МУК 4.1.3613-20. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Измерение концентраций дитианона в атмосферном воздухе населенных мест методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Методические указания
(утв. Роспотребнадзором 30.07.2020)
Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации А. Ю. Попова 30 июля 2020 года
4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ДИТИАНОНА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.3613-20
1. Разработаны ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора (В.Н. Ракитский, Н.Е. Федорова, В.В. Баюшева).
2. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой 30 июля 2020 г.
I. Общие положения и область применения
1.1. Настоящие методические указания (далее — МУК) устанавливают порядок применения метода высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения в атмосферном воздухе населенных мест массовой концентрации дитианона в диапазоне 0,000071 — 0,00142 мг/м3.
1.2. МУК предназначены для органов и организаций Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, а также могут быть использованы организациями, осуществляющими исследования в области загрязнения атмосферного воздуха населенных мест.
1.3 МУК носят рекомендательный характер.
II. Физико-химические и токсикологические свойства
2.1. Дитианон-5,10-дигидро-5,10-диоксонафто[2,3-b]-1,4-дитиин-2,3-дикарбонитрил <1>. Брутто-формула C14H4N2O2S2. Молекулярная масса 296,3. Твердое вещество темно-коричневого цвета без запаха. Температура плавления 225 °C. Давление паров при 25 °C 2,7 x 10-6 мПа. Плотность 1576 кг/м3. Растворимость в органических растворителях при 20 °C (г/дм3): хлороформ — 12, бензол — 8, ацетон — 10; слабо растворим в метаноле и дихлорметане. Растворимость в воде при 20 °C 0,14 мг/дм3. Разрушается в щелочной среде, концентрированных кислотах и при продолжительном нагревании; DT50 — 12,2 часа (pH 7, 25 °C). Быстро разрушается в воде с большим содержанием органических веществ. Период полураспада в воде — приблизительно 1 день.
<1> В соответствии с Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК, англ. International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC).
2.2. Краткая токсикологическая характеристика. Острая пероральная токсичность (LD50) для крыс — 678 мг/кг, для мышей — 511 мг/кг; острая дермальная токсичность (LD50) для крыс — 2000 мг/кг, для мышей — 3200 мг/кг; острая ингаляционная токсичность (LK50) для крыс — более 2086 мг/м3. Препарат раздражает кожу, особенно слизистые оболочки глаз.
2.3. Дитианон — фунгицид широкого спектра действия из класса хинонов, применяется на фруктовых, цитрусовых культурах, винограде, хмеле, кофе, пшенице и декоративных растениях в период после цветения.
III. Погрешность измерений
3.1. 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. 3.1 для соответствующих диапазонов концентраций.
Полнота извлечения вещества, стандартное отклонение, доверительный интервал среднего результата для всего диапазона измерений (n = 20) приведены в табл. 3.2.
Полнота извлечения веществ, стандартное отклонение, доверительный интервал среднего результата (n = 20)
IV. Метод измерений
4.1. Методика основана на определении вещества с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на обращенной фазе с тройным квадрупольным масс-спектрометрическим детектором.
4.2. Концентрирование дитианона из воздуха осуществляют на сорбционные трубки, экстракцию выполняют ацетоном.
4.3. Нижний предел измерения дитианона в анализируемом объеме пробы — 0,05 нг. Средняя полнота извлечения с трубок — 100,8%.
V. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы
| Наименование средств измерения | Обозначение и наименование документов, технические характеристики |
|---|---|
| 1 | 2 |
| Жидкостный хроматограф с тандемным масс-спектрометрическим детектором: (тройной квадруполь, снабженный автоматическим пробоотборником и термостатом колонки) | Внесено в реестр «Утвержденные типы средств измерений» Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений |
| Барометр-анероид с диапазоном измерения атмосферного давления 5 — 790 мм рт. ст. | ГОСТ 6359 |
| Весы аналитические с пределом допустимой погрешности +/- 0,0005 г | ГОСТ Р 53228 |
| Колбы мерные 2-го класса точности 2-100-2 вместимостью 100 см3 | ГОСТ 1770 |
| Меры массы | ГОСТ OIML R 111-1 |
| Пипетки градуированные 2-го класса точности вместимостью 1,0, 2,0, 5,0, 10 см3 | ГОСТ 29227 |
| Цилиндры мерные 2-го класса точности вместимостью 25 см3 | ГОСТ 1770 |
| Пробоотборное устройство 2-канальное с диапазоном расхода 1,0 — 5,0 дм3/мин | Внесено в реестр «Утвержденные типы средств измерений» Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений |
| Термометр лабораторный шкальный, цена деления 1 °C, пределы измерения от -30 до +55 °C | ГОСТ 28498 |
| Прибор комбинированный с диапазоном измерений относительной влажности от 10 до 98% | ГОСТ 10374 |
Примечание: допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.
