МУК 4.1.023-95. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Изомерспецифическое определение массовых концентраций полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов в атмосферном воздухе методом хроматомасс-спектрометрии. Методические указания
(утв. Госкомсанэпиднадзором России 26.01.1995)
Примечание
Документ включен в Перечень основных действующих нормативно-методических документов по методам лабораторного и инструментального контроля в системе государственного санитарно-эпидемиологического нормирования (Письмо Роспотребнадзора от 02.12.2008 № 01/14262-8-32). Документ введен в действие с 26 января 1995 года.
Утверждаю
Председатель
Госкомсанэпиднадзора России,
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации
Е. Н. Беляев
26 января 1995 года
4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ИЗОМЕРСПЕЦИФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ ДИБЕНЗОДИОКСИНОВ И ДИБЕНЗОФУРАНОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ МЕТОДОМ ХРОМАТОМАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ
МУК 4.1.023-95
с момента утверждения
1. Разработаны Российским научно-исследовательским центром чрезвычайных ситуаций Госкомсанэпиднадзора России (Семенов С.Ю., Смирнов В.Н., Дубров Ю.Н.), Научно-производственным объединением «Тайфун» Роскомгидромет (Первунина Р.И., Самсонов Д.П., Кирюхин В.П., Рахманова Т.В.), Институтом эволюционной морфологии и экологии животных им. Северцова А.Н. (Клюев Н.А., Бродский Е.С., Замуреенко В.А., Жильников В.Г., Сойфер В.С.).
2. Утверждены и введены в действие Председателем Госкомсанэпиднадзора России — Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 26 января 1995 г.
Методика предназначена для определения массовых концентраций (далее — концентраций) высокотоксичных 2,3,7,8-хлорзамещенных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в атмосферном воздухе методом хроматомасс-спектрометрии. Предел обнаружения (нг/куб. м) тетра-, пента-, гекса-, гепта- и октахлорированных изомеров составляет соответственно 0,0001; 0,0001; 0,0003; 0,0005 и 0,001.
Определению не мешает присутствие в воздухе других соединений.
Относительная влажность воздуха не должна превосходить 85%.
Диапазон определяемых массовых концентраций полихлорированных дибензо-п-диоксинов (ПХДД) и дибензофуранов (ПХДФ) составляет 0,0001 — 0,1 нг/куб. м при объеме анализируемой пробы воздуха 500 — 1000 куб. м. Предельная допустимая концентрация составляет 0,0005 нг/куб. м.
2. Значения характеристик погрешности методики
При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений относительная характеристика погрешности (ДЕЛЬТА) результата анализа с вероятностью Р = 0,95 не превышает значения 0,65 (65%).
ПХДД и ПХДФ могут находиться в воздухе как в виде паров, так и в виде аэрозолей веществ или в сорбированном пылевыми частицами виде. В соответствии с этим пробоотбор проводится прокачиванием известного объема воздуха пробоотборным устройством с высокой производительностью через нетканый ультратонковолокнистый кварцевый материал, служащий аэрозольным фильтром и обработанный для улавливания паровой фазы полидиэтиленгликольсебацинатом. Методика изомерспецифического определения количества ПХДД и ПХДФ, содержащихся на кварцевом фильтре-сорбенте, основана на экстракции ПХДД и ПХДФ органическим растворителем из фильтра-сорбента, на который предварительно нанесены изотопномеченые стандарты ПХДД и ПХДФ (стандарты-имитаторы), очистке экстракта от сопутствующих соединений, мешающих определению ПХДД и ПХДФ, на стеклянных колонках с модифицированным силикагелем, концентрированием до микрообъема и последующем его анализе с помощью сочетания высокоэффективной капиллярной газовой хроматографии и масс-спектрометрии (ГХ-МС) в режиме селективного детектирования ионов с заданными массами.
Идентификацию высокотоксичных 2,3,7,8-хлорзамещенных ПХДД и ПХДФ осуществляют по временам удерживания и соотношению площадей хроматографических пиков идентифицируемых компонентов и внутренних стандартов на регистрируемых ионных масс-хроматограммах.
Концентрации ПХДД и ПХДФ определяют по площадям соответствующих хроматографических пиков по методу внутреннего стандарта.
4.1 Хроматомасс-спектрометрическая система, включающая:
газовый хроматограф (Varian 3400, Hewlett-Packard 5890A или другого типа), позволяющий работать с капиллярными колонками, с инжектором split-splitless или on-column, соединенный через интерфейс с масс-спектрометром высокого или низкого разрешения, позволяющим вести регистрацию отдельных ионов с заданными массами и оснащенным компьютерной системой обработки данных (Finni-gan MAT 8200, MAT-90, MAT-95, HP 5988, HP 5971, HP 5972, ITD 700, Nermag R 10-10 или другие с соответствующими характеристиками);
капиллярные хроматографические колонки 50 — 60 м х 0,25 мм или х 0,32 мм с неподвижной неполярной фазой типа SE-54 (DB-5, Ultra-2 и др.) и полярной фазой SP 2331, СР Sil 88, DB-DIOXIN, (допускается применение и других колонок с неподвижными фазами, обеспечивающими разделение 2,3,7,8-хлорзамещенных от других изомеров ПХДД и ПХДФ);
микрошприцы типа Hamilton (или другие, аналогичные им) вместимостью 1, 10, 100, 500 мкл с ценой деления 0,01; 0,1; 1,0; 10 мкл, соответственно.
