"ГОСТ ISO 17075-2-2021. Межгосударственный стандарт. Кожа. Химическое определение содержания хрома (VI) в коже. Часть 2. Хроматографический метод"
(введен в действие Приказом Росстандарта от 15.09.2022 N 936-ст)

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

1 ПОДГОТОВЛЕН Научно-производственным республиканским унитарным предприятием "Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации" (БелГИСС) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Государственным комитетом по стандартизации Республики Беларусь

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 19 марта 2021 г. N 138-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 сентября 2022 г. N 936-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 17075-2-2021 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2022 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 17075-2:2017 "Кожа. Химическое определение содержания хрома (VI) в коже. Часть 2. Хроматографический метод" ("Leather - Chemical determination of chromium (VI) content in leather - Part 2: Chromatographic method", IDT).

Международный стандарт разработан Международным союзом технологов и химиков по обработке кожи (IULTCS).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВЗАМЕН ГОСТ ISO 17075-2011

Настоящий стандарт устанавливает метод определения хрома (VI) в растворах, выщелачиваемых из кожи при определенных условиях. Метод настоящего стандарта подходит для количественного определения содержания хрома (VI) в коже при его содержании от 3 мг/кг.

Настоящий стандарт применим ко всем типам кожи.

Результаты, полученные данным методом, зависят от условий экстрагирования. Результаты, полученные при использовании других условий экстрагирования (растворы для экстрагирования, pH, продолжительность экстрагирования и т.д.), не сопоставимы с результатами, полученными методом, описанным в настоящем стандарте.

Если образец кожи испытан как в соответствии с ISO 17075-1, так и в соответствии с настоящим стандартом, то результаты, полученные согласно настоящему стандарту, считаются арбитражными. Преимуществом метода, описанного в настоящем стандарте, является отсутствие мешающего влияния окраски экстракта. Тем не менее межлабораторные испытания не показывают существенных различий (см. приложение D), и результаты сопоставимы между обоими методами.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все его изменения)]:

ISO 2418, Leather - Chemical, physical and mechanical and fastness tests - Sampling location (Кожа. Методы отбора проб и идентификация лабораторных образцов)

ISO 3696, Water for analytical laboratory use - Specification and test methods (Вода для лабораторного анализа. Технические требования и методы испытания)

ISO 4044:2017, Leather - Chemical tests - Preparation of chemical test samples (Кожа. Подготовка образцов для химического анализа)

ISO 4684, Leather - Chemical tests - Determination of volatile matter (Кожа. Метод определения содержания летучих веществ)

В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением.

Терминологические базы данных ISO и IEC для применения в стандартизации размещены по следующим адресам:

- онлайн-библиотека стандартов ISO (ISO Online browsing platform): /template/go.php?url=https://www.iso.org/obp;

- электропедия IEC (IEC Electropedia): /template/go.php?url=https://www.electropedia.org/.

3.1 содержание хрома (VI) (chromium (VI) content): Количество хрома (VI) в коже, определенное после экстрагирования водным солевым раствором с pH от 7,0 до 8,0.

Примечание - Содержание хрома (VI) выражают в миллиграммах на килограмм (мг/кг) кожи в пересчете на сухое вещество.

Экстрагируемый хром (VI) вымывают из образца кожи фосфатным буферным раствором с pH от 7,0 до 8,0. Аликвоту профильтрованного экстракта анализируют на содержание Cr (VI), используя ионообменную хроматографию с детектированием в ультрафиолетовой и видимой (UV-VIS) областях спектра.

Все используемые реактивы должны быть не ниже аналитической степени чистоты.

Растворяют 22,8 г гидрофосфата калия тригидрата K₂HPO₄·3H₂O в 1000 см³ воды (см. 5.7), подкисленной фосфорной кислотой (см. 5.2) до pH 8,0 +/- 0,1. Дегазируют полученный раствор аргоном или азотом (см. 5.6) либо на ультразвуковой бане.

По установившейся практике свежий раствор готовят ежедневно. Однако раствор может храниться в течение недели в холодильнике при температуре (4 +/- 3) °C, но перед применением его следует нагреть до комнатной температуры и дегазировать.

700 см³ ортофосфорной кислоты плотностью разбавляют водой (см. 5.7) до объема 1 000 см³.

Сначала добавляют приблизительно 200 см³ деионизированной воды (см. 5.7) в мерную колбу вместимостью 1000 см³, затем добавляют 700 см³ ортофосфорной кислоты и доводят до метки деионизированной водой.

