---
title: "\"Методические указания по спектральным методам определения микроэлементов в объектах окружающей среды и биоматериалах при гигиенических исследованиях\""
number: "42-46-87"
issuer: "Министерство здравоохранения СССР"
status: действует
canonical: "https://bukva.ai/docs/ukazanie-ukazaniya-42-46-87"
---

## "Методические указания по спектральным методам определения микроэлементов в объектах окружающей среды и биоматериалах при гигиенических исследованиях"

# "Методические указания по спектральным методам определения микроэлементов в объектах окружающей среды и биоматериалах при гигиенических исследованиях"

(утв. Минздравом СССР 20.01.1987 N 42-46-87)


<div align="right">

<a id="p100001"></a>И.о. Начальника Главного<br>
санитарно-эпидемиологического<br>
управления Министерства<br>
здравоохранения СССР<br>
**А.И.ЗАИЧЕНКО**

</div>

<div align="center">

20 января 1987 г. N 42-46-87

</div>


<a id="p100002"></a>**МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ**
**ПО СПЕКТРАЛЬНЫМ МЕТОДАМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ**
**В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И БИОМАТЕРИАЛАХ**
**ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ**

<a id="p100003"></a>Настоящие Методические указания по спектральным методам определения - атомно-абсорбционному и спектрографическому методам определения микроэлементов в объектах окружающей среды (воздухе, воде) и биоматериалах (органах экспериментальных животных, эктодермальных средах - волосах, ногтях человека) - разработаны в Московском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана (авторы: Юдина Т.В., Гильденскиольд Р.С., Егорова М.В., Кагиров В.Н., Анисимова З.А.).
<a id="p100004"></a>Методические указания предназначены для сотрудников санитарно-эпидемиологических станций, санитарно-промышленных, физико-химических и токсикологических лабораторий.


## 1. <a id="p100005"></a>Введение


<a id="p100006"></a>Спектральные методы исследования, в частности атомно-абсорбционный и спектрографический, широко применяются в ряде отраслей науки как методы, обладающие несомненными преимуществами - высокой чувствительностью, избирательностью, достаточной простотой выполнения анализа. Однако при гигиенических исследованиях большого спектра проб они не получили широкого распространения.
<a id="p100007"></a>Настоящие Методические указания предназначены для количественной элементометрии проб аэрозолей атмосферного воздуха, воды и эктодермальных тканей человека атомно-абсорбционным методом (AAS), а также биологических образцов (органов экспериментальных животных) при сочетанном применении AAS и спектрографического анализа. В этом случае исследования проводятся в несколько этапов:
- <a id="p100008"></a>полный качественный спектрографический анализ пробы с полуколичественной оценкой содержания элементов;
- <a id="p100009"></a>избирательный количественный анализ элементов, доступный по чувствительности для спектрографического измерения;
- <a id="p100010"></a>AAS количественный анализ элементов, присутствующих в малых концентрациях и имеющих низкий предел обнаружения.
<a id="p100011"></a>Сочетанное применение двух спектральных методов обеспечивает получение полной качественной и количественной характеристики образцов сложного состава.


## 2. <a id="p100012"></a>Принципы определения


<a id="p100013"></a>Определение элементов методом AAS основано на поглощении света соответствующей длины волны атомами исследуемого элемента в низкотемпературной плазме.
<a id="p100014"></a>Исследуемое вещество путем разложения в смеси кислот переводится в раствор, который подается в пламя горелки при пламенной атомизации. Атомизация вещества в графитовой печи (ЭТА) достигается нагреванием до температуры 2600 - 2700 °C с током 400 А в атмосфере инертного газа (азота).
<a id="p100015"></a>Спектрографический анализ основан на возбуждении атомов металлов в дуге переменного тока, последующем фотографировании полученных спектров и измерении относительно фона интенсивности почернения аналитических линий. Выбор аналитических линий зависит от уровня содержания того или иного элемента в пробе.


## 3. <a id="p100016"></a>Аналитические и метрологические характеристики методов


<a id="p100017"></a>Аналитические характеристики наиболее часто определяемых элементов, нижние границы определения и диапазон концентраций при AAS представлены в таблице 3.1.

<a id="p100018"></a>Таблица 3.1

<div align="center">

<a id="p100019"></a>**АНАЛИТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ**

</div>

**ПРИ ПЛАМЕННОЙ АТОМИЗАЦИИ**


| Элемент | Наиболее чувствительная линия, нм | Спектральная ширина щели, нм | Тип пламени | Характеристическая концентрация, мкг/мл | Оптимальный рабочий диапазон концентраций, мкг/мл | Предел обнаружения, мкг/мл |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Кобальт Никель Медь Марганец Цинк Свинец Молибден Хром Железо | 240,7 232,0 324,7 279,5 213,9 217,0 313,3 357,9 248,3 | 0,2 0,2 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,2 | пропанвоздух пропанвоздух пропанвоздух пропанвоздух пропанвоздух пропанвоздух ацетиленвоздух ацетиленвоздух ацетиленвоздух | 0,15 0,15 0,04 0,025 0,015 0,12 0,5 0,5 0,08 | 0,1 - 5 0,05 - 5 0,02 - 5,0 0,02 - 3,0 0,01 - 1,0 0,5 - 20 5 - 60 0,1 - 5 0,1 - 5 | 0,01 0,005 0,002 0,002 0,001 0,02 0,1 0,008 0,02 |


<a id="p100030"></a>Режимы ЭТА, а также аналитические характеристики определяемых элементов при этом способе атомизации приведены в таблице 3.2.

