МУК 4.1.2113-06. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение массовой концентрации хлороформа, 1,2-дихлорэтана, тетрахлорметана в биосредах (моча) методом газохроматографического анализа равновесного пара. Методические указания

(утв. Роспотребнадзором 09.08.2006)

9 августа 2006 года

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРОФОРМА, 1,2-ДИХЛОРЭТАНА, ТЕТРАХЛОРМЕТАНА В БИОСРЕДАХ (МОЧА) МЕТОДОМ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА РАВНОВЕСНОГО ПАРА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1. Область применения

Методические указания по определению концентраций химических веществ в биологических средах предназначены для использования Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, лечебными и научными учреждениями, работающими в области профпатологии и экологии человека, научно-исследовательскими институтами, занимающимися вопросами гигиены окружающей среды.

Методические указания разработаны с целью обеспечения контроля за содержанием органических соединений в биологических средах у населения, проживающего в районах с повышенным уровнем загрязнения окружающей среды.

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-96 «ГСОЕИ. Методики выполнения измерений», ГОСТ Р 1.5-92 «ГСС. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов». Методика анализа обеспечивает выполнение измерений массовой концентрации алифатических хлорированных углеводородов в моче в диапазоне концентраций:

• хлороформ от 0,0015 до 0,0900 мкг/куб. см с погрешностью 28,3% при доверительной вероятности 0,95;
• тетрахлорметан от 0,0004 до 0,0300 мкг/куб. см с погрешностью 15,6% при доверительной вероятности 0,95;
• 1,2-дихлорэтан от 0,0125 до 0,3700 мкг/куб. см с погрешностью 9,0% при доверительной вероятности 0,95.

Хлороформ (трихлорметан)

CHCl Молекулярная масса 119,38. 3

Хлороформ — бесцветная жидкость с характерным сладковатым запахом. Температура кипения 61,15 °С, температура плавления (-63,5 °С). Хлороформ растворим в органических растворителях и малорастворим в воде, наркотик [1].

Тетрахлорметан

CCl Молекулярная масса 153,82. 4

Тетрахлорметан — бесцветная жидкость. Температура кипения 76,75 °С, температура плавления (-22,87 °С). Тетрахлорметан растворим в органических растворителях и малорастворим в воде. Тетрахлорметан — сильнейший наркотик [1].

1,2-Дихлорэтан

    C H Cl                                        Молекулярная масса 98,97.
     2 4  2

1,2-Дихлорэтан — бесцветная жидкость. Температура кипения 83,5 °С, температура плавления (-35,3 °С), 1,2-дихлорэтан растворим в органических растворителях и малорастворим в воде, является токсичным соединением [1].

2. Сущность метода

Методика основана на предварительном выделении алифатических хлорированных углеводородов из биологического материала (моча) путем нагревания объекта и последующем газохроматографическом анализе парогазовой пробы.

Выполнение измерений массовой концентрации алифатических хлорированных углеводородов проводят методом газовой хроматографии с детектором электронного захвата. Определению не мешают ацетон, ароматические углеводороды, алифатические спирты, трихлорэтилен при содержании каждого из указанных веществ не более 0,5 мкг/куб. см.

Длительность анализа одной пробы мочи — 20 мин.

материалы и реактивы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы и растворы. Допускается применение других типов средств измерений, вспомогательного оборудования и химреактивов с аналогичными или лучшими метрологическими и техническими характеристиками.

3.1 Средства измерений

Хроматограф газовый с детектором электронного захвата

Весы лабораторные ВЛР-200 аналитические ГОСТ 24104-01

Разновесы Г -210 ГОСТ 7328-01 2

Секундомер «Агат» ТУ 25-1894.003-90

Микрошприцы МШ-10 ТУ 5Е2.833.106

Линейка измерительная ГОСТ 427-75

Лупа измерительная ГОСТ 25706-83

Шприцы медицинские стеклянные вместимостью 5 куб. см ТУ 64-1-378-83

Колбы мерные вместимостью 25, 50, 100 и 1000 куб. см ГОСТ 1770-74

Пробирки мерные со шлифом 10 куб. см ГОСТ 1770-74

Пипетки мерные 5, 10 куб. см ГОСТ 29227-91

Хлороформ фарм. Массовая доля основного вещества, %, не менее 99,7 ГСО 7288-96

Тетрахлорметан, ч. Массовая доля основного вещества, % не менее 99,9 ГСО 7211-95

1,2-Дихлорэтан, хч. Массовая доля основного вещества, %, не менее 99,6 ГСО 7332-96.