4.2 Стандартные растворы изотопномеченых ПХДД:
13
С -2,3,7,8-ТХДД с концентрацией (50 +/- 5) мкг/куб. см 12 производства фирмы Cambridge Isotope Laboratory (CIL); 13
C -1,2,3,4-ТХДД с концентрацией (50 +/- 5) мкг/куб. см 12 производства фирмы CIL.
Допускается использование стандартных растворов других фирм с содержанием основного компонента не менее 99% и с погрешностью в концентрации, аналогичной фирме CIL.
4.3. Стандартный раствор смеси всех 2,3,7,8-ПХДД и ПХДФ (всего 17) с концентрацией (40 — 400) нг/куб. см производства фирмы CIL (EDF-7999).
Допускается использование стандартных растворов индивидуальных компонентов других фирм с содержанием основного компонента не менее 95% и с погрешностью в концентрации, аналогичной фирме CIL.
4.4. Стандартный образец смеси 2,3,7,8-хлорзамещенных ПХДД: ГСО № 6543-92.
4.5. Стандартный образец смеси 1,2,3,7/1,2,3,8-ТХДД; 2,3,7,8-ТХДД и 1,4,7,8-ТХДД с концентрацией (200 +/- 50) нг/куб. см и содержанием основных компонентов не менее 90%.
4.6. Термометр технический ртутный прямой с диапазоном измеряемой температуры от 0 до 100 °С и ценой деления 1 °С.
4.7. Термометр технический ртутный прямой с диапазоном измеряемой температуры от 0 до 300 °С и ценой деления 2 °С.
4.8 Дозаторы пипеточные от 5 до 1000 мкл с ценой деления 1 мкл.
4.9. Цилиндры мерные исполнения 3 вместимостью 25, 50, 100, 1000 мл по ГОСТ 1770-74Е.
4.10. Колбы мерные наливные 2-25-2, 2-50-2, ГОСТ 1770-74Е.
4.11 Пипетки ПД-0,020, ГОСТ 1770-74Е.
4.12. Весы лабораторные общего назначения 1 класса с пределом допустимой погрешности до 0,01 мг, ГОСТ 24104-88Е.
4.13. Весы лабораторные общего назначения 3 класса с пределом допустимой погрешности до 2 мг, ГОСТ 24104-88Е.
4.14 Бумага индикаторная универсальная для измерения рН.
5. Вспомогательные устройства и лабораторная посуда
5.1 Ротационный испаритель типа ИР-1 или аналогичный.
5.2 Сушильный шкаф типа ШС-3 или аналогичный.
5.3 Плитка электрическая с закрытой спиралью мощностью 800 Вт.
5.4 Баня водяная.
5.5 Баня водяная ультразвуковая.
5.6 Устройство для встряхивания жидкостей любого типа.
5.7. Концентратор Кудерна-Даниша с испарительной колбой вместимостью 50 куб. см, концентрирующей пробиркой вместимостью 10 куб. см и трехшариковой колонкой Снайдера фирмы Supelco или аналогичный.
5.8 Эксикатор 2-250, ГОСТ 9147-80Е.
5.9 Колонка стеклянная 1 длиной 400 мм и внутренним диаметром 10 мм.
5.10 Колонка стеклянная 2 длиной 50 мм и внутренним диаметром 10 мм.
5.11 Колонка стеклянная 3 длиной 150 мм и внутренним диаметром 8 мм.
5.12. Флаконы для образцов с коническим дном типа Maxi-Vials вместимостью 1, 3, 5 и 10 куб. см.
5.13. Флаконы с герметической пробкой вместимостью 1, 3, 5, 10, 30 куб. см для образцов.
5.14 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные по ГОСТ 25336-82Е:
воронки лабораторные В-36-50, В-100-150;
насадки для экстрагирования НЭТ-500ТС, ГОСТ 25336-82 (аппарат Сокслета);
колба коническая вместимостью 250 мл;
колбы грушевидные К-1-50-14/23, К-1-100-14/23, К-1-250-29/32;
колбы круглодонные К-1-2000-29/32, К-1-500-29/32;
Список оборудования, используемого при пробоотборе, приведен в Приложении.
6.1 Ацетон ос.ч., ТУ-6-09-3513-86.
6.2 Бензол ч.д.а., ГОСТ 5955-75.
6.3 Толуол х.ч., ТУ 6-09-4305-76.
6.4 Метанол х.ч., ГОСТ 6995-77.
6.5. н-Гексан ч., ТУ-6-09-3731-74.
6.6 Метиленхлорид х.ч., ТУ-6-09-06-856-71.
6.7 Спирт этиловый ГОСТ 18300-87.
6.8 Нонан х.ч., ТУ 6-09-1997-77.
6.9 Додекан х.ч., ТУ 6-09-4518-77.
6.10 Кислота серная ч.д.а., ГОСТ 4204-77.
6.11 Натрий сернокислый безводный ч.д.а., ГОСТ 4166-76.
6.12 Натрий хлористый х.ч., ГОСТ 4233-77.
6.13. Кальций хлористый безводный ч., ТУ-6-09-4711- 81.
6.14 Натрия гидроокись х.ч., ГОСТ 4328-77.
6.15 Калия гидроокись х.ч., ГОСТ 24363-80.
6.16. Цезий гидроксид 1-водный (Aldrich-Chemie) или х.ч., ТУ 6-09-04-88-82.
6.17 Алюминий оксид для хроматографии ос.ч., ТУ-6-09-2192-85.
6.18 Гелий марки В, ТУ 51-940-80.
