МУК 4.1.3489-17. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение остаточных количеств формальдегида в сахаре методом газожидкостной хроматографии. Методические указания
(утв. Роспотребнадзором 20.09.2017)
Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации А. Ю. Попова 20 сентября 2017 года
4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ ФОРМАЛЬДЕГИДА В САХАРЕ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.3489-17
1. Разработаны ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» (С.Г. Сафонкина, Л.В. Иванова, А.Ю. Полторацкий, Е.В. Солопов, И.Е. Рамишвили, Н.А. Ахметзянова).
2. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой 20 сентября 2017 г.
1. Назначение и область применения
Настоящие методические указания устанавливают методику количественного определения остаточных количеств формальдегида в сахаре (сахарном песке, сахаре-рафинаде), полученном из сахарной свеклы и сахарного тростника методом газожидкостной хроматографии в диапазоне 0,002 — 2,0 мг/кг.
Методические указания носят рекомендательный характер.
Формальдегид — бесцветный газ с резким раздражающим запахом. Хорошо растворим в воде, этаноле, эфире и других полярных растворителях. Легко полимеризуется.
Формальдегид обладает общей токсичностью, раздражающе действует на слизистые оболочки верхних дыхательных путей. При длительном воздействии формальдегида оказывает аллергенное, мутагенное и канцерогенное воздействие, влияющее на почки, печень, центральную нервную систему, что приводит к усталости, депрессии, частым головным болям.
| CAS | 50-00-0 |
|---|---|
| Формула | CH2O |
| Молекулярная масса | 30,03 |
| Тпл. °C | -118 °C |
| Ткип. °C | -19 °C |
| Плотность, г/см3 | 0,815 (-20 °C) |
| Растворимость в воде, г/100 см3 | хорошо растворим |
| Класс опасности | 2 |
При соблюдении всех регламентируемых условий проведения анализа в точном соответствии с данной методикой величина относительной расширенной неопределенности не превышает значений, приведенных в таблице 1 для соответствующего диапазона концентраций.
Метод измерения формальдегида в сахаре основан на связывании формальдегида в водном растворе сахара реагентом О-2,3,4,5,6-ПФБГА путем химического взаимодействия формальдегида с реагентом О-2,3,4,5,6-ПФБГА с получением дериватизирующего производного — формальдоксима (О-2,3,4,5,6-ПФБАФО), образующегося при химическом взаимодействии формальдегида и реагента О-2,3,4,5,6-ПФБГА. Анализ равновесной паровой фазы над исследуемым образцом осуществляется методом газовой хроматографии с использованием пламенно-ионизационного детектора (ПИД).
Нижний предел обнаружения в пробе — 0,002 мг/кг.
Количественное определение проводится методом абсолютной калибровки.
4. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы
4.1 Средства измерений
| Газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором (ПИД) и приставкой для парофазного анализа | |
|---|---|
| Весы аналитические с пределом взвешивания 110 г и пределом допустимой погрешности 0,001 г | ГОСТ Р 53228-08 |
| Колбы мерные стеклянные емкостью 50 и 100 см3 | ГОСТ 1770-74 |
| Пипетки емкостью 1, 2, 5 и 10 см3 | ГОСТ 29227-91 |
| Шприц хроматографический газовый газоплотный емкостью 1 см3 с ценой деления 0,02 см3, погрешность 1% | ТУ 4321-011-12908609-08 |
| Государственный стандартный образец формальдегида в воде (1 мг/см3) | ГСО 8639-04 |
Примечание. Допускается использование средств измерений и стандартных образцов с аналогичными или лучшими характеристиками.
4.2 Реактивы
| Азот газообразный ОСЧ, 1 сорт в баллонах | |
|---|---|
| Гелий газообразный вч в баллонах | ТУ 0271-001-459055715-02 |
| Бихромат калия, чда | ГОСТ 4220-75 |
| Кислота серная, хч | ГОСТ 4204-77 |
| Реагент О-2,3,4,5,6-ПФБГА 99,0% | кат. N 76735 Fluka |
| Вода дистиллированная | ГОСТ 6709-72 |
| Вода для лабораторного анализа (бидистиллированная или деионизованная) | ГОСТ Р 52501-05 |
Фоновое содержание формальдегида во всей используемой при проведении исследований дистиллированной воде должно быть не более 0,001 мг/дм3.
Примечание. Допускается использование химических реактивов с аналогичными или лучшими характеристиками.
4.3 Вспомогательные устройства и материалы
Капиллярная колонка любой полярности,
длина 30 — 60 м, диаметр 0,2 — 0,5 мм,
Стеклянные виалы или пенициллиновые
флаконы с крышками вместимостью 20 см3
5.1. 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 Р 12.1.019-09, а также требования, изложенные в технической документации на газовый хроматограф.
