МУК 4.1.2143-06. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Методические указания по измерению концентраций МЦПА в атмосферном воздухе населенных мест методом капиллярной газожидкостной хроматографии

(утв. Роспотребнадзором 04.12.2006)

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ МЦПА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

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.

4. Введены впервые.

Настоящие Методические указания устанавливают метод газожидкостной хроматографии для определения в атмосферном воздухе массовой концентрации МЦПА в диапазоне 0,0008 — 0,008 мг/куб. м.

МЦПА — действующее вещество препаратов ГЕРБИТОКС, ВРК (500 г/л) и ГЕРБИТОКС-Л, ВРК (300 г/л), производитель ЗАО Фирма «Август», Россия.

(4-хлор-2-метоксифенокси)уксусная кислота.

                               ___
                           Cl_// \\_OCH CO H
                              \___/    2  2

                                  \
                                  CH
                                    3

C H ClO . 9 9 3

Мол. масса 200,6.

Бесцветное кристаллическое вещество без запаха или со слабым фенольным -2

запахом.  Температура плавления: 119 - 120,5 °С. Давление паров: 2,3 х 10
мПа  (20  °С);  0,4  мПа  (32  °С).  Плотность  1,41 (23,5 °С). Коэффициент
распределения октанол/вода: K   log P = 2,75 (pH 1); 0,59 (рН 5); -0,71 (pH

                         ow

7).  Растворимость  в  воде  (мг/куб.  дм, 25 °С): 395 (pH 1); 26,2 (pH 5);
273,9  (pH  7);  320,1  (pH  9). Растворимость в органических растворителях
(г/куб.  дм,  25 °С): диэтиловый эфир - 770, метанол - 775,6, дихлорметан -
69,2,  толуол  -  26,5,  ксилол  -  49, гептан - 5, н-октанол - 218,3. Соли
щелочных  металлов  и диметиламинная соль хорошо растворимы в воде. Кислота
химически очень устойчива. Фотохимическая стабильность: ДТ   - 24,5 дня (25

                                                      50

°С). Константа кислотности рКа — 3,07.

<...>

Натрий азотистокислый, хч ГОСТ 4197

Натрий хлористый, хч ГОСТ 4233

Стекловата

Спирт этиловый ректификованный ГОСТ Р 51652-2000 или ГОСТ 18300

Эфир диэтиловый (для наркоза) Фармакопея СССР

Допускается использование реактивов иных производителей с аналогичной или более высокой квалификацией.

3.3. Вспомогательные устройства, материалы

Аппарат для встряхивания типа АВУ-6с ТУ 64-1-2851-78

Баня водяная

Бумажные фильтры «синяя лента» обеззоленные ТУ 6-09-2678-77

Вакуумный эксикатор ГОСТ 9737

Вата хлопковая

Воронка Бюхнера ГОСТ 9147-80Е

Воронка делительная вместимостью 100 куб. см ГОСТ 9737

Воронки конусные диаметром 30 — 37 и 60 мм ГОСТ 25336

Груша резиновая

Индикаторная бумага универсальная

Колба Бунзена ГОСТ 56145

Колбы плоскодонные вместимостью 100 и 400 - ГОСТ 9737 500 куб. см

Колбы круглодонные на шлифе вместимостью 50, 100 ГОСТ 9737 и 1000 куб. см

Мешалка магнитная ММ-5                              ТУ 25-11.834-80
Насос водоструйный                                  ГОСТ 10696
Пенополиуретан пористый ППУ                         ТУ 2254-153-04691277-95
Ротационный вакуумный испаритель ИР-1М или          ТУ 25-11-917-74

ротационный вакуумный испаритель В-169 фирмы Buchi, Швейцария

Стаканы химические вместимостью 100, 400 и ГОСТ 25336 2000 куб. см

Стекловата

Стеклянные палочки

Установка для перегонки растворителей

Холодильник водяной обратный ГОСТ 9737

Часовые стекла

Шкаф сушильный ТУ 64-1-1411-76

Допускается применение хроматографических колонок и другого оборудования с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.

4. Требования безопасности

4.1. При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, требования по электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019, а также требования, изложенные в технической документации на газовый хроматограф.

4.2. Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Содержание вредных веществ в воздухе на должно превышать норм, установленных ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны». Организация обучения работников безопасности труда — по ГОСТ 12.0.004.

5. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений допускают специалистов, имеющих квалификацию не ниже лаборанта-исследователя, с опытом работы на газовом хроматографе.

