МУК 4.1.3842-23. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Методика измерений массовой концентрации пентадекафтороктановой кислоты (перфтороктановая кислота, перфторкаприловая кислота, ПФОК) в воздухе рабочей зоны методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания

(утв. Роспотребнадзором 18.01.2023)

Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации А. Ю. Попова 18 января 2023 года

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЕНТАДЕКАФТОРОКТАНОВОЙ КИСЛОТЫ (ПЕРФТОРОКТАНОВАЯ КИСЛОТА, ПЕРФТОРКАПРИЛОВАЯ КИСЛОТА, ПФОК) В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.3842-23

1. Разработаны ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора (С.В. Кузьмин, Х.Х. Хамидулина, Е.В. Тарасова, А.С. Проскурина, М.В. Егорова, С.Д. Добрев).

2. Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой 18 января 2023 г.

3. Введены впервые.

Свидетельство о государственной метрологической аттестации № 0198/РОСС.RU 0001.310430 от 31.03.2021.

I. Общие положения и область применения

1.1. Настоящие методические указания (далее — МУК) устанавливают порядок применения метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (далее — ВЭЖХ) для определения в воздухе рабочей зоны массовой концентрации пентадекафтороктановой кислоты (далее — ПФОК) в диапазоне 0,0024 — 0,06 мг/м3.

1.2. МУК предназначены для органов и организаций Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, а также могут быть использованы организациями, осуществляющими исследования в области качества и безопасности воздуха рабочей зоны по измерению массовых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

1.3 МУК носят рекомендательный характер.

II. Физико-химические и токсикологические свойства

2.1 Физико-химические свойства ПФОК.

Эмпирическая формула: C₈HF₁₅O₂.

Молекулярная масса: 414,07.

Регистрационный номер CAS: 335-67-1.

ПФОК — белый порошок с едким запахом. Плотность 1,79 г/см3. Температура плавления: плюс 52 — 55 °C. Температура кипения: плюс 189 °C. Давление паров при плюс 25 °C: 4,2 x 103 мПа. Растворима в полярных органических растворителях. Растворимость в воде (в мг/дм3 при плюс 25 °C): 2290 — 4340. Коэффициент распределения октанол/вода: KowlogP = 3,36 — 6,3 (расчет.) Агрегатное состояние в воздухе рабочей зоны — преимущественно аэрозоль.

2.2 Токсикологическая характеристика ПФОК:

• острая внутрижелудочная токсичность (LD50) для крыс более 250 — 1000 мг/кг;
• острая дермальная токсичность (LD50) для кролика более 2000 мг/кг;
• острая ингаляционная токсичность для крысы, 4 часа (CL50) 980 мг/м3.

III. Метрологические характеристики

3.1. При соблюдении всех регламентированных условий проведения анализа в точном соответствии с данной методикой погрешность результатов измерений при доверительной вероятности P = 0,95 не превышает значений, приведенных в табл. 1 для соответствующих диапазонов концентраций.

Таблица 1

Диапазон измерений концентрации пентадекафтороктановой кислоты, значение показателя точности измерений

IV. Метод измерений

4.1. Измерения концентраций ПФОК выполняют методом ВЭЖХ с масс-селективным детектированием.

Концентрирование вещества из воздушной среды осуществляют на универсальный стеклянный пробоотборник для одновременного отбора паров и аэрозолей.

Пробоотборник, заполненный двумя порциями специально очищенного низкофонового пористого полимерного сорбента, порции сорбента разделены прокладками из пенополиуретана, на верхний слой сорбента поставлен кварцевый фильтр, который прижат к сорбентам пластиковым кольцом.

Экстракцию с элементов пробоотборника проводят метанолом.

Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы — 0,05 нг. Средняя полнота извлечения с фильтров — 102,7%.

Нижний предел измерения массовой концентрации ПФОК в воздухе рабочей зоны 0,0024 мг/м3 (при отборе 50 дм3 воздуха).

Селективность метода в условиях его применения обеспечивается режимом хроматографирования и масс-селективного детектирования.

V. Средства измерений, реактивы, вспомогательные устройства и материалы

5.1 Средства измерений

Примечание. Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

5.2 Реактивы

<7> Подбор газа для ячейки соударения масс-селективного детектора зависит от его производителя и модели.

Примечание. Допускается использование реактивов с более высокой квалификацией, не требующих дополнительной очистки растворителей.

5.3 Вспомогательные устройства и материалы

Примечание. Допускается использование оборудования, вспомогательных устройств и материалов с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

VI. Требования безопасности

6.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.007, ГОСТ 12.1.005.

6.2. При проведении анализов горючих и вредных веществ должны соблюдаться требования противопожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004. Должны быть в наличии средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Необходимо провести обучение работающих правилам безопасности труда согласно ГОСТ 12.0.004.

