

(довідковий)

РОЗЧИННІСТЬ КИСНЮ У ВОДІ У ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ І СОЛОНОСТІ

Таблиця 1 Розчинність кисню у воді в залежності від температури і солоності

Температура, º С	С, мг/дм³	мг/дм³	Температура, º С	С, мг/дм³	мг/дм³
		14,64	0,0925		9,08	0,0481
		14,22	0,0890		8,90	0,0467
		13,82	0,0857		8,73	0,0453
		13,44	0,0827		8,57	0,0440
		13,09	0,0798		8,41	0,0427
		12,74	0,0771		8,25	0,0415
		12,42	0,0745		8,11	0,0404
		12,11	0,0720		7,96	0,0393
		11,81	0,0697		7,82	0,0382
		11,53	0,0675		7,69	0,0372
		11,26	0,0653		7,56	0,0362
		11,01	0,0633		7,43
		10,77	0,0614		7,30
		10,53	0,0595		7,18
		10,30	0,0577		7,07
		10,08	0,0559		6,95
		9,86	0,0543		6,84
		9,66	0,0527		6,73
		9,46	0,0511		6,63
		9,27	0,0496		6,53

Примітки:

1.У другій колонці таблиці вказана розчинність (С) кисню, виражена у мг/дм³ кисню у чистій воді при наявності повітря, насиченого водяним паром, який містить 20,94 % (V/V) кисню при тиску 101,3 кПа.

2. У третій колонці таблиці вказана зміна розчинності ( ) для абсолютної солоності 1 г/дм³.

Розчинність кисню у воді знижується зі збільшенням солоності. Відношення досить лінійне для практичного використання до концентрації солоності, яка дорівнює 35 г/дм³. Розчинність кисню у воді з солоністю n г/дм³ визначають шляхом віднімання числа n від відповідної величини розчинності у чистій воді.

ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ УКРАЇНИ З ПИТАНЬ ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТА СПОЖИВЧОЇ ПОЛІТИКИ

ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО ВСЕУКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ВИРОБНИЧИЙ ЦЕНТР СТАНДАРТИЗАЦІЇ, МЕТРОЛОГІЇ, СЕРТИФІКАЦІЇ ТА ЗАХИСТУ ПРАВ СПОЖИВАЧІВ
(Укрметртестстандарт)

Науково-виробничий інститут метрологічного забезпечення вимірювань складу, властивостей і кількості речовини та матеріалів

СВІДОЦТВО

про атестацію МВВ

№ 081/12-0310-06 від 09.10.2006 р.Чинне до 09.10.2011 р.

Методика виконання вимірювань (МВВ) «ПОВЕРХНЕВІ, ПІДЗЕМНІ та ЗВОРОТНІ води. Методика визначення біохімічного споживання кисню після n днів (БСК) за допомогою оксиметра» МВВ № 081/12-0310-06

Розроблена Українським науково-дослідним інститутом екологічних проблем Мінприроди України

(назва підприємства (організації) розробника МВВ)

Атестованавідповідно до ГОСТ 8.010-99 ______.

(назва нормативного документа)

Атестація проведена за результатами метрологічної експертизи.

За результатами атестації, проведеної у 2006 р., встановлено, що ця методика відповідає метрологічним вимогам до МВВ та має такі основні метрологічні характеристики:

наведені у таблиці на зворотній стороні свідоцтва

Таблиця

Метрологічні характеристики МВВ

Діапазон вимірювання	Границі відносної сумарної похибки вимірювань ± (Р = 0,95; n = 1), %
Від 0,5 мгО₂/дм³ до 6,0 мгО₂/дм³ включно понад 6 мгО₂/дм³ » 30 мгО₂/дм³ » » 30 мгО₂/дм³ » 0,12 гО₂/дм³ » » 0,12 гО₂/дм³ » 1,2 гО₂/дм³ » » 1,2 гО₂/дм³ » 10 гО₂/дм³ »