МУК 4.1.2270-07. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение остаточных количеств 2,4-Д в воде методом капиллярной газожидкостной хроматографии. Методические указания
(утв. Роспотребнадзором 24.09.2007)
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 15 декабря 2007 года.
Утверждаю
Руководитель Федеральной
службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей
и благополучия человека,
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации
Г. Г. Онищенко
24 сентября 2007 года
4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ 2,4-Д В ВОДЕ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
МУК 4.1.2270-07
15 декабря 2007 года
1. Разработаны Российским государственным аграрным университетом — МСХА им. К.А. Тимирязева, Учебно-научным консультационным центром «Агроэкология пестицидов и агрохимикатов» Минсельхоза России.
2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по санитарно-гигиеническому нормированию Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения (протокол № 2 от 21 июня 2007 г.).
3. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 24 сентября 2007 г.
4. Введены в действие с 15 декабря 2007 г.
Настоящие Методические указания устанавливают метод капиллярной газожидкостной хроматографии для определения в воде массовой концентрации 2,4-Д в диапазоне 0,0001 — 0,01 мг/куб. дм.
Название действующего вещества по ИСО: 2,4-Д.
Название действующего вещества по ИЮПАК: 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота.
Структурная формула (не приводится).
Эмпирическая формула: C H Cl O . 8 6 2 3
Белое кристаллическое вещество.
Давление паров: 0,011 mPa (20 °С).
Температура плавления: 141 °С.
Коэффициент распределения в системе н-октанол — вода K log P = ow = 2,58 — 2,83 (pH 1).
Растворимость в воде 311 мг/л (pH 1, 25 °С), 0,6 г/л (20 °С). В этаноле 1250, диэтиловом эфире 243, гептане 1,1 (все в г/кг, 20 °С).
2,4-Д стабильна в растворах сильных кислот и образует водорастворимые соли со щелочными металлами и аминами. рКа = 2,73.
Краткая токсикологическая характеристика: 2,4-Д (кислота) относится к умеренно опасным веществам по острой пероральной (ЛД для крыс - 639 - 764
50
мг/кг, для мышей — 138 мг/кг), ингаляционной токсичности [ЛК (24 час.) 50
для крыс > 1,79 мг/л воздуха] и малоопасным по кожно-резорбтивной токсичности (ЛД для крыс более 1600 мг/кг).
50
В России установлены следующие гигиенические нормативы:
ДСД — 0,0001 мг/кг/сутки; ПДК в воде водоемов — 0,0002 мг/куб. дм (санитарно-токсикологический показатель).
Область применения препарата: 2,4-Д — селективный, системный гербицид, эффективно подавляющий рост и развитие большинства двудольных широколистных сорных растений в посевах злаковых культур.
Применяется в России в виде солей и эфиров в качестве гербицида для подавления однолетних двудольных сорных растений в посевах зерновых колосовых культур, проса, сорго, кукурузы и многолетних злаковых трав при норме расхода 0,85 — 2,4 л/га.
1. Метрологическая характеристика метода
При соблюдении всех регламентированных условий проведения анализа в точном соответствии с данной методикой погрешность (и ее составляющие) результатов измерений при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышает значений, приведенных в таблице 1 для соответствующих диапазонов концентраций.
| Анализируемый объект | Диапазон определяемых концентраций, мг/кг | Показатель точности (граница относительной погрешности) +/- дельта, %, Р = 0,95 | Стандартное отклонение повторяемости сигма , % r | Предел повторяемости r, % | Предел воспроизводимости R, % |
| Вода | 0,005 — 0,01 | 100 | 9,3 | 26 | 32 |
| 0,005 — 0,0001 | 150 | 11,2 | 31 | 39 |
| Анализируемый | Метрологические параметры, P = 0,95, n = 20 | ||||
| объект | Предел обнаружения, мг/кг | Диапазон определяемых концентраций, мг/кг | Среднее значение определения, % | Стандартное отклонение S, % | Доверительный интервал среднего результата +/-, % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Вода | 0,0001 | 0,0001 — 0,01 | 92,4 | 6,2 | 92,4 +/- 9,32 |
Метод основан на определении 2,4-Д в виде бутилового эфира с помощью капиллярной газожидкостной хроматографии с электроно-захватным детектором после экстракции ее органическим растворителем, очистки экстракта путем перераспределения между двумя несмешивающимися растворителями и бутилирования. Идентификация проводится по времени удерживания. Количественное определение — методом абсолютной калибровки.
