4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ ПЕСТИЦИДОВ
В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ
СЫРЬЕ И ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Измерение массовой
концентрации Карбофурана
в воздухе
рабочей зоны методом высокоэффективной
жидкостной хроматографии
СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ
МУК 4.1.1162-02
ВЫПУСК 1
МОСКВА
2004
1. Сборник подготовлен: Федеральным научным центром гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана (чл.-корр. РАМН, проф. В.Н. Ракитский, проф. Т.В. Юдина); Московской сельскохозяйственной академией им. К.А. Тимирязева (проф. В.А. Калинин, к. хим. н. Довгилевич А.В.); Всероссийским НИИ фитопатологии (А.М. Макеев и др.); Всероссийским НИИ защиты растений (В.И. Долженко и др.); Санкт-Петербургским НИИ лесного хозяйства (Маслаков С.Е., Л.В. Григорьева и др.), при участии Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России (А.П. Веселов).
2. Методические указания рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Минздраве России.
3. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации, академиком РАМН Г.Г. Онищенко.
4. Введены впервые.
Главный государственный санитарный
врач Российской Федерации, Первый
заместитель Министра здравоохранения
Российской Федерации
Г.Г. Онищенко
Дата введения: 1 января 2003 г.
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Измерение массовой концентрации Карбофурана
в воздухе рабочей зоны методом
высокоэффективной
жидкостной хроматографии
Методические
указания
МУК 4.1.1162-02
Настоящие методические указания устанавливают методику количественного химического анализа воздуха рабочей зоны методом высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения в нем массовой концентрации карбофурана в диапазоне 0,02 - 0,2 мг/м3.
Карбофуран - действующее вещество препаратов:
ХИНУФУР, ВС (436 г/л), фирма производитель Агро-Кеми КФТ, Венгрия;
ФУРАДАН, ТПС 350г/кг, фирма производитель ФМС и Европа НВ, США;
2,3-дигидро-2,2-диметилбензофуран-7-илметилкарбамат (IUРАС)
C12H15NO3 M. м. 221,3
Белое кристаллическое вещество со слабым запахом фенола. Температура плавления 150 - 152 °С. Давление паров при 33 °С: 2,7 мПа. Растворимость в органических растворителях при 25 °С (г/кг): 1-метил-2-пирролидон - 300; диметилформамид - 270; диметилсульфоксид - 250; ацетон - 150; ацетонитрил - 140; дихлорметан - 120; циклогексанон - 90; бензол, этанол - 40. Растворимость в воде при 25 °С - 351 мг/дм3.
Карбофуран стабилен в водных растворах при рН 3; с увеличением рН его стабильность уменьшается: период полураспада при рН 5 - 28 дней, при рН 7 - 21 день, при рН 9 - 0,9 дня.
Агрегатное состояние в воздухе рабочей зоны - пары и аэрозоль.
Краткая токсикологическая характеристика
Острая пероральная токсичность (LD50) для крыс - 9,17 мг/кг; острая дермальная токсичность (LD50) для крыс > 10700 мг/кг; острая ингаляционная токсичность (LK50) для крыс - 75 мг/м3.
Область применения
Карбофуран - системный инсектицид и акарицид широкого спектра действия, рекомендуемый против почвообитающих и листогрызущих (членистоногих) вредителей, а также для протравливания семян.
ПДК в воздухе рабочей зоны - 0,05 мг/м3.
1. Погрешность измерений
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ± 18 %, при доверительной вероятности 0,95.
2. Метод измерения
Измерения концентраций Карбофурана выполняют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на обращенной фазе с ультрафиолетовым детектором с использованием жидкостного хроматографа.
Концентрирование Карбофурана из воздуха осуществляют на активированный уголь, экстракцию с активированного угля проводят смесью хлороформа с диэтиловым эфиром (соотношение 2 : 1, по объему).
Нижний предел измерения в анализируемом объеме пробы - 2 нг.
Определению не мешают компоненты препаративной формы.
3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы
3.1. Средства измерений
|
Жидкостный хроматограф Perkin-Elmer (США) с ультрафиолетовым детектором или другой с аналогичными или улучшенными характеристиками |
№ Госреестра 15945-97 |
|
Микроколоночный жидкостный хроматограф |
|
|
Милихром с ультрафиолетовым детектором |
ТУ 25-7405.0009-89 |
|
Весы аналитические ВЛА-200 |
ГОСТ 24104-80Е |
|
Аспирационное устройство ЭА-1 |
ТУ 25-11-1414-78 |
|
Барометр-анероид М-67 |
ТУ 2504-1797-75 |
|
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2, цена деления 1 °С, пределы измерения 0 - 55 °С |
ТУ 215-73Е |
|
Мерные колбы, вместимостью 50 и 100 см3 |
|
|
Пипетки, вместимостью 1, 2, 5 и 10 см3 |
Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.