| Наименование реактивов | Обозначение и наименование документов, технические характеристики |
|---|---|
| Дитианон | Аналитический стандарт с содержанием основного вещества не менее 95% |
| Азот особой чистоты, из баллона | ГОСТ 9293 (ИСО 2435-73) |
| Вода для лабораторного анализа (бидистиллированная или деионизованная) | ГОСТ Р 52501 |
| Ацетон особо чистый | ГОСТ 2603 |
| Ацетонитрил для хроматографии | Химически чистый |
| Калий марганцовокислый (перманганат калия) химически чистый | ГОСТ 20490 |
| Калий углекислый (карбонат калия, поташ) химически чистый прокаленный | ГОСТ 4221 |
| Уксусная кислота 99,5%-я чистая для анализа | ГОСТ 61 |
| Натрий углекислый (карбонат натрия) химически чистый | ГОСТ 83 |
| Фосфор (V) оксид (фосфорный ангидрид, пентоксид фосфора) | Химически чистый |
Примечание: допускается использование реактивов иных производителей с более высокой квалификацией.
Вспомогательные оборудование, устройства, материалы
Примечание. Допускается использование вспомогательных устройств иных производителей, технические характеристики которых не уступают указанным, а также материалов, обеспечивающих нормативы точности при проведении измерений.
VI. Требования безопасности
6.1. 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 жидкостной хроматограф.
6.2. Помещение должно соответствовать требованиям пожаробезопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Организация обучения работников безопасности труда — по ГОСТ 12.0.004.
6.4. Измерения в соответствии с настоящей методикой может выполнять специалист на жидкостном хроматографе, освоивший данную методику и подтвердивший экспериментально соответствие получаемых результатов нормативам контроля погрешности измерений.
VII. Условия измерений
7.1 При выполнении измерений соблюдают 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 жидкостном хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.
VIII. Подготовка к выполнению измерений
8.1. Ацетонитрил. Ацетонитрил кипятят с обратным холодильником над пентоксидом фосфора (на 1 дм3 ацетонитрила 20 г пентоксида фосфора) не менее 1 часа, после чего перегоняют; непосредственно перед использованием ацетонитрил повторно перегоняют над прокаленным карбонатом калия (на 1 дм3 ацетонитрила 10 г карбоната калия).
8.2. Ацетон. Ацетон перегоняют над небольшим количеством перманганата калия и прокаленным карбонатом калия или подвергают ректификационной перегонке на колонне с числом теоретических тарелок не менее 30.
8.3 Подготовка подвижной фазы для ВЭЖХ
8.3.1. Компонент A: 0,01%-й раствор уксусной кислоты в воде + 5% ацетонитрила (от общего объема). В мерную колбу вместимостью 1000 см3 помещают 300 — 400 см3 деионизированной воды, вносят 0,1 см3 уксусной кислоты, добавляют 50 см3 ацетонитрила, доводят деионизированной водой до метки, перемешивают.
8.3.2. Компонент B: 0,01%-й раствор уксусной кислоты в ацетонитриле. В мерную колбу вместимостью 1000 см3 помещают 300 — 400 см3 ацетонитрила, вносят 0,1 см3 уксусной кислоты, доводят ацетонитрилом до метки, перемешивают.
8.4 Кондиционирование хроматографической колонки для ВЭЖХ.
Промывают колонку подвижной фазой (приготовленной по п. 8.3) при скорости подачи растворителя 0,4 см3/мин до установления стабильной базовой линии.