В предлагаемых условиях анализа метод специфичен. Избирательность метода достигается за счет подбора колонки и условий программирования.
3.1 Средства измерений
Весы аналитические СИГМА 11140, фирма «OHAUS».
Колбы мерные вместимостью 10, 50 и 100 куб. см, ГОСТ 1770-74.
Микрошприц Гамильтон вместимостью 10 куб. мм.
Пипетки мерные вместимостью 1, 2, 5 и 10 куб. см, ГОСТ 20292-74.
Хроматограф газовый «Кристалл 2000м» с детектором по захвату электронов -14 (ЭЗД) с пределом детектирования по Линдану 4 х 10 г/куб. см и приспособлениями для капиллярной колонки.
Цилиндры мерные 2-го класса точности вместимостью 25, 50, 100 и 250 куб. см, ГОСТ 1770.
Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.
3.2 Реактивы
Аналитический стандарт 2,4-Д с содержанием д.в. 99,8%.
Азот особой чистоты, ГОСТ 9293-74.
н-Бутанол, х.ч., ГОСТ 6006-78, свежеперегнанный.
Вода дистиллированная, ГОСТ 7602-72.
н-Гексан, ч., ТУ 6-09-3375-78.
Гелий очищенный марки «А», ТУ-51-940-80.
Кислота серная концентрированная, ч., ГОСТ 4204-77.
Кислота серная, 2%-ный раствор в бутаноле (бутилирующая смесь).
Кислота серная, 4 н водный раствор.
Натрий сернокислый безводный, х.ч., ГОСТ 4166-76.
Натрия бикарбонат, х.ч., ГОСТ 4201.
Натрия бикарбонат, 5%-ный водный раствор.
Эфир диэтиловый (для наркоза. Фармакопея СССР).
Допускается использование реактивов иных производителей с аналогичной или более высокой квалификацией.
3.3 Вспомогательные устройства, материалы
Бумага индикаторная, универсальная.
Виалы с тефлоновыми прокладками, Aldrich, cat. № Z27, 702-9.
Воронки химические для фильтрования стеклянные, ГОСТ 8613-75.
Воронки делительные на 1000 куб. см, ГОСТ 10054-75.
Испаритель ротационный Rota vapor R110 Buchi с водяной баней В-480.
Колбы конические плоскодонные на 250 куб. см, ГОСТ 10394-72.
Концентраторы грушевидные на 100 и 250 куб. см, НШ 29 КГУ-100 (250), ГОСТ 10394-72.
Колонка капиллярная кварцевая НР-5 (Crosslinked 5% фенилсиликсана и 95% метилсилоксана), длина 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина пленки 0,25 мкм.
Насос вакуумный диафрагменный FT.19 фирмы KNF Neu Laboport.
Фильтры бумажные «красная лента», ТУ 6-09-2678-77.
Допускается применение хроматографических колонок и другого оборудования с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.
4.1. При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, требования 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 не 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 подготовке проб допускают оператора с квалификацией «лаборант», имеющего опыт работы в химической лаборатории.
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
7.1 Приготовление раствора для бутилирования
В мерную колбу объемом 100 куб. см наливают 50 куб. см предварительно перегнанного н-бутанола и осторожно приливают туда 2 куб. см концентрированной серной кислоты. Раствор перемешивают и доводят объем до метки бутанолом. Бутилирующую смесь хранят под тягой в течение одного месяца. Перед приготовлением раствора н-бутанол перегоняют.