3.2. Реактивы
|
|
|
|
Ацетонитрил для хроматографии, хч |
ТУ 6-09-4326-76 |
|
Вода бидистиллированная или деионизированная |
|
|
Уголь активированный, марки БАУ или КСТ |
ГОСТ 611-752 |
|
Хлороформ, хч |
ТУ 6-09-4263-76 |
|
Этиловый спирт |
ГОСТ 5964-67 |
|
Эфир диэтиловый (для наркоза, Фармакопея СССР) |
ГОСТ 6265-74 |
3.3. Вспомогательные устройства
|
Воронка Бюхнера, диаметром 20 мм |
|
|
Колба Бунзена |
|
|
Колбы грушевидные со шлифом, вместимостью 100 см3 |
ГОСТ 10394-72 |
|
Насос водоструйный |
ГОСТ 10696-75 |
|
Пробирки центрифужные |
|
|
Пробирки колориметрические плоскодонные с притертой пробкой, высотой 150 мм и внутренним диаметром 15 мм |
ГОСТ 10515-75 |
|
Ротационный вакуумный испаритель ИР-1М или ротационный вакуумный испаритель В-169 фирмы Buchi, Швейцария |
ТУ 25-11-917-76 |
|
Холодильник водяной, обратный |
ГОСТ 9737-70 |
|
Колонка хроматографическая аналитическая, длиной 64 мм, внутренним диаметром 2 мм, заполненная Сепароном С18, зернением 5 мкм |
ТУ 25-7405.003-86 |
|
Шприц для ввода образцов для жидкостного хроматографа, вместимостью 50 мкл |
|
|
Установка для перегонки растворителей при атмосферном давлении |
|
|
Груша резиновая |
|
|
Стеклянные палочки |
|
|
Эксикатор |
Допускается применение другого оборудования и хроматографических колонок с аналогичными техническими характеристиками, обеспечивающими аналогичное разделение.
4. Требования безопасности
4.1. При работе с реактивами соблюдать требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими, легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1005-88.
4.2. При выполнении измерений с использованием жидкостного хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.
5. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже инженера-химика, с опытом работы на жидкостном хроматографе.
6. Условия измерений
При выполнении измерений соблюдают следующие условия:
· процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях согласно ГОСТ 15150-69 при температуре воздуха (20 ± 10) °С, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности не более 80 %.
· выполнение измерений на жидкостном хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.
7. Подготовка к выполнению измерений
Перед выполнением измерений проводят очистку ацетонитрила, подготовку подвижной фазы для ВЭЖХ, приготовление растворов, подготовку трубок с активированным углем, кондиционирование хроматографических колонок, установление градуировочной характеристики, отбор проб.
7.1. Очистка ацетонитрила
Ацетонитрил кипятят с обратным холодильником над пентоксидом фосфора не менее 1 часа, после чего перегоняют, непосредственно перед употреблением ацетонитрил повторно перегоняют над прокаленным карбонатом калия.
7.2. Подготовка подвижной фазы для ВЭЖХ
7.2.1. Подвижная фаза № 1 для ВЭЖХ
В мерную колбу вместимостью 1000 см3 помещают 650 см3 ацетонитрила, доводят объем до метки дистиллированной водой, перемешивают, фильтруют и дегазируют.
7.2.2. Подвижная фаза № 2 для ВЭЖХ
В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 50 см3 ацетонитрила, доводят объем до метки дистиллированной водой, перемешивают, фильтруют и дегазируют.
7.3. Приготовление растворов
7.3.1. Исходный раствор карбофурана для градуировки (концентрация 1 мг/см3)
В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 0,1 г карбофурана, растворяют в 50 - 70 см3 ацетонитрила, доводят ацетонитрилом до метки, тщательно перемешивают. Раствор хранится в холодильнике в течение месяца.
7.3.2. Раствор № 1 карбофурана для градуировки (концентрация 10 мкг/см3)
В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают 1 см3 исходного стандартного раствора карбофурана с концентрацией 1 мг/см3 (п. 7.3.1), разбавляют ацетонитрилом до метки. Раствор хранится в холодильнике в течение месяца.
7.3.3. Рабочие растворы №№ 2 - 7 карбофурана для градуировки (концентрация 0,1 - 2,0 мкг/см3)
В 5 мерных колб вместимостью 100 см3 помещают по 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 и 10 см3 стандартного раствора № 1 с концентрацией 10 мкг/см (п. 7.3.2), доводят до метки подвижной фазой № 1 (п. 7.2.1), тщательно перемешивают, получают рабочие растворы №№ 2 - 6 с концентрацией карбофурана 0,1; 0,2; 0,3; 0,5 и 1,0 мкг/см3, соответственно.