6.19 Азот ос.ч., ГОСТ 9293-74.
6.20 Целит 545, Alltech.
6.21 Силикагель Kieseigel 60, 40 — 100 мкм (Е. Мегк).
6.22 Уголь активированный RX-21, Amoco.
6.23 Волокнистый кварцевый материал, ТУ-6-11-15-191-81.
6.24 Вата медицинская гигроскопическая, ГОСТ 5556-81.
6.25 Вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72.
Допускается использование реактивов и материалов других марок после их проверки путем проведения всей процедуры анализа для холостого опыта и аттестованных контрольных смесей с применением этих реагентов и оценки полученных результатов с учетом характеристик погрешности.
Требования безопасности устанавливают в соответствии со специальными инструкциями по работе с диоксином (например, «Инструкция по технике безопасности по работе с 2,3,7,8-ТХДД», утверждена 3 ГУ при МЗ СССР 02.12.1986).
Помещения, в которых проводятся подготовка проб и анализ, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией. Исходные стандартные образцы для приготовления градуировочных растворов и аттестованных смесей должны храниться в запираемом металлическом шкафу.
Все операции по приготовлению аттестованных смесей и градуировочных растворов, содержащих ТХДД и его меченые аналоги, добавление стандартов к образцу, подготовку образца к анализу, следует проводить под тягой в вытяжном шкафу.
Пробы, подготовленные к анализу, и растворы стандартных образцов, градуировочных и контрольных растворов, аттестованных смесей следует держать в ампулах, закрытых завинчивающейся или запрессованной крышкой с тефлонированной резиновой прокладкой, прокалываемой микрошприцем.
Меры по оказанию первой помощи при попадании диоксина и его растворов на кожу, в глаза и желудок проводят в соответствии с «Временной инструкцией по лечению отравлений диоксином», утвержденной заместителем Министра здравоохранения СССР от 10 сентября 1986 г.
8. Требования к квалификации оператора
Подготовку проб может производить инженер, техник или лаборант со средним специальным или высшим образованием, прошедший соответствующую подготовку и имеющий навыки работы в химической лаборатории. Анализ может проводить инженер или техник со средним специальным или высшим образованием, имеющий навыки работы на газовом хроматографе и масс-спектрометре. Все работающие должны быть проинструктированы о работе с веществами 1 — 2 класса опасности, органическими растворителями, правилах работы в химической лаборатории и работы с электроустановками.
9. Отбор проб воздуха, подготовка проб к анализу
9.1 Отбор проб.
Отбор проб воздуха для определения содержания диоксина производят согласно «Методическим указаниям по отбору проб атмосферного воздуха для анализа на полихлорированные дибензо-п-диоксины и дибензофураны», служащим обязательным Приложением к данной методике. Отбор проводят на нетканый тонковолокнистый фильтрующий кварцевый материал, модифицированный диэтиленгликольсебацинатом. Экспонированные фильтры могут храниться до 10 суток в закрытых полиэтиленовых пакетах без доступа солнечного света.
9.2 Подготовка сорбентов и реактивов.
9.2.1. Очистка растворителей. Органические растворители перегоняют в стеклянной посуде. В делительную воронку помещают 1 куб. дм гексана, добавляют 70 г концентрированной серной кислоты и энергично встряхивают в течение 2 — 3 мин. После разделения фаз нижний (кислотный) слой отбрасывают. Обработку кислотой повторяют до тех пор, пока кислота не будет окрашиваться только в слабо-желтый цвет. После этого гексан промывают тремя порциями дистиллированной воды до рН 6, затем 2% раствором гидроксида натрия и снова дистиллированной водой. Растворители с маркой «pesticide grade» (для анализа пестицидов) могут использоваться без дополнительной очистки.
9.2.2. Силикагель промывают последовательно двойными объемами метанола и метиленхлорида, затем активируют 2 суток при 130 °С. Окись алюминия обрабатывают аналогичным образом и активируют 2 суток при 190 °С.
9.2.3 Натрий сернокислый прокаливают сутки при 300 °С.
9.2.4. Силикагель, импрегнированный серной кислотой. Смесь 150 г силикагеля, активированного при 130 °С в течение 2 суток, и 100 г концентрированной серной кислоты перемешивают на встряхивателе или качалке до отсутствия комков (не менее 15 мин.).
9.2.5 Силикагель, импрегнированный гидроксидом цезия. К 250 г
силикагеля, активированного при 130 °С в течение 2 суток, добавляют 250 куб. см метанола, раствор 150 г CsOH х Н О в 50 куб. 2 см метанола и еще 250 куб. см метанола, кипятят в течение 1,5 ч, отфильтровывают под вакуумом, промывают 500 куб. см метанола и 500 куб. см хлористого метилена и сушат в эксикаторе под вакуумом. Возможна замена гидроксида цезия на гидроксид калия или натрия.
При подготовке и использовании каждой новой партии реактивов и материалов или замене одного из них проводят проверку путем выполнения всей процедуры анализа для холостого опыта и контрольной аттестованной смеси, оценивая результаты с учетом характеристик погрешности.
9.3 Приготовление растворов ПХДД и ПХДФ.
9.3.1 Приготовление исходного раствора меченого стандарта
13 С -2,3,7,8-ТХДД с концентрацией 1 мкг/куб. см. В мерную колбу 12 вместимостью 25 куб. см вводят дозатором или пипеткой 0,5 куб. см 13 раствора С -2,3,7,8-ТХДД с концентрацией 50 мкг/куб. см и 12 добавляют ацетон до метки.
