Государственное
санитарно-эпидемиологическое нормирование
Российской Федерации
Федеральная
служба по надзору в сфере защиты прав потребителей
и благополучия человека
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Измерение концентраций фипронила
в атмосферном воздухе населенных мест методом
капиллярной газожидкостной хроматографии
Методические
указания
МУК 4.1.3446-17
Москва 2017
1. Разработаны ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора (Т.В. Юдина, М.В. Ларькина).
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 13 марта 2017 г.
4. Введены впервые.
СОДЕРЖАНИЕ
УТВЕРЖДАЮ Руководитель
Федеральной службы ____________________ А.Ю. Попова 13 марта 2017 г. |
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Измерение
концентраций фипронила
в атмосферном воздухе населенных мест методом
капиллярной газожидкостной хроматографии
Методические указания
МУК 4.1.3446-17
Свидетельство об аттестации № РОСС RU.0001.310430/0264.27.04.16.
Настоящие методические указания устанавливают порядок применения метода капиллярной газожидкостной хроматографии для определения в атмосферном воздухе населенных мест массовой концентрации фипронила в диапазоне 0,00008 - 0,0008 мг/м3.
Методические указания носят рекомендательный характер.
Фипронил
(±)-5-амино-1-(2,6-дихлор-α,α,α-трифтор-p-толил)-4-трифторметил-сульфинилпиразол-3-карбонитрил (ИЮПАК)
C12H4Cl2F6N4OS
Молекулярная масса: 437,2.
Кристаллическое вещество белого цвета. Температура плавления 200 - 201 °С. Давление паров при 25 °С: 3,7×10-4 МПа (25 °С). Растворимость в органических растворителях (мг/дм3, 20 °С): ацетон - 545,9; дихлорметан - 22,3; гексан - 0,028; толуол - 3,0; в воде, 20 °С - 1,9 мг/дм3 (pH 5); 2,4 (pH 5). Является термически и химически стойким соединением, стабилен в кислых и слабощелочных растворах; медленно разлагается при свете.
Краткая токсикологическая характеристика. Острая пероральная токсичность (LD50) для крыс - 97 мг/кг; острая дермальная токсичность (LD50) для крыс > 2000 мг/кг; острая ингаляционная токсичность (LС50) для крыс - 0,682 мг/дм3 (4 ч).
Область применения препарата. Фипронил - инсектицид широкого спектра контактного действия.
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 и 2 для соответствующих диапазонов концентраций.
Значения характеристики погрешности, нормативов
оперативного контроля точности, повторяемости, воспроизводимости
Анализируемый объект |
Диапазон определяемых концентраций, мг/м3 |
Показатель точности (границы относительной погрешности, P = 0,95), ±δ, % |
Показатель повторяемости (среднеквадратичное отклонение повторяемости), σr, мг/м3 |
Показатель воспроизводимости (среднеквадратичное отклонение воспроизводимости), σR, мг/м3 |
Предел повторяемости (значение допустимого расхождения между двумя результатами параллельных определений), r, мг/м3 |
Предел воспроизводимости (значение допустимого расхождения между двумя результатами измерений, полученных в разных лабораториях), R, мг/м3 (Р = 0,95) |
Атмосферный воздух |
0,00008 - 0,0008 |
23 |
0,07·* |
0,10· |
0,20· |
0,27· |
_______ * - среднее значение массовой концентрации анализируемого компонента в пробе, мг/м3 |
Полнота извлечения вещества, стандартное отклонение, доверительный интервал среднего результата для всего диапазона измерений (n = 20) приведены в табл. 2.
Полнота извлечения вещества, стандартное отклонение,
доверительный
интервал среднего результата для всего диапазона измерений (n = 20)
Анализируемый объект |
Метрологические параметры, Р = 0,95, n = 20 |
||||
предел обнаружения, мг/м3 |
диапазон определяемых концентраций, мг/мл |
полнота извлечения вещества, % |
стандартное отклонение. % |
доверительный интервал среднего результата, ±, % |
|
Атмосферный воздух |
0,00008 |
0,00008 - 0,0008 |
90,6 |
6,6 |
3,5 |
Измерения концентраций фипронила выполняют методом капиллярной газожидкостной хроматографии (ГЖХ) с масс-спектрометрическим детектором (МСД).
Концентрирование фипронила из воздушной среды осуществляют на пробоотборную систему, состоящую из бумажного фильтра высокой плотности и картриджа с пенополиуретаном, экстракцию из пробоотборной системы проводят ацетоном. Нижний предел измерения в анализируемой пробе - 0,005 нг. Средняя полнота извлечения - 90,6 %.