Раствор № 7 с концентрацией 2,0 мкг/см3 готовят аналогично, используя мерную колбу вместимостью 50 см3 и 10 см3 раствора № 1. Растворы хранятся в холодильнике не более 3 дней.
7.3.4. Рабочие растворы №№ 8 - 12 карбофурана для градуировки (концентрация 1,0 - 40 мкг/см3)
В 3 мерные колбы вместимостью 100 см3 помещают по 1,0; 2,0 и 4,0 см3 исходного стандартного раствора с концентрацией 1,0 мг/см3 (п. 7.3.1), доводят до метки подвижной фазой № 2 (п. 7.2.2), тщательно перемешивают, получают рабочие растворы №№ 8 - 10 с концентрацией карбофурана 10, 20 и 40 мкг/см3, соответственно.
Растворы №№ 11 - 12 с концентрацией 2,0 и 3,75 мкг/см3 готовят из раствора № 9 (концентрация 20 мкг/см3) разбавлением подвижной фазой № 2 (п. 7.2.2), используя мерные колбы вместимостью 50 см3 и 5,0 и 9,38 см3 раствора № 9.
Растворы хранятся в холодильнике не более 3 дней.
7.4. Подготовка трубок с активированным углем
В U-образную стеклянную трубку помещают 0,5 г активированного угля, с двух концов уплотняют тампонами из стекловаты.
Заполненные U-образные трубки активируют путем постепенного нагревания в муфельной печи до 350 - 400 °С, выдерживания при этой температуре в течение 10 - 15 минут. Допустимо хранение активированных трубок, закрытых заглушками, в вакуумном эксикаторе не более 3 суток перед отбором проб.
7.5. Отбор проб
Отбор проб воздуха проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». При осуществлении измерения по п. 7.7.1 в течение 15 мин последовательно отбирают 3 пробы, для чего воздух аспирируют в течение 5 мин с объемным расходом 2 - 3 дм3/мин через стеклянную U-образную трубку, заполненную активированным углем.
При измерении по п. 7.7.2 отбирается одна проба в течение 15 минут с объемным расходом аспирируемого воздуха 3 дм3/мин.
Для измерения концентрации карбофурана на уровне 0,5 ПДК воздуха рабочей зоны по п. 7.7.1 необходимо отобрать 8 дм3 воздуха, по п. 7.7.2 - 40 дм3 воздуха. Срок хранения отобранных проб, помещенных в полиэтиленовые пакеты, в холодильной камере при 4 °С - 14 дней.
7.6. Кондиционирование хроматографических колонок
Промывают колонку подвижной фазой № 1 или № 2 в течение 30 мин при скорости подачи растворителя 1 см/мин (измерение по п. 7.7.1) или 100 мм3/мин (измерение по п. 7.7.2) до установления стабильной базовой линии.
7.7. Установление градуировочной характеристики
7.7.1. Метод 1 (жидкостный хроматограф Perkin-Elmer)
Градуировочную характеристику, выражающую зависимость площади пика (отн. единицы) от концентрации карбофурана в растворе (мкг/см3), устанавливают методом абсолютной градуировки по 5 сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 5 растворов №№ 2 - 7, готовят по п. 7.3.3. В инжектор хроматографа вводят по 20 мм3 каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях хроматографирования по п. 7.7.1.1.
При проведении измерений с детектированием при длине волны 220 нм используют растворы для градуировки №№ 2 - 6, при длине волны 280 нм* - растворы №№ 3 - 7.
* Детектирование при длине волны 280 нм используют при наличии в натурных пробах воздуха примесей, поглощающих в области 220 нм, время выхода которых совпадает с временем выхода карбофурана.
7.7.1.1. Условия хроматографирования
Жидкостный хроматограф с ультрафиолетовым детектором Perkin-Elmer (США)
Основная неподвижная фаза: Zorbax ODS, зернением 5 мкм колонка стальная длиной 25 см, внутренним диаметром 4,0 мм, содержащая
|
комнатная |
|
|
Подвижная фаза |
ацетонитрил-вода (35 : 65, по объему) |
|
Скорость потока элюента |
1 мл/мин |
|
Рабочая длина волны |
220 (или 280) нм |
|
Чувствительность |
0,005 ед. абсорбции на шкалу |
|
Объем вводимой пробы |
20 мкл |
|
Время выхода карбофурана |
8,4 - 8,7 мин |
|
Линейный диапазон детектирования |
2 - 20 нг (при длине волны 220 нм) |
|
4 - 40 нг (при длине волны 280 нм) |
Альтернативная неподвижная фаза
Колонка стальная длиной 25 см, внутренним диаметром 4,6 мм, содержащая Hipersil ODS, зернением 5 мкм.
