УТВЕРЖДАЮ
Руководитель Федеральной
службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей
и благополучия человека,
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации
Г.Г.ОНИЩЕНКО
9 августа 2006 года
Дата введения:
1 сентября 2006 года
4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРОФОРМА, 1,2-ДИХЛОРЭТАНА, ТЕТРАХЛОРМЕТАНА, ХЛОРБЕНЗОЛА В БИОСРЕДАХ (КРОВЬ) ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
МУК 4.1.2112-06
- Область применения
Методические указания по определению концентраций химических веществ в биологических средах предназначены для использования Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, лечебными и научными учреждениями, работающими в области профпатологии и экологии человека, научно-исследовательскими институтами, занимающимися вопросами гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения контроля за содержанием органических соединений в биологических средах у населения, проживающего в районах с повышенным уровнем загрязнения окружающей среды. Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-96 «ГСОЕИ. Методики выполнения измерений», ГОСТ Р 1.5-92 «ГСС. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов». Методика анализа обеспечивает выполнение измерений массовой концентрации алифатических и ароматических хлорированных углеводородов в крови в диапазоне концентраций: — хлороформ от 0,002 до 0,420 мкг/куб. см с погрешностью 34,8% при доверительной вероятности 0,95; — тетрахлорметан от 0,0001 до 0,0030 мкг/куб. см с погрешностью 19,05% при доверительной вероятности 0,95; — 1,2-дихлорэтан от 0,025 до 1,300 мкг/куб. см с погрешностью 16,0% при доверительной вероятности 0,95; — хлорбензол от 0,011 до 0,200 мкг/куб. см с погрешностью 15,4% при доверительной вероятности 0,95.
Хлороформ (трихлорметан)
CHCl3 Молекулярная масса 119,38. Хлороформ — бесцветная жидкость с характерным сладковатым запахом. Температура кипения 61,15 град. С, температура плавления (-63,5 град. С). Хлороформ растворим в органических растворителях и малорастворим в воде, наркотик [1]. Тетрахлорметан
CCl4 Молекулярная масса 153,82. Тетрахлорметан — бесцветная жидкость. Температура кипения 76,75 град. С, температура плавления (-22,87 град. С). Тетрахлорметан растворим в органических растворителях и малорастворим в воде. Тетрахлорметан — сильнейший наркотик [1]. 1,2-Дихлорэтан
C2H4Cl2 Молекулярная масса 98,97. 1,2-Дихлорэтан — бесцветная жидкость. Температура кипения 83,5 град. С, температура плавления (-35,3 град. С). Растворим в органических растворителях и малорастворим в воде. 1,2-Дихлорэтан является токсичным соединением [1]. Хлорбензол
C6H5Cl Молекулярная масса 112,56. Хлорбензол — бесцветная жидкость. Температура кипения 132 град. С, температура плавления (-45,6 град. С). Хлорбензол хорошо растворим в органических растворителях и малорастворим в воде. Хлорбензол — наркотик, действующий на систему крови подобно бензолу, но значительно слабее [1].
2. Сущность метода
Методика основана на предварительном концентрировании алифатических хлорированных соединений (хлороформ, тетрахлорметан, 1,2-дихлорэтан) и ароматических (хлорбензол) при рН 8-10 из биологического материала (кровь) экстракцией диэтиловым эфиром и последующем газохроматографическом анализе экстрактов. Выполнение измерений массовой концентрации алифатических хлорированных углеводородов проводят методом газовой хроматографии с детектором электронного захвата. Определению не мешают ацетон, ароматические углеводороды, алифатические спирты, трихлорэтилен при содержании каждого из указанных веществ не более 0,5 мкг/куб. см. Длительность анализа, включая экстракцию пробы, — 30 мин.
3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы и растворы. Допускается применение других типов средств измерений, вспомогательного оборудования и химреактивов с аналогичными или лучшими метрологическими и техническими характеристиками.