Барометр-анероид с диапазоном измерения атмосферного давления 5 - 790 мм рт. ст. и с пределом допустимой погрешности (1 ± 2,5) мм рт. ст. |
ТУ 2504-1797-75 |
Бумажные фильтры высокой плотности, обеззоленные |
ТУ 6-09-2678-77 |
Весы лабораторные аналитические, наибольший предел взвешивания 110 г, предел допустимой погрешности ±0,001 мг |
|
Газовый хроматограф, снабженный масс-селективным детектором и автоматическим пробоотборником, предназначенный для работы с капиллярной колонкой |
|
Колбы мерные 2-100-2, 2-500-2 |
|
Меры массы |
|
Пипетки градуированные 2-го класса точности вместимостью 1,0; 2,0 и 5,0 см3 |
|
Пробоотборное устройство 2-канальное с диапазоном расхода 2,0 - 20,0 дм3/мин и пределом допустимой погрешности ±5 % |
|
Термометр лабораторный шкальный ТЛ II, цена деления 1 °С, пределы измерения -35 - +55 °С |
ТУ 25-2021.003-88 |
Цилиндры мерные 2-го класса точности вместимостью 100 и 500 см3 |
Примечание. Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.
Фипронил, аналитический стандарт с содержанием основного вещества 99,4 % |
|
Ацетон, осч |
|
Гексан, осч |
|
Гелий газообразный вч, в баллонах |
ТУ 0271-001-45905715-02 |
Вода для лабораторного анализа (деионизованная или бидистиллированная) |
|
Диэтиловый эфир, чда |
ТУ 2600-001-45682126-06 |
Калий марганцовокислый (перманганат калия), хч |
|
Калий углекислый (карбонат калия), хч, прокаленный |
|
Кислота серная (концентрированная), хч |
|
Спирт этиловый (этанол) ректификованный |
Примечание. Допускается использование реактивов с более высокой квалификацией, не требующей дополнительной очистки растворителей.
Аппарат для встряхивания или орбитальный шейкер, диапазон регулировки оборотов 50 - 200 об./мин, орбита до 10 мм |
ТУ 64-1-2851-78 |
Баня водяная |
ТУ 4622603-75 |
Бумажные фильтры высокой плотности, обеззоленные |
ТУ 6-09-2678-77 |
Пробоотборный картридж, заполненный пенополиуретаном |
|
Воронка Бюхнера |
|
Воронки конусные диаметром 40 - 45 мм |
|
Груша резиновая |
ТУ 9398-005-0576-9082-03 |
Колбы конические круглодонные (для упаривания) на шлифе вместимостью 150 см3 |
|
Колба Бунзена |
|
Насос водоструйный |
|
Пинцет медицинский нержавеющий |
|
Стаканы химические с носиком вместимостью 150 см3 |
|
Стекловата |
|
Стеклянные палочки |
|
Ротационный вакуумный испаритель с мембранным насосом, обеспечивающий вакуум до 10 мбар |
|
Установка для перегонки растворителей |
|
Ректификационная колонна с числом теоретических тарелок не менее 30 |
|
Хроматографическая капиллярная кварцевая колонка длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм, содержащая сорбент: 5 % - фенилполисилоксан, 95 % - диметилполисилоксан (толщина пленки сорбента 0,25 мкм) |
|
Примечание. Допускается использование вспомогательных устройств и материалов с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.
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 газовый 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 норм, установленных ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны». Организация обучения работников безопасности труда - по ГОСТ 12.0.004-90.
4.3. При работе с газами, находящимися в баллонах под давлением до 15 МПа (150 кгс/см2), необходимо соблюдать Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утв. Приказом Ростехнадзора от 25.03.2014 № 116). Запрещается открывать вентиль баллона, не установив на нем понижающий редуктор.
Измерения в соответствии с настоящей методикой может выполнять специалист, имеющий опыт работы на газовом хроматографе, освоивший данную методику и подтвердивший экспериментально соответствие получаемых результатов нормативам контроля погрешности 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 газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.
Выполнению измерений предшествуют следующие операции: очистка органических растворителей (при необходимости), кондиционирование хроматографической колонки, приготовление растворов для градуировки, установление градуировочной характеристики, подготовка фильтров высокой плотности и картриджей с пенополиуретаном для отбора проб, отбор проб.
7.1.1. 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.
