МУК 4.1.3183-14. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение остаточных количеств квинмерака в ботве и корнеплодах сахарной свеклы методом газожидкостной хроматографии. Методические указания

(утв. Роспотребнадзором 24.07.2014)

Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации А. Ю. Попова 24 июля 2014 года

4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ КВИНМЕРАКА В БОТВЕ И КОРНЕПЛОДАХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.3183-14

Разработаны сотрудниками «Всероссийского НИИ защиты растений» С.-Петербург (Долженко В.И., Цибульская И.А., Карпова Л.М.).

Свидетельство о метрологической аттестации № 01.5.04.174/01.00043/2014.

Настоящие методические указания устанавливают порядок применения метода газожидкостной хроматографии для определения в ботве и корнеплодах сахарной свеклы массовой концентрации квинмерака в диапазоне концентраций 0,05 — 0,5 мг/кг.

Методические указания носят рекомендательный характер.

Название действующего вещества по ИСО: квинмерак.

Название действующего вещества по ИЮПАК: 7-хлор-3-метилхинолинил-8-карбоновая кислота.

Структурная формула:

Эмпирическая формула: C11H8ClNO2.

Молекулярная масса: 221,63.

Химически чистый препарат — бесцветное кристаллическое вещество без запаха.

Температура плавления: 244 °C. Давление пара при 20 °C: < 0,01 мПа.

Коэффициент распределения октанол-вода Kow logP = -1,11 (pH 7), 20 °C. pKa — 4,32 (20 °C).

Растворимость при 20 °C, г/дм3: в воде — 240; ацетоне и хлористом метилене — 2,0; этаноле и ацетонитриле — 1,0; н-гексане и этилацетате < 1,0.

Стабилен при нагревании, на свету и в водной среде при pH 3 — 9. ДТ50 в почве 12 — 38 дней.

Краткая токсикологическая характеристика. ЛД50 пероральная (в мг/кг) для крыс > 5 000, дермальная > 2 000. Не оказывает раздражающего действия на кожу и глаза кроликов.

Гигиенические нормативы. МДУ для квинмерака в рапсе 0,1 мг/кг, в сахарной свекле не установлен.

Область применения. Гербицид для борьбы с однолетними двудольными сорными растениями, эффективен на посевах сахарной свеклы и рапса.

1. Погрешность измерений

При соблюдении всех регламентированных условий проведения анализа в точном соответствии с данной методикой погрешность (и ее составляющие) результатов измерений при доверительной вероятности P = 0,95 не превышает значений, приведенных в табл. 1 для соответствующих диапазонов концентраций.

Метрологическая характеристика метода представлена в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Метрологические параметры

Полнота извлечения вещества, стандартное отклонение, доверительный интервал среднего результата для полного диапазона концентраций (n = 20, P = 0,95) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Полнота определения квинмерака в ботве и корнеплодах сахарной свеклы

2. Метод измерений

Методика основана на определении квинмерака методом газожидкостной хроматографии с использованием электронозахватного детектора (ДЭЗ) или детектора постоянной скорости рекомбинации ионов (ДПР) после его извлечения из растительного материала ацетоном с последующей очисткой экстракта перераспределением в системе несмешивающихся растворителей, метилировании и дальнейшей очисткой на колонке с флорисилом.

Идентификация квинмерака проводится по времени удерживания, количественное определение — методом абсолютной калибровки. Избирательность метода обеспечивается сочетанием условий подготовки проб и хроматографирования.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. Средства измерений

Примечание. Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.

3.2. Реактивы

3.3. Вспомогательное оборудование и материалы

Примечание. Допускается применение оборудования и материалов 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 12.1.007-76, требования по электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ 12.1.019-09, а также требования, изложенные в технической документации на газовый хроматограф.

4.2. Помещение лаборатории должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83. Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать ПДК (ОБУВ), установленных ГН 2.2.5.1313-03 и 2.2.5.2308-07. Организация обучения работников безопасности труда — по ГОСТ 12.0.004-90.