<a id="p100031"></a>Таблица 3.2

<div align="center">

<a id="p100032"></a>**АНАЛИТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ**

</div>

**С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТА**


<table>
<colgroup><col width="11%"><col width="9%"><col width="9%"><col width="10%"><col width="8%"><col width="9%"><col width="9%"><col width="11%"><col width="13%"><col width="11%"></colgroup>
<tr><td rowspan="3">Элементы</td><td colspan="6">Параметры температурно-временного режима</td><td colspan="3" rowspan="2">Аналитические характеристики</td></tr>
<tr><td colspan="2">I - высушивание</td><td colspan="2">II - озоление</td><td colspan="2">III - атомизация</td></tr>
<tr><td>время, сек.</td><td>температура, °C</td><td>скорость подъема темп., °C/сек.</td><td>макс. t, °C</td><td>время, сек.</td><td>температура, °C</td><td>чувствительность, нг</td><td>предел обнаружения, г</td><td>оптимальный диапазон определяемых содержаний, нг</td></tr>
<tr><td>Кобальт</td><td>20</td><td>100</td><td>67,5</td><td>900</td><td>20</td><td>2550</td><td>0,04 - 0,07</td><td>-12 5 x 10 -11</td><td>1 - 16</td></tr>
<tr><td>Никель</td><td>20</td><td>100</td><td>22,5</td><td>1200</td><td>20</td><td>2700</td><td>0,09 - 0,13</td><td>2 x 10 -12</td><td>2 - 20</td></tr>
<tr><td>Медь</td><td>20</td><td>100</td><td>67,5</td><td>900</td><td>10</td><td>2550</td><td>0,03 - 0,04</td><td>2 x 10 -11</td><td>1 - 8</td></tr>
<tr><td>Хром</td><td>20</td><td>100</td><td>22,5</td><td>1200</td><td>20</td><td>2700</td><td>0,02</td><td>1 x 10 -13</td><td>0,5 - 4</td></tr>
<tr><td>Кадмий</td><td>20</td><td>100</td><td>67,5</td><td>300</td><td>10</td><td>1800</td><td>0,001 - 0,003</td><td>1 x 10 -12</td><td>0,02 - 0,04</td></tr>
<tr><td>Железо</td><td>20</td><td>100</td><td>67,5</td><td>1200</td><td>20</td><td>2500</td><td>0,02 - 0,03</td><td>3 x 10 -13</td><td>0,5 - 10</td></tr>
<tr><td>Марганец</td><td>20</td><td>100</td><td>67,5</td><td>1000</td><td>10</td><td>2600</td><td>0,002 - 0,003</td><td>2 x 10 -12</td><td>0,04 - 0,4</td></tr>
<tr><td>Молибден</td><td>30</td><td>100</td><td>22,5</td><td>1900</td><td>30</td><td>2700</td><td>0,01</td><td>3 x 10 -2</td><td>0,4 - 2</td></tr>
<tr><td>Свинец</td><td>20</td><td>100</td><td>67,5</td><td>700</td><td>10</td><td>2100</td><td>0,02 - 0,04</td><td>2 x 10 -10</td><td>0,4 - 8</td></tr>
<tr><td>Ванадий</td><td>20</td><td>100</td><td>67,5</td><td>1600</td><td>30</td><td>2700</td><td>0,35</td><td>1 x 10</td><td>10 - 80</td></tr>
</table>


<a id="p100044"></a>Относительное стандартное отклонение Sr, характеризующее воспроизводимость анализа вблизи границы определения, не превышает 31%, в рабочем диапазоне концентраций Sr = 1 - 3% при пламенной атомизации и до 5% для ЭТА.
<a id="p100045"></a>    Относительная   систематическая    погрешность  (ДЕЛЬТА  отн),
характеризующая правильность анализа, определена методом добавок и
не  превышает  8%.  Для  спектрографического анализа нижний предел
                                              -8
измерения   концентраций,  мг:  для  меди - 10  , железа,  свинца,
                                 -7
алюминия, марганца, стронция - 10  .
<a id="p100046"></a>    Диапазон измеряемых концентраций  (мг)  находится  в  пределах
  -8     -5
10   - 10  .
<a id="p100047"></a>Суммарная погрешность измерения концентраций каждого металла в биоматериале (органах животных) не превышает +/- 20%.
<a id="p100048"></a>Аналитические линии элементов (нм) при спектрографическом анализе: железо - 301,8 или 259,9; медь - 327,4 или 282,4; марганец - 293,3; алюминий - 266,9; свинец - 283,2 нм; стронций - 460,7 нм.
<a id="p100049"></a>Параметры спектрографа:
<a id="p100050"></a>щель спектрографа - 0,10 мм;
<a id="p100051"></a>обжиг - 3 сек.;
<a id="p100052"></a>экспозиция - 60 сек.;
<a id="p100053"></a>ток - 12 А.
<a id="p100054"></a>Измерение концентрации каждого металла специфично в присутствии остальных. При определении элементов на соответствующих резонансных линиях помех не наблюдается. Оптимальной средой являются разбавленные кислоты - соляная, хлорная, азотная.
<a id="p100055"></a>При определении никеля в сложных приборах не рекомендуется применять многоэлементные лампы полого катода (ЛПК) из-за опасности спектральных наложений железа и кобальта.


## 4. <a id="p100056"></a>Время, затрачиваемое на анализ


<a id="p100057"></a>На одно элементоопределение методом AAS в среднем затрачивается 7 - 10 мин., с учетом установки ЛПК и юстировки аппаратуры, при этом делается 10 - 20 параллельных измерений. Суммарные затраты рабочего времени с учетом подготовки проб к анализу составляют не более 5 - 6 часов. Срок выполнения анализа - 1 сутки.
<a id="p100058"></a>На спектрографическое определение 6 - 10 элементов в одной пробе необходимо 44 рабочих часа: озоление, перетирание со спектроскопической основой, подсушивание, заполнение и взвешивание электродов, уплотнение спиртом, закрепление коллодием; фотографирование на трех фотопластинках; качественный анализ; выбор аналитических линий; фотометрирование проб и эталонов; построение градуированных графиков: приготовление и апробация эталонов, спектроскопической основы.