3.1. Средства измерений
Хроматограф газовый с детектором электронного захвата
Весы лабораторные ВЛР-200 аналитические ГОСТ 24104-01 Разновесы Г2-210 ГОСТ 7328-01 Секундомер "Агат" ТУ 25-1894.003-90 Микрошприцы МШ-10 ТУ 2.833.106-00 Линейка измерительная ГОСТ 427-75 Лупа измерительная ГОСТ 25706-83 Колбы мерные вместимостью 25, 50, 100 и 1000 куб. см ГОСТ 1770-74 Пробирки мерные со шлифом 10 куб. см ГОСТ 1770-74 Пипетки мерные 5, 10 куб. см ГОСТ 29227-91 Хлороформ фарм. Массовая доля основного вещества, %, ГСО 7288-96 не менее 99,7 Тетрахлорметан. Массовая доля основного вещества, %, ГСО 7211-95 не менее 99,9 1,2-Дихлорэтан, хч. Массовая доля основного вещества, ГСО 7332-96
%, не менее 99,6
Хлорбензол, хч. Массовая доля основного вещества, %, не менее 99,6 ГСО 7142-95.
3.2. Вспомогательные устройства
Хроматографическая колонка стальная длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм
Бидистиллятор стеклянный БС ТУ 25-11.1592-81 Редуктор кислородный ТУ 26-05-236-73 Центрифуга СМ-4, 3000 об./мин. Бюксы стеклянные ГОСТ 25336-82 Воронка делительная ГОСТ 23932-90.
3.3. Материалы
Азот газообразный ГОСТ 9293-74.
3.4. Реактивы
Apiezon L на хроматоне N-супер фракции
0,16-0,20 мм — неподвижная фаза для
заполнения хроматографической колонки
Диэтиловый эфир медицинский ОСТ 84-2006-88 Щавелевая кислота, хч ГОСТ 22180-76 Натрия гидроксид, чда ГОСТ 4328-77 Серная кислота, осч ГОСТ 14262-78 Калия дихромат, чда ГОСТ 4220-75 Натрия хлорид, хч ГОСТ 4233-77 Ацетон, осч ТУ 2633-039-44493179-00.
3.5. Растворы
Раствор калия дихромата, 3%-й
Раствор гидроксида натрия, 10%-й
Раствор щавелевой кислоты, 10%-й.
4. Требования к безопасности
4.1. При выполнении работ должны быть соблюдены меры противопожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-85 и правила техники безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76. 4.2. При работе необходимо соблюдать «Правила по технике безопасности и производственной санитарии при работе в химических лабораториях» (утверждены МЗ СССР 20.12.1982) и «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (утверждены Госгортехнадзором СССР 27.11.1987). 4.3. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88. 4.4. При выполнении измерений с использованием газового хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкцией по эксплуатации прибора.
5. Требования к квалификации оператора
К выполнению измерений допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика и опыт работы на газовом хроматографе и в химической лаборатории, прошедшие соответствующий инструктаж, освоившие метод в процессе тренировки и уложившиеся в нормативы оперативного контроля при выполнении процедур контроля погрешности.
6. Условия измерений
6.1. При проведении процессов приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия: — температура воздуха (20 +/- 5) град. С; — атмосферное давление 630-800 мм рт. ст.; — влажность воздуха не более 80% при температуре 25 град. С. 6.2. Выполнение измерений на газовом хроматографе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией по прибору.
7. Подготовка к выполнению измерений
Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка посуды, подготовка хроматографической колонки, приготовление аттестованных смесей, установление градуировочной характеристики.
7.1. Подготовка посуды
Используемую посуду замочить на 1 ч в свежеприготовленном 3%-м растворе дихромата калия в серной кислоте (3 г дихромата калия на 100 куб. см концентрированной серной кислоты), отмыть в проточной водопроводной воде, ополоснуть бидистиллированной водой и просушить при температуре 120 град. С.
7.2. Подготовка хроматографической колонки
Хроматографическую колонку перед заполнением неподвижной фазой промывают дистиллированной водой, ацетоном, гексаном, высушивают в токе инертного газа. Заполнение хроматографической колонки насадкой проводят под вакуумом. Концы колонки закрывают стекловатой, устанавливают в хроматограф и, не подключая к детектору, кондиционируют в токе газа-носителя (азота) с расходом 30 куб. см/мин. при температуре 200 град. С в течение 18 ч. После охлаждения колонку подключают к детектору, записывают нулевую линию в рабочем режиме. При отсутствии мешающих влияний колонка готова к работе.
