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

 

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Измерение концентраций фипронила
в атмосферном воздухе населенных мест методом
капиллярной газожидкостной хроматографии

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.

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 и 2 для соответствующих диапазонов концентраций.

Таблица 1

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

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

Таблица 2

Полнота извлечения вещества, стандартное отклонение, доверительный
интервал среднего результата для всего диапазона измерений (n = 20)

2. Метод измерений

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 %.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства,
реактивы и материалы

3.1. Средства измерений

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

3.2. Реактивы

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

3.3. Вспомогательные устройства, материалы

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 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.

5. Требования к квалификации операторов

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.

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 газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

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. Очистка органических растворителей

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. Приготовление градуировочных растворов и растворов внесения

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.

7.3. Установление градуировочной характеристики

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.

7.4. Подготовка фильтров для отбора проб воздуха

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. Подготовка картриджей с пенополиуретаном
для отбора проб воздуха

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.

8. Отбор и хранение проб воздуха

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.

9. Выполнение измерений

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).

10. Обработка результатов анализа

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;

V_t - 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.

11. Оформление результатов измерений

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.

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.

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 С_д 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 С_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.

Допустимо характеристику погрешности результатов анализа при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения Δ_л = ±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 К_к с нормативом контроля К.

Результат контрольной 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 контрольной процедуры (К_к) с нормативом контроля (К).

Если результат контрольной 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 (К):

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.