## 5. <a id="p100059"></a>Минимальные массы исследуемых проб


<a id="p100060"></a>Минимальная навеска пробы волос от одного исследуемого при отборе должна составить 0,3 - 0,5 г, ногтей 0,03 - 0,05 г.
<a id="p100061"></a>Содержание пыли на фильтре должно составлять 0,005 - 0,010 г. Минимальное количество раствора или пробы, необходимое для проведения анализа, - 2 мл. При исследовании органов достаточно навески 0,5 - 1 г сырого образца.


## 6. <a id="p100062"></a>Средства измерения, аппаратура и реактивы



### <a id="p100063"></a>6.1. Средства измерения и аппаратура


<a id="p100064"></a>Атомно-абсорбционный спектрофотометр, оснащенный графитовой печью, с чувствительностью определения по исследуемым элементам не ниже указанной в п. 4, набором ламп полого катода.
<a id="p100065"></a>Спектрограф ИСП-30.
<a id="p100066"></a>Дуговой генератор ДГ-2 со штативом ШТ-9.
<a id="p100067"></a>Микрофотометр МФ-2, МФ-4 или ИФО-451.
<a id="p100068"></a>Спектропроектор.
<a id="p100069"></a>Шприцы-дозаторы на 20, 50 и 100 мкл.
<a id="p100070"></a>Весы микроаналитического типа ВЛИ-1г, ТУ 25-06-1049-72.
<a id="p100071"></a>Весы аналитические АДВ-200.
<a id="p100072"></a>Весы торсионные ВТ-200, ТУ 64-1-990-77Е.
<a id="p100073"></a>Аппарат для дистилляции воды ДП-2, ТУ 42-2-247-73.
<a id="p100074"></a>Аппарат для бидистилляции воды БД-0,6, ТУ 25-11-443-69.
<a id="p100075"></a>Баня песчаная, ТУ 46-775-77.
<a id="p100076"></a>Сушильный шкаф, ГОСТ 13474-70.
<a id="p100077"></a>Муфельная печь с терморегулятором.
<a id="p100078"></a>Лампа инфракрасная.
<a id="p100079"></a>Аспирационное устройство.
<a id="p100080"></a>Ступка агатовая.


### <a id="p100081"></a>6.2. Химическая посуда


<a id="p100082"></a>Стаканы химические, ГОСТ 10394-72, емкостью 250 мл.
<a id="p100083"></a>Колбы мерные, тип 1а, ГОСТ 1770-74, емкость 50 и 1000 мл.
<a id="p100084"></a>Пробирки центрифужные градуированные (ПЦГ) емкостью 10 мл, ГОСТ 10515-75.
<a id="p100085"></a>Пипетки, [ГОСТ 20292-74](https://bukva.ai/docs/standart-gost-20292-74), емкостью 10 мл.
<a id="p100086"></a>Чашки выпаривательные N 1, ГОСТ 9147-73.
<a id="p100087"></a>Бюксы стеклянные, ГОСТ 7148-70.
<a id="p100088"></a>Тигли фарфоровые низкие N 3 и крышки к ним (с ушком), ГОСТ 91-47-78.
<a id="p100089"></a>Воронки простые, ТУ 25-11-2061-75.
<a id="p100090"></a>Флаконы и банки полиэтиленовые цилиндрические емкостью 500 и 1000 мл, ТУ 6-19-45-74.
<a id="p100091"></a>Вся посуда обрабатывается в течение нескольких часов азотной кислотой, разбавленной 1:1, с последующим ополаскиванием бидистиллированной водой.


### <a id="p100092"></a>6.3. Применяемые реактивы и материалы


<a id="p100093"></a>Сжиженные газы, ГОСТ 20448-75: азот, пропан, ацетилен в баллонах (ГОСТ 949-73) с редукторами ацетиленовыми (ГОСТ 5.1381-72).
<a id="p100094"></a>Кислота азотная концентрированная, ГОСТ 4461-67, осч.
<a id="p100095"></a>Кислота хлорная хч, МРТУ 6-09-6604-70, 57% раствор.
<a id="p100096"></a>Кислота соляная, МРТУ 6-09-6604-70, осч.
<a id="p100097"></a>Тетраметиламмония гидроокись, 30% раствор.
<a id="p100098"></a>Этиловый спирт хч, ТУ 6-09-1710-77.
<a id="p100099"></a>Ацетон осч 9 - 5, ТУ 6-09-3513-75.
<a id="p100100"></a>Бензол хч, [ГОСТ 5955-75](https://bukva.ai/docs/gost-5955-75).
<a id="p100101"></a>Хлористый натрий осч 6 - 4, ТУ 6-09-3658-74.
<a id="p100102"></a>Пергидроль.
<a id="p100103"></a>Фильтры АФА-ХА-20.
<a id="p100104"></a>Бумажные фильтры обеззоленные, ТУ 6-09-1678-77.
<a id="p100105"></a>Бумага полулогарифмическая.
<a id="p100106"></a>Фотореактивы: метол, сульфит натрия, гидрохинон, бромистый калий, сода, гипосульфит, хлористый аммоний, метабисульфит калия.
<a id="p100107"></a>Стандартные образцы для анализа вод (СОВ):
<a id="p100108"></a>СОВ-2П (марганец, титан, олово, висмут, ртуть, ванадий, сурьма, молибден);
<a id="p100109"></a>СОВ-3 (медь, цинк, кадмий, алюминий, кобальт, никель, железо, свинец);
<a id="p100110"></a>СОВ-4 (барий, стронций, литий, хром).
<a id="p100111"></a>Номера государственных стандартных образцов (ГСО): СОВ-2П-1293-8ОП; СОВ-3 1759-80; СОВ-4 1760-80.
<a id="p100112"></a>Стандартные образцы состава растворов металлов (ГСО N 2293-82, 2294-82, 2295-82, 2296-82, 2297-82).