3.2 Вспомогательные устройства

Хроматографическая колонка стальная длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм

Бидистиллятор стеклянный БС                         ТУ 25-11.1592-81
Редуктор кислородный                                ТУ 26-05-236-73.

3.3 Материалы

Азот газообразный ГОСТ 9293-74.

3.4 Реактивы

Apiezon L на хроматоне N-супер фракции 0,16 — 0,20 мм — неподвижная фаза для заполнения хроматографической колонки

Калия дихромат, чда. ГОСТ 4220-75

Натрия хлорид, хч ГОСТ 4233-77

Ацетон, осч ТУ 2633-039-44493179-00

Серная кислота, осч ГОСТ 14262-78.

3.5 Растворы

Раствор калия дихромата, 3%-й.

4. Требования к безопасности

4.1. При выполнении работ должны быть соблюдены меры противопожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-85 и правила техники безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76.

4.2. При работе необходимо соблюдать «Правила по технике безопасности и производственной санитарии при работе в химических лабораториях» (утверждены МЗ СССР 20.12.82) и «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (утверждены Госгортехнадзором СССР 27.11.87).

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

4.4. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.

5. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика, опыт работы на газовом хроматографе и в химической лаборатории, прошедшие соответствующий инструктаж, освоившие метод в процессе тренировки и уложившиеся в нормативы оперативного контроля при выполнении процедур контроля погрешности.

6. Условия измерений

6.1 При проведении процессов приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия:

• температура воздуха (20 +/- 5) °С;
• атмосферное давление 630 — 800 мм рт. ст.;
• влажность воздуха не более 80% при температуре 25 °С.

6.2. Выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией по прибору.

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка посуды, подготовка хроматографической колонки, приготовление аттестованных смесей, установление градуировочной характеристики.

7.1 Подготовка посуды

Используемую посуду замочить на 1 ч в свежеприготовленном 3%-м растворе дихромата калия в серной кислоте (3 г дихромата калия на 100 куб. см концентрированной серной кислоты), отмыть в проточной водопроводной воде, ополоснуть бидистиллированной водой и просушить при температуре 120 °С.

7.2 Подготовка хроматографической колонки

Хроматографическую колонку перед заполнением неподвижной фазой промывают бидистиллированной водой, ацетоном, высушивают в токе инертного газа. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают стекловатой, устанавливают в хроматограф и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 30 куб. см/мин. при температуре 200 °С в течение 18 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии мешающих влияний колонка готова к работе.

7.3 Приготовление аттестованных смесей

Для построения градуировочного графика собирают мочу, не содержащую определяемых компонентов, и готовят серию аттестованных растворов.

Исходный аттестованный раствор. В мерную колбу объемом 1000 куб. см, содержащую бидистиллированную воду в объеме 500 куб. см, вводят микрошприцем 4 куб. мм хлороформа, ГСО 7288-96, 1 куб. мм тетрахлорметана, ГСО 7211-95, 20 куб. мм 1,2-дихлорэтана, ГСО 7332-96, и заполняют колбу до метки водой. Весовое содержание компонентов в исходной аттестованной смеси составляет (с учетом плотности): хлороформ — 5,95 мкг/куб. см, тетрахлорметан — 1,63 мкг/куб. см, 1,2-дихлорэтан — 25,0 мкг/куб. см. Срок хранения — 12 ч.