9.3.2 Приготовление рабочего раствора меченого стандарта
13 С -2,3,7,8-ТХДД с концентрацией 10 нг/куб. см. В мерную колбу 12 вместимостью 50 куб. см вводят дозатором или пипеткой 0,5 куб. см 13 исходного раствора С -2,3,7,8-ТХДД с концентрацией 12 1 мкг/куб. см и добавляют ацетон до метки.
Аналогично готовят исходные и рабочие растворы других изотопномеченых стандартов.
9.3.3 Приготовление градуировочных растворов.
9.3.3.1. Приготовление градуировочного раствора 2,3,7,8-ТХДД (раствор А) с концентрацией 10 мкг/куб. см. В мерную колбу вместимостью 25 куб. см вводят дозатором или пипеткой 5 куб. см раствора 2,3,7,8-ТХДД с концентрацией 50 мкг/куб. см и добавляют н-нонан до метки.
9.3.3.2. Приготовление градуировочного раствора 2,3,7,8-ТХДД (раствор Б) с концентрацией 1 мкг/куб. см. В мерную колбу вместимостью 25 куб. см вводят дозатором или пипеткой 2,5 куб. см раствора А и добавляют н-нонан до метки.
9.3.3.3. Приготовление градуировочного раствора 2,3,7,8-ТХДД (раствор В) с концентрацией 0,1 мкг/куб. см. В мерную колбу вместимостью 25 куб. см вводят дозатором или пипеткой 2,5 куб. см раствора Б и добавляют н-нонан до метки.
9.3.3.4. Приготовление градуировочного раствора 2,3,7,8-ТХДД (раствор Г) с концентрацией 0,01 мкг/куб. см. В мерную колбу вместимостью 25 куб. см вводят дозатором или пипеткой 2,5 куб. см раствора В и добавляют н-нонан до метки.
9.3.4. Приготовление контрольной смеси ПХДД. В мерную колбу вместимостью 25 куб. см вводят пипеткой или микрошприцем 0,25 куб. см стандартного раствора ГСО № 6543-92 (2,3,7,8-ТХДД — 1 мкг/куб. см; 1,2,3,7,8-ПеХДД — 1 мкг/куб. см; 1,2,3,4,7,8-ГкХДД — 5 мкг/куб. см; 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД — 10 мкг/куб. см; ОХДД — 20 мкг/куб. см) и добавляют ацетон до метки.
9.4 Экстракция ПХДД и ПХДФ из фильтра-сорбента.
В объем ацетона около 1 куб. см вводят с помощью микрошприца или пипетки-дозатора 0,1 куб. см меченого стандарта-имитатора
13 С -2,3,7,8-ТХДД (или набора изотопно-меченых стандартов) с 12
концентрацией 0,01 мкг/куб. см. Ацетон с меченым стандартом наносят непосредственно на фронтальную сторону фильтра-сорбента и выдерживают в течение 30 мин. до полного испарения. Складывают фильтр-сорбент фронтальной стороной внутрь и помещают в аппарат
Сокслета.
Экстрагируют ПХДД и ПХДФ 500 куб. см ацетона в течение 3 часов (8 — 10 проходов растворителя через экстрактор). К экстракту добавляют 0,5 куб. см нонана и упаривают на испарителе Кудерна-Даниша (К-Д) при температуре воды в водяной бане 80 — 90 °С или роторном испарителе при 35 — 40 °С до объема внесенного нонана.
9.5 Очистка экстрактов на колонке с модифицированным силикагелем.
9.5.1 Подготовка колонки 1.
В стеклянную колонку внутренним диаметром 10 мм и длиной 400 мм на подложку из стеклянной ваты вносят 3 куб. см силикагеля, импрегнированного серной кислотой, 3 куб. см силикагеля, импрегнированного гидроксидом калия, 3 куб. см сульфата натрия, 3 куб. см силикагеля, импрегнированного серной кислотой, 3 куб. см силикагеля, 3 куб. см сульфата натрия, колонку промывают 20 куб. см гексана.
9.5.2 Очистка экстракта.
Экстракт переносят на колонку 1, концентрирующую пробирку ополаскивают 2 — 3 порциями гексана (общий объем 10 куб. см), смывы также вносят в колонку. Колонку промывают 10 куб. см гексана, полученный элюат концентрируют на роторном испарителе до объема приблизительно 0,5 — 1 куб. см и очищают далее на колонке с окисью алюминия.
9.6 Очистка на колонке с окисью алюминия.
9.6.1 Подготовка колонки 2.
В стеклянную колонку внутренним диаметром 8 мм и длиной 150 мм на подложку из волокнистого кварцевого материала вносят 1,5 г оксида алюминия, а сверху 2 куб. см натрия сернокислого. Колонку промывают 50 куб. см гексана.
9.6.2 Очистка экстракта.
Сконцентрированный экстракт вносят в колонку, которую после этого последовательно промывают 15 куб. см гексана, 25 куб. см смеси гексан-метиленхлорид (95:5) и элюируют 20 куб. см смеси гексан-метиленхлорид (50:50). Элюат упаривают до объема около 1 куб. см в колбе с дефлегматором, переносят во флакон вместимостью 1 куб. см, добавляют 10 мкг додекана, содержащего 1 нг
13 С -1,2,3,4-ТХДД и упаривают в токе азота до объема внесенного 12 додекана. Образец в растворе 10 мкг додекана анализируют методом ГХ-МС.