К проведению пробоподготовки допускают оператора с квалификацией «лаборант», имеющего опыт работы в химической лаборатории.

6. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

• процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят при температуре воздуха (20 +/- 5) °С и относительной влажности не более 80%;
• выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Выполнению измерений предшествуют следующие операции: получение N-нитрозо-N-метилмочевины (при необходимости), раствора диазометана, приготовление градуировочных растворов, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Приготовление 40%-ного раствора гидроксида калия

В мерную колбу вместимостью 50 куб. см помещают 20 г гидроксида натрия, растворяют в 25 — 30 куб. см дистиллированной воды, доводят водой до метки.

7.2. Получение N-нитрозо-N-метилмочевины

В отсутствии коммерческого препарата нитрозометилмочевины осуществляют его синтез.

Все работы необходимо проводить в вытяжном шкафу!

В круглодонную колбу на шлифе вместимостью 1 куб. дм, снабженную обратным холодильником, помещают 80 г метиламина гидрохлорида и 300 г мочевины, растворяют содержимое в 400 куб. см воды и кипятят 3 ч с обратным холодильником на водяной бане. Раствор в колбе охлаждают до комнатной температуры и добавляют в него 110 г нитрита натрия, охлаждают в бане со льдом, содержащим NaCl, до 0 °С и медленно при перемешивании вливают в смесь 600 г льда и 60 куб. см концентрированной серной кислоты, помещенную в стакан вместимостью 2 куб. дм, охлаждаемый снаружи смесью льда с поваренной солью. Выпавшие кристаллы нитрозометилмочевины немедленно отфильтровывают на воронке Бюхнера, хорошо отсасывают под вакуумом и промывают на фильтре ледяной водой.

Внимание! Нитрозометилмочевину хранят в темной склянке в холодильнике, так как под действием света и тепла она может взорваться.

7.3. Получение раствора диазометана

Диазометан взрывоопасен и очень ядовит. Все работы необходимо проводить в вытяжном шкафу!

В коническую колбу на 100 куб. см вносят 20 куб. см 40%-ного раствора KOH и 50 куб. см диэтилового эфира, колбу помещают в баню со льдом и охлаждают до температуры 2 — 5 °С. В охлажденную смесь порциями при перемешивании на магнитной мешалке или путем встряхивания вносят 5 г нитрозометилмочевины. Реакционную смесь выдерживают на холоду 10 минут. Затем эфирный слой сливают в чистую коническую колбу вместимостью 100 куб. см, добавляют 10 — 15 гранул KOH и колбу оставляют в бане со льдом на 2,5 — 3 часа для осушения раствора.

Раствор диазометана в эфире годен к употреблению при хранении в холодильнике в течение 1 — 2 суток. При хранении сосуды с диазометаном нельзя плотно закрывать!

7.4. Приготовление 10%-ного раствора серной кислоты

В мерную колбу вместимостью 100 куб. см помещают 50 — 60 куб. см бидистиллированной воды, вносят 10,4 куб. см концентрированной серной кислоты, доводят водой до метки, перемешивают.

7.5. Приготовление градуировочных растворов и раствора внесения

7.5.1 Исходный раствор МЦПА (концентрация 1 мг/куб. см)

В мерную колбу вместимостью 100 куб. см помещают 0,100 г МЦПА, доводят до метки ацетоном, тщательно перемешивают. Раствор хранится в холодильнике при 4 — 6 °С в течение 6-ти месяцев.

7.5.2 Раствор внесения (концентрация 10 мкг/куб. см)

В мерную колбу вместимостью 100 куб. см помещают по 1,0 куб. см исходного раствора МЦПА (приготовленного по п. 7.5.1), доводят до метки ацетоном, тщательно перемешивают, получают раствор с концентрацией МЦПА 10 мкг/куб. см соответственно.

Раствор хранится в холодильнике в течение 30-ти дней.

Этот раствор МЦПА используют для приготовления проб с внесением при оценке полноты извлечения действующего вещества методом «внесено — найдено».

7.5.3 Исходный раствор метилового эфира МЦПА для градуировки (концентрация МЦПА 10 мкг/куб. см)

В круглодонную колбу вместимостью 50 куб. см помещают 1 куб. см исходного раствора МЦПА с концентрацией 100 мкг/куб. см, вносят 3 куб. см раствора диазометана, выдерживают 30 мин. при комнатной температуре. Отдувают растворитель потоком теплого воздуха (помещая колбу на слабо подогретую водяную баню) досуха. Остаток растворяют в гексане порциями по 10 — 15 куб. см, перенося в мерную колбу вместимостью 100 куб. см, доводят гексаном до метки, перемешивают. Раствор хранится в холодильнике не более 10-ти дней.