8.5. Приготовление раствора уксусной кислоты в ацетонитриле с объемной долей 0,1% для приготовления рабочих растворов и растворения проб. В мерную колбу вместимостью 1000 см3 помещают 300 — 400 см3 ацетонитрила, вносят 1 см3 ледяной уксусной кислоты, перемешивают, доводят ацетонитрилом до метки, вновь перемешивают. Раствор хранят в темном месте (в емкости из темного стекла) не более 14 дней.
8.6 Приготовление градуировочных растворов.
8.6.1. Исходный раствор дитианона для градуировки (концентрация 100 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 0,0100 +/- 0,0001 г дитианона растворяют в 50 — 60 см3 ацетонитрила, доводят ацетонитрилом до метки, тщательно перемешивают.
Раствор хранят в холодильнике при температуре +4 — 6 °C не более 3 месяцев.
Растворы № 1 — 6 готовят объемным методом путем последовательного разбавления исходного раствора для градуировки.
8.6.2. Раствор № 1 дитианона для градуировки и внесения (концентрация 1 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 1 см3 исходного раствора с концентрацией дитианона 100 мкг/см3 (п. 8.6.1), разбавляют ацетонитрилом до метки.
Градуировочный раствор № 1 хранят в холодильнике при температуре +4 — 6 °C не более 3 месяцев.
Этот раствор используют для приготовления проб с внесением при оценке полноты извлечения действующего вещества методом «внесено — найдено» и контроля качества результатов измерений методом добавок.
8.6.3. Рабочие растворы № 2 — 6 дитианона для градуировки (концентрации 0,01 — 0,2 мкг/см3). В 5 мерных колб вместимостью 100 см3 помещают по 1,0; 2,0; 5,0 10,0 и 20,0 см3 градуировочного раствора № 1 с концентрацией 1 мкг/см3 (п. 8.6.2), доводят до метки раствором, приготовленным по п. 8.5, тщательно перемешивают, получают рабочие растворы № 2 — 6 с концентрациями дитианона 0,01; 0,02; 0,05; 0,1 и 0,2 мкг/см3, соответственно.
Рабочие растворы хранят в холодильнике при температуре плюс (4 — 6) °C не более месяца.
8.7. Установление градуировочной характеристики. Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика (мкВ*с) от концентрации дитианона в растворе (мкг/см3), устанавливают методом абсолютной калибровки по 5 растворам для градуировки. В инжектор хроматографа вводят по 5 мм3 каждого градуировочного раствора № 2 — 6 и анализируют в условиях хроматографирования по п. 10.2. Осуществляют не менее 5 параллельных измерений. Устанавливают площади пиков дитианона, на основании которых строят градуировочную зависимость.
Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят в начале и по окончании каждой серии анализов.
При контроле стабильности градуировочной характеристики проводят измерения не менее двух образцов концентраций для градуировки, содержание дитианона в которых должно охватывать весь диапазон концентраций от 0,01 до 0,2 мкг/см3.
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 дитианона в пробе при контрольном измерении, мкг/см3;
C — известная концентрация градуировочного раствора дитианона, взятая для контроля стабильности градуировочной характеристики, мкг/см3;
B — норматив контроля погрешности градуировочной характеристики, % (равен 20% при P = 0,95).
IX. Отбор и условия хранения проб
9.1. Воздушная среда. Отбор проб атмосферного осуществляют в соответствии с методическими документами <2>. Для измерения разовых концентраций воздуха с объемным расходом 2 дм3/мин аспирируют через сорбционные трубки, установленные параллельно.
<2> ГОСТ 17.2.3.01 «Охрана природы (ССОП). Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов».
Для измерения концентрации дитианона на уровне предела обнаружения (0,000071 мг/м3) необходимо отобрать 140 дм3 воздуха (по 70 дм3 на каждую трубку).
Срок хранения отобранных проб, помещенных в бумажные пакеты, в холодильнике (+4 +/- 2) °C 14 дней. Для длительного хранения пробы помещают в морозильную камеру при температуре (-18 +/- 2) °C.
