МУК 4.1.2041.а-06. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение остаточных количеств хлорорганических пестицидов в винах и виноматериалах методом хроматомасс-спектрометрии. Методические указания

(утв. Роспотребнадзором 11.01.2006)

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ В ВИНАХ И ВИНОМАТЕРИАЛАХ МЕТОДОМ ХРОМАТОМАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1. Разработаны Федеральным государственным учреждением здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» (Иваненко А.В., Иванова Л.И., Полторацкий А.Ю., Солопов Е.В.), Федеральным государственным учреждением здравоохранения «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» (Брагина И.В., Шальнова Е.С.).

2. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 11 января 2006 г. Введены в действие с 12 января 2006.

3. Введены впервые.

1. Область применения

Методика определения остаточных количеств хлорорганических пестицидов в винах методом ГХ-МС разработана с целью обеспечения аналитического контроля остаточных количеств пестицидов в винах и виноматериалах и оценки соответствия уровня их содержания гигиеническим нормам.

2. Метод измерения

Измерения концентраций ХОП в вине выполняют методом хроматомасс-спектрометрии. Выделение и концентрирование ХОП из вин проводится экстракцией органическим растворителем, очисткой экстракта серной кислотой (в случае необходимости). Метод предназначен для анализа остаточных количеств пестицидов: альфа, бета, гамма-ГХЦГ, альдрина, гептахлора, ДДТ и его метаболитов. Полихлорированные бифенилы определению не мешают.

Диапазон измеряемых концентраций — 0,0001 — 1 мг/л.

Нижний предел обнаружения ХОП в вине — 0,0001 мг/л.

3. Физико-химические свойства, токсикологическая характеристика препаратов

Альдрин — белое кристаллическое вещество. Химическое название — 1,2,3,4,10,10-Гексахлор-1,4,4а,5,8,8а-гексагидро-1,4-эндоэкзо-5,8-

диметанонафталин. Молекулярная масса -  364,94.  Брутто-формула - C  H Cl .
                                                                   12 8  6

                                                            -4

Температура плавления - 104,5 - 105 °С. Упругость паров - 8 х 10    Па  при
25 °С. Растворимость (г)  при  20 °С в 100 куб. см растворителя:  в  воде -

  -5

2 х 10  , этиловом спирте - 9, ацетоне - 159, в бензоле -  350, н-гексане -
98,   четыреххлористом   углероде  -  105.  Стабилен  к  действию  щелочей.
Термически устойчив. Выпускается в форме 50%-ного  смачивающегося  порошка.
Альдрин применяют за рубежом (в РФ запрещен)  в  качестве  инсектицида  для
борьбы с саранчовыми и почвообитающими вредителями, а также  с  вредителями
хлопчатника   и  в  качестве  протравителя  семян.  Присутствие  в  пищевых

продуктах не допускается.

    гамма-Изомер  гексахлорциклогексана  (линдан)  -  белое кристаллическое
вещество        без        запаха.        Химическое       название       -
1,2,3,4,5,6-Гексахлорциклогексан.     Молекулярная    масса    -    290,86.
Брутто-формула  -  C H Cl .  Температура  плавления  -  111,8  -  112,2 °С.
                    6 6  6

                                                                    -4

Растворимость  (г) при 20 °С в 100 куб. см растворителя: в воде - 7 х 10  ,
этиловом  спирте  - 6,4, ацетоне - 43,5, бензоле - 28,9, диэтиловом эфире -
20,8,  петролейном  эфире  -  3,5.  Стабилен к действию сильных кислот. Под
действием   щелочей  превращается  в  трихлорбензол.  Выпускается  в  форме
смачивающегося  порошка, концентрата эмульсии и гранулированного препарата.
Линдан  применяют  в качестве инсектицида комплексного действия. Допустимый

уровень в воде фруктах, ягодах, винограде — 0,05 мг/кг.

    альфа-Изомер  гексахлорциклогексана  -  белое кристаллическое вещество.
Химическое   название  -  1,2,3,4,5,6-Гексахлорциклогексан  (альфа-изомер).
Молекулярная   масса   -  290,86.  Брутто-формула  -  C H Cl .  Температура
                                                       6 6  6
плавления  - 157 -  158,5 °С  (при  288 °С  разлагается). Упругость паров -

   -4

12 х 10    Па.  Практически   нерастворим   в  воде.  Растворим  в бензоле,
хлороформе, этиловом спирте,  этиловом эфире.  Допустимый уровень  в   воде

фруктах, ягодах, винограде — 0,05 мг/кг.