6.3. При выполнении измерений с использованием жидкостного хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019 и инструкцией по эксплуатации прибора, а также требования, изложенные в технической документации на жидкостной хроматограф и тандемный масс-селективный детектор.

6.4. При работе с газами, находящимися в баллонах под давлением до 15 МПа (150 кгс/см2), необходимо соблюдать правила <8>. Запрещается открывать вентиль баллона, не установив в нем понижающий редуктор.

<8> Приказ Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности „Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением“ (зарегистрировано Минюстом России 31.12.2020, регистрационный № 61998).»

6.5. Помещение лаборатории должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать гигиенических нормативов <9>.

<9> Таблицы 2.1 и 2.2 СанПин 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и/или безвредности для человека факторов среды обитания», утвержденных постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.01.2021 № 2 (зарегистрировано в Минюсте России 29.01.2021, регистрационный № 62296).

VII. Квалификация оператора

7.1. Измерения в соответствии с настоящей методикой может выполнять специалист, имеющий опыт работы на жидкостном хроматографе с тандемным масс-селективным детектором (ВЭЖХ-МС/МС), освоивший данную методику и подтвердивший экспериментально соответствие получаемых результатов нормативам контроля погрешности измерений.

VIII. Условия измерений

8.1 Условия приготовления растворов и подготовки проб к анализу:

8.2. Выполнение измерений на жидкостном хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией на приборы.

IX. Подготовка к выполнению измерений

9.1. Выполнению измерений предшествуют следующие операции: подготовка подвижной фазы, кондиционирование хроматографической колонки, приготовление растворов для градуировки и внесения, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

Подготовка элюентов для ВЭЖХ

9.2. Приготовление раствора аммония уксуснокислого, с концентрацией 1 моль/дм3 (1 М раствор): в мерную колбу вместимостью 50 см3 взвешивают (3,855 +/- 0,0005) г аммония уксуснокислого. Растворяют в 30 — 40 см3 воды, доводят до метки, тщательно перемешивают. Раствор хранят в герметично закрытой упаковке при температуре не выше плюс 25 °C. Срок хранения — 3 месяца.

9.3. Приготовление Компонента A подвижной фазы для ВЭЖХ — раствора аммония уксуснокислого с концентрацией 2 ммоль/дм3 (2 мМ раствор): в мерную колбу вместимостью 500 см3 вносят 1 см3 1 М раствора аммония уксуснокислого (п. 9.2). Доводят до метки водой. Тщательно перемешивают. При необходимости фильтруют и дегазируют. Срок использования раствора — 14 дней.

9.4 Компонент B — метанол.

Кондиционирование хроматографической колонки

9.5. Колонку промывают со скоростью 0,3 см3/мин не менее 30 минут с начальным соотношением компонентов элюента (90% компонент A, 10% компонент B). Перед началом серии анализов сделать не менее двух вводов растворителя (метанола) в режиме полного градиента анализа (табл. 4).

Приготовление градуировочных растворов и растворов внесения

9.6. Приготовление исходного раствора ПФОК для калибровки (концентрация 5000 мкг/см3): в пластиковую мерную колбу вместимостью 10 см3 помещают (0,05 +/- 0,0005) г ПФОК, растворяют в 5 — 6 см3 метанола, доводят метанолом до метки, тщательно перемешивают. Раствор хранят при температуре минус 15 °C не более 6 месяцев.

9.7. Приготовление рабочего раствора № 1 ПФОК для градуировки и внесения (концентрация 10,0 мкг/см3): в пластиковую мерную колбу вместимостью 10 см3 помещают 20 мм3 исходного раствора с концентрацией 5000,0 мкг/см3 (п. 9.6), доводят до метки метанолом, тщательно перемешивают, получают рабочий раствор № 1 с концентрацией ПФОК 10,0 мкг/см3. Раствор хранят в холодильнике при температуре плюс 2 — 6 °C не более 3 месяцев.

Этот раствор используют для приготовления градуировочных растворов и проб с внесением при оценке полноты извлечения действующего вещества методом «внесено-найдено» и контроля качества результатов измерений методом добавок.

Подготовка хроматографа

9.8. Подготовку хроматографа проводят в соответствии с руководством по его эксплуатации.

Установление градуировочной характеристики

9.9. Градуировочную характеристику, выражающую линейную зависимость площади пика от концентрации ПФОК в растворе, устанавливают методом абсолютной калибровки по 6 растворам для градуировки № 1 — 6.

Таблица 2

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении ПФОК

В хроматограф вводят по 5 мм3 каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях хроматографирования по п. 9.10. Осуществляют не менее 5 параллельных измерений. Устанавливают площади пика ПФОК, на основании которых строят градуировочную зависимость.