Приготовленные для анализа пробы могут храниться при температуре не выше 4 °С не более 40 суток.
10.1 Подготовка аппаратуры.
Хроматомасс-спектрометрическую систему готовят к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Проверяют функционирование ГХ-МС системы, вводя в инжектор хроматографа растворитель или контрольный образец, и оценивают общую чувствительность прибора, фон, наличие эффектов «памяти» и артефактов.
10.2 Условия проведения анализа.
В связи с тем, что в настоящее время не существует капиллярных колонок, способных однозначно разделить все высокотоксичные и малотоксичные изомеры, в ряде случаев анализ проводят в два этапа. Сначала применяют неполярную колонку типа SE-54. Если регистрируют 1,2,3,7,8,9-ГкХДД, 2,3,7,8-ТХДФ, 2,3,4,7,8-ПеХДФ или 1,2,3,4,7,8-ГкХДФ, то ту же пробу анализируют на полярной колонке, например, SP2331 для определения именно этих производных.
Анализ проводят при температурной программе, подобранной в процессе предварительных опытов таким образом, чтобы обеспечить разделение определяемых высокотоксичных ПХДД и ПХДФ от малотоксичных изомеров в наилучшей степени. Эффективность разделения хроматографической системы перед каждой серией, но не реже одного раза в неделю, должна экспериментально поддерживаться вводом в ГХ-МС стандартной смеси изомеров ТХДД (п. 4.5). Эффективность разделения достаточна при соблюдении следующего условия:
h
(H + H )
1 2
Н и Н - высоты неразрешенных пиков.
1 2
Для колонки с неподвижной фазой DB-5, например, можно рекомендовать следующую температурную программу: начальная температура термостата 120 °С, скорость подъема температуры — 20 °С/мин. до 240 °С, с 240 °С — 2 °С/мин. до 270 °С и выдержка при этой температуре до выхода всех компонентов. Температура инжектора и интерфейса — 250 °С. Температура источника ионов масс-спектрометра — 250 °С, энергия ионизирующих электронов — 50 — 70 эВ. Условия получения масс-спектров могут быть и другими в зависимости от типа масс-спектрометра и условий его юстировки. Необходимым условием является величина чувствительности системы ГХ-МС, которая должна обеспечивать регистрацию не менее 10 пг 2,3,7,8-ТХДД при отношении сигнал/шум = 3.
Определяют времена удерживания 2,3,7,8-замещенных ПХДД и ПХДФ и внутренних стандартов, вводя несколько раз контрольную смесь диоксинов с известным содержанием определяемых 2,3,7,8-замещенных ПХДД и ПХДФ и внутренних стандартов, измеряя в каждом опыте времена удерживания и рассчитывая их среднее значение и доверительные интервалы.
Относительные времена удерживания некоторых ПХДД на двух разных неподвижных фазах (полярной и неполярной) приведены в табл. 1.
| № п/п | Соединение | Неподвижная фаза | |
| неполярная Ultra-2 | полярная SP-2331 | ||
| 1 | 1,2,3,4-ТХДД | 0,99 | 1,02 |
| 2 | 2,3,7,8-ТХДД | 1,00 | 1,00 |
| 3 | 1,2,3,7,8-ПеХДД | 1,23 | 1,40 |
| 4 | 1,2,3,4,7,8-ГкХДД | 1,46 | 2,08 |
| 5 | 1,2,3,6,7,8-ГкХДД | 1,47 | 1,94 |
| 6 | 1,2,3,7,8,9-ГкХДД | 1,50 | 2,15 |
| 7 | 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД | 1,76 | 2,98 |
| 8 | ОХДД | 2,17 | 4,50 |
| 9 | 2,3,7,8-ТХДФ | 0,96 | 0,96 |
| 10 | 1,2,3,7,8-ПеХДФ | 1,18 | 1,31 |
| 11 | 2,3,4,7,8-ПеХДФ | 1,22 | 1,35 |
| 12 | 1,2,3,4,7,8-ГкХДФ | 1,39 | 2,01 |
| 13 | 1,2,3,6,7,8-ГкХДФ | 1,39 | 2,03 |
| 14 | 2,3,4,6,7,8-ГкХДФ | 1,43 | 2,07 |
| 15 | 1,2,3,7,8,9-ГкХДФ | 1,48 | 2,09 |
| 16 | 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДФ | 1,61 | 2,83 |
| 17 | 1,2,3,4,7,8,9-ГпХДФ | 1,74 | 2,96 |
| 18 | ОХДФ | 2,12 | 4,45 |
Времена удерживания зависят от типа колонки и условий работы.
10.3 Получение градуировочной зависимости.
Во флаконы, плотно закрывающиеся пробками, вместимостью 1 куб. см вводят дозатором, микрошприцем или пипеткой по 0,095 куб. см исходного стандартного раствора с концентрацией 50 мкг/куб. см и стандартных растворов А, Б, В и Г с концентрациями компонентов 10, 1, 0,1 и 0,01 мкг/куб. см соответственно и добавляют с помощью микрошприца по 0,005 куб. см
13
стандартного раствора С -2,3,7,8-ТХДД (или набора 12
изотопномеченых внутренних стандартов) с концентрацией 1 мкг/куб. *см.* 0,001 куб. см каждого раствора вводят микрошприцем в инжектор газового хроматографа в режиме splitless (или 0,001 - 0,0005 куб. *см* экстракта в режиме on-column). Регистрируют масс-хроматограммы
для ионов с массами, указанными в табл. 2.