4.3. При работе с газами, находящимися в баллонах под давлением до 15 мПа (150 кгс/см2) необходимо соблюдать «Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздуховодов и газопроводов под давлением» ПБ-03-576-03. Запрещается открывать вентиль баллона, не установив на нем понижающий редуктор.

5. Требования к квалификации операторов

Измерения в соответствии с настоящей методикой может выполнять специалист-химик, имеющий опыт работы методом газожидкостной хроматографии, ознакомленный с руководством по эксплуатации хроматографа, освоивший данную методику и подтвердивший экспериментально соответствие получаемых результатов нормативам контроля погрешности измерений по п. 14.

6. Условия измерений

При выполнении измерений выполняют следующие условия:

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

7. Отбор и хранение проб

Отбор проб свеклы производится в соответствии с «Унифицированными правилами отбора проб сельскохозяйственной продукции, продуктов питания и объектов окружающей среды для определения микроколичеств пестицидов» (от 21.08.79 № 2051-79), а также в соответствии с ГОСТ 1722-85 «Свекла столовая свежая, заготовляемая и поставляемая». Для длительного хранения аналитические пробы свеклы (ботва и корнеплоды) помещают в морозильную камеру с температурой -18 °C и хранят в закрытой полиэтиленовой таре.

8. Подготовка к определению

8.1. Подготовка и очистка реактивов и растворителей

Перед началом работы рекомендуется проверить чистоту применяемых органических растворителей. Для этого 100 мл растворителя упаривают в ротационном вакуумном испарителе при температуре 40 °C до объема 1,0 см3 и хроматографируют. При обнаружении мешающих определению примесей очистку растворителей производят в соответствии с общепринятыми методиками.

8.2. Кондиционирование колонки

Перед началом анализа насадочную колонку, не присоединяя к детектору, кондиционируют в токе инертного газа (азот) при температуре 250 °C до получения стабильной нулевой линии.

8.3. Приготовление растворов

8.3.1. Приготовление 40%-го гидроксида калия. В мерную колбу на 100 см3 наливают 40 см3 дистиллированной воды, вносят в колбу 40 г гидроксида калия. Раствор перемешивают и после охлаждения доводят до метки дистиллированной водой.

8.3.2. Приготовление элюента № 1 для колоночной хроматографии. В мерной колбе объемом 100 см3 смешивают 50 см3 н-гексана и 50 см3 этилацетата.

8.3.3. Приготовление элюента № 2 для колоночной хроматографии. В мерной колбе объемом 100 см3 смешивают 70 см3 н-гексана и 30 см3 этилацетата.

8.3.4. Приготовление метилирующей смеси. В коническую колбу 100 см3 вносят 20 см3 40%-го раствора гидроксида калия и 50 см3 диэтилового эфира, колбу помещают в баню со льдом и охлаждают до температуры 3 — 4 °C. После чего в колбу начинают постепенно добавлять нитрозометилмочевину (5 г), осторожно покачивая колбу. Колбу оставляют в холодной бане на 10 — 15 мин, затем сливают полученный раствор диазометана в чистую колбу и сушат над гидроксидом калия в течение 3 ч в эксикаторе в вытяжном шкафу. Колбу с метилирующей смесью хранят в холодильнике 24 — 48 ч неплотно закрытой.

8.4. Приготовление основного и градуировочных растворов

8.4.1. Основной раствор с концентрацией 0,5 мг/см3. Точную навеску квинмерака (50 +/- 0,1) мг помещают в мерную колбу на 100 см3, растворяют в ацетоне и доводят до метки тем же растворителем.

Рабочие растворы с концентрациями 0,5; 1,0; 2,0 и 5,0 мкг/см3 готовят методом последовательного разбавления основного раствора по объему, используя н-гексан.

8.4.2. Раствор № 1 с концентрацией квинмерака 5 мкг/см3. В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят 1 см3 основного раствора и доводят объем до метки гексаном.

8.4.3. Раствор № 2 с концентрацией квинмерака 2,5 мкг/см3. В мерную пробирку вместимостью 10 см3 вносят 5 см3 раствора № 1 и доводят объем до метки гексаном.