X. Выполнение измерений
10.1. Экстракция. Содержимое 2 сорбционных трубок, отобранных параллельно, (сорбент и стекловату) переносят в мерную пробирку вместимостью 10 см3, заливают 5 см3 ацетона, помещают на ультразвуковую ванну на 5 мин. Растворитель декантируют в круглодонную колбу вместимостью 50 см3, сорбент промывают новой порцией ацетона объемом 5 см3, выдерживая на ультразвуковой ванне 5 мин.
Объединенный экстракт, перенесенный в круглодонную колбу, упаривают на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани не выше 40 °C почти досуха, оставшийся растворитель отдувают потоком теплого воздуха.
Сухой остаток растворяют в 1 см3 раствора (подготовленного по п. 8.5), тщательно перемешивают и анализируют при условиях хроматографирования, указанных в п. 10.2.
10.2 Условия хроматографирования:
- жидкостный хроматограф с тандемным масс-спектрометрическим детектором: (тройной квадруполь с источником ионизации, оснащенным соосной подачей горячего азота для эффективной десольвации ионов);
- источник ионизации (электроспрей) или ионизация распылением в электрическом поле (ESI);
- режим работы: режим мониторинга заданных реакций (MRM); материнский ион (масса/заряд) 295,0; дочерние ионы (масса/заряд) 250,9 (количественный расчет), 162,9; напряжение на фрагментаторе: 200 В; энергия разрушения (соударения): 29 В (295,0 \rightarrow 250,9) , 38 В (295,0 \rightarrow 162,9) ; скорость сканирования 200 мс; давление на распылителе 35 psi; скорость осушающего газа 1 (азот) 10 дм3/мин; температура газа 1 250 °C; скорость газа 2 (азот) 11 дм3/мин; температура газа 2 340 °C; температура квадруполей (1 и 3) 100 °C;
- хроматографическая колонка стальная длиной 150 мм, внутренним диаметром 2,1 мм, заполненная обращенно-фазным сорбентом с привитыми монофункциональными полярными группами C18, зернением 1,8 мкм; температура колонки 40 °C;
- скорость потока элюента 0,4 см3/мин;
- объем вводимой пробы 5 мм3;
- режим элюирования (градиентный), пробег 11 мин (табл. 10.1):
| Время, мин | Содержание растворителя в подвижной фазе, % (по объему) | |
| Компонент А | Компонент Б | |
| 0 | 80 | 20 |
| 4,0 | 70 | 30 |
| 7,0 | 10 | 90 |
| 8,5 | 10 | 90 |
| 8,6 | 80 | 20 |
| 11,0 | 80 | 20 |
Линейный диапазон детектирования 0,05 — 1 нг.
Образцы, дающие пики, большие, чем градуировочный раствор с концентрацией вещества 0,2 мкг/см3, разбавляют 0,1%-м раствором уксусной кислоты в ацетонитриле (не более чем в 50 раз).
XI. Обработка результатов анализа
11.1 Воздушная среда. Концентрацию дитианона в пробе воздуха (X), мг/м3, рассчитывают по формуле:
X = \frac{A \cdot W}{V_{t}} , где
A — концентрация дитианона в хроматографируемом растворе, найденная по соответствующему градуировочному графику в соответствии с величиной площади хроматографического пика, мкг/см3;
W — объем раствора, подготовленного для хроматографирования, см3;
Vt — объем пробы воздуха, отобранный для анализа, приведенный нормальным условиям (давление 760 мм рт. ст., температура 0 °C), дм3.
V_{t} = \frac{R \cdot P \cdot ut}{273 + T} , где
T — температура воздуха при отборе проб (на входе в аспиратор), °C;
P — атмосферное давление при отборе пробы, мм рт. ст.;
u — расход воздуха при отборе пробы, дм3/мин;
t — длительность отбора пробы, мин.;
R — коэффициент, равный 0,357 для атмосферного воздуха.
Примечание: идентификация и расчет концентрации вещества в пробах могут быть проведены с помощью компьютерной программы обработки хроматографических данных, включенной в аналитическую систему.
