4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение концентраций спиромезифена
в атмосферном воздухе населенных мест
методом высокоэффективной жидкостной
хроматографии

Методические указания
МУК 4.1.3450-17

Москва 2017

1. Разработаны ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора (Н.Е. Федорова, В.В. Баюшева).

2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (протокол от 22 декабря 2016 г. № 2).

3. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой 15 марта 2017 г.

4. Введены впервые.

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение концентраций спиромезифена
в атмосферном воздухе населенных мест методом
высокоэффективной жидкостной хроматографии

Методические указания

Свидетельство об аттестации № РОСС RU.0001.310430/0265.27.04.16.

Настоящие методические указания устанавливают порядок применения метода высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения в атмосферном воздухе населенных мест массовой концентрации спиромезифена в диапазоне 0,0016 - 0,032 мг/м³.

Методические указания носят рекомендательный характер.

Спиромезифен

3-мезитил-2-оксо-1-оксаспиро[4,4]нон-3-ен-4-ил 3,3-диметилбунатоат

С₂₃Н₃₀О₄

Молекулярная масса: 370,49.

Бесцветное кристаллическое вещество с характерным запахом. Температура плавления 98,7 °С. Давление паров 1×10^-3 МПа (20 °С), 7×10^-3 МПа (при 25 °С). Растворимость в органических растворителях (при 20 °С, в г/дм³): ацетон, этилацетат, ацетонитрил, ксилол - более 250; 2-пропанол - 110; 1-октанол - 60; н-гептан - 23. Растворимость в воде при 20 °С - 0,13 мг/дм³. Коэффициент распределения в системе н-октанол-вода K_owlogP = 4,55.

Агрегатное состояние в воздушной среде - аэрозоль и пары.

Область применения. Спиромезифен - инсекто-акарицид контактного действия класса тетроновых кислот, ингибитор биосинтеза липидов, обладает овицидным эффектом.

1. Метрологические характеристики

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

Таблица 1

Значения характеристики погрешности, нормативов оперативного
контроля точности, повторяемости, воспроизводимости

Анализируемый объект	Диапазон определяемых концентраций, мг/м3	Показатель точности (границы относительной погрешности, Р = 0,95), ±δ, %	Показатель повторяемости (среднеквадратичное отклонение повторяемости), σr, %	Показатель воспроизводимости (среднеквадратичное отклонение воспроизводимости), σR, %	Предел повторяемости (значение допустимого расхождения между двумя результатами параллельных определений), r, %	Предел воспроизводимости (значение допустимого расхождения между двумя результатами измерений, полученных в разных лабораториях), R, %, (Р = 0,95)
Атмосферный воздух	0,0016 - 0,032	15	3,3	4,6	9	13

Полнота извлечения вещества, стандартное отклонение, доверительный интервал среднего результата для всего диапазона измерений (n = 20) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Анализируемый объект	Метрологические параметры, Р = 0,95, n = 20
	Предел обнаружения, мг/м3	Диапазон определяемых концентраций, мг/м3	Полнота извлечения вещества, %	Стандартное отклонение, %	Доверительный интервал среднего результата ±, %
Атмосферный воздух	0,0016	0,016 - 0,032	95,1	4,9	2,6

2. Метод измерений

Измерения концентраций спиромезифена выполняют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на обращенной фазе с ультрафиолетовым детектором. Концентрирование спиромезифена из воздуха осуществляют на сорбционные трубки, экстракцию выполняют ацетонитрилом.

Нижний предел измерения спиромезифена в анализируемом объеме пробы - 2,5 нг. Средняя полнота извлечения с трубок - 95,1 %.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

3.1. Средства измерений

Жидкостный хроматограф с ультрафиолетовым детектором с переменной длиной волны
Барометр-анероид с диапазоном измерения атмосферного давления 5 - 790 мм рт. ст.	ТУ 2504-1797-75
Весы лабораторные аналитические, наибольший предел взвешивания 110 г, предел допустимой погрешности ±0,1 мг	ГОСТ Р 53228-08
Колбы мерные 2-го класса точности 2-100-2, вместимостью 100 см3	ГОСТ 1770-74
Меры массы	ГОСТ OIML R 111-1-09
Пипетки градуированные 2-го класса точности вместимостью 1,0; 2,0; 5,0; 10 см3	ГОСТ 29227-91
Пробирки градуированные 2-го класса точности вместимостью 10 см3	ГОСТ 1770-74
Цилиндры мерные 2-го класса точности вместимостью 250, 500 и 1000 см3	ГОСТ 1770-74
Пробоотборное устройство 2-канальное с диапазоном расхода 1,0 - 5,0 дм3/мин	Госреестр 18860-05
Термометр лабораторный шкальный, цена деления 1 °С, пределы измерения 0 - 55 °С	ТУ 25-2021.003-88
Гигрометр с диапазоном измерений относительной влажности от 30 до 90 %	ТУ 25-11-1645-84