### <a id="p100113"></a>6.4. Применяемые растворы


<a id="p100114"></a>Рабочие стандартные растворы с содержанием по металлу 10 мгк/мл готовят разбавлением соответствующих стандартных растворов бидистиллированной водой. Хранят до 3-х месяцев в полиэтиленовой посуде.
<a id="p100115"></a>Рабочие стандартные растворы с концентрацией 0,01 - 5 мгк/мл готовят непосредственно перед определением соответствующим разбавлением растворов с содержанием 10 мгк/мл бидистиллированной водой.
<a id="p100116"></a>Рабочие стандартные растворы с содержанием элементов 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0 мгк/мл готовят непосредственно перед определением соответствующим разбавлением растворов с содержанием 10 мгк/мл бидистиллированной водой. Все основные и рабочие стандартные растворы хранят в полиэтиленовой посуде.
<a id="p100117"></a>Из концентрированных растворов СОВ и ГСОРМ, приготовленных по инструкции разбавлением в 10 раз, готовятся рабочие растворы, используемые для приготовления эталонов.


## 7. <a id="p100118"></a>Отбор проб



### <a id="p100119"></a>7.1. Отбор проб воздуха


<a id="p100120"></a>Для определения среднесуточных концентраций металлов в атмосферном воздухе его аспирируют через фильтр АФА-ХА-20 не менее 4 раз в сутки со скоростью 20 л/мин. в течение 20 - 30 минут с интервалом в 4 часа.
<a id="p100121"></a>Серия анализов проводится на фильтрах одной и той же партии. При отборе проб соблюдаются все регламентации "Руководства по контролю загрязнения атмосферы" [[2]](#p100265). Срок хранения отобранных проб в герметической упаковке не ограничен.


### <a id="p100122"></a>7.2. Отбор проб воды


<a id="p100123"></a>Воду (хозяйственно-бытового назначения и природную) отбирают в полиэтиленовые контейнеры, обработанные горячей азотной кислотой, добавляют хлористый натрий до концентрации 3%. Хранят не более полутора месяцев.


### <a id="p100124"></a>7.3. Отбор органов животных


<a id="p100125"></a>После декапитации лабораторных животных органы взвешивают, помещают во взвешенные тигли и высушивают до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 105° +/- 5 °C. Хранят в стеклянных бюксах.


### <a id="p100126"></a>7.4. Отбор эктодермальных проб человека


<a id="p100127"></a>Отбор волос производится с различных участков головы. Навеска измельченных волос от одного исследуемого должна составлять 0,3 - 0,5 г.
<a id="p100128"></a>Срезы чистых ногтей собирают со всех десяти пальцев от каждого исследуемого. Навеска измельченных ногтей должна составлять 25 - 30 мг.
<a id="p100129"></a>Образцы волос и ногтей помещают в тигли с крышками и в течение 5 часов промывают эфиром, меняя за это время эфир 3 - 4 раза и периодически встряхивая пробы. Затем эфир сливают, пробы высушивают при комнатной температуре.
<a id="p100130"></a>Образцы волос и ногтей хранят в бумажных конвертах. Срок хранения не ограничен.
<a id="p100131"></a>При отборе проб волос у группы населения с целью диагностики интоксикации тяжелыми металлами необходимо выбирать контингент исследуемых, однородный по возрастно-половым и социальным признакам, с одинаковым сроком проживания в исследуемом районе, но не менее 5 лет.


## 8. <a id="p100132"></a>Подготовка проб для анализа



### <a id="p100133"></a>8.1. Подготовка проб аэрозолей атмосферного воздуха


<a id="p100134"></a>Фильтры с пробами помещают в тигли, добавляют 3 мл концентрированной соляной кислоты и 0,3 мл концентрированной азотной.
<a id="p100135"></a>Тигли ставят на песчаную баню и нагревают до полного сжигания фильтра и растворения аэрозольного осадка. Когда раствор почти полностью выпарен, в тигель вносят примерно 1,5 мл бидистиллята, фильтруют через промытые 1% соляной кислотой и бидистиллятом беззольные фильтры, промывая тигель небольшими порциями бидистиллята, доводя объем до 2 мл. Каждую серию неэкспонированных фильтров (не менее 10) подвергают аналогичной обработке и анализу.


### <a id="p100136"></a>8.2. Подготовка образцов органов животных для анализа


<a id="p100137"></a>Образцы органов озоляют в муфельной печи при 450 +/- 5 °C. Полученная проба готова для спектрографического исследования.
<a id="p100138"></a>Для анализа методом AAS золу смачивают 2 - 3 каплями концентрированной соляной кислоты, высушивают на песчаной бане, приливают 2 - 3 мл 25% соляной кислоты, кипятят, тщательно фильтруют после охлаждения через промытые 10% соляной кислотой и бидистиллятом беззольные фильтры. Тигли ополаскивают 0,1 - 0,5 мл 1% соляной кислотой и тем же количеством бидистиллированной воды, добавляют к фильтрату. Растворы доводят бидистиллированной водой до 2 - 6 мл в зависимости от веса органа.


### <a id="p100139"></a>8.3. Подготовка спектрально-матричной основы для анализа органов животных спектрографическим методом


<a id="p100140"></a>Для определения микроэлементного состава образцов опытных и контрольных групп для устранения влияния сложной матричной структуры органов на результаты спектрального анализа количество животных в контрольной группе должно быть увеличено на 7 животных для подготовки матричной основы.
<a id="p100141"></a>После окончания опыта и проведения забоя органы взвешивают, помещают во взвешенные тигли, сушат в сушильном шкафу до постоянного веса при t° = 105 +/- 5 °C, озоляют в муфельной печи при t° = 450 +/- 5 °C. Устанавливают вес золы органов. Золу органов 7 - 10 контрольных животных объединяют, взвешивают и смешивают в соотношении 1:6 - 4:5 со спектральной основой, состоящей из графитового порошка и хлористого натрия (49:1).
<a id="p100142"></a>Выбор соотношения определяется весом золы исследуемого органа и чувствительностью определения элементов.
<a id="p100143"></a>При исследовании печени, почек, головного мозга используется спектрально-матричная основа с соотношением золы органов контрольных животных и графитовым порошком 1:(5 - 6).
<a id="p100144"></a>При исследовании таких органов, как сердце, селезенка, поджелудочная железа, мышцы, легкие, используют основу с соотношением компонентов 4:6 (2:3).
<a id="p100145"></a>В зависимости от чувствительности определения элементов указанные соотношения могут находиться в пределах 1:6 - 4:5. Полученная смесь является спектрально-матричной основой для исследуемых эмиссионным методом системы эталонов и органов экспериментальных животных.