5.3 Дихромат калия K₂Cr₂O₇, высушенный в течение (16 +/- 2) ч при (102 +/- 2) °C.

Навеску калия двухромовокислого K₂Cr₂O₇ (см. 5.3) массой 2,829 г растворяют в воде (см. 5.7) в мерной колбе и доводят объем раствора до 1000 см³ водой (см. 5.7). 1 см³ этого раствора содержит 1 мг хрома.

Альтернативно может применяться исходный раствор с данным значением концентрации шестивалентного хрома, имеющийся в продаже.

1 см³ раствора (см. 5.4) переносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и доводят до метки раствором для экстрагирования (см. 5.1). 1 см³ этого раствора содержит 1 мкг хрома.

Раствор может храниться в течение недели в холодильнике при температуре (4 +/- 3) °C, но перед применением его следует нагреть до комнатной температуры.

Альтернативно может применяться стандартный раствор с данным значением концентрации шестивалентного хрома, имеющийся в продаже.

В качестве инертного газа предпочтение следует отдавать аргону, а не азоту, поскольку азот имеет более высокий удельный вес (плотность), чем воздух.

5.7 Дистиллированная или деионизированная вода со степенью чистоты 3 в соответствии с ISO 3696.

Используется обычное лабораторное оборудование, и в частности приведенное ниже.

6.1 Подходящий механический орбитальный шейкер с частотой колебаний (100 +/- 10) мин^-1.

6.2 Коническая колба вместимостью 250 см³ с пробкой.

6.3 Аэрационная труба и расходомер, пригодные для измерения расхода (50 +/- 10) см³/мин.

6.4 Мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм (политетрафторэтилен (PTFE) или полиамид 66).

6.5 Обычная лабораторная стеклянная посуда и пипетки.

6.6 Ионообменный хроматограф с ультрафиолетовым (UV) детектором или высокоэффективный жидкостный хроматограф (HPLC) с ионообменной колонкой и ультрафиолетовым (UV) детектором. Рекомендуемым является детектор с фотодиодной матрицей (DAD).

6.7 Аналитические весы, обеспечивающие взвешивание с точностью до 0,1 мг.

6.8 Подходящие виалы для HPLC.

6.9 Острый режущий инструмент или нож, подходящий для разрезания кожи на куски от 3 до 5 мм.

Отбор образцов кож - в соответствии с ISO 2418, если возможно. Если отбор образцов в соответствии с ISO 2418 не представляется возможным (например, кожа от готовых изделий, таких как обувь или одежда), в протоколе испытаний следует привести описание, каким образом осуществлялся отбор образцов.

Подготовку образцов кожи осуществляют посредством измельчения (см. 6.9) на маленькие куски в соответствии с методом, установленным в ISO 4044:2017 (пункт 6.3).

Навеску из кусков кожи (2 +/- 0,1) г взвешивают на аналитических весах (см. 6.7) с точностью до 0,001 г, 100 см³ дегазированного раствора для экстрагирования (см. 5.1) пипеткой переносят в коническую колбу вместимостью 250 см³ (см. 6.2). Вытесняют кислород в колбе не содержащим кислород аргоном (или азотом) (см. 5.6) в течение 5 мин с объемным расходом (50 +/- 10) см³/мин. Удаляют аэрационную трубу (см. 6.3), добавляют измельченные куски кожи и закрывают колбу пробкой. Объем экстракта записывают как V₀.

Для получения экстракта хрома (VI) коническую колбу с кусками кожи перемешивают в течение 3 ч +/- 5 мин в механическом орбитальном шейкере (см. 6.1) с частотой колебаний (100 +/- 10) мин^-1 при комнатной температуре.

Встряхивают колбы плавными круговыми движениями так, чтобы измельченная кожа не приставала к стенкам колбы, и избегают перемешивания быстрее указанной частоты колебаний.

Сразу же после завершения 3-часового экстрагирования содержимое конической колбы фильтруют через мембранный фильтр в стеклянный или пластиковый сосуд с пробкой. Определяют pH раствора. pH раствора должен составлять от 7,0 до 8,0. Если pH раствора находится за пределами этого диапазона значений, начинают процедуру заново.

Если pH не попадает в диапазон значений от 7,0 до 8,0, следует рассмотреть возможность использования образца меньшей массы. В этом случае предел количественного определения увеличится.