8.4.4. Раствор № 3 с концентрацией квинмерака 1 мкг/см3. В мерную пробирку вместимостью 10 см3 вносят 5 см3 раствора № 3 и доводят объем до метки гексаном.

8.4.5. Раствор № 4 с концентрацией квинмерака 0,5 мкг/см3. В мерную пробирку вместимостью 10 см3 вносят 5 см3 раствора № 3 и доводят объем до метки гексаном.

Основной раствор хранится в холодильнике в течение 2 месяцев, рабочие растворы — в течение 2 недель.

Для внесения в образец ботвы или корнеплодов сахарной свеклы при определении полноты извлечения используют растворы квинмерака, приготовленные из основного раствора методом последовательного разбавления ацетоном.

Для приготовления градуировочных растворов в мерные пробирки со шлифом емкостью 5,0 см3 вносят по 1,0 см3 рабочих растворов квинмерака с концентрациями 5,0; 2,5; 1,0 и 0,5 мкг/см3. Растворитель в пробирках упаривают в токе азота досуха и проводят метилирование квинмерака по п. 8.5.

8.5. Метилирование квинмерака

В пробирки с сухим остатком добавляют по 2,0 см3 свежеприготовленного по п. 8.3.4 эфирного раствора диазометана. Пробирки закрывают пробками и ставят на 12 — 14 ч (на ночь) в холодильник с температурой 4 — 6 °C. После этого этиловый эфир в пробирках упаривают в токе азота досуха и сухой остаток растворяют в 1,0 см3 н-гексана.

8.6. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика (площадь пика — концентрация квинмерака в растворе) в хроматограф вводят по 1 мм3 градуировочных растворов (не менее 3 параллельных измерений для каждой концентрации, не менее 4 точек по диапазону измеряемых концентраций). Затем измеряют площади пиков и строят график зависимости среднего значения площади пика от концентрации определяемого компонента в градуировочном растворе.

Методом наименьших квадратов рассчитывают градуировочный коэффициент (K) в уравнении линейной регрессии:

C = KS,

где S — площадь пика градуировочного раствора.

Градуировку признают удовлетворительной, если значение коэффициента линейной корреляции оказывается не ниже 0,99.

Градуировочную характеристику необходимо проверять при замене реактивов, хроматографической колонки или элементов хроматографической системы, а также при отрицательном результате контроля градуировочного коэффициента.

Градуировочную зависимость признают стабильной при выполнении следующего условия:

\frac{|C - C_{\text{к}}|}{C} \cdot 100 \leq \lambda_{\text{контр}.},

где C — аттестованное значение массовой концентрации определяемого компонента в градуировочном растворе;

Cк — результат контрольного измерения массовой концентрации определяемого компонента в градуировочном растворе;

\lambda_{\text{контр}.} — норматив контроля градуировочного коэффициента, % ( \lambda_{\text{контр}.} = 10\% при P = 0,95).

8.7. Подготовка колонки с флорисилом для дополнительной очистки экстракта

8.7.1. На дно стеклянной колонки длиной 25 см и внутренним диаметром 10 мм с закрытым краном помещают тампон из стекловаты и частично заполняют элюентом № 1 и затем через воронку вливают непрерывной струей подвижную суспензию 4 г флорисила в элюенте № 1, дают растворителю слиться через кран, чтобы сорбент осел, и постукивают по колонке куском толстостенного резинового шланга, чтобы сорбент уплотнился, не допуская падения уровня растворителя ниже уровня слоя сорбента с помощью крана. Сверху наносят слой 5 — 10 мм безводного сульфата натрия и, открыв кран, промывают колонку 20 см3 н-гексана. Когда уровень растворителя достигнет верхнего слоя сорбента в колонке, кран закрывают. Колонка готова к работе.

8.7.2. Проверка хроматографического поведения метилового эфира квинмерака на колонке с флорисилом.

В круглодонную колбу емкостью 10 см3 отбирают 1 см3 стандартного раствора метилового эфира квинмерака в н-гексане с концентрацией 1 мкг/см3. Отдувают растворитель током азота. Сухой остаток количественно переносят тремя порциями по 2 см3 н-гексана в подготовленную хроматографическую колонку с флорисилом.

