МУК 4.1.2016-05. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Методические указания по газохроматографическому парофазному определению дитиокарбаматов в растительном материале
(утв. Роспотребнадзором 17.10.2005)
Примечание
Документ включен в Перечень методов (методик) определения остаточных количеств действующих веществ пестицидов в продукции (товарах), подлежащий государственному санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) на таможенной границе и таможенной территории Евразийского экономического союза (Решение Комиссии Таможенного союза от 28.05.2010 № 299). 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 17 октября 2005 года.
Утверждаю
Руководитель Федеральной
службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей
и благополучия человека,
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации
Г. Г. Онищенко
17 октября 2005 года
4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОМУ ПАРОФАЗНОМУ ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДИТИОКАРБАМАТОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ
с момента утверждения
1. Подготовлены Федеральным научным центром гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана при участии специалистов Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.
2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемическому нормированию при Федеральной службе по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.
3. Утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации, академиком РАМН Г.Г. Онищенко.
1. Вводная часть
Настоящие Методические указания распространяются на определение дитиокарбаматов (метирам, цинеб, манкоцеб, тирам и др.) в растительном материале (зеленой массе, плодово-ягодных, овощных, зерновых культурах) по продукту их разложения сероуглероду. Краткие характеристики дитиокарбаматов:
Zinc ammoniate ethylenebis(dithiocarbamate)-poly(ethylene thiuram disulfide) (IUPAC).
S S
|| ||
CH -NH-C-S- CH -NH-C-S-
2 2
[( | ) | ] .
CH -NH-C-S-Zn-(NH )- CH -NH-C-S-
2 || 3 2 ||
S S
3 x
Эмпирическая формула: (C H N S Zn ) .
16 33 11 16 3 x
Молекулярная масса: (1088,7) . x
Метирам (техн.) представляет собой желтый порошок. Разлагается при 156 °С. Давление паров < 0,01 mPa (20 °С).
Коэффициент распределения в системе н-октанол — вода K lg P = 0,3 (pH ow 7).
Метирам практически не растворим в воде; растворим в пиридине (с разложением). Практически не растворим в органических растворителях (ацетон, этанол, бензол). Стабилен до 30 °С. Медленно разрушается на свету. Не гигроскопичен. Разлагается в сильных кислотах и щелочах.
Метирам относится к малотоксичным веществам (ЛД для крыс > 10000 50 мг/кг). В окружающей среде разрушается с образованием тиомочевины, тиурама моно- и дисульфида и серы.
Zinc ethylenebis (dithiocarbamate) (polymeric) (IUPAC).
-[-SCSNHCH CH NHCSSZn-] . 2 2 x
Эмпирическая формула: (C H № S Zn) . 4 6 2 4 x
Молекулярная масса: (275,8) . x
Цинеб представляет собой белое или слегка желтоватое кристаллическое вещество.
Разлагается при 157 °С. V < 0,01 mPa (20 °С). K lg P <= 1,3 (20 °С). p ow Растворим в воде - 10 мг/л (комн. темп.), практически не растворим в обычных органических растворителях. Растворим в разбавленных щелочах. Разлагается на свету. F 90 °С.
p
LD для крыс > 5200 мг/кг. Основным метаболитом при разрушении в 50 окружающей среде является этилентиомочевина.
Manganese ethylenebis (dithiocarbamate) (polymeric) complex with zinc salt (IUPAC).
[-SCSNHCH CH NHCSSMn-] (Zn) . 2 2 x y
Комплекс цинка и манеба с содержанием марганца — 20% и цинка 2,55%.
Манкоцеб представляет собой серо-желтый порошок. Разлагается при 192 — 204 °С.
Очень слабо растворяется в воде — 6,2 ppm (pH 7,5, 25 °С). Не растворим в большинстве органических растворителей.
Гидролиз при 25 °С: DT 20 дней (pH 5), 17 часов (pH 7), 34 часа (pH 50 9).
Медленно разлагается в тепле и влажности. Стабилен при хранении в сухих
условиях в холодильнике. DT в почве 6 - 15 дней. LD для крыс > 5000
50 50
мг/кг.