7.3. Приготовление аттестованных смесей
Для построения градуировочного графика собирают кровь, не содержащую определяемых соединений, и готовят серию рабочих аттестованных растворов. Исходный аттестованный раствор 1 для градуировки. В мерную колбу объемом 1000 куб. см, содержащую бидистиллированную воду в объеме 500 куб. см, вводят микрошприцем 7 куб. мм хлороформа, ГСО 7288-96, 10 куб. мм раствора тетрахлорметана концентрацией 48,93 мкг/куб. см. (Для приготовления раствора концентрацией 48,93 мкг/куб. см 3 куб. мм тетрахлорметана, ГСО 7211-95, вводят в мерную колбу объемом 100 куб. см, содержащую бидистиллированную воду, и заполняют колбу до метки водой.). Весовое содержание определяемых веществ в исходной аттестованной смеси составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества): хлороформ — 10,416 мкг/куб. см, тетрахлорметан — 0,4893 мкг/куб. см. Срок хранения раствора — 12 ч. Исходный аттестованный раствор 2 для градуировки. В мерную колбу объемом 1000 куб. см, содержащую бидистиллированную воду в объеме 500 куб. см, вводят микрошприцем 5 куб. мм 1,2-дихлорэтана, ГСО 7288-96, и заполняют колбу до метки водой. Весовое содержание определяемого вещества в исходной аттестованной смеси составляет (с учетом плотности) 6,29 мкг/куб. см. Срок хранения — 12 ч. Исходный аттестованный раствор 3 для градуировки. В мерную колбу объемом 100 куб. см, содержащую бидистиллированную воду в объеме 50 куб. см, вводят микрошприцем 1 куб. мм хлорбензола и заполняют колбу до метки водой. Весовое содержание определяемого вещества в исходной аттестованной смеси составляет (с учетом плотности) 11,066 мкг/куб. см. Срок хранения — 3 ч. Раствор щелочи. В небольшом количестве бидистиллированной воды растворяют 30 г гидроксида натрия, количественно переносят в мерную колбу объемом 100 куб. см и заполняют колбу до метки водой.
7.4. Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной калибровки. Она выражает зависимость площади пика на хроматограмме (кв. мм) от массы хлорорганических соединений (мкг) и строится по 5 сериям рабочих аттестованных растворов. Каждую серию, состоящую из 5 аттестованных растворов, готовят в мерных колбах объемом 50 куб. см. Для этого в каждую колбу вносят по 2 куб. см крови и заполняют 30 куб. см бидистиллированной воды. Затем добавляют аттестованные растворы хлороформа, тетрахлорметана, 1,2-дихлорэтана и хлорбензола в соответствии с табл. 1 и доводят до метки.
Таблица 1
РАБОЧИЕ АТТЕСТОВАННЫЕ РАСТВОРЫ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Номер смеси 1 2 3 4 5 6
Хлороформ, объем исходного 0,01 0,05 0,10 0,50 1,00 2,00 аттестованного раствора (10,416 мкг/куб. см), куб. см
Концентрация хлороформа, 0,002 0,0104 0,021 0,1 0,215 0,42 мкг/куб. см
Тетрахлорметан, объем 0,01 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 исходного аттестованного раствора (0,4893 мкг/куб. см), куб. см
Концентрация тетрахлорметана, 0,0001 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 мкг/куб. см
1,2-Дихлорэтан, объем 0,2 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 исходного аттестованного раствора (6,29 мкг/куб. см), куб. см
Концентрация 1,2-дихлорэтана, 0,025 0,063 0,126 0,25 0,63 1,26 мкг/куб. см
Хлорбензол, объем исходного 0,05 0,10 0,15 0,20 0,50 1,00 аттестованного раствора (11,066 мкг/куб. см), куб. см
Концентрация хлорбензола, 0,011 0,022 0,033 0,044 0,110 0,220 мкг/куб. см
Приготовленный аттестованный раствор помещают в делительную воронку объемом 250 куб. см, добавляют 30 г высаливателя — хлорида натрия, подщелачивают 30%-м раствором гидроксида натрия до достижения рН 8-10 и экстрагируют 10 куб. см диэтилового эфира. Содержимое воронки интенсивно встряхивают 10 мин., после отстаивания эфирный экстракт сливают в пробирку. Далее пробу центрифугируют при 7000 об./мин. в течение 10 мин. для денатурации белка. В хроматографическую колонку через испаритель вводят по 10 куб. мм экстракта каждого градуировочного раствора и анализируют в условиях:
температура термостата колонок — 90 град. С; температура испарителя — 170 град. С; температура детектора — 250 град. С; расход газа-носителя (азот) — 30 куб. см/мин.; скорость диаграммной ленты — 240 мм/ч; время удерживания хлороформа — 3 мин. 05 с;
тетрахлорметана - 4 мин. 20 с; 1,2-дихлорэтана - 6 мин.; хлорбензола - 15 мин.
