РД 52.24.534-2019 Массовая доля железа, марганца, меди, никеля и цинка в донных отложениях. Методика измерений атомно-абсорбционным методом с использованием микроволновой обработки проб

     
     РД 52.24.534-2019

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МАССОВАЯ ДОЛЯ ЖЕЛЕЗА, МАРГАНЦА, МЕДИ, НИКЕЛЯ И ЦИНКА В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ

Методика измерений атомно-абсорбционным методом с использованием микроволновой обработки проб

     
     
Дата введения 2019-11-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН федеральным государственным бюджетным учреждением "Гидрохимический институт" (ФГБУ "ГХИ")

2 РАЗРАБОТЧИКИ Ю.А.Андреев, канд. хим. наук (руководитель разработки), Т.В.Князева, канд. хим. наук (ответственный исполнитель), Л.В.Боева, канд. хим. наук, В.О.Евтухова

3 СОГЛАСОВАН с федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-производственное объединение "Тайфун" (ФГБУ "НПО "Тайфун") 20.11.2018 и Управлением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 09.01.2019

4 УТВЕРЖДЕН Руководителем Росгидромета 10.01.2019

ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 22.03.2019 N 127

5 АТТЕСТОВАНА ФГБУ "ГХИ"

Свидетельство об аттестации методики измерений N 534.RA.RU.311345-2017 от 14.12.2017

6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ФГБУ "НПО "Тайфун" от 23.01.2019 за номером РД 52.24.534-2019

Порядковый номер регистрации в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений ФР.1.31.2019.33419

7 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

8 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ 2029 год

ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ 10 лет

Введение

Донные отложения водных объектов со временем накапливают органические и неорганические вещества, в том числе, соединения тяжелых металлов, которые участвуя в седиментационных и физико-химических процессах, перераспределяются среди компонентов водной экосистемы и могут переходить в водную среду, вызывая ее вторичное загрязнение.

Присутствие железа, марганца, меди, никеля и цинка в донных отложениях обусловлено непосредственным поступлением из водной толщи, куда соединения металлов попадают вследствие природных процессов химического выветривания, растворения горных пород и минералов, а также из атмосферных аэрозолей и осадков, загрязненных промышленными выбросами, сточных вод предприятий отраслей промышленности, коммунального и сельского хозяйства.

Процесс накопления и токсическое действие соединений тяжелых металлов в донных отложениях определяются многими факторами: физико-химическими свойствами металлов, типом донных отложений, их гранулометрическим составом и сорбционными свойствами, температурным режимом водоема и его кислотно-щелочными и окислительно-восстановительными условиями, количественным соотношением между миграционными формами металлов (растворенной, коллоидной и взвешенной).

Непосредственное влияние на процессы накопления металлов в донных отложениях оказывает форма их соединений в воде и во взвешенном веществе водоема. Осаждение малорастворимых сульфидов железа, марганца, меди, никеля и цинка напрямую связано с бактериальным восстановлением сульфатов вод до сероводорода (сульфатредукция). Такие донные отложения, как правило, имеют серовато-коричневый или черно-серый цвет (в присутствии больших количеств железа). Соединения металлов накапливаются также в виде железо-марганцевых оксидов, карбонатов, силикатов, органо-минеральных комплексов. При этом железо в большей степени связано с кристаллической матрицей осадка в виде нерастворимых гидроксидов Fe (III). Марганец является наиболее подвижным элементом, так как его карбонаты легко растворяются даже при незначительных изменениях в равновесии вода - взвешенное вещество или донные отложения, а труднорастворимый диоксид марганца является наиболее устойчивой и доминирующей формой марганца во взвешенных веществах, где преобладают, как правило, сорбированные формы других металлов. Никель в равных долях присутствует в минеральной и органической части донных отложений, а медь и цинк, в основном, - в органической части.

Значительные количества тяжелых металлов в донных отложениях являются одним из показателей высокой степени загрязнения водного объекта и представляют непосредственную опасность для гидробионтов. При определенных природных условиях (ветровое взмучивание, изменение рН воды, минерализации и водности донных отложений) и в результате человеческой деятельности (рыбоводство и рыболовство, проведение дноуглубительных работ, дампинг и т.д.) тяжелые металлы могут переходить в водную толщу, вызывая ее вторичное загрязнение. Этому способствуют определенные химические и биохимические процессы в донных отложениях (диффузия ионов металлов из поровых вод, десорбция и комплексообразование).

Содержание металлов в донных отложениях малозагрязненных водных объектов в большинстве случаев находится в пределах от долей единиц до десятков миллиграммов в килограмме. Высокие массовые доли металлов, особенно марганца и железа, до 2000 и 6000 мг/кг соответственно и более, можно обнаружить в районах разработки рудных месторождений или в тех участках водного объекта, где происходит сброс сточных вод.

Различают общее (валовое) содержание железа, марганца, меди, никеля и цинка в донных отложениях, кислоторастворимую часть, наиболее близкую по величине к валовому содержанию, а также водорастворимые и подвижные формы металлов, выделяемые из образца с помощью специальных реагентов. Твердая фракция донных отложений состоит, в основном, из песка и глины, а также солей и гидроксидов металлов, нерастворимых в воде, но растворимых в кислотах, и включает так называемую поровую воду, содержащую растворенные хлориды и сульфаты металлов.

По механическому составу донные отложения делятся на песчаные, глинистые и илистые (с наибольшим содержанием органических веществ). Чаще всего донные отложения бывают смешанного типа, например, илистый песок, глинистый ил и т.д. В песчаных донных отложениях (с низкой сорбционной способностью) массовая доля меди, никеля и цинка составляет от десятых долей до нескольких единиц миллиграммов в килограмме, марганца - до нескольких десятков, железа - от нескольких сотен до тысячи и более миллиграммов в килограмме. Глинистые или илистые донные отложения (или соответственно смешанного типа) обладают высоким сорбционным сродством к металлам, содержание которых составляет от нескольких десятков до сотни миллиграммов в килограмме меди, никеля и цинка, до тысяч и десятков тысяч миллиграммов в килограмме марганца и железа соответственно.

Соединения тяжелых металлов относятся к числу наиболее опасных загрязняющих веществ водных экосистем. Содержание их зависит от типа донных отложений и географического региона. Нормативы экологической безопасности и предельно-допустимые концентрации тяжелых металлов в донных отложениях водных объектов Российской Федерации не установлены.

     1 Область применения

Настоящий руководящий документ устанавливает методику измерений (далее - методика) массовой доли железа, марганца, меди, никеля и цинка в миллиграммах на килограмм сухого остатка (далее - мг/кг с.о.) в пробах донных отложений водных объектов в диапазонах, приведенных в таблице 1.