### <a id="p100146"></a>8.4. Подготовка эктодермальных проб


<a id="p100147"></a>Подготовка эктодермальных проб возможна несколькими способами, изложенными в [пунктах 8.4.1](#p100148) - 8.4.3.

##### <a id="p100148"></a>8.4.1 Подготовка отдельных проб волос и ногтей разложением в концентрированных кислотах

<a id="p100149"></a>Отдельные пробы волос (навески по 250 мг) помещают в тигли и заливают 4 мл концентрированной азотной кислоты и 2 мл концентрированной хлорной кислоты. Оставляют на ночь. Пробы выпаривают на песчаной бане при медленном нагревании почти досуха, добавляют 1,5 мл бидистиллированной воды, нагревают и фильтруют после охлаждения через промытые беззольные фильтры в мерные пробирки. Ополаскивают тигли два раза водой и добавляют к фильтрату. Раствор доводят водой до 2 мл или фиксируют полученный объем, если он превышает 2 мл.
<a id="p100150"></a>Пробы ногтей помещают в тигель и заливают 1 мл концентрированной азотной кислоты и 0,5 мл концентрированной хлорной кислоты. Оставляют на 24 часа. Выпаривают на песчаной бане при медленном нагревании почти досуха, добавляют 1,5 мл бидистиллированной воды, нагревают и фильтруют после охлаждения через промытые беззольные фильтры в мерные пробирки. Раствор доводят водой до 2 мл или фиксируют объем, если он превышает 2 мл.
<a id="p100151"></a>8.4.2. Подготовка отдельных проб волос и ногтей разложением в гидроокиси ТМА при нагревании, разложением нерастворенной части в кислотном растворителе, содержащем азотную кислоту и пергидроль в соотношении (0,8 - 1,2):10 с азотной кислотой
<a id="p100152"></a>Образцы волос измельчают, навески массой 0,25 г помещают в фарфоровый тигель, добавляют 3 мл 30% водного раствора ТМА и оставляют в термостате на 2 часа при температуре 70 - 75 °C. Полученный раствор разбавляют 4 - 5 мл воды и переводят в мерные центрифужные пробирки. Тигли ополаскивают дважды 1 - 2 мл воды, смывы добавляют в пробирку с раствором, доводят водой общий объем до 10 мл. Центрифугированием отделяют раствор от осадка. К осадку приливают 1 мл концентрированной азотной кислоты и выдерживают на водяной бане 15 - 20 минут. Добавляют пергидроль в количестве 0,08 - 0,12 мл. Нагревание продолжают до полного разложения осадка и осветления раствора (примерно 30 минут). После охлаждения фиксируют количество раствора.
<a id="p100153"></a>Содержание металлов в растворе ТМА и в осадке определяют раздельно методом AAS. Результаты суммируют. Пробу ногтей массой 25 мг помещают в фарфоровый тигель, добавляют 0,3 мл 30% водного раствора ТМА и помещают на 2 часа в термостат при температуре 70 - 75 °C. Раствор разбавляют 1 мл воды, переводят его в мерные центрифужные пробирки. Объем доводят до 2 мл. Отделяют раствор от осадка и переносят в другую пробирку. Фиксируют объем (раствор N 1). К осадку приливают 0,2 мл концентрированной азотной кислоты и помещают на водяную баню, нагревают, через 5 - 6 минут добавляют 0,02 +/- 0,002 мл пергидроля. Продолжают нагревание до полного разложения осадка и осветления раствора, охлаждают раствор, фиксируют его количество. Получают раствор N 2. В растворах N 1 и N 2 раздельно определяют содержание металлов методом атомной абсорбции. Результаты определения суммируют.

##### <a id="p100154"></a>8.4.3 Подготовка объединенных проб для анализа.

<a id="p100155"></a>С целью диагностики интоксикации тяжелыми металлами проводится анализ объединенных проб волос от группы исследуемых. Отобранные образцы волос измельчают. Готовят навески по 0,2 г от каждого исследуемого и объединяют их в одну пробу. Объединенную пробу волос помещают в фарфоровую чашку и заливают ее смесью концентрированных кислот - азотной и хлорной - в соотношении (2 - 2,5):1 из расчета 24 - 25 мл смеси на 1 г волос. Оставляют на ночь. Затем пробу выпаривают на песчаной бане до объема 1 - 2 мл, добавляют 30 мл подогретой бидистиллированной воды, охлаждают при комнатной температуре и фильтруют через промытые беззольные фильтры в колбу. Ополаскивают чашку 2 раза бидистиллированной водой и добавляют к фильтрату. Раствор доводят бидистиллированной водой до 50 мл и тщательно перемешивают.


## 9. <a id="p100156"></a>Проведение анализа



### <a id="p100157"></a>9.1. Проведение эмиссионного анализа


<a id="p100158"></a>При исследовании золы органов животных всю золу исследуемого образца предварительно смешивают с подготовленной основой из расчета: на 10 мг золы образца - 10 мг основы.
<a id="p100159"></a>Навески смеси по 20 мг помещают в кратеры графитовых электродов глубиной 6 мм и диаметром 4 мм. Готовят не менее трех параллельных проб.
<a id="p100160"></a>Если вес золы исследуемого органа менее 30 мг, то устанавливают возможную максимальную навеску золы в электрод для приготовления не менее двух параллельных проб по 5 - 10 мг и всю золу смешивают с основной из расчета на каждую пробу - 10 мг основы. Полученную смесь в аликвотных количествах вносят в электроды.
<a id="p100161"></a>Для приготовления эталонов сравнения в 12 электродов помещают по 10 мг спектрально-матричной основы. Три из них служат "фоном", в остальные 9 вносят по 0,1 мл раствора, содержащего определяемые элементы в концентрациях 5 - 10 - 20 мгк/мл (по 3 электрода на каждую концентрацию). Целесообразно их внесение в два приема по 0,05 мл с подсушиванием под лампой и в термостате при температуре не выше 70 °C.
<a id="p100162"></a>Проводятся фотографирование спектров и фотометрирование проб и эталонов, построение калибровочных графиков.