Рабочий аттестованный раствор. В мерную колбу объемом 100 куб. см, содержащую 30 куб. см мочи, вносят 10 куб. см исходного аттестованного раствора и заполняют колбу до метки мочой.

7.4 Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной калибровки на градуировочных смесях хлорированных углеводородов. Она выражает зависимость площади пика на хроматограмме (кв. мм) от массы компонента (мкг) и строится по 6 сериям аттестованных растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 6 аттестованных растворов, готовят в мерных колбах объемом 100 куб. см, содержащих 30 куб. см мочи. В каждую колбу вносят исходное вещество в соответствии с табл. 1 и заполняют колбу до метки мочой. Срок хранения — 12 ч.

Во флаконы из-под пенициллина помещают по 5 куб. см мочи с аттестованной смесью, флаконы закрывают резиновой пробкой и ставят в металлические цилиндры с просверленными в стенках отверстиями и навинчивающейся крышкой (рис. 1 — не приводится). Первый цилиндр с флаконом погружают в кипящую водяную баню. По истечении 5 мин. отбирают нагретым в термостате при t = 60 °С шприцем из флакона 5 куб. см парогазовой пробы и вводят ее в хроматографическую колонку через испаритель. Процедуру повторяют аналогично для каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях:

температура термостата колонок — 90 °С;

температура испарителя — 170 °С;

температура детектора — 250 °С;

расход газа-носителя (азота) — 30 куб. см/мин.;

скорость диаграммной ленты — 240 мм/ч;

время удерживания хлороформа — 3 мин. 05 с;

тетрахлорметана — 4 мин. 20 с;

1,2-дихлорэтана — 5 мин. 30 с.

На полученной хроматограмме определяют площади пиков определяемых компонентов и по средним результатам из 6 серий строят градуировочную характеристику. Градуировку проверяют 1 раз в квартал и при смене партии реактивов.

7.5 Отбор проб

Отбор проб мочи в объеме не менее 200 куб. см производится в тщательно вымытый стеклянный сосуд с притертой пробкой. Анализ мочи проводить сразу или хранить в холодильнике не более 12 ч после отбора пробы.

В два флакона из-под пенициллина помещают по 5 куб. см мочи, флаконы закрывают резиновой пробкой и ставят в металлические цилиндры с просверленными в стенках отверстиями и навинчивающейся крышкой. Первый цилиндр с флаконом погружают в кипящую водяную баню. По истечении 5 мин. отбирают нагретым в термостате при t = 60 °С шприцем из флакона 5 куб. см парогазовой пробы и вводят ее в хроматографическую колонку через испаритель. Процедуру повторяют аналогично для второго образца и проводят выполнение измерений двух параллельных проб мочи. Условия выполнения измерений аналогичны условиям при установлении градуировочной характеристики (п. 7.4).

    На   хроматограмме   рассчитывают  площадь  пика  и  по  градуировочной
характеристике    определяют   концентрацию   алифатических   хлорированных
углеводородов   в   моче.   За   результат   измерения   принимают  среднее
арифметическое   значение   двух   параллельных   определений  X   ,  X   ,
                                                                max    min
расхождение   между   которыми   не   должно   превышать  значения  предела

повторяемости r (табл. 3). n _

    Результат измерений представляют в виде  ( X +/- ДЕЛЬТА)  мкг/куб.  см,
                                                      X    + X
    _                                             _    max    min

где X — средний результат измерений, мкг/куб. см, X = -----------, 2

                                 r     X    + X
                                  n     max    min
    при условии: X    - X     <= --- х -----------,
                  max    min     100        2

где:
X    - максимальный результат из 2-х параллельных измерений;
 max
X    - минимальный результат их 2-х параллельных измерений;
 min
r  - значение предела повторяемости, %;
 n
ДЕЛЬТА - характеристика погрешности, мкг/куб. см, при Р = 0,95, равная:
                  _
         дельта х X
ДЕЛЬТА = ----------, где дельта - относительное значение характеристики
            100

погрешности, %.