| Соединение | М1 | М2 | Соотношение площадей |
|---|---|---|---|
| ТХДД | 319,897 | 321,894 | 0,77 |
| ТХДФ | 303,902 | 305,899 | 0,77 |
| ПеХДД | 355,855 | 357,852 | 1,32 |
| ПеХДФ | 339,860 | 341,857 | 1,32 |
| ГкХДД | 389,816 | 391,813 | 1,24 |
| ГкХДФ | 373,821 | 375,818 | 1,24 |
| ГпХДД | 423,777 | 425,774 | 1,05 |
| ГпХДФ | 407,782 | 409,779 | 1,05 |
| ОХДД | 557,738 | 559,735 | 0,89 |
| ОХДФ | 441,743 | 443,740 | 0,89 |
| 13 С -2,3,7,8-ТХДД 12 | 331,931 | 333,934 | 0,77 |
| 13 С -1,2,3,7,8-ПеХДД 12 | 367,895 | 369,892 | 1,32 |
| 13 С -1,2,3,6,7,8-ГкХДД 12 | 401,856 | 403,853 | 1,24 |
| 13 С -1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД 12 | 435,817 | 437,814 | 1,05 |
| 13 С -ОХДД 12 | 469,778 | 471,775 | 0,89 |
1. При использовании масс-спектрометра низкого разрешения регистрируются ионы с соответствующими номинальными массами, например, вместо 319,897 — 320 и т.д.
2. <a id="p100191"></a>Для обеспечения большей достоверности результатов
желательно регистрировать большее число ионов для каждого соединения, а при использовании масс-спектрометрии низкого разрешения это необходимо; в качестве дополнительных ионов для регистрации желательно выбирать как изотопы молекулярных ионов,
+
так и осколочные ионы (M-COCl) .
С помощью системы обработки данных строят градуировочную зависимость для отношения площадей пиков на масс-хроматограммах ионов, соответствующих каждому определяемому компоненту и внутреннему стандарту, например, для 2,3,7,8-ТХДД и внутреннего
13
стандарта С -2,3,7,8-ТХДД определяют отношения площадей для 12 ионов 320/332, 322/334.
10.4 Получение масс-хроматограмм.
Отбирают микрошприцем 0,001 куб. см анализируемого раствора и вводят в инжектор газового хроматографа в режиме splitless (или 0,001 — 0,0005 куб. см экстракта в режиме on-column). Регистрируют ионные масс-хроматограммы для ионов, соответствующих определяемым ПХДД и ПХДФ и используемым внутренним стандартам (табл. 2).
По окончании анализа с помощью системы обработки данных проверяют масс-хроматограммы, фиксируя пики в области времен удерживания, соответствующих выходу 2,3,7,8-замещенных ПХДД и ПХДФ и внутренних стандартов.
Вычисляют отношение площадей хроматографических пиков на масс-хроматограммах ионов М1 и М2, регистрируемых для каждого определяемого соединения и внутреннего стандарта, и сравнивают его с теоретическим значением, приведенным в табл. 2. Это отношение должно быть в пределах +/- 15% от теоретического значения, например, для ТХДД — от 0,65 до 0,89 (теоретическое значение равно 0,77). Если хроматографические пики в указанной области времен удерживания имеются, но отношение площадей по этим пикам выходит за эти пределы, то говорить о положительной идентификации по этим пикам ПХДД и ПХДФ в данной пробе нельзя и требуется дополнительный анализ (а возможно и дополнительная очистка). Если время удерживания данного компонента совпадает с временем удерживания соответствующего изотопномеченого внутреннего стандарта (отличается от него не более чем на 1 с или на 1 скан) или отличается от времени удерживания, измеренного для стандартного образца не более чем на 0,01%, и отношение площадей пиков находится в указанных пределах, то этот компонент в данной пробе считается идентифицированным. Аналогично проводят идентификацию других определяемых соединений.
Измеряют площади пиков на масс-хроматограммах в указанной области. Оценивают эффективность извлечения ПХДД и ПХДФ по площадям пиков, соответствующих введенным меченым стандартам.
13
Например, для С -2,3,7,8-ТХДД эффективность извлечения КэФФ 12 рассчитывается по формуле:
A C
s i
A C
i s
где: A — площадь пика на масс-хроматограмме иона m/z 332 или 334 i 13 для внутреннего стандарта-имитатора С -2,3,7,8-ТХДД (условные 12 единицы); A — площадь пика для внутреннего стандарта s 13 С -1,2,3,4-ТХДД; 12 C — количество введенного внутреннего стандарта-имитатора i (нг); C — количество введенного внутреннего стандарта s 13 С -1,2,3,4,-ТХДД; 12 P — коэффициент чувствительности (тангенс угла наклона i 13 градуировочного графика, полученного для С -2,3,7,8-ТХДД по 12 13 отношению к внутреннему стандарту С -1,2,3,4-ТХДД). 12
Концентрацию обнаруженных компонентов определяют по формуле:
A P
i
где: C — концентрация обнаруженных соединений, нг/куб. м; A — площадь хроматографического пика на масс-хроматограмме иона, регистрируемого для определения данного соединения (табл. 1); A — площадь хроматографического пика на масс-хроматограмме i стандарта-имитатора; P — количество добавленного к пробе стандарта-имитатора в нг; i V — объем анализируемой пробы, куб. см;
K - градуировочный коэффициент, соответствующий данному отношению A/A на градуировочной зависимости.
i
Расчет проводят по масс-хроматограммам либо для одного из двух ионов М1 или М2, указанных в табл. 2, либо для двух ионов с усреднением результатов, либо по сумме площадей соответствующих пиков на обеих масс-хроматограммах.