Основным метаболитом при разрушении в окружающей среде является этилентиомочевина.
Tetramethyithiuram disulfide; bis(dimethylthiocarbamoyl) disulfid (IUPAC).
Структурная формула: (CH ) NSC-S-S-CSN(CH ) .
3 2 3 2 Эмпирическая формула: C H N S .
6 12 2 4
Тирам представляет собой бесцветный кристаллический порошок. Температура плавления 155 - 156 °С, давление паров 2,3 mPa (25 °С). K lg P = 1,73.
ow
Растворимость: в воде 18 мг/л (комн. темп.), этаноле < 10, ацетоне 80, хлороформе 230 г/л (комн. темп.), дихлорметане 170, толуоле 18 г/л (20 °С). Растворим в разбавленных щелочах.
Разлагается в кислых средах. DT (22 °С): 128 дней (pH 4), 18 дней (pH 50
7), 9 часов (pH 9). В почве DT 0,5 дня (песчаная почва, pH 6,7). LD для
50 50
крыс 2600 мг/кг.
Гигиенические нормативы, установленные в России:
МДУ метирама для всех пищевых продуктов — 0,02 мг/кг;
МДУ манкоцеба в картофеле, луке, томатах, винограде, огурцах — 0,1 мг/кг;
МДУ цинеба в картофеле — 0,1 мг/кг, свекле сахарной — 0,6 мг/кг, хмеле сухом — 1,0 мг/кг, в ягодах содержание цинеба не допускается;
МДУ тирама — во всех пищевых продуктах содержание тирама не допускается.
Область применения: фунгициды для опрыскивания в период вегетации в борьбе с различными грибковыми болезнями семечковых и косточковых плодовых, виноградной лозы, овощных, технических и зерновых культур, а также в составе смесей.
2. Методические указания по газохроматографическому парофазному определению дитиокарбаматов в растительном материале
2.1. Основные положения
2.1.1 Принцип метода
Методика основана на газохроматографическом определении сероуглерода, выделившегося в парогазовую фазу в результате кислотного гидролиза пробы, помещенной в герметически закрытый сосуд при 80 °С. Используется пламенно-фотометрический детектор (ПФД). Количественное определение проводят методом абсолютной калибровки, по зависимости высоты (площади) пика сероуглерода от концентрации дитиокарбамата, внесенного в контрольную пробу растительного материала.
2.1.2 Метрологическая характеристика метода
Нижний предел определения дитиокарбаматов (по сероуглероду) 0,005 мг/кг.
Диапазон измеряемых концентраций — 0,005 — 0,1 мг/кг. Полнота определения — 80 — 90%.
Общая погрешность определения не превышает 15%.
2.1.3 Избирательность метода
Высокая селективность определения CS обеспечивается использованием 2
ПФД, фильтр с лямбда = 394 нм (чувствительность к серосодержащим
4 7
соединениям в 10 - 10 раз выше, чем к углеводородам).
Пестициды других групп не мешают определению. Внутри группы дитиокарбаматов метод неселективен.
2.2. Реактивы и материалы
Аналитический стандарт дитиокарбамата с содержанием основного компонента 95 — 99%.
Сероуглерод техн., ГОСТ 19213-73Е.
Бензол, чда, ГОСТ 5955-75.
Соляная кислота, х.ч., ГОСТ 3118-77.
Вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72.
Гидроксид натрия, х.ч., ГОСТ 4328-77, 0,1 н водный раствор.
Олово двухлористое, ч., ГОСТ 36-78.
Насадка для хроматографической колонки — 5% OV-101 на хроматоне N-Super (0,125 — 0,160 мм) или хромосорбе W, NAW (60 — 80 меш).
2.3. Приборы, аппаратура и посуда
Хроматограф газовый серии «Цвет 500» с пламенно-фотометрическим детектором (ПФД) или газовый хроматограф с ПФД и приставкой для пневматического дозирования газовой фазы.