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

3.2. Реактивы

Спиромезифен, аналитический стандарт с содержанием основного компонента 99,9 %
Ацетонитрил для хроматографии, хч	ТУ-6-09-14.2167-84
Вода для лабораторного анализа (бидистиллированная или деионизованная)	ГОСТ Р 52501-05
Калий марганцовокислый (перманганат калия), хч	ГОСТ 20490-5
Калий углекислый (карбонат калия, поташ), хч, прокаленный	ГОСТ 4221-76
Кислота ортофосфорная, хч, 85 %	ГОСТ 6552-80
Натрий углекислый (карбонат натрия), хч	ГОСТ 83-79
Фосфор (V) оксид (фосфорный ангидрид, пентоксид фосфора), хч	ТУ 6-09-4173-85

Примечание. Допускается использование реактивов с более высокой квалификацией, не требующих дополнительной очистки растворителей.

3.3. Вспомогательные устройства, материалы

Баня ультразвуковая с рабочей частотой 35 кГц
Баня водяная
Воронки конусные диаметром 40 - 45 мм	ГОСТ 25336-82
Груша резиновая	ТУ 9398-005-0576-9082-03
Колбы круглодонные на шлифе вместимостью 50 см3	ГОСТ 9737-93
Микрошприцы вместимостью 100 и 250 мм3
Насос водоструйный	ГОСТ 25336-82
Стаканы химические с носиком вместимостью 50 см3	ГОСТ 25336-82
Стеклянные палочки
Ротационный вакуумный испаритель с мембранным насосом, обеспечивающим вакуум до 10 мбар
Трубки для отбора проб воздуха 2-секционные (длиной 100 мм, внутренним диаметром 8 мм), заполненные пористым полимерным сорбентом на основе 2,6-дифенил-и-фениленоксада (100 мг сорбента во фронтальной секции, 50 мг - в задней)
Установка для перегонки растворителей
Холодильник обратный
Хроматографическая колонка стальная длиной 150 мм, внутренним диаметром 4,6 мм, заполненная обращено-фазовым сорбентом с привитыми монофункциональными полярными группами С18, зернением 5 мкм

Примечание. Допускается использование вспомогательных устройств 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 Р 12.1.019-09, а также требования, изложенные в технической документации на жидкостный хроматограф.

4.2. 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. Требования к квалификации операторов

Измерения в соответствии с настоящей методикой может выполнять специалист, имеющий опыт работы на жидкостном хроматографе, освоивший данную методику и подтвердивший экспериментально соответствие получаемых результатов нормативам контроля погрешности измерений.

6. Условия измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

- процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят при температуре воздуха (20 ± 5) °С и относительной влажности не более 80 %;

- выполнение измерений на жидкостном хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Выполнению измерений предшествуют следующие операции: очистка ацетонитрила (при необходимости), подготовка подвижной фазы для ВЭЖХ, кондиционирование хроматографической колонки, приготовление смеси растворителей для растворения проб и разбавления градуировочных растворов, приготовление растворов для градуировки и внесения, установление градуировочной характеристики, отбор проб.

7.1. Очистка ацетонитрила

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 употреблением ацетонитрил повторно перегоняют над прокаленным карбонатом калия (на 1 дм³ ацетонитрила 10 г карбоната калия).

7.2. Подготовка подвижной фазы для ВЭЖХ

7.2.1. Приготовление раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей 0,1 % (0,1 %-й раствор). В мерную колбу вместимостью 1000 см³ помещают около 500 см³ бидистиллированной или деионизованной воды, вносят 1 см³ ортофосфорной кислоты, доводят водой до метки, перемешивают.

7.2.2. Приготовление подвижной фазы. В мерную колбу вместимостью 1000 см³ помещают 800 см³ ацетонитрила, добавляют 200 см³ 0,1 %-го раствора ортофосфорной кислоты, перемешивают, фильтруют через мембранный фильтр и дегазируют.

7.3. Кондиционирование хроматографической колонки для ВЭЖХ

Промывают колонку подвижной фазой (приготовленной по п. 7.2) при скорости подачи растворителя 0,8 см³/мин до установления стабильной базовой линии.

7.4. Приготовление смеси растворителей для приготовления рабочих растворов и растворения проб

В мерную колбу вместимостью 1000 см³ помещают 800 см³ ацетонитрила, добавляют 200 см³ бидистиллированной или деионизованной воды, перемешивают, фильтруют через мембранный фильт.