Конечный результат анализа представляют следующим образом:
Х — результат анализа, нг/куб. м;
ДЕЛЬТА — характеристика погрешности, нг/куб. м;
Если результат анализа получают как среднее двух (трех) параллельных определений, форма представления результата имеет следующий вид:
Х — результат анализа, нг/куб. м;
ДЕЛЬТА — характеристика погрешности, нг/куб. м;
где Х — среднее арифметическое результатов анализа двух (трех) параллельных определений, допускаемые относительные расхождения между которыми не должны превышать значений d = 0,58 для n = 2 и d = 0,70 для n = 3.
12.1 Контроль правильности детектирования.
Для доказательства правильности детектирования при каждом определении необходимо:
регистрировать не менее двух масс-хроматограмм для каждого из определяемых ПХДД, ПХДФ и для внутренних стандартов по двум ионам М1 и М2 с массами, соответствующими изотопам молекулярного иона ПХДД, ПХДФ и меченых внутренних стандартов. Хроматографические пики на двух масс-хроматограммах для ионов М1 и М2, соответствующие каждому определяемому ПХДД, ПХДФ и внутреннему стандарту, должны быть синхронными;
относительные времена удерживания хроматографических пиков ПХДД и ПХДФ (по отношению к внутреннему стандарту) не должны отличаться от измеренных для стандартных образцов ПХДД и ПХДФ более чем на 0,01%, а в случае использования соответствующего изотопномеченого внутреннего стандарта — более чем на 1 с или 1 скан от времени удерживания внутреннего стандарта;
отношение площадей хроматографических пиков на парных масс-хроматограммах ионов М1 и М2, регистрируемых для каждого определяемого компонента и внутреннего стандарта, должно быть в пределах +/- 15% от теоретического;
отношение сигнала к шуму для каждого измеряемого хроматографического пика должно быть не менее 3:1;
интервал эффективности извлечения ПХДД и ПХДФ, определяемый по
13 13
отношению С -2,3,7,8-ТХДД/ С -1,2,3,4-ТХДД, должен быть в
12 12
пределах 25 — 150%.
12.2 Оперативный контроль воспроизводимости.
Образцами контроля являются реальные пробы воздуха. Для анализа отбирают одновременно две параллельные пробы и анализируют в точном соответствии с прописью методик, максимально варьируя условия проведения анализа, т.е. получают два результата анализа, используя разные наборы мерной посуды, разные партии реактивов. В работе должны участвовать два аналитика. Два полученных результата анализа не должны отличаться друг от друга больше, чем на величину допускаемых расхождений между результатами анализа:
X1, X2 — результаты параллельных анализов двух одинаковых проб;
D — допускаемое расхождение между результатами анализа одной и той же пробы.
Периодичность проведения оперативного контроля воспроизводимости — через каждые 10 — 20 проб. Допускаемые относительные расхождения между результатами анализа двух проб, отобранных параллельно, не должны превышать значения 0,58. При превышении норматива оперативного контроля воспроизводимости эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.
12.3 Оперативный контроль погрешности.
Образцами для оперативного контроля погрешности являются искусственные смеси, близкие по составу к анализируемым пробам, нанесенные на неэкспонированный фильтр-сорбент, не содержащий ПХДД и ПХДФ. Каждый приготовленный таким образом образец анализируют в точном соответствии с прописью методики. Результат контроля признают удовлетворительным, если выполняется следующее условие:
|X - C|
C — аттестованное значение массовой концентрации анализируемого компонента в образце для контроля;
X — результат измерения массовой концентрации определяемого компонента в этом же образце для контроля;
K — норматив оперативного контроля погрешности, равный 0,44 (44%).
При превышении норматива оперативного контроля погрешности эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.
1. Образцы для контроля анализируют в одной серии с реальными (текущими рабочими) пробами воздуха.
2. Норматив оперативного контроля погрешности К рассчитан в соответствии с Методическими указаниями МИ 1317-86 на основании установленной характеристики погрешности ДЕЛЬТА = 0,65 (65%).
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОТБОРУ ПРОБ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ДЛЯ АНАЛИЗА
НА ПОЛИХЛОРИРОВАННЫЕ ДИБЕНЗО-П-ДИОКСИНЫ И ДИБЕНЗОФУРАНЫ
ПХДД и ПХДФ могут находиться в воздухе как в виде паров, так и в виде аэрозолей веществ или в сорбированном пылевыми частицами виде. В соответствии с этим пробоотбор проводится прокачиванием известного объема воздуха через нетканый ультратонковолокнистый кварцевый материал, служащий аэрозольным фильтром и обработанный для улавливания паровой фазы полидиэтиленгликольсебацинатом. Коэффициенты проскока ПХДД и ПХДФ через указанный материал с газодинамическим сопротивлением в стандартных условиях 240 Па х куб. см/с, определенные в реальных условиях пробоотбора при испарении различных изомеров ПХДД и ПХДФ в аэрозольной камере, составляют: для тетрахлорированных изомеров 2 — 5%, для гекса-октахлорированных — менее 1% (Самсонов Д.П., Кирюхин В.П., ЖАХ, 1993, т. 48, вып. 9, с. 68 — 75).
2.1. Пробоотборное устройство «Тайфун» ТУ 1102087 или аналогичное с производительностью 50 — 100 куб. м/час при разряжении 3000 Па.