### <a id="p100163"></a>9.2. Проведение атомно-абсорбционного анализа


<a id="p100164"></a>Для анализа растворов, полученных после разложения проб в смеси кислот, при пламенном способе атомизации используют воздушно-пропановое пламя и трехщелевую горелку или ацетиленовое пламя и однощелевую горелку. Результаты в единицах абсорбции выводятся на световое табло спектрофотометра.
<a id="p100165"></a>Концентрацию металлов в анализируемом растворе определяют по калибровочному графику в сравнении со стандартными растворами. В случаях высоких концентраций металла в исследуемой пробе ее разводят водой до получения оптимальных показателей.
<a id="p100166"></a>Наличие возможных помех за счет матричных эффектов учитывается с помощью добавок.
<a id="p100167"></a>При малых концентрациях металла в растворе применяют ЭТА. Пробы вводят в кювету с помощью микропипеток на 20 - 25 мкл. Показания снимают по пику абсорбции на диаграммной ленте самописца. Для определения каждого из элементов проводят не менее 10 параллельных измерений.


## 10. <a id="p100168"></a>Обработка и представление результатов



### <a id="p100169"></a>10.1. Расчет концентраций металлов в воздухе


<a id="p100170"></a>При пламенном методе атомизации расчет концентраций металлов (C) в мг/куб. м проводится по формуле:

                     a x b x m - Q
<a id="p100171"></a>                 C = ------------- мг/куб. м,             (10.1.1)
                         V(o)

<a id="p100172"></a>где:
<a id="p100173"></a>a - концентрации в растворе, определяемые по калибровочному графику, мгк/мл;
<a id="p100174"></a>b - объем исследуемого раствора, мл;
<a id="p100175"></a>m - кратность разведения по отношению к первоначальному объему;
<a id="p100176"></a>Q - среднее содержание металла в фильтрах (мгк), рассчитанное по 10 фильтрам серии;
<a id="p100177"></a>V(o)- объем воздуха (л), взятый для анализа и приведенный к стандартным условиям по формуле:

                          V x 293 x P
<a id="p100178"></a>                 V(o) = ----------------,                (10.1.2.)
                        (273 + t°) x 760

<a id="p100179"></a>где:
<a id="p100180"></a>V - объем исследуемого воздуха, л;
<a id="p100181"></a>P - барометрическое давление, мм рт. ст.;
<a id="p100182"></a>t° - температура воздуха в месте отбора пробы, °C.
<a id="p100183"></a>При беспламенном способе атомизации определяют абсолютное количество элемента в объеме пробы, введенном в кювету. Определение проводят по калибровочным графикам: A = f(M), где A - единица абсорбции, M - количество элемента. Далее вычисляют количество металла (B) на фильтре, с учетом среднего содержания его в фильтрах (Q, мгк).

                     M x b x m
<a id="p100184"></a>                 B = --------- - Q, мгк,                  (10.1.3)
                         v

<a id="p100185"></a>где:
<a id="p100186"></a>v - объем пробы, введенной в кювету, мл.
<a id="p100187"></a>Концентрацию металла в атмосферном воздухе определяют по формуле:

                        B
<a id="p100188"></a>                    С = -- мг/куб. м.                     (10.1.4)
                        V
                         0


### <a id="p100189"></a>10.2. Расчет концентрации металлов в воде


<a id="p100190"></a>Концентрация металлов в воде определяется непосредственно в ходе анализа по показаниям на световом табло или из градуировочных графиков.


### <a id="p100191"></a>10.3. Расчет концентраций элементов в биоматериале (органах животных и эктодермальных пробах человека)


<a id="p100192"></a>При пламенном методе атомизации содержание металла в органе, выраженное в мкг%, определяют по формуле:

                     a x V x m
<a id="p100193"></a>                 C = --------- x 100, мкг%,               (10.3.1)
                         M

<a id="p100194"></a>где:
<a id="p100195"></a>a - концентрация в растворе, мкг/мл;
<a id="p100196"></a>V - объем раствора пробы, мл;
<a id="p100197"></a>M - навеска органа, г;
<a id="p100198"></a>m - кратность разведения по отношению к первоначальному объему.
<a id="p100199"></a>При беспламенном способе атомизации и эмиссионном анализе определяют абсолютное количество элемента в объеме пробы, введенном в кювету или электрод. Определение проводят по калибровочным графикам:

<a id="p100200"></a>A = f(M) или ДЕЛЬТА S = f(M),

<a id="p100201"></a>где:
<a id="p100202"></a>A - единица абсорбции;
<a id="p100203"></a>ДЕЛЬТА S - относительная разность почернения;
<a id="p100204"></a>M - количество элемента, мкг.
<a id="p100205"></a>Далее расчет содержания элемента в пробе проводят по формуле:

                     M x v x m
<a id="p100206"></a>                 C = --------- x 100, мкг%,               (10.3.2)
                       V x P

<a id="p100207"></a>где:
<a id="p100208"></a>v - объем пробы, введенный в кювету или электрод, мл;
<a id="p100209"></a>V - объем раствора пробы, мл;
<a id="p100210"></a>P - навеска органа, г;
<a id="p100211"></a>m - кратность разведения.
<a id="p100212"></a>В [таблице 10.1](#p100215) приведены результаты апробации методики определения кобальта, никеля, меди и свинца в образцах аэрозолей атмосферного воздуха с использованием международного стандарта SRM 1633 (NBS), рассчитаны величины погрешностей определения.
<a id="p100213"></a>В [таблице 10.2](#p100225) приведены значения вероятностной относительной погрешности, характеризующей воспроизводимость результатов определения микроэлементов для различных сред.