5.2. Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности 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 ГН 2.2.5.2308-07. Организация обучения работников безопасности труда — по ГОСТ 12.0.004-90.
5.3. 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, воздухопроводов и газопроводов под давлением», ПБ-03-576-03. Запрещается открывать вентиль баллона, не установив на нем понижающий редуктор.
6. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений допускают специалиста, прошедшего обучение, освоившего методику, владеющего техникой, имеющего опыт работы на газовом хроматографе и подтвердившего соответствие получаемых результатов нормативам контроля точности.
При приготовлении градуировочных растворов, подготовке проб и выполнении измерений массовой концентрации формальдегида в сахаре соблюдают следующие условия в лаборатории: - температура воздуха (20 +/- 5) °C; - относительная влажность воздуха не более 80%.
Выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.
8. Подготовка к выполнению измерений
При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы: подготовка хроматографической колонки, подготовка стеклянной посуды, приготовление градуировочных смесей, установление градуировочных характеристик, отбор и подготовка проб.
8.1 Подготовка хроматографической колонки
Капиллярную хроматографическую колонку с неподвижной фазой подсоединяют к испарителю хроматографа и нагревают термостат в течение 4 часов, постепенно повышая температуру с 65 до 280 °C. Выдерживают при 280 °C 2 — 2,5 часа. После чего охлаждают термостат, подсоединяют выходной конец колонки к детектору и проверяют нулевую линию. При отсутствии флуктуаций приступают к работе.
8.2 Подготовка стеклянной посуды
Стеклянную посуду тщательно моют хромовой смесью (50 г двухромовокислого калия растворяют в 1 дм3 концентрированной серной кислоты), промывают водопроводной, а затем дистиллированной водой и сушат в сушильном шкафу при 60 °C.
8.3 Приготовление градуировочных растворов
8.3.1 Приготовление рабочего раствора О-2,3,4,5,6-ПФБГА с концентрацией 1 мг/см3
Точную навеску в 250 мг реагента О-2,3,4,5,6-ПФБГА взвешивают в мерной колбе вместимостью 250 см3, доводят до метки водой и перемешивают. Срок хранения — 6 месяцев в холодильнике при температуре 2 — 5 °C.
8.3.2 Приготовление стандартного раствора формальдегида с концентрацией 10 мг/дм3 (0,01 мг/см3)
Пипеткой емкостью 1 см3 отбирают 1 см3 ГСО формальдегида C = 1 мг/см3 и помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3. Доводят до метки дистиллированной водой. Срок хранения 1 месяц в холодильнике.
8.3.3 Приготовление рабочих градуировочных растворов формальдегида
Градуировочный раствор № 1 (C = 0,2 мг/дм3)
Пипеткой емкостью 1 см3 отбирают 1,0 см3 стандартного раствора формальдегида, приготовленного по п. 8.3.2, и помещают в мерную колбу емкостью 50 см3, доводят до метки дистиллированной водой.
Градуировочный раствор № 2 (0,0001 мг/см3)
Пипеткой емкостью 1 см3 отбирают 0,5 см3 стандартного раствора формальдегида, приготовленного по п. 8.3.2, помещают в мерную колбу емкостью 50 см3, доводят до метки дистиллированной водой.
Градуированный раствор № 3 (0,00005 мг/см3)
Пипеткой емкостью 1 см3 отбирают 0,25 см3 стандартного раствора формальдегида, приготовленного по п. 8.3.2, помещают в мерную колбу емкостью 50 см3, доводят до метки дистиллированной водой.
Градуировочный раствор № 4 (0,01 мг/дм3)
Пипеткой емкостью 5 см3 отбирают 2,5 см3 градуировочного раствора формальдегида № 1 (C = 0,2 мг/дм3), приготовленного по п. 8.3.3, помещают в мерную колбу емкостью 50 см3, доводят до метки дистиллированной водой (табл. 2).
Градуировочный раствор № 5 (0,005 мг/дм3)
Пипеткой емкостью 2 см3 отбирают 1,25 см3 градуировочного раствора формальдегида № 1 (C = 0,2 мг/дм3), приготовленного по п. 8.3.3, помещают в мерную колбу емкостью 50 см3, доводят до метки дистиллированной водой.
Срок хранения всех рабочих градуировочных растворов формальдегида — 1 сутки.
Растворы для установления градуировочной характеристики
8.4 Получение градуировочной зависимости
Градуировочную характеристику формальдегида устанавливают на градуировочных растворах методом абсолютной градуировки. Градуировочная характеристика выражает зависимость площади пика на хроматограмме (безразмерные компьютерные единицы) от количества вещества в градуировочном растворе и строится по двум сериям для шести градуировочных растворов.
При построении градуировочной зависимости в виалу емкостью 20 см3 помещают 10 см3 градуировочного раствора, добавляют 0,6 см3 рабочего раствора О-2,3,4,5,6-ПФБГА с концентрацией 1 мг/см3, приготовленного по п. 8.3.1.