Внутренний контроль качества (ВКК) результатов измерений — повторяемость, внутрилабораторная прецизионность (воспроизводимость), точность — осуществляют с целью получения оперативной информации о качестве измерений и принятия при необходимости оперативных мер по его повышению в соответствии с нормативным документом МИ 2335-2003 «ГСОЕИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа». Методика выполнения измерений обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл. 2 и 3.

ПРИ ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ Р = 0,95

10.1 Контроль стабильности градуировочной характеристики

10.2 Контроль повторяемости

    Относительное    расхождение   между   результатами   двух   измерений,
выполненных  в  соответствии  с  методикой  одним  оператором при измерении
образцов  одной  и  той  же  рабочей пробы с  использованием одних и тех же
средств  измерений  и  реактивов  в течение возможно минимального интервала

времени, не должно превышать значения предела повторяемости r (табл. 3). n Повторяемость результатов параллельных измерений признают удовлетворительной, если:

                                  r     X    + X
                                   n     max    min
                  X    - X     <= --- х -----------,
                   max    min     100        2

где:
r  - значение предела повторяемости, %;
 n
X    - максимальный результат из 2-х параллельных измерений;
 max
X    - минимальный результат их 2-х параллельных измерений.
 min

10.3 Контроль воспроизводимости

Внутренний контроль качества воспроизводимости проводят с использованием рабочей пробы. Пробу делят на две равные части и анализируют в соответствии с методикой, максимально варьируя условия проведения анализа (разные операторы, разное время, разные партии реактивов одного типа, разные наборы мерной посуды и т.д.). Воспроизводимость результатов контрольных измерений признают удовлетворительной, если выполняется условие:

                               R

                                    _     _    _
                                    Xl    X  + X
                       _    _              1    2
                      |X  - X | <= --- х -------,
                        1    2     100      2

где:
_
Х   -  средний  результат  анализа  рабочей  пробы  из 2-х параллельных
 1

измерений, мкг/куб. см; _ Х — средний результат анализа рабочей пробы из 2-х параллельных 2 измерений, полученный в других условиях, мкг/куб. см; R — значение предела внутрилабораторной воспроизводимости, % (табл 3). _ Xl

                                               _    _
    Расхождение  между  результатами измерений Х  и Х , полученных в разных
                                                1    2
условиях, не должно превышать значений показателя воспроизводимости R   при

                                                                 _
                                                                 Xl

Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

10.4 Контроль точности

    Контроль  точности  с использованием метода добавок состоит в сравнении
результата   контрольной  процедуры,  равного  разности  между  результатом
контрольного  измерения  содержания  алифатических хлорированных соединений
(хлороформ,  тетрахлорметан,  1,2-дихлорэтан)  в пробе с известной добавкой

 _1                                      _
(X ),  в  рабочей  пробе  без  добавки  (X) и величиной добавки С  (добавка

                                                             д

должна составлять не менее 40% от содержания алифатических хлорированных соединений в рабочей пробе) с нормативом точности К.

Результаты контроля признаются удовлетворительными, если выполняется условие:

                           _1    _
                          |X  - X - С | = K ,
                                     д     k

где:
_1

    X  -  средний результат контрольного измерения содержания определяемого
компонента  в  рабочей  пробе  с  известной  добавкой  из  2-х параллельных

измерений, мкг/куб. см; _ X — средний результат контрольного измерения содержания определяемого компонента в рабочей пробе из 2-х параллельных измерений, мкг/куб. см; С — величина добавки к пробе, мкг/куб. см; д _____________________________

                            / дельта   _ 2    дельта   _1 2
               K = 0,84 х \/ (------ х X)  + (------ х X ) .
                               100             100

    Качество   контрольной   процедуры   признают   удовлетворительным  при
выполнении условия: K  <= K.

                 k

При превышении норматива контроля К эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Периодичность ВКК регламентируют в руководстве по качеству лаборатории.

Литература

1. Бандман А.Л., Войтенко Г.А., Волкова Н.В. и др. Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов: Справ. изд./Под ред. В.А. Филова и др. Л.: «Химия», 1990.