Крупнейшая бесплатная
информационно-справочная система онлайн доступа к полному собранию технических нормативно-правовых актов
РФ. Огромная база технических нормативов (более 150 тысяч документов) и полное собрание национальных стандартов, аутентичное официальной базе Госстандарта.
|
|||
|
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ 4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ Хромато-масс-спектрометрическое
определение МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Минздрав России 1. Подготовлены д. б. н. А.Б. Малышевой, проф., д. м. н. Н.В. Русаковым, к. х. н. Е.Г. Растянниковым, к. х. н. А.А. Беззубовым (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН). 2. Утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации - Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г. Онищенко 18 июля 2001 г. 3. Введены впервые. ПредисловиеУчитывая многокомпонентность химического загрязнения, актуальность приобретает аналитический контроль, ориентированный на идентификацию возможно более широкого спектра загрязняющих веществ и последующее проведение целевых анализов по выбранным на его основе ведущим показателям. В связи с этим в последнее время внимание уделяется разработке многокомпонентных аналитических методов контроля на основе использования хромато-масс-спектрометрии. Настоящие методические указания позволяют, с одной стороны, проводить идентификацию широкого спектра летучих и труднолетучих органических соединений в почве, твердых бытовых и промышленных отходах, осадках сточных вод и т.д. и, с другой стороны, являются аналитическим методом контроля 12 летучих и 34 труднолетучих органических соединений. Эти методики также могут быть применены для решения разнообразных гигиенических задач, направленных на поиск неизвестных соединений, без решения которых невозможно оценить уровень загрязнения почвы или степень опасности отхода. Результаты исследований могут послужить основанием для проведения санитарно-гигиенических, технологических, рекультивационных и других мероприятий по охране здоровья человека и условий его жизнедеятельности. д. б. н. А.Г. Малышева, проф., д. м. н. Н.В. Русаков СОДЕРЖАНИЕ УТВЕРЖДАЮ Главный государственный санитарный врач Российской Федерации, Первый заместитель Министра здравоохранения Российской Федерации Г. Г. Онищенко 18 июля 2001 г. МУК 4.1.1062-01 Дата введения 1 октября 2001 г. 4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Хромато-масс-спектрометрическое определение Методические указания 1. Область примененияМетодические указания по хромато-масс-спектрометрическому определению труднолетучих органических веществ в почве, твердых бытовых и промышленных отходах предназначены для центров госсанэпиднадзора, санитарных лабораторий промышленных предприятий, лабораторий научно-исследовательских институтов, работающих в области гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения аналитического контроля труднолетучих органических веществ в почве и отходах и оценки соответствия уровня их содержания гигиеническим нормативам или требованиям. 2. Общие положенияНастоящие методические указания дают возможность идентифицировать и количественно определять с помощью хромато-масс-спектрометрии 34 труднолетучих органических вещества в почве и отходах производства и потребления в диапазоне концентраций 0,01 - 1,0 мг/кг. Методика метрологически аттестована. Методические указания одобрены и рекомендованы секциями: «Физико-химические методы исследования объектов окружающей среды» и «Гигиена почвы и промотходов» при Проблемной комиссии «Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды». Физико-химические свойства приведены в табл. 1 - 3. 3. Погрешность измеренийМетодика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±20 % при доверительной вероятности 0,95. 4. Метод измеренийИзмерение концентраций труднолетучих органических веществ основано на извлечении их из почвы (отходов) экстракцией диэтиловым эфиром, концентрировании экстракта до органического масла, реэкстракции хлороформом, газохроматографическом разделении на кварцевой капиллярной колонке, идентификации по масс-спектрам и количественном расчете по градуировочным характеристикам. 5. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивыПри выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы 5.1. Средства измеренийГазовый хроматограф с масс-селективным детектором с программным обеспечением HPG 1034 с MS Chem Station (серия DOS) Микрошприц, вместимостью 10 мм3, МШ-10М ГОСТ 8043-75 Весы аналитические ВЛА-200 ГОСТ 24104-80Е Меры массы ГОСТ 7328-82Е Посуда стеклянная лабораторная ГОСТ 1770-74Е, 25336-82 Аттестованные образцы состава полициклических ароматических углеводородов, АОЗТ «Экрос» Стандартный образец фенола, АОЗТ «Экрос» ГСО 7101-94 Аттестованные образцы хлорированных фенолов, АОЗТ «Экрос» Аттестованные образцы замешанных фенолов, АОЗТ «Экрос» Таблица 1 Физико-химические свойства полициклических ароматических углеводородов
Таблица 2 Физико-химические свойства фенолов
Таблица 3 Физико-химические свойства органических кислот
5.2. Вспомогательные устройстваКолонка кварцевая капиллярная длиной 30 м и внутренним диаметром 0,25 мм, покрытая неподвижной фазой НР-5 (полиметилсилоксан с 5 % фенильных групп) с толщиной пленки 0,25 мкм Колбы с оттянутым дном, емкостью 25 см3 ГОСТ 10394-72 Микрососуды с узким коническим дном типа Microvial фирмы Хьюлетт-Паккард Баня водяная ТУ 61-1-423-72 Шкаф сушильный электрический 2В-151 Дистиллятор ТУ 61-1-721-79 Набор сит для ситового анализа 5.3. Материалы и реактивыЭфир серный для наркоза, стабилизированный, Госфармакопея Вода дистиллированная ГОСТ 6709-72 Хлороформ, х. ч. ТУ 6-09-4263-76 Гелий газообразный, очищенный, марки А ТУ 51-940-60 Стекловата Гексановая (капроновая) кислота, ч. ТУ 6-09-126-75 Гептановая (энантовая) кислота, ч. ТУ 6-09-613-76 Октановая (каприловая) кислота, ч. ТУ 6-09-529-75 Нонановая (пеларгоновая) кислота, ч. ТУ 6-09-531-75 Декановая (каприновая) кислота, ч. ТУ 6-09-320-75 Ундекановая кислота, ч. ТУ 6-09-18-53-79 Додеканова (лауриновая) кислота, ч. ТУ 6-09-612-76 Тридекановая кислота, ч. ТУ 6-09-18-55-59 Тетрадекановая (миристиновая) кислота, ч. ТУ 6-09-127-75 Пентадекановая кислота, ч. ТУ 6-09-18-16-76 Гексадекановая (пальмитиновая) кислота, ч. ТУ 6-09-4132-75 Гептадекановая кислота, ч. Октадекановая (стеариновая) кислота, ч. ГОСТ 9419-78 Нонадекановая кислота, ч. ТУ 6-09-1720-72 Эйкозановая (арахиновая) кислота, ч. ТУ 6-09-1674-72 м-нитрофенол, ч. д. а. ТУ 6-09-4530-77 Нафталин, х. ч. ТУ 6-09-40-949-86 Антрацен, х. ч. ТУ 6-09-4465-77 Ацетонитрил, х. ч. ТУ 6-09-4326-76 Этанол для хроматографии ТУ 6-09-1710-77 Песок речной или карьерный 6. Требования безопасности6.1. При выполнении измерений концентраций труднолетучих органических веществ с использованием хромато-масс-спектрометра следует соблюдать правила электробезопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации хромато-масс-спектрометра. 6.2. При работе с реактивами соблюдают необходимые меры безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88 и ГОСТу 12.1.007-76. 6.3. Диэтиловый эфир является наркотическим средством, вызывающим раздражение дыхательных путей, относится к IV классу опасности (ПДК = 0,6 мг/м3). При работе с этим растворителем следует соблюдать меры безопасности в соответствии с ГОСТом 12.1.007-76. 7. Требования к квалификации оператораК выполнению измерений и обработке их результатов на хромато-масс-спектрометре допускаются лица, имеющие квалификационную группу по работе на установках с высоким напряжением не ниже четвертой, прошедшие соответствующий курс обучения и знающие устройство и правила эксплуатации прибора. 8. Условия измеренийПри выполнении измерений соблюдают следующие условия: · приготовление растворов и подготовку проб к анализу проводят при температуре воздуха (20±5) °С, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80 %; · выполнение измерений на хромато-масс-спектрометре проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору и настоящими методическими указаниями. 9. Подготовка к выполнению измеренийПеред выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, подготовку хроматографической колонки и установление градуировочной характеристики. 