Для приготовления нулевой («холостой») пробы в виалу вместимостью 20 см3 вносят 10 см3 дистиллированной воды и 0,6 см3 рабочего раствора О-2,3,4,5,6-ПФБГА, C = 1 мг/см3.
Виалы помещают в установку для парофазного анализа и выдерживают при 60 °C в течение часа.
Растворы анализируют один за другим в порядке возрастания концентрации. Каждый раствор хроматографируют два раза. Первым анализируют нулевую («холостую») пробу.
Паровую фазу над градуировочными растворами отбирают газоплотным шприцем объемом 1 см3, вводят в испаритель хроматографа и анализируют при условиях, указанных ниже.
Ориентировочные параметры анализа:
Система ввода: Headspace Sampler
9.1 Отбор проб сахара
Отбор проб сахара проводится согласно ГОСТ 12569-16 «Сахар. Правила приемки и методы отбора проб».
10. Подготовка проб и проведение анализа
10.1 Проверка качества дистиллированной воды
Перед началом исследования необходимо провести «холостой» опыт. В виалу емкостью 20 см3 помещают 10 см3 дистиллированной воды, добавляют 0,6 см3 рабочего раствора О-2,3,4,5,6-ПФБГА концентрацией 1 мг/см3, приготовленного по п. 8.3.1. Виалу запечатывают и термостатируют в установке для парофазного анализа при температуре 60 °C в течение часа. Паровую фазу отбирают и анализируют в условиях по п. 8.4. Исследования проводятся в 2 параллельных измерениях. Концентрация формальдегида в дистиллированной воде, используемой для исследований, не должна превышать 0,001 мг/дм3.
10.2 Установление степени извлечения формальдегида
Навеску (40 +/- 0,05) г сахара растворяют дистиллированной водой до объема 100 см3. Из полученного раствора отбирают аликвоту 10 см3 и помещают в виалу емкостью 20 см3. В виалу с раствором сахара добавляют 0,1 см3 стандартного раствора формальдегида с концентрацией 10 мг/дм3. Концентрация добавки составляет 0,1 мг/дм3. Далее проводят исследования по п. 10.1.
10.3 Проведение исследования
Навеску (40 +/- 0,05) г сахара растворяют дистиллированной водой до объема 100 см3. Из полученного раствора отбирают аликвоту 10 см3 и помещают в виалу емкостью 20 см3. Далее проводят исследования по п. 10.1.
11. Обработка результатов анализа
Концентрацию формальдегида (мг/дм3) в водном растворе сахара определяют по градуировочной характеристике (с учетом фоновых концентраций формальдегида в дистиллированной воде), а затем пересчитывают на мг/кг сахара по формуле:
C = \frac{C_{\text{град}.}}{0,4K} ,
где Cград. — обнаруженная концентрация по градуировочной характеристике;
0,4 — коэффициент пересчета с учетом разбавления (40 г/100 см3);
K (коэффициент извлечения) = 0,100/Cград.
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 (табл. 1), при этом r = 2,8\sigma_{r} .
При невыполнении условия (1) выясняют причины превышения предела повторяемости, устраняют их и вновь выполняют анализ.
12. Оформление результатов измерения и форма их представления
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, табл. 1), %.
13. 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».
13.1 Контроль стабильности градуировочной характеристики.
Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят в начале и по окончании каждой серии анализов.
При контроле стабильности градуировочной характеристики проводят измерения не менее трех образцов концентраций для градуировки, содержание формальдегида в которых должно охватывать весь диапазон концентраций.
Градуировочная характеристика считается стабильной, если для каждого из используемого для контроля градуировочного раствора сохраняется соотношение:
A = \frac{|X - C| \cdot 100}{C} \leq B,
где X — концентрация формальдегида в пробе при контрольном измерении, мкг/см3;
C — известная концентрация градуировочного раствора формальдегида, взятая для контроля стабильности градуировочной характеристики, мкг/см3;
B — норматив контроля погрешности градуировочной характеристики, % (B = 10% при P = 0,95).
Если величина расхождения (A) превышает 10%, делают вывод о невозможности применения градуировочной характеристики для дальнейших измерений. В этом случае выясняют и устраняют причины нестабильности градуировочной характеристики и повторяют контроль ее стабильности с использованием других градуировочных растворов изопиразама, предусмотренных МВИ. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики устанавливают ее заново.
Стабильность результатов измерений контролируют перед проведением измерений, анализируя один из градуировочных растворов.
13.2. Плановый внутрилабораторный оперативный контроль процедуры выполнения анализа проводится согласно РМГ 76-2014 «Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа».
Периодичность контроля процедуры анализа зависит от числа рабочих измерений за контролируемый период и определяется планами контроля, но не реже одного раза в 6 недель.