На полученной хроматограмме определяют площади пиков определяемых компонентов и по средним результатам из 6 серий строят градуировочную характеристику. Градуировку проверяют 1 раз в квартал и при смене партии реактивов.
7.5. Отбор проб
Отбор проб венозной крови в объеме не менее 10 куб. см производится в тщательно вымытую стеклянную пробирку с притертой пробкой, в которую предварительно добавлено 0,1 куб. см раствора гепарина. Анализ крови проводить сразу или хранить в морозильной камере не более 5 дней.
8. Выполнение измерений
Пробу крови в объеме 2 куб. см доводят до 50 куб. см бидистиллированной водой, помещают в делительную воронку объемом 250 куб. см, добавляют 30 г высаливателя — хлорида натрия, подщелачивают 30%-м раствором гидроксида натрия до достижения рН 8-10 и экстрагируют 10 куб. см диэтилового эфира. Содержимое воронки интенсивно встряхивают 10 мин., после отстаивания эфирный экстракт сливают в пробирку. Далее пробу центрифугируют при 7000 об./мин. в течение 10 мин. для денатурации белка. После отстаивания эфирный экстракт сливают в другую пробирку. Полученный центрифугат в объеме 10 куб. мм хроматографируют и проводят количественное определение анализируемых соединений в подготовленной пробе по калибровочному графику. Процедуру повторяют аналогично для второго образца и проводят выполнение измерений двух параллельных проб крови. Условия выполнения измерений аналогичны условиям при установлении градуировочной характеристики (п. 7.4.).
9. Вычисление результатов измерений
На хроматограмме рассчитывают площадь пика и по градуировочной характеристике определяют концентрацию алифатических хлорированных углеводородов и хлорбензола в крови. За результат измерения принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений Х , Х ,
max min расхождение между которыми не должно превышать значения предела повторяемости r (табл. 3). Концентрации хлорированных углеводородов
n
рассчитывают по формуле:
А х V экст. Х = ----------, V х V 1 2
где:
А — количество компонента, найденное по калибровочному графику, мкг;
V - объем экстрагента, куб. см; экст. V - объем экстрагируемой крови, куб. см; 1 V - объем хроматографируемой пробы, куб. см. 2 _
Результат измерений представляют в виде (Х +/- ДЕЛЬТА), мкг/куб. см, где
Х + Х _ _ max min Х - средний результат анализа, мкг/куб. см, Х = -----------, при условии: 2 r Х + Х n max min Х - Х <= --- х -----------, max min 100 2
где:
Х - максимальный результат из 2-х параллельных измерений; max
Х - минимальный результат из 2-х параллельных измерений; min
r - значение предела повторяемости, %; n
ДЕЛЬТА - характеристика погрешности, мкг/куб. см, при Р = 0,95, равная:
_ дельта х Х ДЕЛЬТА = ----------, 100
где дельта - относительное значение характеристики погрешности, %.
10. Внутренний контроль качества
Внутренний контроль качества (ВКК) измерений - повторяемость, внутрилабораторная прецизионность (воспроизводимость), точность - осуществляют с целью получения оперативной информации о качестве измерений и принятия при необходимости оперативных мер по его повышению в соответствии с нормативным документом МИ 2335-2003 "ГСОЕИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа". Методика выполнения измерений обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл. 2 и 3.
Таблица 2
ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ, ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ, ПОВТОРЯЕМОСТИ, ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ
Наименование Показатель Показатель Показатель определяемого повторяемости воспроизводимости точности (границы компонента и (относительное (относительное относительной диапазон среднеквадрати- среднеквадратическое погрешности при измерений, ческое отклонение отклонение вероятности мкг/см повторяемости), воспроизводимости) Р = 0,95), дельта , % дельта , % +/- дельта, % r R _ Хl Хлороформ, 8,4 10,5 34,8
от 0,002 до 0,420 вкл.
Тетрахлорметан, 15,7 18,0 19,1 от 0,0001 до 0,0030 вкл.
1,2-Дихлорэтан, 3,7 12,1 16,0 от 0,025 до 1,300 вкл.
Хлорбензол, 4,4 12,5 15,4 от 0,011 до 0,200 вкл.