7.1.2. н-Гексаи
Растворитель последовательно промывают порциями концентрированной серной кислоты, до тех пор, пока она не перестанет окрашиваться в желтый цвет, затем водой до нейтральной реакции промывных вод, перегоняют над прокаленным карбонатом калия.
7.2.1. Исходный раствор фипронила для градуировки (концентрация 100 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 0,0100 т фипронила, растворяют в 50 - 60 см3 ацетона, доводят ацетоном до метки, тщательно перемешивают.
Раствор хранят в холодильнике при температуре (4 ± 2) °С в течение 1 месяца.
7.2.2. Раствор № 1 для градуировки (концентрация 1,0 мкг/см3). В мерную колбу вместимостью 100 см3 помешают 1,0 см3 исходного градуировочного раствора с концентрацией 100,0 мкг/см3 (п. 7.2.1), доводят до метки ацетоном, тщательно перемешивают, получают раствор № 1 для внесения с концентрацией фипронила 1,0 мкг/см3.
Раствор № 1 для градуировки хранят в холодильнике при температуре (4 ± 2) °С в течение 30 дней.
Этот раствор используют для приготовления проб с внесением при оценке полноты извлечения действующего вещества методом «внесено-найдено», а также контроле качества результатов методом добавок.
7.2.3. Растворы № 2 - 6 для градуировки и внесения (концентрация 0,005 - 0,05 мкг/см3). В мерные колбы вместимостью 100 см3 помешают по 0,5; 1,0; 2,0; 2,5 и 5,0 см3 раствора № 1 для градуировки с концентрацией 1,0 мкг/см3 (п. 7.2.2), доводят до метки ацетоном, тщательно перемешивают, получают рабочие растворы № 2 - 6 для градуировки и внесения с концентрацией фипронила 0,005; 0,01; 0,01; 0,025 и 0,05 мкг/см3 соответственно.
Рабочие растворы для градуировки и внесения хранят в холодильнике при температуре (4 ± 2) °С в течение 14 дней.
Эти растворы используют для приготовления проб с внесением при оценке полноты извлечения действующего вещества методом «внесено-найдено», а также контроле качества результатов методом добавок.
Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пиков фипронила (мВ·с) от его концентраций в растворе (мкг/см3), устанавливают методом абсолютной калибровки по 5 растворам для градуировки № 2 - 6, приготовленным по п. 7.2.3.
В испаритель хроматографа вводят по 1 мм3 каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях хроматографирования по п. 7.3.1. Осуществляют не менее 5 параллельных измерений. Устанавливают площади пиков фипронила (мВ·с), на основании которых строят градуировочную зависимость.
7.3.1. Условия хроматографирования
Измерения выполняют при следующих режимных параметрах.
Газовый хроматограф, снабженный масс-спектрометрическим детектором.
Хроматографическая капиллярная кварцевая колонка длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм, содержащая сорбент: 5 % - фенилполисилоксан, 95 % - диметилполисилоксан (толщина пленки сорбента 0,25 мкм).
Температура детектора: источник - 230 °С; переходная линия -280 °С.
Температура испарителя: 275 °С.
Температура термостата колонки программированная. Начальная температура - 180 °С, выдержка 5 мин, нагрев колонки со скоростью 10 градусов в минуту до температуры 230 °С, выдержка 4 мин, нагрев колонки со скоростью 25 градусов в минуту до температуры 270 °С.
Газ 1 (гелий): поток в колонке 1 см3/мин.
Давление: 105,441 кПа.
Средняя линейная скорость: 38,128 см/с.
Хроматографируемый объем: 1 мм3.
Режим сканирования - SIM, m/z: 367.
Время удерживания: 10,42 мин.
Диаметр бумажного фильтра высокой плотности должен соответствовать внутреннему диаметру насадки к картриджу с пенополиуретаном.
Фильтры последовательно по 3 раза промывают на воронке Бюхнера этанолом, затем ацетоном порциями 25 - 30 см3, сушат с помощью разряжения, создаваемого водоструйным насосом, затем на воздухе при комнатной температуре. До использования фильтры хранят в герметично закрытой стеклянной таре.
7.5.1. Приготовление 5 %-го раствора диэтилового эфира в н-гексане. В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 5 см3 диэтилового эфира, доводят н-гексаном до метки, перемешивают.
7.5.2. Подготовка картриджей с пенополиуретаном для отбора проб воздуха. Пенополиуретановые картриджи последовательно по 3 раза промывают на воронке Бюхнера 5 %-м раствором диэтилового эфира в н-гексане.