Условия хроматографирования

9.10 Условия хроматографирования градуировочных растворов и анализируемых проб:

• жидкостной хроматограф с масс-селективным детектором;
• хроматографическая колонка, С18, 100 x 2,1 мм, зернение 3 мкм;
• температура термостата колонок — плюс 30 °C;
• поток элюента — 0,3 см3/мин;
• компонент A — раствор 2 мМ ацетата аммония в воде;
• компонент B — метанол;
• режим элюирования — бинарный, градиентный (табл. 3);
• хроматографируемый объем: 5 мм3;
• тип ионизации — электроспрей (англ. electrospray ionization, ESI);
• полярность — отрицательная (англ. negative);
• режим работы масс-спектрометрического детектора — мониторинг множественных реакций (англ. multiple reaction monitoring, MRM, далее — MRM) (табл. 4).

Таблица 3

Режим элюирования

Таблица 4

Режим работы детектора

Примечание. Оператор может подобрать другую энергию соударения в процессе оптимизации. В зависимости от модели и производителя параметры оптимизации MRM переходов могут различаться.

• время удерживания ПФОК — (6,4 +/- 1,0) мин;
• линейный диапазон детектирования: 0,01 — 0,25 мкг/см3.

Образцы, дающие пики большие, чем градуировочный раствор ПФОК с концентрацией 0,25 мкг/см3, разбавляют метанолом, но не более чем в 50 раз.

Контроль стабильности градуировочной характеристики

9.11. Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят в начале и по окончании каждой серии анализов.

При контроле стабильности градуировочной характеристики проводят измерения не менее двух образцов растворов для градуировки, содержание ПФОК в которых должно входить в диапазон линейности градуировочной характеристики — от 0,01 до 0,25 мкг/см3.

Градуировочная характеристика считается стабильной, если для каждого используемого для контроля градуировочного раствора сохраняется соотношение:

A = \frac{|X - C| \cdot 100}{C} \leq B, , (1)

где X — концентрация ПФОК в пробе при контрольном измерении, мкг/см3;

C — известная концентрация градуировочного раствора ПФОК, взятая для контроля стабильности градуировочной характеристики, мкг/см3;

B — норматив контроля погрешности градуировочной характеристики, % (B = 15% при P = 0,95).

Если величина расхождения (A) превышает 15%, делают вывод о невозможности применения градуировочной характеристики для дальнейших измерений. В этом случае выясняют и устраняют причины нестабильности градуировочной характеристики и повторяют контроль ее стабильности с использованием других градуировочных растворов ПФОК, предусмотренных методикой измерения. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики устанавливают ее заново согласно п. 9.9.

Отбор проб воздуха

9.12. Отбор проб осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.1.005 и приложением 9 Р 2.2.2006-05.

Воздух с объемным расходом 1,0 дм3/мин аспирируют через универсальный пробоотборник. Для измерения концентрации ПФОК на уровне предела обнаружения (0,0024 мг/м3) для воздуха рабочей зоны необходимо отобрать 50,0 дм3 воздуха.

Для установления разовых концентраций в короткий период времени допускается отбор 50,0 дм3 воздуха со скоростью 5 дм3/мин.

Отбирают одновременно две пробы. При отборе проб фиксируются температура воздуха и атмосферное давление.

Отобранные пробы, с надетыми заглушками, входящими в комплект пробоотборника, раздельно помещают в полиэтиленовые пакеты. Пробы можно хранить в холодильнике при температуре плюс (2 — 6) °C или при комнатной температуре не более 7 дней.

X. Выполнение измерений

10.1. Экспонированный пробоотборник разбирают в три сцинтилляционные виалы вместимостью по 20 см3 соответственно. В первой — кварцевый фильтр и пластиковое кольцо, во второй — первая пенополиуретановая прокладка и первая порция сорбента, в третьей — вторая порция сорбента и вторая пенополиуретановая прокладка. В каждую виалу добавляют по 4 см3 метанола, помещают на встряхиватель на 60 минут. Периодически, через каждые 5 — 6 минут, выжимают из пенополиуретановых прокладок метанол при помощи стеклянной палочки.

10.2. После окончания экстракции из каждой виалы отбирают по 0,1 см3 метанола в полипропиленовую вставку хроматографической виалы. Объединенный экстракт тщательно перемешивают и анализируют при условиях хроматографирования, указанных в п. 9.10.

Пробу вводят в хроматограф не менее двух раз. Устанавливают площадь пика действующего вещества и с помощью градуировочного графика определяют концентрацию ПФОК в хроматографируемом растворе.