7.5. Приготовление градуировочных растворов

7.5.1. Исходный раствор спиромезифена для градуировки (концентрация 100 мкг/см³). В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают (0,01 ± 0,0001) г спиромезифена, растворяют в 50 - 60 см³ ацетонитрила, доводят ацетонитрилом до метки, тщательно перемешивают.

Раствор хранят в холодильнике при температуре 4 - 6 °С в течение месяца.

Растворы № 1 - 5 готовят объемным методом путем последовательного разбавления исходного раствора для градуировки.

7.5.2. Раствор № 1 спиромезифена для градуировки и внесения (концентрация 10 мкг/см³). В мерную колбу вместимостью 100 см³ помещают 10 см³ исходного раствора с концентрацией спиромезифена 100 мкг/см³ (п. 7.5.1), разбавляют ацетонитрилом до метки.

Градуировочный раствор № 1 хранят в холодильнике при температуре 4 - 6 °С в течение месяца.

Этот раствор используют для приготовления проб с внесением при оценке полноты извлечения действующего вещества методом «внесено-найдено» и контроля качества результатов измерений методом добавок.

7.5.3. Рабочие растворы № 2 - 6 спиромезифена для градуировки (концентрации 0,05 - 1,0 мкг/см³). В 5 мерных колб вместимостью 100 см³ помещают по 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 и 10,0 см³ градуировочного раствора № 1 с концентрацией 10 мкг/см³ (п. 7.5.2), доводят до метки смесью растворителей, приготовленной по п. 7.4, тщательно перемешивают, получают рабочие растворы № 2 - 6 с концентрацией спиромезифена 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0 мкг/см³ соответственно.

Рабочие растворы хранят в холодильнике при температуре 4 - 6 °С не более 14 дней.

7.6. Установление градуировочных характеристик, условия хроматографирования

Градуировочные характеристики, выражающие зависимость площади пика (мкВ∙с) от концентрации спиромезифена в растворе (мкг/см³), устанавливают методом абсолютной калибровки по 5 растворам для градуировки. В инжектор хроматографа вводят по 50 мм³ каждого градуировочного раствора № 2 - 6 и анализируют в условиях хроматографирования, указанных ниже. Осуществляют не менее 5 параллельных измерений. Устанавливают площади пиков спиромезифена, на основании которых строят градуировочные зависимости.

Условия хроматографирования

Измерения выполняют при следующих режимных параметрах.

Жидкостный хроматограф с ультрафиолетовым детектором с переменной длиной волны.

Хроматографическая колонка стальная длиной 150 мм, внутренним диаметром 4,6 мм, заполненная обращено-фазовым сорбентом с привитыми монофункциональными полярными группами С8, зернение 5 мкм.

Рабочая длина волны: 216 и 230 нм*.

Температура колонки: 30 °С.

Подвижная фаза: ацетонитрил-0,1 %-я ортофосфорная кислота (80:20, по объему).

Скорость потока элюента: 0,8 см³/мин.

Объем вводимой пробы: 50 мм³.

Линейный диапазон детектирования: 2,5 - 50 нг.

__________

* Для достоверности идентификации спиромезифена его детектирование возможно при длине волны 230 нм, поскольку в данной области интенсивность поглощения вещества - в 2 раза ниже, чем при 216 нм. Соблюдение соотношения площадей пиков при этих волнах подтверждает наличие действующего вещества в пробе.

8. Отбор и условия хранения проб

Отбор проб осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.4.02-81 «ОПА. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ в воздухе населенных мест». Воздух с объемным расходом 2 дм³/мин аспирируют через сорбционные трубки.

Для измерения концентрации спиромезифена на уровне предела обнаружения (0,0016 мг/м³) необходимо отобрать 62,5 дм³ воздуха.

Срок хранения отобранных проб, помещенных в бумажные пакеты, в холодильнике (4 ± 2) °С - 14 дней. Для длительного хранения пробы помещают в морозильную камеру при температуре ниже -(18 ± 2) °С.

9. Выполнение измерений

Для экстракции вещества с трубок содержимое сорбционной трубки (сорбент и стекловату) переносят в градуированную пробирку вместимостью 10 см³, заливают 5 см³ ацетонитрила, помещают на ультразвуковую ванну на 5 мин. Растворитель декантируют в круглодонную колбу вместимостью 50 см³, сорбент промывают новой порцией ацетонитрила объемом 5 см³, выдерживая на ультразвуковой ванне 5 мин.

Объединенный экстракт переносят (через воронку) в круглодонную колбу, упаривают на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани не выше 40 °С почти досуха, оставшийся растворитель отдувают потоком теплого воздуха.