9.1. Приготовление растворовИсходный раствор нафталина, антрацена для градуировки (с = 1 мг/см3). Навеску полициклического ароматического углеводорода в количестве 100 мг вносят в мерную колбу, вместимостью 100 см3, приливают хлороформ до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения исходного раствора - 30 дней в холодильнике. Рабочий раствор № 1 нафталина, антрацена (с = 0,2 мг/см3) 20 см3 исходного раствора вносят в мерную колбу, вместимостью 100 см3, приливают хлороформ до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения исходного раствора - 7 дней в холодильнике. Рабочий раствор № 2 фенантрена, флуорантена, пирена и хризена (с = 0,2 мг/см3). В качестве рабочих растворов используют стандартные растворы этих полициклических ароматических углеводородов. Срок хранения рабочего раствора - 1 год в холодильнике. Исходный раствор фенола (с = 1 мг/см3). Содержимое ампулы ГСО фенола (0,1 г) вносят в мерную колбу, вместимостью 100 см3, доводят уровень этанолом до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения рабочего раствора - 30 дней в холодильнике. Рабочий раствор № 3 фенола (с = 0,1 мг/см3). 10 см3 исходного раствора фенола вносят в мерную колбу, вместимостью 100 см3, доводят уровень этанолом до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения рабочего раствора - 7 дней в холодильнике. Рабочий раствор № 4 хлорированных фенолов (с = 0,1 мг/см3). Содержимое 5 ампул (каждая с концентрацией 500 мкг/см3, объемом 1 см3), переносят в мерную колбу, вместимостью 25 см3, доводят этанолом до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения рабочего раствора - 30 дней при 4 °С. Исходные растворы органических кислот (с = 1 мг/см3). 100 мг органической кислоты вносят в мерную колбу, вместимостью 100 см3, доводят уровень хлороформом до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения исходных растворов - 30 дней при 4 °С. Рабочие растворы органических кислот № 5 (с = 0,1 мг/см3), 10 см3 исходного раствора органической кислоты вносят в мерную колбу, вместимостью 100 см3, доводят уровень хлороформом до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения рабочего раствора - 30 дней при 4 °С. 9.2. Подготовка хроматографической колонкиКварцевую капиллярную колонку предварительно кондиционируют, нагревая в термостате хроматографа ступенчато с 70 °С до 270 °С и выдерживая при этой температуре в течение 4 ч. По охлаждении термостата хроматографа до комнатной температуры выход колонки подсоединяют к устройству сопряжения с масс-селективным детектором, создают разряжение в масс-селективном детекторе и записывают нулевую линию при параметрах проведения хроматографического анализа. При отсутствии заметных флуктуации (не более 0,1 % при масштабе измерений 200.000) приступают к работе. 9.3. Подготовка пескаПесок речной или карьерный, проходящий через сито № 1, промывается дистиллированной водой и высушивается в сушильном шкафу при 150 °С в течение 2 ч. 9.4. Установление градуировочной характеристикиГрадуировочную характеристику устанавливают по 5 сериям градуировочных растворов полициклических ароматических углеводородов, фенолов и органических кислот. Она выражает зависимость площади пика (безразмерные компьютерные единицы) от концентрации каждого соединения (мкг/г или мг/кг). Каждую серию, состоящую из 6 градуировочных растворов, готовят в мерных колбах на 25 см3. Для этого в каждую колбу вносят пипеткой рабочие растворы соответствующих труднолетучих органических веществ в соответствии с таблицами 4, 5 и 6, доводят соответствующим растворителем до метки и перемешивают. Таблица 4 Градуировочные растворы для установления градуировочных характеристик при определении концентраций полициклических ароматических углеводородов (ПАУ)
Таблица 5 Градуировочные растворы для установления градуировочных характеристик при определении концентраций фенолов
Таблица 6 Градуировочные растворы для установления градуировочных характеристик при определении концентраций органических кислот