2.2 Анемометр крыльчатый АСО-3, ГОСТ 6376-74.
2.3 Секундомер, ГОСТ 6376-74 или аналогичный.
2.4. Весы лабораторные общего назначения 3 класса с пределом допускаемой погрешности 2 мг, ГОСТ 24104-88Е.
2.5 Материал кварцевый тонковолокнистый СКВ ТУ 6-1115-192-82.
2.6 Стакан В-1-1000, В-1-50, ГОСТ 25336-82.
2.7 Ацетон ос.ч., ТУ 6-09-3513-86.
2.8 Спирт этиловый, ГОСТ 5962-67.
2.9 Полидиэтиленгликольсебацинат для хроматографии, ТУ 6-09-4626-87.
2.10 Пакет полиэтиленовый.
2.11 Нож кольцевой диаметром 200 мм.
2.12 Чашка выпарная, диаметр 300 мм, ГОСТ 25330-82.
2.13 Термометр ТЛ-6-3Б 10-100 50 ОС ГОСТ 215-73.
2.14 Барометр, ГОСТ 25336-82.
2.15 Гигрометр психрометрический ВИТ-2, ГОСТ 1659071.
3.1 Обработка фильтрующего материала.
Из однородного полотнища материала СКВ без дефектов и разрывов кольцевым ножом нарезают фильтры диаметром 200 мм. Отбирают партию фильтров общей массой 50 г и помещают в стеклянную чашку.
В стакан емкостью 50 мл отвешивают 2 +/- 0,002 г полидиэтиленгликольсебацината и растворяют его в 25 мл ацетона, переносят раствор в стакан емкостью 1000 мл и доводят объем раствора до 800 мл. Обрабатывают партию фильтров полученным раствором до равномерной пропитки фильтрующего материала. Обработанный фильтр высушивают под тягой при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния. Разделяют фильтрующий материал на слои толщиной приблизительно 20 мм и направляют на калибровку.
3.2 Калибровка фильтров.
Калибровку фильтров-сорбентов проводят в закрытом помещении, снабжаемом воздухом через фильтры Д-13 или аналогичные, заполненные материалом ФПП-15-3. Для калибровки фильтр устанавливают в пробоотборное устройство и определяют скорость потока на входе в воздухозаборник анемометром в течение 1 мин. Рассчитывают объемную скорость аспирации по формуле:
W — объемная скорость, куб. м/час;
V — скорость потока, найденная из калибровочной кривой анемометра, м/с;
Вычисленная объемная скорость аспирации должна составлять 70 +/- 5 куб. м/час. В случае отклонения скорости аспирации от указанной величины добавляют (отнимают) 2 — 3 слоя фильтрующего материала и повторяют калибровку. Упаковывают каждый фильтр в полиэтиленовый пакет. Готовые фильтры могут храниться без доступа прямого солнечного света в течение 30 дней.
Отбор пробы воздуха проводят при отсутствии атмосферных осадков, размещая пробоотборное устройство на высоте 1,5 — 2 м от поверхности земли в защищенном от ветра месте. Протирают воздухозаборник этанолом и помещают в него фильтр-сорбент. Включают отбор и определяют скорость протяжки воздуха анемометром в течение 1 мин. Одновременно измеряют температуру и давление. Определение скорости протяжки проводят с интервалом 30 мин. в течение всего пробоотбора. Длительность пробоотбора — 24 часа (среднесуточная проба). Извлекают экспонированный фильтр-сорбент, свертывают его фронтальным слоем внутрь и помещают в полиэтиленовый пакет. Пакеты маркируют, указывая место и длительность пробоотбора, общий объем отобранного воздуха, и хранят не более 10 суток без доступа прямого солнечного света.
Данные измерений скорости протяжки воздуха анемометром записывают в виде таблицы:
| N | Время отбора | Число делений/с | Скорость потока (V), м/с |
|---|
Скорость потока определяют по калибровочной кривой анемометра с точностью 0,01 м/с. Среднюю скорость протяжки воздуха определяют как среднее арифметическое данных, полученных в течение пробоотбора. Общий объем отобранной пробы рассчитывают как:
273 х P
i
Q = 3600 х V x t x S x ------------------------, i i 3
(273 + T ) x 101,3 x 10
i
где: Q — объем пробы, куб. м; V — средняя скорость протяжки (м/с) в течение интервала i времени t ; i S — площадь сечения фильтра, кв. м;
P и T - атмосферное давление в Па и температура в градусах
i i
Цельсия окружающего воздуха в моменты времени t ; i t — интервалы времени пробоотбора, час. i
6. <a id="p100280"></a>Расчет погрешности пробоотбора
2 2 2 2 2 ДЕЛЬТА = ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА , проб. v t p T ДЕЛЬТА - погрешность измерения скорости;
v
ДЕЛЬТА - погрешность измерения времени;
t
ДЕЛЬТА - погрешность измерения давления;
p
ДЕЛЬТА - погрешность измерения температуры.
T
Погрешность измерения скорости ДЕЛЬТА равна 2% (по паспорту v прибора).
Погрешность измерения времени ДЕЛЬТА равна 0,01%. t
Погрешность измерения давления ДЕЛЬТА равна 1% (максимально p возможное изменение давления за измеряемый промежуток времени).
Погрешность измерения температуры ДЕЛЬТА равна 1% T (максимально возможное изменение температуры за измеряемый промежуток времени).
Таким образом, влияние погрешности пробоотбора на общую погрешность анализа незначительно.