7.2 Приготовление 4 н раствора серной кислоты
Раствор готовят под тягой, строго соблюдая технику безопасности.
В мерную колбу объемом 1 куб. дм наливают 500 куб. см и туда осторожно приливают 112 куб. см концентрированной серной кислоты. Внимание! Происходит разогревание жидкости! Раствор осторожно перемешивают и добавляют около 150 куб. см воды. Когда раствор остынет, его доводят водой до метки.
7.3 Приготовление 5%-ного раствора гидрокарбоната натрия
В стакан на 500 куб. см помещают 50 г гидрокарбоната натрия. Приливают около 200 куб. см воды и растворяют осадок, выдерживая стакан в ультразвуковой ванне и помешивая стеклянной палочкой. Раствор переливают в мерную колбу на 1 куб. дм. При необходимости процедуру повторяют. После полного растворения осадка раствор в колбе доводят водой до 1 куб. дм.
7.4 Приготовление стандартных растворов
Взвешивают 50 мг 2,4-Д кислоты в мерной колбе на 50 мл, растворяют навеску в этаноле и доводят объем до метки этанолом (стандартный раствор № 1, концентрация 1 мг/мл). Стандартный раствор № 1 можно хранить в холодильнике в течение 1 месяца.
Методом последовательного разбавления готовят стандартный раствор № 2 с концентрацией 0,5 мкг/мл.
7.5 Бутилирование 2,4-Д из стандартного раствора
Для приготовления градуировочных растворов отбирают 1 мл стандартного раствора № 2 (концентрация — 0,5 мкг/куб. см) в виалу и удаляют растворитель током теплого воздуха. К сухому остатку в виале добавляют 1 куб. см 2%-ного раствора концентрированной серной кислоты в бутаноле. Плотно закрывают виалу крышкой и помещают в блок для виал, нагретый до 100 °С. Бутилирование проводят в течение 30 минут. Далее виалу охлаждают до комнатной температуры и добавляют в нее 5 куб. см гексана и 20 — 25 куб. см дистиллированной воды. Смесь интенсивно встряхивают и выстаивают до полного разделения фаз. Верхний гексановый слой используют для приготовления стандартных растворов, которые применяют при построении градуировочного графика. Концентрация 2,4-Д в гексановом растворе составляет 0,1 мкг/куб. см (раствор № 3).
7.6 Приготовление градуировочных растворов
Методом последовательного разбавления раствора 2,4-Д № 3 гексаном в мерных колбах готовят рабочие растворы с концентрациями: 0,01; 0,025; 0,05; 0,1 мкг/куб. см, которые могут храниться в холодильнике не более 10 сут.
7.7 Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади (высоты) пика от концентрации 2,4-Д в растворе (мкг/куб. см), устанавливают методом абсолютной калибровки по 4-м растворам для градуировки с концентрацией 0,01; 0,02; 0,05; 0,1 мкг/куб. см.
В испаритель хроматографа вводят по 1 куб. мм (капиллярная колонка) каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях хроматографирования по п. 9.2. Осуществляют не менее 3-х параллельных измерений.
По полученным данным строят градуировочный график зависимости площади хроматографического пика в мВ от концентрации 2,4-Д в растворе в мкг/куб. см.
Отбор проб производится в соответствии с «Унифицированными правилами отбора проб сельскохозяйственной продукции, пищевых продуктов и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов» N 2051-79 от 21.08.79, а также в соответствии с ГОСТом Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб».
Пробы воды анализируют в день отбора или замораживают и хранят в полиэтиленовой таре в морозильной камере при температуре -18 °С не более 2-х недель.