<a id="p100214"></a>Таблица 10.1

<div align="center">

<a id="p100215"></a>**ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В МЕЖДУНАРОДНОМ СТАНДАРТЕ**

</div>

**УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ SRM - 1633 (NBS) МЕТОДОМ AS**


<table>
<colgroup><col width="10%"><col width="9%"><col width="9%"><col width="9%"><col width="6%"><col width="9%"><col width="9%"><col width="11%"><col width="10%"><col width="9%"><col width="9%"></colgroup>
<tr><td rowspan="3">Элемент</td><td colspan="10">Содержание, мгк% Расчет погрешностей</td></tr>
<tr><td rowspan="2">данные сертификата C (ист)</td><td>найденные</td><td>среднее</td><td colspan="4">воспроизводимость анализа</td><td colspan="3">правильность анализа</td></tr>
<tr><td>значения x X i</td><td>значение _ X</td><td>число изм. n</td><td>стандартн. откл. S</td><td>относит. стандарт. отклонение Sr</td><td>величина доверит. интервала (альфа = 95%) SUM</td><td>вероятностная относит. погрешность. эпсилон</td><td>абсолютная систематич. погрешность ДЕЛЬТА</td><td>относит. систематич. погрешность, отн. ДЕЛЬТА отн</td></tr>
<tr><td>Кобальт</td><td>38,0</td><td>37,5 40,0 33,4 41,3 39,8 32,8 40,7 38,4 43,4 36,5</td><td>38,4</td><td>10</td><td>3,4</td><td>8,8%</td><td>1,9</td><td>+/- 4,9%</td><td>0,4</td><td>1,0%</td></tr>
<tr><td>Никель</td><td>98,0</td><td>101,0 94,6 97,5 99,7 99,7 103,8 104,2 100,3 96,1 102,5 106,1</td><td>100,6</td><td>10</td><td>3,8</td><td>3,7%</td><td>2,7</td><td>+/- 2,6%</td><td>2,6</td><td>2,6%</td></tr>
<tr><td>Медь</td><td>128,0</td><td>106,4 113,5 100,6 116,8 126,4 108,6 108,4 111,8 126,3 97,3</td><td>111,6</td><td>10</td><td>9,6</td><td>8,6%</td><td>6,8</td><td>+/- 6%</td><td>16,4</td><td>12,8%</td></tr>
<tr><td>Свинец</td><td>70,0</td><td>69,2 72,3 74,5 68,0 70,8 67,7 75,6 74,3 69,0 77,1</td><td>71,9</td><td>10</td><td>3,4</td><td>4,7%</td><td>1,8</td><td>+/- 2,5%</td><td>1,9</td><td>2,6%</td></tr>
</table>


                _____________
               /          _ 2
              / SUM (X  - X)
             /        i             S               S x t
<a id="p100221"></a>      S =   /   -------------; Sr = - x 100%; SUM = -----;
          \/       n - 1            _                 __
                                    X               \/ n

                         SUM                  _
<a id="p100222"></a>           эпсилон = +/- --- x 100%; ДЕЛЬТА = X - C   ;
                          _                        ист
                          X

                               ДЕЛЬТА
<a id="p100223"></a>                   ДЕЛЬТА    = ------ x 100%.
                         отн    C
                                  ист

<a id="p100224"></a>Таблица 10.2

<div align="center">

<a id="p100225"></a>**ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ (%)**

</div>

**ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ**


<table>
<colgroup><col width="9%"><col width="14%"><col width="10%"><col width="6%"><col width="6%"><col width="6%"><col width="6%"><col width="6%"><col width="5%"><col width="6%"><col width="6%"><col width="6%"><col width="5%"><col width="6%"></colgroup>
<tr><td rowspan="2">Наименование среды</td><td rowspan="2">Объекты исследования, определение которых проводят в указанной среде</td><td rowspan="2">Методы определения</td><td colspan="11">Элементы</td></tr>
<tr><td>Co</td><td>Ni</td><td>Cu</td><td>Mn</td><td>Zn</td><td>Fe</td><td>Pb</td><td>Al</td><td>Cd</td><td>Ca</td><td>Mg</td></tr>
<tr><td rowspan="2">1. Кислотные растворы</td><td>1. Пробы аэрозолей атмосферного воздуха</td><td>AAS Пламенная атомизация</td><td>-</td><td>2,3</td><td>5,6</td><td>5,1</td><td>0,12</td><td>3,6</td><td>2,8</td><td>-</td><td>1,6</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr><td>2. Биоматериалы (органы животных, эктодермальные пробы человека)</td><td>AAS ЭТА</td><td>14,2</td><td>8,6</td><td>4,5</td><td>3,8</td><td>-</td><td>-</td><td>6,2</td><td>2,3</td><td>2,2</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr><td rowspan="2">2. Водные растворы</td><td rowspan="2">Образцы воды, стандартные растворы</td><td>AAS Пламенная атомизация</td><td>2,4</td><td>2,1</td><td>1,5</td><td>1,0</td><td>0,1</td><td>-</td><td>2,0</td><td>-</td><td>1,6</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr><td>AAS ЭТА</td><td>3,1</td><td>4,0</td><td>2,2</td><td>2,3</td><td>1,2</td><td>2,1</td><td>4,7</td><td>3,6</td><td>4,8</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr><td>3. Растворы</td><td>Эктодермальные ткани</td><td>AAS Пламя</td><td>3,6</td><td>6,7</td><td>8,3</td><td>5,7</td><td>0,11</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr><td>ТМА</td><td>человека</td><td>AAS ЭТА</td><td>10,0</td><td>12,5</td><td>23,3</td><td>13,0</td><td>2,0</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr><td>4. Озоленный материал</td><td>Органы животных</td><td>Спектрографический анализ</td><td>11,1</td><td>22,7</td><td>18,2</td><td>16,6</td><td>-</td><td>9,2</td><td>12,0</td><td>13,3</td><td>25,0</td><td>8,9</td><td>13,7</td></tr>
</table>