Гептахлор — белое кристаллическое вещество со слабым камфорным запахом. Химическое название — 1,4,5,6,7,7-Гептахлор-4,7-эндометилен-3а,7,7а-тетрагидроиндин.

Брутто-формула  -  C  H Cl  .  Молекулярная  масса  -  373,35.  Температура
                    10 5  17

                                                       -4

плавления  -  95 - 96  °С.  Упругость  паров  -  533,2 х 10   Па при 20 °С.
Практически  нерастворим  в  воде.  Хорошо  растворим  в  бензоле, ксилоле,
толуоле,  этиловом  спирте.  Стабилен при воздействии влаги, света, высокой

температуры. Выпускается в виде 25%-ного концентрата, эмульсии. Применяют в качестве инсектицида при обработке семян. Присутствие в пищевых продуктах не допускается.

    ДДТ   -   белое   кристаллическое   вещество.   Химическое  название  -
4,4'-Дихлордифенилтрихлорэтан.   Брутто-формула  -  C  H  Cl . Молекулярная
                                                     14 10  5
масса - 354,5. Температура плавления  -  108,5 - 109 °С.  Упругость паров -

   -6

19 х 10   Па при 20 °С. Практически нерастворим в  воде.  Растворимость (г)
при 24 °С в 100 куб.  см  растворителя:  в  ацетоне  -  40,3, бензоле - 44,
диэтиловом  эфире  -  27,5, четыреххлористом углероде - 18, н-гексане - 97,
этиловом  спирте  - 2,2. Стабилен в кислой среде, разрушается под действием

щелочей.

    ДДД  - белое кристаллическое вещество без запаха. Химическое название -
4,4'-Дихлордифенилдихлорэтан.    Брутто-формула  -  C  H  Cl . Молекулярная
                                                     14 10  4
масса - 318,0. Температура плавления - 112 °С.  Практически  нерастворим  в

воде, хорошо растворим в бензоле, ацетоне, метаноле, н-гексане.

    ДДЭ   -   белое   кристаллическое   вещество.   Химическое  название  -
4,4'-Дихлордифенилхлорэтилен.   Брутто-формула   -  C  H Cl  .  Температура
                                                     14 8  4
плавления  -  88  °С.  Растворимость  в  воде 0,014 мг/100  куб. см. Хорошо

растворим в ацетоне, н-гексане, бензоле. Молекулярная масса — 316,0.

Допустимый уровень ДДТ и его метаболитов во фруктах, ягодах, винограде — 0,1 мг/кг.

4. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с суммарной относительной погрешностью +/- 20% при доверительной вероятности 0,95.

5. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы

5.1 Средства измерений

5.1.1 Хроматомасс-спектрометр «Varian Saturn 4D» (Fisons «MD-800») или аналогичный состоит из:

• масс-спектрометрического детектора;
• газового хроматографа «Varian 3800» (Fisons 8130) или аналогичного, оснащенного капиллярной хроматографической колонкой DB5-MS, HP5-MS длиной 30 м, с внутренним диаметром 0,25 мм, с толщиной пленки неподвижной фазы 0,25 мкм или аналогичной ей;
• системы обработки данных на базе персонального компьютера.

5.1.2 Микрошприц «Hamilton» вместимостью 10 мкл или аналогичный.

5.1.3. Весы лабораторные типа ВЛР-200, первого класса точности по ГОСТ 24104-2001 или аналогичные.

5.1.4 Цилиндры мерные 2-100 ГОСТ 1770-74.

5.1.5. Пипетки вместимостью 0,1, 0,5, 1,0 первого класса точности по ГОСТ 29169-91.

5.1.6. Колбы мерные 2-10-2, 2-200-2, 2-1000-2 по ГОСТ 1770-74.

5.1.7 ГСО состава пестицидов.

5.1.8. Внутренний стандарт состава раствора дейтерированных ПАУ (Аценафтен d10, Фенантрен d10, Хризен d12, Перилен d12, с концентрацией каждого компонента 2 мг/куб. см) (изг. Supelco, кат. № 4-8099).

5.1.9. Кислота серная концентрированная, ч., по ГОСТ 4204-77.

5.1.10 Натрий сернокислый безводный, ч.д.а., по ГОСТ 1166-76.