Переносят аликвоту отфильтрованного экстракта в виалу (см. 6.8).

Определение хрома (VI) проводят с использованием метода ионной хроматографии. Поскольку инструментальное оснащение лабораторий может различаться, предоставление каких-либо конкретных указаний по анализу не представляется возможным. Однако рабочие характеристики и примеры ионно-хроматографического анализа для определения содержания хрома (VI), приведенные в приложениях B и C, были успешно опробованы и применялись. В приложении B хром (VI) определяется путем прямого детектирования пика хромата при длине волны 372 нм. В приложении C хром (VI) определяется после постколоночной реакции с 1,5 дифенилкарбазидом путем измерения максимума (пика) поглощения при длине волны 540 нм.

Используемый метод должен быть проверен путем определения степени извлечения (см. 7.5), и наблюдаемые результаты должны находиться в диапазоне, указанном в приложении A.

Записывают объем введенного раствора как V_M, а площадь пика хромата как A.

Содержание хрома (VI) в коже определяют с использованием калибровки методом внешнего стандарта.

Калибровочные растворы готовят из стандартного раствора (см. 5.5). Концентрация хрома (VI) в данных растворах должна охватывать предполагаемый диапазон измерений.

Для построения подходящей калибровочной кривой используют не менее пяти калибровочных растворов, полученных с использованием стандартного раствора (см. 5.5) в диапазоне от 1 до 25 см³. Данные объемы стандартного раствора (см. 5.5) переносят пипеткой в мерные колбы вместимостью 25 см³. Доводят до метки раствором для экстрагирования (см. 5.1), хорошо перемешивают и переносят аликвоту подходящего объема в виалу (см. 6.8).

Готовят калибровочные растворы в соответствии с таблицей 1.

Переносят аликвоту в подходящую виалу (см. 6.8), соответствующую хроматографической системе (см. 6.6).

Вводят калибровочные растворы в хроматографическую систему (см. 6.6). Вводят одинаковый объем каждого калибровочного раствора. Пробы рекомендуется вводить в таком же объеме. Записывают объем вводимых калибровочных растворов как V_C, мкл.

Строят калибровочную кривую зависимости концентрации хрома (VI) в микрограммах Cr на сантиметр кубический (мкг/см³) от измеренных значений площади пиков хромата. Значения концентрации хрома (VI) откладывают по оси x, а значения площади пиков - по оси y.

Определение степени извлечения обеспечивает получение информации о возможных матричных эффектах, которые могут влиять на результаты.

Добавляют в аликвоту раствора, полученного по 7.2, подходящий объем раствора хрома (VI) для увеличения концентрации хрома (VI) на 10 мг/кг. Вводят в хроматографическую систему полученный раствор в таком же объеме, с которым вводились растворы при калибровке (площадь пика записывают как As).

Добавляют в аликвоту раствора для экстрагирования (см. 5.1) (объемом, равным объему вышеупомянутого раствора, полученного по 7.2) подходящий объем раствора хрома (VI) для увеличения концентрации хрома (VI) на 10 мг/кг, в результате чего конечный объем полученного раствора будет равен объему вышеупомянутого раствора с добавкой хрома (VI). Вводят в хроматографическую систему полученный раствор в таком же объеме, с которым вводились растворы при калибровке (площадь пика записывают как A_st).

Значения площади пиков хромата для данных растворов должны находиться в пределах калибровочной кривой, в противном случае повторяют процедуру, используя меньшую аликвоту меньшего объема. Степень извлечения должна составлять от 80% до 120%.

Примечание - Если добавленный хром (VI) не обнаружен, это является признаком того, что кожа содержит восстановители. Из этого вытекает вывод, что в данной коже хром (VI) отсутствует (его содержание ниже предела обнаружения).

где w_Cr(VI) - массовая доля экстрагируемого хрома (VI) в коже, мг/кг;

A - площадь пика хромата на хроматограмме экстракта с образцом;

F - угол наклона калибровочной кривой (y/x), см³/мкг;

b - точка пересечения, отсекаемая на калибровочной кривой (y/x);

m - масса отобранного образца кожи, г;

V₀ - объем экстракта с образцом кожи, см³;

V_C - объем раствора, вводимого при калибровке, мкл;

V_M - объем раствора, вводимый при анализе образца, мкл.

Результат в пересчете на сухое вещество:

где D - коэффициент пересчета результата испытаний на сухое вещество:

где w - массовая доля летучих веществ, определенная по ISO 4684 с использованием другого кусочка образца, %.