XII. Оформление результатов измерений
12.1 Результат количественного анализа представляют в виде:
- результат анализа X в мг/м3, характеристика погрешности \delta , % (табл. 1), P = 0,95, где
X — результат определения, мг/м3;
\Delta — граница абсолютной погрешности, мг/м3;
\Delta = \frac{\delta \cdot X}{100} , где
\delta — граница относительной погрешности методики (показатель точности по диапазону концентраций, табл. 3.1), %.
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 дитианона в пробе атмосферного воздуха менее 0,000071 мг/м3» <3>.
<3> 0,000071 мг/м3 — предел обнаружения при отборе 140 дм3 атмосферного воздуха.
XIII. Контроль качества результатов измерений
13.1. Организация контроля качества измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-(1 — 6).
13.2. Плановый внутрилабораторный оперативный контроль процедуры выполнения анализа проводится методом добавок.
Величина добавки Cд должна удовлетворять условию:
C_{\text{д}} \geq \Delta_{\text{л},X} + \Delta_{\text{л},X\prime} , где
\pm \Delta_{\text{л},X}( \pm \Delta_{\text{л},X\prime}) — характеристика погрешности (абсолютная погрешность) результатов анализа, соответствующая содержанию компонента в испытуемом образце (расчетному значению содержания компонента в образце с добавкой соответственно) мг/дм3, при этом:
\Delta_{\text{л}} = \pm 0,84\Delta , где
\Delta — граница абсолютной погрешности, мг/дм3;
\Delta = \frac{\delta \cdot \overline{X}}{100} , где
\delta — граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций, табл. 3.1), %.
Результат контроля процедуры Кк рассчитывают по формуле:
\text{К}_{\text{к}} = \overline{X}\prime - \overline{X} - C_{\text{д}} , где
\overline{X}\prime , \overline{X} , Cд — среднее арифметическое результатов определений содержания компонента в образце с добавкой, испытуемом образце, концентрация добавки, соответственно, мг/дм3;
Норматив контроля К рассчитывают по формуле
\text{К } = \sqrt{\Delta_{\text{л},X\prime}^{2} + \Delta_{\text{л},X}^{2}}
Проводят сопоставление результата контроля процедуры (Кк) с нормативом 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 условиях воспроизводимости (разное время, разные операторы, разные лаборатории), не должно превышать предела воспроизводимости (R).
\frac{2 \cdot |X_{1} - X_{2}| \cdot 100}{(X_{1} + X_{2})} \leq R , где (3)
X1, X2 - результаты измерений, выполненных в условиях воспроизводимости (разное время, разные операторы, разные лаборатории), мг/дм3;
R — предел воспроизводимости (в соответствии с диапазоном концентраций, табл. 3.1), %.
Библиографические ссылки
1. ГОСТ Р ИСО 5725-(1 — 6)-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».
2. ГОСТ Р 53228 «Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания».
3. ГОСТ 29227 «Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования».
4. ГОСТ 28498 «Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний».
5. ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) «Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия».
6. ГОСТ OIML R 111-1 «Государственная система обеспечения единства измерений. ГОСТ 2603 Реактивы. Ацетон. Технические условия».
7. ГОСТ Р 52501 «Вода для лабораторного анализа. Технические условия».
8. ГОСТ 20490-75 «Реактивы. Калий марганцовокислый. Технические условия».
9. ГОСТ 4221 «Реактивы. Калий углекислый. Технические условия».
10. ГОСТ 83 «Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия».
11. ГОСТ 61 (СТ СЭВ 5375) «Реактивы. Кислота уксусная. Технические условия».
12. ГОСТ 25336 «Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры».
13. ГОСТ 21241 «Пинцеты медицинские. Общие технические требования и методы испытаний».
14. ГОСТ 9737 «Посуда лабораторная стеклянная. Шлифы сферические взаимозаменяемые».
15. ГОСТ 9147 «Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия».
16. ГОСТ 12.1.007 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».
17. ГОСТ 12.1.019 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Электробезопасность. „Общие требования и номенклатура видов защиты“.»
18. ГОСТ 12.1.004 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Общие требования».
19. ГОСТ 12.4.009 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание».
20. ОСТ 12.0.004 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Организация обучения безопасности труда».
21. ГОСТ 17.2.3.01 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов».
22. Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением, утвержденные приказом Ростехнадзора от 25.03.2014 № 116.