Промывают колонку последовательно 10 см3 н-гексана, 10 см3 элюента № 1 и 30 см3 элюента № 2, отбирая фракции по 10 см3 каждая. Фракции упаривают досуха, растворяют в 2 см3 гексана и анализируют на содержание метилового эфира квинмерака.

Фракции, содержащие метиловый эфир квинмерака, объединяют, упаривают досуха, остаток растворяют в 2 см3 гексана и вновь хроматографируют. Рассчитывают содержание метилового эфира квинмерака в объединенной фракции, определяют полноту вымывания из колонки и необходимый для этого объем элюента.

Примечание. Необходимо проверять профиль вымывания метилового эфира квинмерака при использовании новой партии сорбента и растворителей.

9. Проведение определения

9.1. Экстракция квинмерака из ботвы и корнеплодов свеклы и его метилирование

К навеске (50 +/- 0,5) г измельченных корнеплодов или ботвы сахарной свеклы добавляют 100 см3 ацетона и встряхивают в течение 30 мин в перемешивающем устройстве. Экстракт аккуратно сливают, фильтруя через бумажный фильтр под вакуумом на воронке Бюхнера в коническую колбу объемом 500 см3. Экстракцию повторяют еще дважды порциями ацетона по 100 см3. Осадок на фильтре промывают 20 см3 ацетона. Из объединенного фильтрата отбирают аликвоту раствора, эквивалентную 10 г навески, т.е. 1/5 часть суммарного объема фильтрата, и упаривают на роторном вакуумном испарителе при температуре 30 °C до водного остатка.

Водный остаток переносят в делительную воронку емкостью 250 мл. Концентратор обмывают 100 см3 дистиллированной воды и присоединяют к водному остатку. В делительную воронку вносят 30 см3 н-гексана, встряхивают в течение 2 мин и после разделения фаз гексановый слой отбрасывают. Промывку водного остатка повторяют дважды порциями н-гексана по 30 см3. Водный остаток подкисляют муравьиной кислотой до pH 3,5 и экстрагируют квинмерак 50 см3 дихлорметана, встряхивая делительную воронку в течение 2 мин. Органический слой собирают, фильтруя его через фильтр с безводным сульфатом натрия, в колбу-концентратор объемом 100 см3. Операцию повторяют еще дважды порциями дихлорметана по 30 см3. Промывают фильтр 10 см3 дихлорметана. Объединенный органический экстракт упаривают на роторном вакуумном испарителе при температуре 30 °C до объема 1 — 2 см3, затем досуха в токе азота. Сухой остаток метилируют по п. 8.5.

В хроматограф вводят 2 мм3 раствора.

При необходимости проводят дополнительную очистку экстракта на колонке с флорисилом по п. 9.2.

9.2. Очистка экстракта на колонке с флорисилом

Сухой остаток, полученный по п. 8.1, растворяют в 5 см3 н-гексана и переносят на колонку с флорисилом. Элюат отбрасывают. Колбу-концентратор последовательно обмывают 10 см3 н-гексана и 10 см3 элюата № 2, каждый раз перенося смывы на колонку. Элюаты отбрасывают. Метиловый эфир квинмерака элюируют 15 — 20 см3 элюата № 1 в колбу-концентратор, раствор упаривают досуха на ротационном вакуумном испарителе при температуре не выше 30 °C. Сухой остаток растворяют в 1 см3 н-гексана. В хроматограф вводят 2 мм3 раствора.

10. Условия хроматографирования

Газовый хроматограф с детектором постоянной скорости рекомбинации ионов, колонка стеклянная, длиной 2 м, внутренним диаметром 3 мм, с неподвижной полярной фазой на инертном носителе (0,16 — 0,20). Температура колонки: 210 °C, детектора: 300 °C, испарителя: 250 °C. Расход газа-носителя 1 (азот): 50 см3/мин. Дозируемый объем: 2 мм3. Анализируемый объем: 1 см3. Абсолютное время удерживания квинмерака (в виде метилового эфира): (3,75 +/- 0,05) мин.