Условия хроматографирования те же.
Время выхода карбофурана 9,3 - 9,6 мин.
Градуировочный график проверяют ежедневно по анализу 1 - 2 стандартных растворов различной концентраций. Если получаемые результаты отличаются более, чем на ± 10 % от данных, заложенных на графике, градуировочный график строят заново, используя свежеприготовленные рабочие стандартные растворы.
7.7.2. Метод 2 (жидкостный хроматограф Милихром)
Градуировочную характеристику, выражающую зависимость высоты пика (мм) от концентрации карбофурана в растворе (мкг/см3), устанавливают методом абсолютной градуировки по 5 сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из 5 растворов №№ 8 - 12, готовят по п. 7.3.4. В инжектор хроматографа вводят по 10 мм3 каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях хроматографирования по п. 7.7.2.1.
7.7.2.1. Условия хроматографирования
Жидкостный хроматограф с ультрафиолетовым детектором Милихром (Россия)
Колонка стальная длиной 64 мм, внутренним диаметром 2 мм, заполненная Сепароном С18, зернением 5 мкм
Температура колонки комнатная
Подвижная фаза ацетонитрил-вода (50 : 50, по объему)
Скорость потока элюента 100 мкл/мин
Рабочая длина волны 220 нм
Чувствительность 0,4 ед. абсорбции на шкалу
Объем вводимой пробы 10 мкл
Время выхода карбофурана около 4,0 мин
Линейный диапазон детектирования 20 - 400 нг
8. Выполнение измерений
8.1. Подготовка проб к анализу
Активированный уголь и стекловату с отобранной пробой переносят в пробирку с притертой пробкой вместимостью 15 мл, заливают 6 - 7 мл смеси хлороформа с диэтиловым эфиром (соотношение 2 : 1, по объему), оставляют на 10 минут, периодически перемешивая. Растворители сливают, фильтруя через стекловату. Сорбент еще дважды обрабатывают новыми порциями смеси растворителей объемом 6 - 7 мл.
Объединенный экстракт упаривают в грушевидной колбе на ротационном вакуумном испарителе при температуре бани 40 - 45 °С почти досуха, оставшийся растворитель отдувают потоком теплого воздуха, остаток растворяют в 2 мл подвижной фазы № 1 (п. 7.2.1) или в 0,5 мл подвижной фазы № 2 (п. 7.2.2), фильтруют через слой стекловаты, помещенный в конусную химическую воронку и анализируют при условиях хроматографирования, указанных в п. п. 7.7.1.1 или 7.7.2.1.
Пробу вводят в инжектор хроматографа не менее двух раз. Измеряют площадь или высоту пика, при ручной обработке хроматограмм высоты пиков измеряют на хроматограмме с помощью линейки с точностью до 0,5 мм.
Перед анализом испытываемой пробы проводят хроматографирование холостой пробы - экстракта активированного угля из неэкспонированной пробоотборной трубки.
Образцы, дающие пики большие, чем стандартный раствор с концентрацией 1,0 (или 2,0) мкг/мл (измерение по п. 7.7.1.1) или 40 мкг/мл, разбавляют подвижной фазой № 1 или № 2 соответственно.
9. Обработка результатов измерений
Массовую концентрацию карбофурана в пробе воздуха рабочей зоны, X, мг/м3, при использовании градуировочного графика рассчитывают по формуле:
,
где
С - концентрация карбофурана в хроматографируемом растворе, найденная по градуировочному графику в соответствии с величиной площади (или высоты) хроматографического пика, мкг/см3;
W - объем экстракта, подготовленного для хроматографирования, см3;
V20 - объем пробы воздуха, отобранного для анализа, приведенного к стандартным условиям (давление 760 мм рт. ст., температура 20 °С), дм3.
,
где
Т - температура воздуха при отборе пробы (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.
Примечание: Идентификация и расчет концентрации карбофурана в пробах могут быть проведены с помощью программ обработки хроматографических данных с применением компьютеров, подключенных к хроматографу.
10. Оформление результатов измерений
Результат количественного анализа представляют в виде результата анализа 
(мг/м3), характеристики погрешности δ,
%, P = 0,95
(
, мг/м3,
Р = 0,95), где
,
мг/м3
За результат анализа ()
принимается среднее арифметическое
результатов параллельных определений X1 и Х2
( = (X1, + Х2)/2), расхождение между которыми не превосходит значений
норматива оперативного контроля сходимости d, равного 10 %.
Результат измерений должен оканчиваться тем же десятичным разрядом, что и погрешность.
12. Разработчики
Ракитский В.Н., член-корр. РАМН, проф., Юдина Т.В., Федорова Н.Е., Волкова В.Н. (Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана, г. Мытищи Московской обл.).
СОДЕРЖАНИЕ