Самописец с переменной шкалой измерения от 1 мВ до 5 В (типа Line Recorder TZ 4620, Чехия) или компьютерная система для обработки хроматографических данных типа «Мультихром», или аналогичные.
Колонка насадочная стеклянная длиной 200 см (или 300 см) и внутренним диаметром 2 — 3 мм.
Весы аналитические ВЛА-200, ГОСТ 34104-80Е, или аналогичные.
Ванна ультразвуковая типа УЗВ-1/100 ТН, ТУ 3444-003-26285789-97.
Ультратермостат жидкостный типа U.4 (Германия) или аналогичный.
Флаконы стеклянные емкостью 20 мл с эластичными резиновыми пробками и винтовыми крышками с отверстием.
Шприц для дозирования газов на 2 или 5 мл (ф. Гамильтон) или шприц медицинский многоразового использования на 1 или 2 мл, ГОСТ 22967-82Е.
Цилиндры мерные на 50 и 100 куб. см, ГОСТ 1774-74.
Колбы мерные на 10, 100 и 1000 куб. см, ГОСТ 1770-74.
Пипетки на 1, 2, 5, 10 куб. см, ГОСТ 22292-74.
Микродозатор пипеточный с варьируемым объемом дозирования, BIOHIT (Финляндия), или микрошприц на 100 мкл, ф. Гамильтон.
Палочки стеклянные, ГОСТ 25336-82Е.
2.4. Отбор проб
Отбор проб овощей и фруктов производится по соответствующим ГОСТам, зерно по ГОСТ Р 50436-92 (ИСО 950-79) «Зерновые. Отбор проб зерна». Отобранные пробы зеленых растений хранят в полиэтиленовой таре в холодильнике при 0 — 4 °С в течение суток, в морозильной камере при -18 °С в течение 6 месяцев. Разрезание или измельчение проб до анализа недопустимо.
2.5. Подготовка к определению
2.5.1 Кондиционирование колонки для ГЖХ
Готовую насадку 5% OV-101 на хроматоне N-Super (0,125 — 0,160 мм) засыпают в стеклянную колонку, закрепив с двух сторон тампонами из стекловаты, устанавливают в термостате хроматографа, не подсоединяя к детектору, и кондиционируют в токе инертного газа при температуре 260 °С в течение 8 — 10 часов.
2.5.2 Приготовление растворов для градуировочных образцов растительного материала
Основной раствор (250 мкг/мл) готовят растворением навески аналитического стандарта метирама или цинеба (25 мг) в 0,1 н растворе гидроксида натрия в мерной колбе на 100 мл.
Основной раствор можно хранить в холодильнике при температуре 0 — 4 °С в течение недели.
Основной раствор манкоцеба или тирама готовят растворением навески аналитического стандарта (0,25 мг) в 0,1 н растворе гидроксида натрия в мерной колбе на 100 мл при нагревании до 50 °С в ультразвуковой ванне в течение 5 мин. Растворы готовят непосредственно перед анализом, время хранения растворов не более 4-х часов.
Растворы с концентрацией аналитического стандарта от 5 до 0,5 мкг/мл готовят из основного раствора методом последовательного разбавления по объему. Для этого 1 мл раствора в мерной колбе на 50 мл доводят до метки дистиллированной водой. В навеску контрольного образца 5 г вносят 100 мкл этого раствора (соответствует концентрации в объекте 0,1 мг/кг). При разбавлении 1 мл основного раствора дистиллированной водой в мерной колбе на 100 мл получают раствор, при внесении 100 мкл которого в навеску образца 5 г получают пробу с концентрацией дитиокарбамата 0,05 мг/кг. Аналогичным образом, используя мерные колбы на 25 и 50 мл, готовят серию из 5 — 7 градуировочных растворов по диапазону определяемых концентраций. Эти растворы готовят в день определения и используют для внесения в контрольные образцы растительного материала.
Для определения времени удерживания сероуглерода на используемой колонке хроматографируют раствор CS в бензоле. Для этого каплю CS 2 2
добавляют в колбу с 25 — 50 мл бензола и перемешивают. В хроматограф вводят паровую фазу над полученным раствором. При получении на хроматограмме зашкаленного пика раствор разбавляют бензолом до получения на хроматограмме пика высотой не более 50% шкалы самописца.