5.1.11 Гелий газообразный очищенный марки А, ТУ 51-940-80.

5.1.12 Гексан «эталонный» по ГОСТ 74-08-04.

5.1.13 Петролейный эфир по ГОСТ 11992-66.

5.1.14 Диэтиловый эфир по ГОСТ 25055-87.

5.1.15. Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300-87.

6. Требования безопасности

При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами, по ГОСТ 12.1.005-88.

При выполнении измерений с использованием хроматомасс-спектрометра следует соблюдать правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.

7. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений допускаются лица с квалификацией не ниже инженера-химика или врача-лаборанта, имеющего химическое образование и опыт работы на хроматомасс-спектрометре.

8. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдаются следующие условия:

• процессы приготовления и подготовки проб к анализу проводят при нормальных условиях согласно ГОСТ 15150-69 при температуре воздуха 20 +/- 5 °С, атмосферном давлении 630 — 800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80%;
• выполнение измерений на хроматомасс-спектрометре проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору и настоящей методикой.

9. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие подготовительные работы:

9.1. Подготовка растворителя (гексана), при необходимости — его очистка серной кислотой с последующей перегонкой.

9.2. Приготовление исходных растворов определяемых хлорорганических пестицидов с номинальной концентрацией 0,2 мг/куб. см. Исходный раствор определяемых ХОП необходимо хранить в холодильнике не более 1 месяца.

При отсутствии аттестованных растворов пестицидов их готовят из чистых веществ с массовой долей основного компонента не менее 98%.

Для этого взвешивают на аналитических весах (с погрешностью не более 0,2 мг) по 20,0 мг каждого пестицида и помещают в мерную колбу объемом 100 куб. см. Растворяют в гексане, доводя объем раствора до метки гексаном.

9.3. Приготовление раствора дейтерированных ПАУ, используемых для внутренней градуировки, с концентрацией 2 мкг/куб. см.

Пипеткой объемом 1 куб. см отбирают 1 куб. см основного раствора дейтерированных ПАУ (изг. Supelco, кат. № 4-8099) и помещают в мерную колбу вместимостью 100 куб. см. Добавляют растворитель до метки. Получают основной раствор «внутреннего стандарта» с концентрацией 20 мкг/куб. см. Затем пипеткой объемом 5 куб. см отбирают 5 куб. см основного раствора и помещают в мерную колбу вместимостью 50 куб. см. Получают рабочий раствор дейтерированных ПАУ с концентрацией 2 мкг/куб. см.

9.4 Приготовление градуировочных растворов.

9.4.1 Приготовление градуировочных растворов № 1 — 3.

Пипетками объемом 1,0, 0,5 и 0,1 куб. см отбирают по 1,0, 0,5 и 0,1 куб. см исходных растворов компонентов (с концентрацией 2 мг/куб. см) и помещают в три мерные колбы объемом 100 куб. см. Пипеткой объемом 0,1 куб. см в каждую колбу помещают по 0,1 куб. см раствора «внутреннего стандарта» с концентрацией 0,2 мг/куб. см. Добавляют растворитель до метки.

9.4.2 Приготовление градуировочных растворов № 4 — 8.

Градуировочные растворы № 4 — 8 готовят аналогичным образом в мерных колбах объемом 100 куб. см из промежуточного раствора с концентрацией компонентов 0,01 мг/куб. см.

В табл. 1 приведены значения объемов и концентраций растворов, используемых для приготовления каждого градуировочного раствора.

Промежуточный раствор с концентрацией 0,1 мг/куб. см готовят по процедуре приготовления раствора № 2, но без «внутреннего стандарта».

9.5 Подготовка прибора.

9.5.1 Подготовка колонки.

Колонку кондиционируют при температуре 250 °С в течение 1 часа.

9.5.2 Подготовка масс-спектрометра.

Перед началом рабочего дня ГХ/МС-систему проверяют с помощью автоматического теста «Quick Autotune», каждую неделю выполняют тест «Standart Autotune».

Для выполнения тестов используют перфтортрибутиламин «PFTBA», ввод которого в прибор производится автоматически.

Выполнения данных тестов предполагают следующие инструментальные параметры:

Энергия электронов — 70 эВ (номинал);

Диапазон масс — 35 — 510 а.е.м.

Время сканирования — по меньшей мере 5 сканов на пик, но не более 1 секунды на скан.