До использования картриджи хранят в герметично закрытой стеклянной таре.
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 - 5 дм3/мин аспирируют через пробоотборную систему, фильтр высокой плотности и картридж с пенополиуретаном.
Для измерения концентрации фипронила на уровне предела обнаружения (0,00008 мг/м3) необходимо отобрать 62,5 дм3 воздуха.
Срок хранения отобранных проб, помещенных в полиэтиленовые пакеты, в холодильнике (4 ± 2) °С - 14 дней.
Экспонированную пробоотборную систему, состоящую из фильтра высокой плотности и картриджа с пенополиуретаном переносят в химический стакан вместимостью 150 см3, заливают 20 см3 ацетона, помещают на встряхиватель на 15 минут. Растворитель сливают, еще дважды обрабатывают новыми порциями ацетона объемом 20 см3, выдерживая на встряхивателе по 10 минут.
Объединенный экстракт переносят (через воронку) в круглодонную колбу, упаривают на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани не выше 35 °С почти досуха, оставшийся растворитель отдувают потоком теплого воздуха. Остаток растворяют в 1 см3 ацетона, тщательно перемешивают и анализируют при условиях хроматографирования, указанных в п. 7.3.1.
Пробу вводят в испаритель хроматографа не менее двух раз. Устанавливают площадь пика вещества, с помощью градуировочного графика определяют концентрацию фипронила в хроматографируемом растворе.
Образцы, дающие пики большие, чем градуировочный раствор 0,05 мкг/см3, разбавляют ацетоном (не более чем в 50 раз).
Концентрацию фипронила в пробе воздуха (X), мг/м3, рассчитывают по формуле:
|
С - концентрация фипронила в хроматографируемом растворе, найденная по градуировочному графику в соответствии с величиной суммы площадей хроматографических пиков изомеров, мкг/см3;
W - объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, см3;
Vt - объем пробы воздуха, отобранный для анализа, приведенный к стандартным условиям (давление 760 мм рт. ст., температура 20 °С), дм3:
|
Т - 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.
Результат количественного анализа представляют в виде: результат анализа в мг/м3, характеристика погрешности δ, % (табл. 1), Р = 0,95 или
|
- среднее арифметическое результатов определений, признанных приемлемыми, мг/м3;
Δ - 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 фипронила в пробе атмосферного воздуха - менее 0,00008 мг/м3»*.
________
* 0,00008 мг/м3 - предел обнаружения фипронила при отборе 62,5 дм3 атмосферного воздуха.
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.
Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят в начале и по окончании каждой серии анализов.
При контроле стабильности градуировочной характеристики проводят измерения не менее двух образцов градуировочных растворов, содержание фипронила в которых должно охватывать весь диапазон концентраций от 0,005 до 0,05 мкг/см3.
Градуировочная характеристика считается стабильной, если для каждого из используемого для контроля градуировочного раствора сохраняется соотношение:
|
X - концентрация вещества в пробе при контрольном измерении, мкг/см3;
С - известная концентрация градуировочного раствора вещества, взятая для контроля стабильности градуировочной характеристики, мкг/см3;
В - норматив контроля стабильности градуировочной характеристики, % (В = 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 вновь приготовленных градуировочных растворов вещества, предусмотренных МИ. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики устанавливают ее заново согласно п. 7.3.
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 атмосферного воздуха. Объем отобранных для контроля процедуры выполнения анализа проб должен соответствовать удвоенному объему, необходимому для проведения анализа по методике. После отбора проб экстракт с пробоотборных картриджей с пенополиуретаном 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 (величина добавки Сд должна соответствовать 50 - 150 % от содержания компонента в пробе, общая концентрация не должна превышать верхнюю границу диапазона измерения) 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 Сд 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.
Допустимо характеристику погрешности результатов анализа при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения Δл = ±0,84Δ с последующим уточнением по мере накопления информации, где
Δ - граница абсолютной погрешности, мг/м3:
|
δ - граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций), %.
Контроль проводят путем сравнения результата контрольной процедуры Кк с нормативом контроля К.
Результат контрольной процедуры Кк рассчитывают по формуле:
|
, Сд - 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 контрольной процедуры (Кк) с нормативом контроля (К).
Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию
|Кк| ≤ К, |
(1) |
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 (К):
|X1 - Х2| ≤ R, где |
(2) |
R - предел воспроизводимости (табл. 1), мг/м3.
R = 0,27·.
= ½(X1 + Х2), где Х1, Х2 - 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.