Таблица 3
ЗНАЧЕНИЯ ПРЕДЕЛОВ ПОВТОРЯЕМОСТИ И ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ ПРИ ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ Р = 0,95
Наименование Предел повторяемости Предел внутрилабораторной определяемого (относительное значение воспроизводимости компонента и допускаемого расхождения (относительное значение диапазон между двумя результатами допускаемого расхождения между измерений, параллельных двумя результатами измерений, мкг/куб. см определений), r , % полученными в одной n лаборатории, но в разных условиях), R , % _ Хl Хлороформ, 13,3 29,0
от 0,002 до 0,420 вкл.
Тетрахлорметан, 13,5 22,3 от 0,0001 до 0,0030 вкл.
1,2-Дихлорэтан, 10,2 15,8 от 0,025 до 1,300 вкл.
Хлорбензол, 12,2 16,9 от 0,011 до 0,200 вкл.
10.1. Контроль стабильности градуировочного графика
Контроль стабильности градуировочного графика проводят раз в квартал в анализируемой серии измерений. Определяют содержание исследуемых соединений в градуировочных растворах, которые соответствуют началу, середине и концу градуировочного интервала. Градуировка признается стабильной, если расхождение между заданным и измеренным значением концентраций не превышает 5%.
10.2. Контроль повторяемости
Относительное расхождение между результатами двух измерений, выполненных в соответствии с методикой одним оператором при измерении образцов одной и той же рабочей пробы с использованием одних и тех же средств измерений и реактивов в течение возможно минимального интервала времени, не должно превышать значения предела повторяемости r (табл. 3).
n Повторяемость результатов параллельных измерений признают
удовлетворительной, если:
Х + Х n max min Х - Х <= --- х -----------, max min 100 2
где:
r - значение предела повторяемости, %; n
Х - максимальный результат из 2-х параллельных измерений; max
Х - минимальный результат из 2-х параллельных измерений. min
Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.
10.3. Контроль воспроизводимости
Внутренний контроль воспроизводимости проводят с использованием рабочей пробы. Пробу делят на две равные части и анализируют в соответствии с методикой, максимально варьируя условия проведения анализа (разные операторы, разное время, разные партии реактивов одного типа, разные наборы мерной посуды и т.д.). Воспроизводимость результатов контрольных измерений признают удовлетворительной, если выполняется условие:
_ _ R Х + Х _ 1 2 _ _ Хl |Х - Х | <= --- х -------, 1 2 100 2
где:
_
Х - средний результат анализа рабочей пробы из 2-х параллельных 1
измерений, мкг/куб. см;
_
Х - средний результат анализа рабочей пробы из 2-х параллельных 2
измерений, полученный в других условиях, мкг/куб. см;
R - значение предела внутрилабораторной воспроизводимости, % (табл.
_ Хl 3). _ _ Расхождение между результатами измерений Х и Х , полученных в разных 1 2 условиях, не должно превышать значений показателя воспроизводимости R _ Хl
при доверительной вероятности Р = 0,95, указанных в табл. 3. Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.
10.4. Контроль точности
Контроль точности с использованием метода добавок состоит в сравнении результата контрольной процедуры, равного разности между результатом контрольного измерения содержания хлорированных соединений (хлороформ, тетрахлорметан, 1,2-дихлорэтан, хлорбензол) в пробе с известной добавкой _ _ (Х'), в рабочей пробе без добавки (Х) и величиной добавки С
д (добавка должна составлять не менее 40% от содержания компонента в рабочей пробе) с нормативом точности К.
Результаты контроля признаются удовлетворительными, если выполняется условие:
_ _ |Х' - Х - С | = К , д k
где:
_
Х' - средний результат контрольного измерения содержания определяемого компонента в рабочей пробе с известной добавкой из 2-х параллельных измерений, мкг/куб. см;
_
Х - средний результат контрольного измерения содержания определяемого компонента в рабочей пробе из 2-х параллельных измерений, мкг/куб. см;
С - величина добавки к пробе, мкг/куб. см. д
/дельта _ 2 дельта _ 2 К = 0,84 х /(------ х Х) + (------ х Х' ) . \/ 100 100
Качество контрольной процедуры признают удовлетворительной при выполнении условия: К <= К.
k
При превышении норматива контроля К эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их. Периодичность контроля исполнения процедуры ВКК регламентируют согласно руководству по качеству лаборатории.
Литература
- Бандман А.Л., Войтенко Г.А., Волкова Н.В. и др. Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов: Справ. изд./Под ред. В.А.Филова и др. Л.: "Химия", 1990.
Методические указания разработаны Пермским научно-исследовательским клиническим институтом детской экопатологии (Т.С.Уланова, Т.В.Нурисламова, Н.А.Попова).