2.5.3 Градуировка ПФД (на примере метирама)
Для приготовления градуировочных образцов растительного материала, содержащих известное количество метирама (или другого анализируемого дитиокарбамата), во флакон объемом 20 мл с измельченной навеской контрольной пробы (5 г) микропипеткой добавляют 100 мкл приготовленных по п. 2.5.2 растворов. Флакон энергично встряхивают в течение нескольких минут, после чего пробу подвергают гидролизу по п. 2.6.1.
Для построения градуировочного графика зависимости площади или высоты пика CS от концентрации метирама в образце растений в хроматограф вводят 1
2
мл паровой фазы над гидролизованной пробой с известным содержанием метирама. Готовят не менее 2-х параллельных проб для каждой концентрации.
Для построения графика используют средние значения высот или площадей пиков
- не менее 5 — 7 точек по диапазону определяемых концентраций. Сначала
хроматографируют пробы с минимальным содержанием метирама, последовательно переходя к более концентрированным пробам. Это необходимо для исключения эффекта "памяти" колонки, газовых коммуникаций и шприца, используемого для
дозирования проб. После дозирования проб с относительно высоким содержанием
сероуглерода нужно убедиться в отсутствии "памяти" путем дозирования в хроматограф воздуха из нагретого до 80 °С шприца. При наличии на хроматограмме пика сероуглерода, шприц следует промыть дистиллированной
водой и высушить.
При выполнении количественных анализов с ПФД следует иметь в виду, что для серосодержащих соединений зависимость сигнала от потока вещества через детектор носит логарифмический характер. При обработке хроматограмм вручную по высотам пиков градуировочный график строят в координатах lg H — C (мг/кг), при использовании для регистрации сигнала логарифмического самописца — в координатах H (мм) — C (мг/кг), при использовании программного обеспечения системы «Мультихром» расчет производится автоматически.
Внимание! В процессе выполнения всех экспериментов необходимо тщательно контролировать постоянство всех параметров работы прибора (температура колонки, расход газа-носителя и вспомогательных газов), а также температуру и время термостатирования проб.
Следует иметь в виду, что до начала использования медицинского шприца для дозирования газов в хроматограф, его следует проверить на герметичность соединения иглы с канюлей шприца. Для этого на острие иглы накалывают силиконовую прокладку для испарителя хроматографа и нижнюю часть шприца погружают в стакан с водой. При попытке выдавливания воздуха из цилиндра шприца штоком не должны появляться пузырьки воздуха из проверяемых соединений.
2.5.4 Приготовление растворов
1,5%-ный раствор двухлористого олова в 1,2 н соляной кислоте:
15 г соли растворяют в 100 мл концентрированной соляной кислоты при нагревании на водяной бане. Остывший раствор переносят в мерную колбу на 1000 мл и доводят до метки дистиллированной водой. Срок хранения в холодильнике — 2 недели в темной посуде.
0,1 н раствор гидроксида натрия:
Навеску 2 г гидроксида натрия помещают в мерную колбу на 0,5 л, добавляют 200 мл дистиллированной воды и перемешивают до полного растворения. После охлаждения раствора доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. Содержимое колбы перемешивают.
2.5.5 Приготовление проб
Лабораторные пробы не менее 0,25 кг выделяются из средней непосредственно перед анализом. Пробы составляют быстро, используя для измельчения пластмассовые терки, т.к. дитиокарбаматы при измельчении образца разлагаются. Из измельченной и тщательно перемешанной лабораторной пробы отбирают в стеклянные флаконы емкостью 20 мл навески по 5 г. При использовании флаконов большей емкости следует исходить из того, что соотношение объемов навески и добавляемого реактива для кислотного гидролиза должно быть 1:1. Соотношение объемов конденсированной и газовой фаз во флаконе также должно быть приблизительно 1:1.