где - степень извлечения, %;

V₁ - объем раствора с образцом в растворе с добавкой, см³;

V₂ - объем стандартного раствора хромата в растворе с добавкой, см³;

A_s - площадь пика хромата в растворе с образцом после добавления хрома (VI), полученная при определении в соответствии с 7.5;

A - площадь пика хромата в исходном растворе с образцом, полученная при определении в соответствии с 7.3;

A_st - площадь пика хромата в растворе для экстрагирования после добавления хрома (VI), полученная при определении в соответствии с 7.5.

Содержание хрома (VI) приводят в миллиграммах на килограмм (мг/кг) с округлением до 0,1 мг/кг. Содержание хрома пересчитывают на сухую кожу. Содержание летучих веществ, определенное по ISO 4684, приводят в процентах (%) с округлением до 0,1%.

Экстрагируемая матрица кожи имеет сложный состав, поэтому результаты определения ниже 3 мг/кг имеют большой разброс и ограниченную достоверность; по этой причине предел количественного определения должен быть 3 мг/кг.

Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:

a) содержание хрома (VI), полученное по 8.1, с округлением до 0,1 мг/кг;

b) ссылку на настоящий стандарт;

c) описание испытуемого образца и деталей отбора образцов кож (см. 7.1) (при необходимости);

d) краткое описание техники хроматографического анализа (т.е. применялся метод прямого детектирования или метод постколоночной реакции);

e) содержание летучих веществ в коже в процентах (%) с округлением до 0,1%;

f) степень извлечения в процентах (%);

g) любые отклонения от требований настоящего метода.

Результаты, полученные при проведении в июне 2015 г. международных межлабораторных испытаний для двух типов кожи, обобщены в таблице A.1, таблице A.2 и таблице A.3.

Поскольку инструментальное оснащение лабораторий может различаться, предоставление каких-либо конкретных указаний по анализу не представляется возможным. Следующие рабочие характеристики были успешно опробованы и применялись.

Используемый метод должен быть проверен путем определения степени извлечения (см. 7.5), и наблюдаемые результаты должны находиться в диапазоне, указанном в приложении A.

Все реактивы должны быть не ниже аналитической степени чистоты.

B.2.1.1 Безводный сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ (CAS: 7783-20-2).

B.2.1.2 Гидроксид натрия NaOH (CAS: 1310-73-2).

B.2.1.3 Исходный раствор подвижной фазы

Растворяют 33,00 г безводного сульфата аммония и 0,40 г гидроксида натрия в мерной колбе вместимостью 1000 см³ и доводят объем раствора до метки водой (см. 5.7). Данный раствор содержит 250 ммоль сульфата аммония и 10 ммоль гидроксида натрия. pH раствора составляет 8,2. Из данного раствора готовят еженедельный элюент для хроматографии (см. B.2.1.4). Срок хранения раствора - до четырех месяцев при температуре 4 °C.

B.2.1.4 Подвижная фаза

Переносят 100 см³ исходного раствора элюента (см. B.2.1.3) в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и доводят объем раствора до метки водой (см. 5.7). Данный раствор содержит 25 ммоль сульфата аммония и 1 ммоль гидроксида натрия. Проверяют, чтобы pH раствора составлял 8,0 +/- 0,2. Фильтруют раствор через мембранный фильтр. Срок хранения раствора - до одной недели при комнатной температуре.

Колоночный термостат - 30 °C.

Подвижная фаза - 25 ммоль сульфата аммония и 1 ммоль гидроксида натрия (см. B.2.1.4).

Колонка: анионообменная колонка (полиметакрилатная смола с функциональными группами четвертичного аммония) - 4,6 x 75 мм, внутренний диаметр предколонки - 1 мм.

Диапазон длин волн (только для детектора DAD): регистрируют УФ-спектр в диапазоне от 200 до 550 нм.

Длина волны, соответствующая хроматограмме экстракта, - 372 нм.

Скорость потока - 0,9 см³/мин.

Объем вводимой пробы - 50 мкл.

Время записи хроматограммы - 5 мин.

Время уравновешивания колонки между введениями - 6 мин.

Детектор с фотодиодной матрицей (DAD) позволяет достоверно идентифицировать хромат за счет сравнения UV-спектра обнаруженного пика со стандартным спектром хромата. На рисунке B.1 показана хроматограмма, полученная для одного образца, содержащего 3,9 мг/кг Cr (VI). На рисунке B.2 показан УФ-спектр аниона хромата, обнаруженного в образце.