9.1 Вода
9.1.1 Экстракция и очистка экстракта
Из среднего образца воды отбирают 500 мл в делительную воронку объемом 1000 мл. Пробу воды в воронке подкисляют 4 н серной кислотой до pH = 2, добавляют 100 мл этилового эфира. Делительную воронку встряхивают в течение двух минут (Осторожно, необходимо дегазировать смесь!) и после полного разделения слоев нижний водный слой собирают в плоскодонную колбу, а верхний эфирный слой переносят в концентратор. Водную фазу возвращают в делительную воронку и повторяют экстракцию 2,4-Д еще два раза, используя каждый раз по 50 мл эфира. Далее водную фазу отбрасывают, а объединенный эфирный экстракт переносят в делительную воронку объемом 500 мл и экстрагируют 2,4-Д 5%-ным водным раствором бикарбоната натрия.
Для этого в делительную воронку добавляют 50 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, встряхивают воронку в течение двух минут и после полного разделения слоев нижний водный слой собирают в плоскодонную колбу на 250 мл. Повторяют процедуру еще два раза, используя каждый раз по 50 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, после эфир отбрасывают. Объединенную водную фазу подкисляют 4 н серной кислотой до pH = 2 (Осторожно, вспенивание!) и переносят в делительную воронку, добавляют 50 мл диэтилового эфира, встряхивают воронку две минуты (Осторожно, необходимо дегазировать смесь!). После полного разделения слоев нижний водный слой собирают в стакан, а верхний эфирный слой в концентратор, пропуская через безводный сульфат натрия. Водную фазу возвращают в воронку и повторяют экстракцию еще два раза, используя каждый раз по 30 мл эфира. Объединенную эфирную фракцию упаривают досуха на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани не выше 30 °С.
Сухой остаток переносят тремя порциями по 2 мл диэтилового эфира в виалу и удаляют органический растворитель под током теплого воздуха.
9.1.2 Бутилирование
К сухому остатку в виале добавляют 1 куб. см 2%-ного раствора концентрированной серной кислоты в бутаноле. Плотно закрывают виалу крышкой и помещают в блок для виал, нагретый до 100 °С. Бутилирование проводят в течение 30 минут. Далее виалу охлаждают до комнатной температуры и добавляют в нее 5 куб. см гексана и 20 — 25 куб. см дистиллированной воды. Смесь интенсивно встряхивают и выстаивают до полного разделения фаз. Из верхнего гексанового слоя аликвоту 1 мкл вводят в хроматограф.
9.2 Условия хроматографирования
Хроматограф газовый «Кристалл 2000М» с электронозахватным детектором (ЭЗД).
Капиллярная кварцевая колонка НР-5 (Crosslinked 5% PH ME Siloxane), длина 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина пленки 0,25 мкм.
Температура детектора — 320 °С, испарителя — 230 °С.
Программированный нагрев колонки — с 120 °С до 200 °С по 4 град./мин., с 200 °С до 240 °С по 6 град./мин.
Газ 1: тип регулятора расхода газа РРГ 11, давление 84 кПа.
Газ 2 (гелий) — расход 0,5 мл/мин., сброс 1:80.
Режим Splitless, начало сброса 15 сек., длительность сброса 5 мин., минимальный расход 20 мл/мин.
Газ 3 (азот, поддув детектора) — 60 мл/мин.
Продувка детектора и испарителя по 60 мл/мин. в течение 2 минут при температуре колонки 240 °С.
Абсолютное время удерживания бутилового эфира 2,4-Д — 20 мин. 18 сек., окно 1%.
Объем пробы, вводимый в испаритель, — 1 мкл.
Образцы, дающие площадь пика больше, чем стандартный раствор с концентрацией 0,01 мкг/мл, разбавляют.
Альтернативные условия хроматографирования.
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 термостата колонки программированная. Начальная температура — 200 °С, выдержка 1 мин., нагрев колонки со скоростью 7,5 град./мин. до температуры 240 °С. Время анализа 15 мин.
Скорость газа 1 (азот): 30,5 см/сек., давление 120 кПа, поток 0,94 куб. см/мин.
Газ (2): деление потока 1:6; сброс 5,7 куб. см/мин.
Продувка: температура колонки 280 °С, время 5 мин., газ (1): 120 кПа;
Хроматографируемый объем: 2 куб. мм.