Сухой остаток растворяют в 2 см³ смеси растворителей (подготовленной по п. 7.4), тщательно перемешивают и анализируют при условиях хроматографирования, указанных в п. 7.6.

10. Обработка результатов анализа

Концентрацию спиромезифена в пробе воздуха (X), мг/м³, рассчитывают по формуле:

А - концентрация спиромезифена в хроматографируемом растворе соответственно, найденные по соответствующему градуировочному графику в соответствии с величиной площади хроматографического пика, мкг/см³;

W - объем раствора, подготовленного для хроматографирования, см³;

V_t - объем пробы воздуха, отобранный для анализа, приведенный нормальным условиям (давление 760 мм рт. ст., температура 0 °С), дм³:

T - температура воздуха при отборе проб (на входе в аспиратор), °С;

Р - 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.

11. Оформление результатов измерений

Результат количественного анализа представляют в виде: результат анализа  в мг/м³, характеристика погрешности δ, % (табл. 1), Р = 0,95 или

( ± ∆) мг/м³, Р = 0,95, где

 - среднее арифметическое результатов определений, мг/м³;

∆ - граница абсолютной погрешности, мг/м³:

δ - граница относительной погрешности методики (показатель точности по диапазону концентраций, табл. 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 спиромезифена в пробе атмосферного воздуха населенных мест - менее 0,0016 мг/м³»*.

* 0,0016 мг/м³ - предел обнаружения при отборе 62,5 дм³ атмосферного воздуха населенных мест.

12. 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».

12.1. 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 спиромезифена в которых должно охватывать весь диапазон от 0,05 до 1,0 мкг.

Градуировочная характеристика считается стабильной, если для каждого градуировочного раствора, используемого для контроля, сохраняется соотношение:

X - концентрация спиромезифена в пробе при контрольном измерении, мкг/см³;

С - известная концентрация спиромезифена в градуировочном растворе, взятом для контроля стабильности градуировочной характеристики, мкг/см³;

В - норматив контроля погрешности градуировочной характеристики, % (равен 10 % при Р = 0,95).

Если величина расхождения (А) 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 спиромезифена, предусмотренных МИ. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики устанавливают ее заново согласно п. 7.6.

Стабильность результатов измерений контролируют перед проведением измерений, анализируя один из градуировочных растворов.

12.2. Плановый внутрилабораторный оперативный контроль процедуры выполнения анализа проводится методом добавок.

Образцами для контроля являются реальные пробы воздушной среды. Объем отобранных для контроля процедуры выполнения анализа проб воздуха должен соответствовать удвоенному объему, необходимому для проведения анализа по методике. После отбора проб экстракт с трубки делят на две равные части, первую из которых анализируют в точном соответствии с прописью методики, и получают результат анализа исходной рабочей пробы - X. Во вторую часть делают добавку анализируемого компонента (С_д) и анализируют в точном соответствии с прописью методики, получая результат анализа рабочей пробы с добавкой - X. Результаты анализа исходной рабочей пробы (X) и рабочей пробы с добавкой (X') получают в условиях повторяемости (один аналитик, использование одного набора мерной посуды, одной партии реактивов и т.д.).

Величина добавки C_д, должна удовлетворять условию:

± (±) - характеристика погрешности (абсолютная погрешность) результатов анализа, соответствующая содержанию компонента в испытуемом образце (расчетному значению содержания компонента в образце с добавкой соответственно), мг/м³, при этом:

∆_л = ± 0,84∆, где

∆ - граница абсолютной погрешности, мг/м³:

δ - граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций, табл. 1), %.

Результат контроля процедуры К_к рассчитывают по формуле:

', , С_д - среднее значение массовой концентрации анализируемого компонента в образце с добавкой, испытуемом образце, концентрация добавки соответственно (мг/м³).

Норматив оперативного контроля точности К рассчитывают по формуле:

Проводят сопоставление результата контроля процедуры (К_к) с нормативом контроля (К).

Если результат контроля процедуры удовлетворяет условию

процедуру анализа признают удовлетворительной.

При невыполнении условия (1) процедуру контроля повторяют. При повторном невыполнении условия (1) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

12.3. 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):

R - предел воспроизводимости, мг/м³,

R = 0,13∙.

 = ¹/₂(X₁ + X₂), где X₁, X₂ - результаты измерений в условиях воспроизводимости (разное время, разные операторы, разные лаборатории), мг/м³.

Если выполняется условие (2), то воспроизводимость измерений считается удовлетворительной.

При превышении норматива контроля воспроизводимости эксперимент повторяют, при повторном превышении указанного норматива выясняют причины и по возможности их устраняют.

СОДЕРЖАНИЕ