## 11. <a id="p100234"></a>Способ диагностики интоксикации тяжелыми металлами (никелем и кобальтом)


<a id="p100235"></a>По рассчитанным средним значениям содержания кобальта и никеля в объединенной пробе волос исследуемой группы населения выводят показатель соотношения кобальта и никеля в организме:

                                   C Ni

<div align="center">

<a id="p100236"></a>                        KNi / Co = ----,

</div>

                                   Cco

<a id="p100237"></a>сопоставляют его с вероятностным нормальным показателем, составляющим величину 5 - 15, и при значении соотношения, не выходящем за границы этого диапазона, судят об отсутствии влияния никеля и кобальта атмосферного воздуха на организм. Метод является экспрессным и не исключает проведения углубленного клинического обследования контингента людей исследуемого района с целью принятия решений о необходимых мероприятиях по оптимизации качества атмосферного воздуха.


## 12. <a id="p100238"></a>Экспрессная количественная оценка содержания элементов в биоматериалах с использованием спектрографического анализа (метод расчета коэффициентов)


<a id="p100239"></a>    При анализе многокомпонентных биологических  объектов  в  ряде
случаев  возможно  оценить  изменения  концентрации  элемента  под
воздействием  внешнего фактора в исследуемых образцах по отношению
к  контролю и без количественного анализа материала одной из групп
(например,     опытной),     что    повышает    экономичность    и
производительность  исследования. Для этой цели служит коэффициент
    Cо
K = --,
    Cк
<a id="p100240"></a>где:
<a id="p100241"></a>Cк - концентрация элемента в контрольной группе;
<a id="p100242"></a>Cо - в опытной.
<a id="p100243"></a>Значение этого коэффициента определяется по формуле:

                                      Cо
<a id="p100244"></a>                         Sо - Sк = lq --,
                                      Cк

<a id="p100245"></a>где:
<a id="p100246"></a>Sо, Sк - интенсивность почернения аналитической линии опытного и контрольного образцов.
<a id="p100247"></a>Сопоставляя значение коэффициента с величиной критерия Стьюдента, оценивают статистическую достоверность отличий двух сравниваемых групп.

<a id="p100248"></a>Таблица 12.1


| Коэффициент K | Критерий Стьюдента | Статистическая достоверность различий |
| --- | --- | --- |
| 1,02 - 1,07 | 0,1 - 0,5 | не достоверно |
| 1,08 - 1,20 | 0,5 - 1,0 | не достоверно |
| 1,21 - 1,23 | 1,1 - 2,3 | достоверно при n = 6 |
| 1,24 - 1,34 | 2,4 - 3,3 | достоверно при n = 6 |
| 1,35 - 1,38 | 3,1 - 4,0 | -"- |
| 1,39 - 1,78 | 4,1 - 5,0 | -"- |
| 1,79 - 1,99 | 5,0 и выше | -"- |



## 13. <a id="p100257"></a>Требования техники безопасности


<a id="p100258"></a>Все операции по проведению анализа выполняются в полном соответствии с "[Правилами](https://bukva.ai/docs/pravila-2455-81) устройства, техники безопасности, производственной санитарии, противоэпидемического режима и личной гигиены при работе в лабораториях (отделениях, отделах) санитарно-эпидемических учреждений системы Министерства здравоохранения СССР", утвержденными заместителем министра здравоохранения, Главным государственным санитарным врачом СССР П.Н. Бургасовым и Президиумом ЦК профсоюза медицинских работников (1981 г.).
<a id="p100259"></a>В аппаратуре для атомно-абсорбционного и спектрографического анализа имеются напряжения, опасные для жизни, поэтому необходимо соблюдать правила при работе с электротехническими устройствами напряжением до 1000 V.
<a id="p100260"></a>Спектрофотометры и спектрограф по способу защиты человека от поражения электрическим током относятся к классу 01 по ГОСТ 12.2.007.0-75 "ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности".
<a id="p100261"></a>По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при спектральном анализе, относятся к третьему классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные вещества, классификация и общие требования безопасности".
<a id="p100262"></a>При работе с газовыми баллонами необходимо соблюдать требования ГОСТов [12.1.004-76](https://bukva.ai/docs/gost-12-1-004-76) "ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования", 12.1.010-76 "ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования".


## 14. <a id="p100263"></a>Список литературы


1. <a id="p100264"></a>Прайс В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия. - М.: "Мир", 1976 - 355 с.
2. <a id="p100265"></a>Руководство по контролю загрязнения атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 448 с.
3. <a id="p100266"></a>Способ определения элементов в биологическом материале. Юдина Т.В., Егорова М.В., Анисимова З.А.

<div align="center">

<a id="p100267"></a>Авторское свидетельство N 1160309.<br>
<a id="p100268"></a>Официальный бюллетень Госкомизобретений СССР N 21, 1985 г.<br>
4. <a id="p100269"></a>Способ диагностики интоксикации тяжелыми металлами.<br>
<a id="p100270"></a>Юдина Т.В., Гильденскиольд Р.С., Егорова М.В., Кагиров В.Н.<br>
<a id="p100271"></a>Авторское свидетельство N 1216726.<br>
<a id="p100272"></a>Официальный бюллетень Госкомизобретений СССР N 9, 1986 г.<br>
5. <a id="p100273"></a>Способ определения тяжелых металлов в эктодермальных тканях. Юдина Т.В., Егорова М.В.<br>
<a id="p100274"></a>Авторское свидетельство N 1257520.<br>
<a id="p100275"></a>Официальный бюллетень Госкомизобретений СССР, N 34, 1986 г.

</div>




<a id="p100276"></a>

---