Растворы № 1 — 4 готовят объемным методом путем последовательного разбавления исходного раствора.

7.5.4. Рабочие растворы № 1 — 4 метилового эфира МЦПА для градуировки (концентрация МЦПА 0,2 — 2 мкг/куб. см)

В 4 мерные колбы вместимостью 500 куб. см помещают по 1,0; 2,0; 5,0 и 10 куб. см исходного раствора метилового эфира МЦПА (приготовленного по п. 7.5.3), доводят до метки гексаном, тщательно перемешивают, получают рабочие растворы № 1 — 4 с концентрацией МЦПА 0,2; 0,4; 1,0 и 2,0 мкг/куб. см соответственно.

Растворы хранятся в холодильнике в течение 5-ти дней.

7.6. Установление градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика (мВ х сек.) от концентрации МЦПА в растворе (мкг/куб. см), устанавливают методом абсолютной калибровки по 4-м растворам для градуировки № 1 — 4.

В испаритель хроматографа вводят по 2 куб. мм каждого градуировочного раствора и анализируют по п. 7.6.1. Осуществляют не менее 3-х параллельных измерений. Устанавливают площадь пика действующего вещества.

Градуировочный график проверяют перед проведением измерений, анализируя один из градуировочных растворов. Если значения площадей отличаются более чем на 10% от данных, заложенных в градуировочную характеристику, ее строят заново, используя свежеприготовленные рабочие растворы для градуировки.

7.6.1 Условия хроматографирования

Измерения выполняют при следующих режимных параметрах:

Хроматограф газовый «Кристалл-2000М» с детектором электронного захвата ионов.

Колонка капиллярная DB-5 длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм, толщина пленки сорбента 0,25 мкм

Температура детектора: 320 °С;

испарителя: 230 °С.

Температура термостата колонки программированная. Начальная температура — 150 °С, выдержка 30 сек., нагрев колонки со скоростью 10 град./мин. до температуры 220 °С, выдержка 5 мин., далее со скоростью 10 град./мин. до температуры 240 °С.

Скорость газа 1 (азот): 35,4 см/сек., давление 130 кПа, поток 1,267 куб. см/мин., деление потока 1:5; сброс 6,3 куб. см/мин.

Хроматографируемый объем: 2 куб. мм.

Ориентировочное время удерживания метилового эфира МЦПА: 5 мин.

Линейный диапазон детектирования: 0,2 — 2 нг.

Образцы, дающие пики большие, чем градуировочный раствор МЦПА с концентрацией 1 мкг/куб. см, разбавляют гексаном (не более чем в 50 раз).

7.7. Приготовление фильтров для отбора проб воздуха

Из пенополиуретана вырезают фильтр толщиной 2 — 2,5 мм, диаметром 48 — 50 мм, соответствующий внутреннему диаметру фильтродержателя. Диаметр фильтра «синяя лента» также должен соответствовать внутреннему диаметру фильтродержателя.

Фильтры из пенополиуретана и бумаги последовательно по три раза промывают на воронке Бюхнера сначала этанолом, затем смесью гексан — ацетон (1:1, по объему) порциями по 25 — 30 куб. см, сушат с помощью разряжения, создаваемого водоструйным насосом, затем на воздухе при комнатной температуре. До использования фильтры хранят в герметично закрытой стеклянной таре.

7.8. Отбор проб

Отбор проб проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.4.02-81 ОПА «Общие требования к методам определения загрязняющих веществ в воздухе населенных мест».

Воздух с объемным расходом 5 куб. дм/мин. аспирируют через последовательно соединенные бумажный фильтр «синяя лента» и фильтр из пенополиуретана, помещенные в фильтродержатель.

Для измерения концентрации МЦПА на уровне 0,8 ПДК атмосферного воздуха необходимо отобрать 125 куб. дм воздуха. Срок хранения отобранных проб, помещенных в полиэтиленовые пакеты, в холодильной камере при +4 — 6 °С — 30 дней.

8. Выполнение измерений

Экспонированные фильтры («синяя лента» + пенополиуретан) переносят в химический стакан вместимостью 400 куб. см, заливают 30 куб. см смеси этанол — вода (9:1, по объему), стакан закрывают пластинкой из фторопласта и помещают на встряхиватель на 15 минут. Растворитель сливают в грушевидную колбу вместимостью 150 куб. см, фильтры еще дважды обрабатывают новыми порциями по 20 куб. см смеси этанол — вода (9:1, по объему), выдерживая на встряхивателе по 5 минут.