XI. Вычисление результатов измерений

11.1 Массовую концентрацию ПФОК в воздухе рабочей зоны (C), мг/м3, рассчитывают по формуле:

C = \frac{a \cdot B}{V_{20}} , (2)

где a — концентрация вещества в хроматографируемом объединенном экстракте, найденная по градуировочной зависимости в соответствии с величиной площади хроматографического пика, мкг/см3;

B — суммарный объем экстрактов (12 см3), см3;

V20 — объем воздуха, отобранный для анализа, приведенный к условиям в соответствии с ГОСТ 8.395 при температуре 293 °К (плюс 20 °C) и атмосферном давлении 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), дм3 (приложение 1 к настоящим методическим указаниям).

Примечание. Идентификация и расчет концентрации вещества в пробах могут быть проведены с помощью компьютерной программы обработки хроматографических данных, включенной в аналитическую систему.

XII. Оформление результатов измерений

12.1 Результат количественного анализа представляют в виде:

• результат анализа C в мг/м3, характеристика погрешности \delta , % (табл. 1), P = 0,95 или:

(\overline{C} + \Delta),\text{мг}/\text{м}^{3} , при P = 0,95, (3)

где C — результат определения, мг/м3;

\Delta — граница абсолютной погрешности, мг/м3.

\Delta = \frac{\delta \cdot C}{100} , (4)

где \delta — граница относительной погрешности методики (показатель точности по диапазону концентраций, табл. 1), %.

Результат измерений должен иметь тот же десятичный разряд, что и погрешность.

Если содержание вещества менее нижней (выше верхней) границы диапазона определяемых концентраций, результат анализа представляют в виде: «содержание ПФОК в пробе воздуха рабочей зоны — менее 0,0024 <10> мг/м3 (более 0,06 <11> мг/м3)».

<10> 0,0024 мг/м3 — предел обнаружения при отборе 50,0 дм3 воздуха рабочей зоны.

<11> 0,06 мг/м3 — верхний предел обнаружения при отборе 50,0 дм3 воздуха рабочей зоны (без учета разбавления).

XIII. Контроль качества результатов измерений

13.1. Контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-(1 — 6). Периодичность и формы контроля определяются документом системы менеджмента качества.

13.2. Показатели повторяемости и воспроизводимости, пределы повторяемости и воспроизводимости при P = 0,95 приведены в табл. 5.

Таблица 5

Метрологические характеристики методики

13.3. Плановый внутрилабораторный оперативный контроль процедуры выполнения анализа проводится при помощи образцов контроля.

Образцами для контроля являются чистые пробоотборники, на которые наносят аликвоты калибровочных растворов, приготовленных в соответствии с п. 9.6. Результаты получают в условиях повторяемости.

Величина добавки должна удовлетворять условию:

C_{\text{д}} \geq \Delta_{\text{л}.\text{Х}}, , (6)

где \pm \Delta_{\text{л}.\text{Х}} — характеристика погрешности (абсолютная погрешность) результатов анализа, соответствующая расчетному значению содержания компонента в образце с добавкой, мг/м3.

Допустимо характеристику погрешности результатов анализа при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения \Delta_{\text{л}} = \pm 0,84 \cdot \Delta , с последующим уточнением по мере накопления информации.

Приложение 1

ПРИВЕДЕНИЕ ОБЪЕМА ВОЗДУХА К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ

Приведение объема воздуха, отобранного для анализа, в соответствии с ГОСТ 8.395 при температуре 293 °К (плюс 20 °C) и атмосферном давлении 101,33 кПа (760 мм рт. ст.), дм3:

V_{20} = \frac{V_{t} \cdot 293 \cdot P}{(273 + t) \cdot 101,33} ,

где Vt — объем воздуха, отобранный для анализа, дм3;

P — барометрическое давление, кПа (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

t — температура воздуха в месте отбора пробы, °C.

Для удобства расчета V20 следует пользоваться таблицей коэффициентов (приложение 2 к настоящим МУК). Для приведения воздуха к температуре 293 °К (плюс 20 °C) и атмосферному давлению 101,33 кПа надо умножить Vt на соответствующий коэффициент.

Приложение 2

КОЭФФИЦИЕНТЫ ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА

Коэффициенты для приведения объема воздуха, отобранного для анализа, в соответствии с ГОСТ 8.395 при температуре 293 °К (плюс 20 °C) и атмосферном давлении 101,33 кПа (760 мм рт. ст.).

Приложение 3

СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО СТЕКЛЯННОГО ПРОБООТБОРНИКА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ОТБОРА ПАРОВ И АЭРОЗОЛЕЙ

Рис. 1. Схема универсального стеклянного пробоотборника для одновременного отбора паров и аэрозолей