10. Получение градуировочных данных

Для получения градуировочных данных используют не менее 4-х градуировочных растворов, один из них должен иметь концентрацию, близкую к нижней границе диапазона определяемых содержаний.

Каждый градуировочный раствор анализируют не менее 3-х раз, вводя 1 мкл в инжектор без деления потока при следующих условиях:

Температура колонки:

• температура испарителя — 250 °С;
• программирование температуры;
• начальная температура термостата — 80 °С;
• выдержка — 1 мин.;
• 1-ый этап программирования температуры — 20 °С/мин. от 80 °С до 160 °С;
• 2-ой этап программирования температуры — 8 °С/мин. от 160 °С до 300 °С;
• выдержка — 15 мин.;
• общее время хроматографирования — 35 мин.

Газ-носитель:

гелий — 4 куб. см/мин.

Детектор:

• энергия электронов — 70 эВ;
• режим сканирования — SIM (режим сканирования выбранных ионов);
• время сканирования — 0,8 сек.

Времена удерживания компонентов и значения m/z основного и подтверждающих ионов приведены в табл. 2.

Для основного характеристического и двух подтверждающих ионов, выбранных из табл. 2, получают хроматограмму по реконструированной сумме выбранных ионов. На каждой хроматограмме измеряют площади пиков основных характеристических ионов определяемых компонентов и «внутреннего стандарта», полученные значения заносят в табл. 3.

Для каждого соединения обрабатывают полученные данные следующим образом:

Рассчитывают значение i-го поправочного коэффициента:

                                   Q  х С
                                    i    ст
                              F  = ---------,                           (1)
                               i   Q    х С
                                    стi    i

где:
Q   - площадь пика характеристического иона определяемого соединения на
 i

i-ой хроматограмме; Q — площадь пика характеристического иона «внутреннего стандарта» на стi i-ой хроматограмме;

    С   - концентрация "внутреннего стандарта" (С   = 2 мкг/куб. см);
     ст                                          ст
    С   -  концентрация  определяемого  компонента  в данном градуировочном

 i

растворе, мкг/куб. см.

Рассчитывают среднее значение поправочного коэффициента:

                                  1  k
                              F = - SUM F ,                             (2)
                                  k i=1  1

где k - число результатов измерения для данного компонента;

k = № х l,

где:
N - число градуировочных растворов (N >= 4);
l - число анализов каждого раствора (l >= 2).

Рассчитывают значение относительного среднего квадратичного отклонения поправочного коэффициента S , %: F __________________

                          100    / 1               2
                     S  = ---   /----- SUM (F - F ) , %.                (3)
                      F    F  \/ k - 1           i

Если выполняются условия:

2S <= 1/3 дельта, f

где:

                     дельта = (дельта  - дельта ) / 2,                  (4)
                                     в         н

то  градуировка выполнена  с  достаточной  для  данной  методики  точностью
(значения дельта  и дельта  - верхняя и нижняя границы интервала, в которых
                в         н
находится   относительная  погрешность,  %,  с  вероятностью  0,95).   Если
градуировка  соответствует  всему  диапазону  измерений,   то  значение  S

                                                                      F

сравнивают   с  наименьшим   значением d. Если  градуировка   соответствует
какому-либо  диапазону измерений, то  рассчитывают  значение  d  для  этого

поддиапазона.

Если данные условия не выполняются, то либо переградуируют хроматограф, возможно с использованием другого «внутреннего стандарта», либо строят градуировочную кривую:

                             F = f (Q  / Q  ).
                                     i    ст

    При  построении  градуировочной  кривой используют средние значения F и
(Q  / Q  ) для  каждой  концентрации.  Рассчитывают  относительное  среднее
  i    ст
квадратичное  отклонение для каждой концентрации (S  ), при этом для каждой

                                               FC

точки должно выполняться условие:

2S <= 1/3 дельта, F

где дельта рассчитывается по вышеприведенной формуле (4) для соответствующего поддиапазона измерений.

11. Отбор проб

Отбор проб производится по ГОСТ Р 51144-98.