Объединенный экстракт упаривают на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани не выше 45 °С до влажного остатка (2 — 3 куб. см) досуха. Остаток растворяют в 30 куб. см дистиллированной воды, внося ее порциями по 20 и 10 см, тщательно перемешивают, затем переносят в делительную воронку вместимостью 100 куб. см. Подкисляют 10%-ной серной кислотой (~0,5 куб. см) до рН 1 — 2, контролируя его значение с помощью универсальной индикаторной бумаги. Вносят в воронку 15 куб. см дихлорметана, интенсивно встряхивают 2 мин., после полного разделения фаз нижний слой переносят в колбу для упаривания вместимостью 100 куб. см, фильтруя через слой безводного сульфата натрия, помещенный на бумажном фильтре в конусную химическую воронку. Операцию экстракции повторяют еще дважды порциями дихлорметана по 15 куб. см. Объединенный экстракт, пропущенный через сульфат натрия, упаривают на ротационном вакуумном испарителе, упаривают при температуре бани не выше 45 °С досуха. Для полного удаления влаги в колбу вносят 3 — 4 куб. см ацетонитрила, вновь упаривают. К сухому остатку прибавляют 1 куб. см раствора диазометана, выдерживают 30 мин. при комнатной температуре. Отдувают растворитель (помещая колбу на слабо подогретую водяную баню) досуха. Остаток растворяют в 0,5 куб. см гексана и анализируют в условиях хроматографирования по п. 7.6.1.

Пробу вводят в инжектор хроматографа не менее двух раз. Устанавливают площадь пика, с помощью градуировочного графика определяют концентрацию МЦПА в хроматографируемом растворе.

Перед анализом опытной пробы проводят хроматографирование холостой (контрольной) пробы — экстракта неэкспонированных фильтров.

9. Обработка результатов измерений

Массовую концентрацию МЦПА в пробе атмосферного воздуха Х, мг/куб. м, рассчитывают по формуле:

Х = С х W / V , 0

где:

    С  -  концентрация  МЦПА  в  хроматографируемом  растворе, найденная по
градуировочному    графику,   в    соответствии    с    величиной   площади

хроматографического пика, мкг/куб. см; W — объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, куб. см; V — объем пробы воздуха, отобранный для анализа, приведенный к 0 нормальным условиям (давление 760 мм рт. ст., температура 0 °С).

V = 0,357 х Р х u t / (273 + Т), 0

где:

Т — температура воздуха при отборе пробы (на входе в аспиратор), град. С;

Р — атмосферное давление при отборе пробы, мм рт. ст.;

u — расход воздуха при отборе пробы, куб. дм/мин.;

t — длительность отбора пробы, мин.

Примечание: Идентификация и расчет концентрации МЦПА в пробах могут быть проведены с помощью программы обработки хроматографических данных с применением компьютера, включенного в аналитическую систему.

10. Оформление результатов измерений

                      _

За результат анализа (Х) принимается среднее арифметическое результатов _

двух  параллельных  определений  Х   и  Х  (Х = (Х  + Х ) / 2), расхождение
                                  1      2        1    2
между  которыми  не  превышает  значений  норматива  оперативного  контроля
сходимости (d): |Х  - Х | <= d.
                  1    2

                              _

d = d х Х / 100, мг/куб. м, отн.

где:
d - норматив оперативного контроля сходимости, мг/куб. м;
d     - норматив оперативного контроля сходимости, % (равен 10%).
 отн.

Результат количественного анализа представляют в виде: _ - результат анализа Х (мг/куб. м), характеристика погрешности дельта, % _ (равна 25%), Р = 0,95 или Х +/- ДЕЛЬТА, мг/куб. м, Р = 0,95, где ДЕЛЬТА — абсолютная погрешность:

                                    _
                           дельта х Х

ДЕЛЬТА = ----------, мг/куб. м. 100

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

Если содержание вещества менее нижней границы диапазона определяемых концентраций, результат анализа представляют в виде:

«содержание МЦПА в пробе атмосферного воздуха — менее 0,0008 мг/м» <*>.

---

<*> 0,0008 мг/куб. м — предел обнаружения при отборе 125 куб. дм атмосферного воздуха.

11. Контроль погрешности измерений

Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ ИСО 5725-1-6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».

12. Разработчики

ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора».

---