11. Обработка результатов анализа

Количественное определение квинмерака проводят методом абсолютной калибровки и вычисляют по формуле:

X = \frac{H_{2} \cdot C \cdot V}{H_{1} \cdot P} ,

где X — содержание квинмерака в пробе, мг/кг;

H2 — площадь пика анализируемого вещества, мм2 (усл. ед.);

H1 — площадь пика стандартного вещества, мм2 (усл. ед.);

C — концентрация стандартного раствора, мкг/см3;

V — объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, см3;

P — масса анализируемого образца, г.

Содержание остаточных количеств квинмерака в анализируемом образце вычисляют как среднее из двух параллельных определений. При получении зашкаленных пиков анализируемый раствор разбавляют н-гексаном.

12. Проверка приемлемости результатов параллельных определений

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает предела повторяемости:

\frac{2 \cdot |X_{1} - X_{2}| \cdot 100}{(X_{1} + X_{2})} \leq r, (1)

где X₁, X₂ - результаты параллельных определений, мг/кг;

r — значение предела повторяемости (r = 2,8\sigma_{r}) .

При невыполнении условия (1) выясняют причины превышения предела повторяемости, устраняют их и вновь выполняют анализ.

13. Оформление результатов

Результат анализа представляют в виде:

(\overline{X} \pm \Delta) мг/кг при вероятности P = 0,95,

где \overline{X} — среднее арифметическое результатов определений, признанных приемлемыми, мг/кг;

\Delta — граница абсолютной погрешности, мг/кг:

\Delta = \frac{\delta \cdot X}{100} ,

где \delta — граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций), %.

В случае, если содержание компонента менее нижней границы диапазона определяемых концентраций, результат анализа представляют в виде: «содержание вещества в пробе менее 0,05 мг/кг» <>, где <> — 0,05 мг/кг — предел определения квинмерака в корнеплодах свеклы.

14. Контроль качества результатов измерений

Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-1 — 6-02 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».

Стабильность результатов измерений контролируют перед проведением измерений, анализируя один из градуировочных растворов. Плановый внутрилабораторный оперативный контроль процедуры выполнения анализа проводится с применением метода добавок.

Величина добавки Cд должна удовлетворять условию:

C_{\text{д}} = \Delta_{\text{л}.\text{Х}} + \Delta_{\text{л}.\text{Х }\prime},

где \pm \Delta_{\text{л}.\text{Х}} ( \pm \Delta_{\text{л}.\text{Х }\prime}) — характеристика погрешности (абсолютная погрешность) результатов анализа, соответствующая содержанию компонента в испытуемом образце (расчетному значению содержания компонента в образце с добавкой соответственно), мг/кг;

при этом:

\Delta_{\text{л}} = \pm 0,84\Delta,

где \Delta — граница абсолютной погрешности, мг/кг:

\Delta = \frac{\delta \cdot \text{Х}}{100} ,

где \delta — граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций), %.

Результат контроля процедуры Kк рассчитывают по формуле:

Kк = X' — X - Cд,

где X', X, Cд — среднее арифметическое результатов параллельных определений (признанных приемлемыми) содержания компонента в образце с добавкой, испытуемом образце, концентрация добавки соответственно, мг/кг.

Норматив контроля K рассчитывают по формуле:

K = \sqrt{\Delta_{\text{л}.\text{Х }\prime}^{2} + \Delta_{\text{л}.\text{Х}}^{2}} .

Проводят сопоставление результата контроля процедуры (Kк) с нормативом контроля (K).

Если результат контроля процедуры удовлетворяет условию

|Kк| <= K, (2)

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.

Расхождение между результатами измерений, выполненных в двух разных лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости (R):

\frac{2 \cdot |X_{1} - X_{2}| \cdot 100}{(X_{1} + X_{2})} \leq R, (3)

где X₁, X₂ - результаты измерений в двух разных лабораториях, мг/кг;

R — предел воспроизводимости (в соответствии с диапазоном концентраций), %.