12. Проведение определения

200 куб. см пробы вина помещают в делительную воронку и экстрагируют пестициды, встряхивая в течение 3-х минут, н-гексаном или петролейным эфиром тремя порциями по 30 куб. см или диэтиловым эфиром тремя порциями по 50 куб. см. В объединенный экстракт насыпают 10 г безводного сернокислого натрия или фильтруют через воронку, заполненную на 2/3 сернокислым натрием. Экстракт упаривают на ротационном испарителе до объема 5 — 7 куб. см при температуре водяной бани 35 — 40 °С под вакуумом, а затем в токе газообразного азота особой чистоты — досуха. Осушенный экстракт растворяют в 1 куб. см рабочего раствора внутреннего стандарта (С = 2 мкг/куб. см) и анализируют на хроматомасс-спектрометре, вводя в инжектор в режиме «Без деления потока» (Splitless) 1 куб. мм экстракта и осуществляя хроматографическое разделение смеси в условиях, указанных в п. 10.

На каждой хроматограмме измеряют площадь пика основного характеристического иона каждого анализируемого соединения и «внутреннего стандарта». Результаты измерений заносят в таблицу по форме табл. 4 и обрабатывают в соответствии с п. 12.

Если отклик для какого-нибудь экстракта превышает рабочий предел ГХ/МС-системы, экстракт разбавляют и повторяют анализ.

13. Обработка результатов измерения

13.1 Вычисляют концентрацию определяемого соединения в каждой из двух

проб по формуле:

                                Q  х I
                                 i    ст
                          Х = -------------, мкг/л,                     (5)
                              Q    х F х V
                               стi        о

где:
Q   -  площадь характеристического иона для определяемого соединения на
 i

хроматограмме i-ой пробы; Q — площадь характеристического иона внутреннего стандарта на стi хроматограмме i-ой пробы; I — количество добавленного к экстракту внутреннего стандарта; ст

    I   = С   х V   = 2 мкг;
     ст    ст    ст
    V  - объем экстрагируемой пробы (в литрах);

 о
F - поправочный коэффициент.

13.2 Вычисляют среднее значение концентрации определяемого соединения:

                                  _   1  2
                                  Х = - SUM Х .                         (6)
                                      2 i=1  i

13.3 Рассчитывают разницу между результатами двух параллельных

измерений:

                              d = Х  - Х .                              (7)
                                   1    2

    Полученное  значение не должно превышать предельно допустимого значения

D, которое рассчитывают по формулам (8, 9):

                               D = 2,77 х S;                            (8)

                              S = S    х Х,                             (9)

                               отн

где S     -    относительное    среднее    квадратическое    отклонение
     отн

(внутрилабораторное).

При измерении содержания пестицидов в вине и виноматериалах полнота обнаружения варьирует для альфа-ГХЦГ в пределах 75 — 89%, бета-ГХЦГ — 73 — 85%, гамма-ГХЦГ (линдан) — 77 — 88%, 4,4'-ДДТ — 75 — 85%, 4,4'-ДДЭ — 65 — 72%, 4,4'-ДДД — 75 — 86%, гептахлора — 70 — 89%, альдрина — 80 — 95%.

Минимально обнаруживаемые количества анализируемых соединений составляют: для альфа-, бета-, гамма-ГХЦГ — 0,01 нг, для гептахлора и альдрина — 0,01 нг, для 4,4'-ДДТ, 4,4'-ДДЭ, 4,4'-ДДД — 0,01 нг.

Нижний предел измерения для всех определяемых ХОП 0,01 нг.

14. Оформление результатов измерения

Результат измерения концентрации каждого соединения представляют в форме:

    Х = А, мкг/л       дельта от дельта  до дельта , %        при Р = 0,95
                                       н          в

или

    Х = А, мкг/л       ДЕЛЬТА от ДЕЛЬТА  до ДЕЛЬТА , мкг/л    при Р = 0,95,
                                       н          в

где:

А — численное значение, полученное по формуле (6):

                    ДЕЛЬТА   = дельта   х Х / 100, мкг/л.
                          нв         нв

    Вместо дельта  и дельта  подставляют их численные значения, приписанные
                 н         в
тому   диапазону   концентрации,   к   которому   принадлежит  значение  С,

рассчитанное по уравнению:

Х = f(С),

где:<br>
Х, мкг/л - зависимость результата измерения от концентрации образца;<br>
С, мкг/л - диапазон измеряемых концентраций.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1. Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» № 52-ФЗ от 30.03.99.

2. ГОСТ Р 8.563-96. ГСИ «Методики выполнения измерений».

3. ГОСТ 8.589-01 «Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные положения».

4. ГОСТ 1770-74 «Посуда мерная лабораторная стеклянная, цилиндры, мензурки, колбы. Общие технические условия».