Ориентировочное время удерживания бутилового эфира 2,4-Д: 5,13 мин.
Линейный диапазон детектирования: 0,02 — 0,2 нг.
10. Обработка результатов анализов
Для обработки результатов анализов используется «Программа сбора и обработки хроматографической информации Хроматек Аналитик», версия 1.20.
Содержание 2,4-Д рассчитывают по формуле:
S х А х V
пр
Х = ------------- х Р, 100 х S х m ст
где:
X - содержание 2,4-Д в пробе, мг/кг;
S - высота (площадь) пика стандарта, мВ;
ст
S - высота (площадь) пика образца, мВ;
пр
А - концентрация стандартного раствора, мкг/мл;
V - объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, мл;
m - масса анализируемого образца, г;
Р - содержание 2,4-Д в аналитическом стандарте, %.
параллельных определений
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает предела повторяемости (1):
2 х |Х - Х | х 100
1 2
------------------- <= r, (1)
(Х + Х )
1 2
где:
Х , Х - результаты параллельных определений, мг/кг;
1 2
r — значение предела повторяемости (таблица 1), при этом r = 2,8 сигма . r
При невыполнении условия (1) выясняют причины превышения предела повторяемости, устраняют их и вновь выполняют анализ.
Результат анализа представляют в виде:
_
(Х +/- ДЕЛЬТА), мг/кг, при вероятности Р = 0,95,
где:
_
Х - среднее арифметическое результатов определений, признанных
приемлемыми, мг/кг; ДЕЛЬТА — граница абсолютной погрешности, мг/кг;
_
дельта — граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций, таблица 1), %.
В случае если содержание компонента менее нижней границы диапазона определяемых концентраций, результат анализа представляют в виде:
«содержание вещества в пробе менее 0,0001 мг/кг» <*>.
<*> 0,0001 мг/кг — предел обнаружения.
13. Контроль качества результатов
Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-1-6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».
13.1. Стабильность результатов измерений контролируют перед проведением измерений, анализируя один из градуировочных растворов.
13.2. Плановый внутрилабораторный оперативный контроль процедуры выполнения анализа проводится методом добавок.
Величина добавки С должна удовлетворять условию: д
С = ДЕЛЬТА _ + ДЕЛЬТА _ , д л,Х л,Х' где +/- ДЕЛЬТА _ (+/- ДЕЛЬТА _ ) - характеристика погрешности л,Х л,Х' (абсолютная погрешность) результатов анализа, соответствующая содержанию компонента в испытуемом образце (расчетному значению содержания компонента
в образце с добавкой соответственно), мг/кг, при этом:
где ДЕЛЬТА - граница абсолютной погрешности, мг/кг:
_
дельта — граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций, таблица 1), %.
Результат контроля процедуры К рассчитывают по формуле: к
_ _ К = Х' - Х - С , к д _ _ где Х', Х, С - среднее арифметическое результатов параллельных
д
определений (признанных приемлемыми по п. 11) содержания компонента в образце с добавкой, испытуемом образце и концентрация добавки соответственно, мг/кг.
Норматив контроля К рассчитывают по формуле:
_____________________
/ 2 2 К = \/ДЕЛЬТА _ + ДЕЛЬТА _. л,Х' л,Х Проводят сопоставление результата контроля процедуры (К ) с нормативом
к
контроля (К).
Если результат контроля процедуры удовлетворяет условию:
процедуру анализа признают удовлетворительной.
При невыполнении условия (2) процедуру контроля повторяют. При повторном невыполнении условия (2) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
13.3 Проверка приемлемости результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости:
Расхождение между результатами измерений, выполненных в двух разных лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости (R):
2 х |Х - Х | х 100
1 2
------------------- <= R, (3)
(Х + Х )
1 2
где:
Х , Х - результаты измерений в двух разных лабораториях, мг/кг;
1 2
R - предел воспроизводимости (в соответствии с диапазоном
концентраций, таблица 1), %.