2.6. Проведение определения
2.6.1 Гидролиз дитиокарбаматов до сероуглерода
Во флаконы с пробами немедленно добавляют 1,5%-ный раствор двухлористого олова в соляной кислоте (к 5 г навески во флаконе объемом 20 мл — 5 мл раствора) и герметично закрывают резиновыми пробками и завинчивающимися крышками с отверстием.
При приготовлении проб с внесением дитиокарбамата до добавления солянокислого реактива во флакон с навеской контрольного образца микрошприцем или микродозатором вносят 100 мкл соответствующего градуировочного раствора.
Внимание! Обязательно поверхность резиновой пробки изолировать от пробы с помощью прокладки из фторопластовой пленки — для устранения сорбции сероуглерода резиной в процессе термостатирования флаконов с пробами.
Герметизированные флаконы помещают в жидкостной ультратермостат или при наличии свободного хроматографа в термостат колонок прибора, разогретый до 80 °С (хроматографические колонки из него должны быть убраны).
Пробы периодически через 10 мин. энергично встряхивают в течение 2 мин. или помещают в ультразвуковую ванну на 1 — 2 мин. Гидролиз проводят в течение 40 — 60 мин. (при анализе всех образцов время должно быть одинаковым).
Дозирование паровой фазы в хроматограф осуществляют с помощью специального пневматического дозатора (при наличии приставки для парофазного анализа) или шприцем в испаритель хроматографа. При введении паровой фазы шприцем во избежание конденсации паров пробы на стенках шприца он должен быть нагрет до температуры на несколько градусов выше температуры термостатирования флакона с пробой (85 — 90 °С).
2.6.2 Условия хроматографирования
Газовый хроматограф "Цвет 560" с пламенно-фотометрическим детектором (ПФД). Колонка стеклянная, 200 см х 3 мм, с 5% OV-101 на хроматоне N-Super (0,125 - 0,160 мм). Температура колонки 50 °С. Температура испарителя 150
°С, детектора 200 °С. Расход газа-носителя (азот) 40 куб. см/мин., водорода 8
65 куб. см/мин., воздуха 100 куб. см/мин. Шкала электрометра 32 х 10 . Объем флакона для парофазного анализа образца 20 мл. Навеска образца 5 г.
Дозируемый объем паровой фазы 1 мл. Регистрация хроматограмм производится с
помощью самопишущего потенциометра с переменной шкалой чувствительности от 1 мВ до 0,5 В (например, TZ производства Чехии). При комплектации прибора системой обработки данных "Мультихром" измерение параметров хроматографических пиков производится в автоматическом режиме одновременно
с регистрацией хроматограмм.
Время удерживания сероуглерода в указанных условиях 1,15 +/- 0,08 мин.
2.6.3 Обработка результатов анализа
Градуировка хроматографа производится по внесению градуировочных растворов в анализируемую растительную матрицу с последующим гидролизом дитиокарбамата до сероуглерода в условиях, идентичных анализу исследуемой пробы. Таким образом, градуировка учитывает влияние матрицы на установление равновесия в системе конденсированная фаза — газовая фаза, полноту гидролиза, сорбционные потери сероуглерода в процессе анализа. Поэтому расчет содержания метирама (или другого дитиокарбамата) в исследуемом объекте проводится непосредственно по градуировочному графику (lg S — концентрация метирама в пробе, мг/кг) или по соотношению площадей (высот) пиков сероуглерода в исследуемом и градуировочном образце, обязательно с близким содержанием определяемого компонента:
C = C х S / S , x ст. x ст.
где:
C - концентрация метирама в исследуемом объекте, мг/кг;
x
S - площадь (или высота) пика CS , образовавшегося в результате
x 2
гидролиза исследуемой пробы;
S - площадь (или высота) пика CS , образовавшегося при гидролизе
ст. 2
контрольной пробы с внесением точно известного количества метирама.
Результат вычисляют как среднее из 2-х результатов анализа параллельно приготовленных образцов.
3. Требования техники безопасности
При работе с реактивами соблюдать требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими, легковоспламеняющимися веществами (ГОСТ 12.1.005-88).
При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдать правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.
4. Контроль погрешности измерений
Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости результатов измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-1-6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».