Для построения градуировочной характеристики в коническую колбу, емкостью 10 см3, вносят 1 г прокаленного песка и вводят в него микрошприцем 10 мм3 градуировочного раствора, закрывают пробкой и встряхивают. Затем песок экстрагируют 3 см3 диэтилового эфира в течение 20 мин при периодическом встряхивании, диэтиловый эфир сливают декантацией и операцию повторяют еще дважды (органические кислоты извлекаются в количестве не менее 90 %, фенолы - 94 %, ПАУ - 98 %). Объединенный эфирный экстракт фильтруют через стекловату и упаривают на водяной бане при 45 - 50 °С сначала в колбочке с оттянутым дном, затем в микрососуде. К органическому маслу приливают 4 мм3 хлороформа и 2 мм3 полученного экстракта анализируют на газовом хроматографе с масс-селективным детектором. Условия проведения хромато-масс-спектрометрического анализа: температура испарителя 220 °С; температура интерфейса 280 °С; температура колонки 2 мин при 70 °С; затем нагрев со скоростью 5 °С/мин до температуры 180 °С, после чего нагрев со скоростью 10 °С/мин до 270 °С и, наконец, выдержка при 270 °С в течение 20 мин; общее время анализа 53 мин; задержка деления потока при вводе образца 0,5 мин. Масс-спектры электронного удара органических соединений получают при следующих параметрах: энергия ионизирующих электронов 70 эв; диапазон сканирования масс 33 - 550 m/z; температура масс-селективного детектора 172 °С; число сканирований в секунду 1,2; число выборок 2; напряжение на электронном умножителе 1635 в; ток эмиссии 50 мкА. Идентификацию труднолетучих органических соединений осуществляют с помощью библиотечного поиска в библиотеке NBS-54 компьютера и по временам удерживания. Интегрируют площади пиков, полученных по извлеченным молекулярным ионам для полициклических ароматических углеводородов и фенолов и по характеристическим ионам для органических кислот; по средним результатам из 5 серий градуировочных растворов строят градуировочную характеристику для каждого соединения. Градуировку проводят один раз в полгода. 9.5. Условия отбора пробПробы почвы (отходов) отбирают методом конверта в соответствии с ГОСТом 17.4.4.02.84 в стеклянные емкости темного цвета с плотными крышками. Пробы хранят при 4 °С в течение недели. 10. Выполнение измеренийОтобранные точечные пробы извлекают из холодильника, выдерживают при комнатной температуре 2 - 3 ч, затем объединяют в одной емкости, растирают в фарфоровой ступке, просеивают и тщательно перемешивают. 1 г объединенной пробы помещают в коническую колбу, емкостью 10 см3, и анализируют как описано в п. 9.4. Параллельно проводят определение влажности образца, для чего 15 г материала помещают в химический стакан, высушивают его при температуре 105 °С в течение 8 ч и доводят до постоянной массы, периодически, не менее 2 - 3 раз, взвешивая охлажденный до комнатной температуры стакан. 11. Обработка (вычисление) результатовКонцентрацию каждого идентифицированного соединения (мг/кг) определяют по соответствующей градуировочной характеристике после компьютерного интегрирования хроматограммы, соответствующего извлечения молекулярного или характеристических ионов. Концентрацию вещества С в образце (мг/кг) вычисляют по формуле: , где а - абсолютное массовое количество вещества в пробе (мкг), определенное в 1 г пробы; К - поправочный коэффициент, учитывающий влажность почвы (отходов). , где W - влажность почвы (отходов) при комнатной температуре (%); , где т1 - масса влажной почвы (отходов) со стаканом (г); т0 - масса высушенной почвы (отходов) со стаканом (г); т - масса стакана (г). 12. Оформление результатов измеренийРезультаты анализа (измерений) представляют в виде: С, мг/кг ± 20 % или С ± 0,2 С мг/кг. 13. Контроль погрешности измеренийПроводят контроль погрешности измерений содержания каждого вещества при помощи градуировочных растворов. Рассчитывают среднее значение результатов измерений содержания вещества, введенного в почвенный материал из градуировочного раствора, отнесенное к единице массы почвы (отходов) (кг): , где п - число измерений содержания вещества, введенного из градуировочного раствора; Сni - результат измерения содержания вещества i-го измерения (мг/кг). Рассчитывают среднее квадратичное отклонение результата измерения концентрации каждого введенного органического вещества:
Рассчитывают доверительный интервал , где t - коэффициент нормированных отклонений, определяемый по таблицам Стъюдента, при доверительной вероятности 0,95, и затем относительную погрешность определения концентраций:
Если δ £ 20 %, то погрешность измерений удовлетворительная. |