Примечание - Пик: хромат, 3,755 мин.

Поскольку инструментальное оснащение лабораторий может различаться, предоставление каких-либо конкретных указаний по анализу не представляется возможным. Следующие рабочие характеристики были успешно опробованы и применялись.

Используемый метод должен быть проверен путем определения степени извлечения (см. 7.5), и наблюдаемые результаты должны находиться в диапазоне, указанном в приложении A.

На рисунке C.1 представлен метод ионной хроматографии с постколоночной реакцией.

Анализ хрома (VI) проводят с использованием аналитической колонки, заполненной анионообменной неподвижной фазой.

Постколоночный реактив, содержащий 1,5-дифенилкарбазид, добавляют между колонкой и реакционной катушкой с помощью тройника нулевого мертвого объема.

Реакционная катушка обеспечивает соответствующее смешение элюента из колонки и реактива после колонки, а хром (VI) в растворе окисляет 1,5-дифенилкарбазид до 1,5-дифенилкарбазона. Это дает красный/фиолетовый комплекс с хромом, который может быть количественно определен при 540 нм с использованием многоволнового детектора (MWD) или детектора с фотодиодной матрицей (DAD).

Один используется для подачи подвижной фазы в систему, другой используется для подачи реактива после колонки перед реакционной катушкой.

C.2.2 Автоматический дозатор или ручной кран-дозатор, оснащенный петлевым дозатором для ввода пробы.

C.2.3 Термостатированный отсек колонки.

C.2.4 Аналитическая колонка, заполненная анионообменной неподвижной фазой.

C.2.5 Тройник нулевого, мертвого, объема.

C.2.6 Подходящая реакционная катушка.

C.2.7 Детектор, MWD или DAD, с возможностью детектирования при 540 нм.

Примечание - Для обеспечения инертности системы применяется колонка и все капиллярные трубки (включая петлевой дозатор) в корпусе из полиэфирэфиркетона (PEEK).

Применение защитной колонки (предколонки) настоятельно рекомендуется для продления срока службы колонки. Применяется защитная колонка в корпусе из PEEK, заполненная частицами полистирола-дивинилбензола.

Все реактивы должны быть не ниже аналитической степени чистоты.

C.3.1.1 Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ (CAS: 7783-20-2).

C.3.1.2 Гидроксид аммония NH₄OH (CAS: 1336-21-6), представляющий собой 28%-ный раствор NH₃ в воде.

C.3.1.3 1,5-дифенилкарбазид C₁₃H₁₄N₄O (CAS: 140-22-7).

C.3.1.4 Метанол CH₃OH (CAS: 67-56-1).

C.3.1.5 Серная кислота H₂SO₄ (CAS: 7664-93-9) концентрацией 98%.

Растворяют (33,0 +/- 0,1) г сульфата аммония (см. C.3.1.1) и 8,0 см³ гидроксида аммония (см. C.3.1.2) в мерной колбе вместимостью 1000 см³ и доводят до метки дистиллированной водой (см. 5.7).

В мерной колбе вместимостью 1000 см³ растворяют 28 см³ серной кислоты (см. C.3.1.5) примерно в 500 см³ дистиллированной воды (см. 5.7) и дают раствору охладиться.

За это время растворяют (0,50 +/- 0,01) г 1,5-дифенилкарбазида (см. C.3.1.3) в 100 см³ метанола (см. C.3.1.4).

После охлаждения раствора кислоты смешивают раствор дифенилкарбазида с раствором кислоты при постоянном перемешивании магнитной мешалкой и доводят до метки водой (см. 5.7).

Аналитическая колонка: анионообменная колонка с алкилчетвертичным аммонием в качестве функциональной группы. Длина - 250 мм. Внутренний диаметр - 4 мм.

Защитная колонка длиной 35 мм и внутренним диаметром 4 мм.

Объем реакционной катушки - 750 мкл.

Вводимый объем - 100 мкл.

Скорость потока подвижной фазы - 1 см³/мин.

Скорость потока постколоночного реактива - 0,33 см³/мин.

Время записи хроматограммы - 10 мин.

На рисунке C.2 приведена хроматограмма стандартного раствора концентрацией 5 мкг/л, а на рисунке C.3 приведена хроматограмма образца натуральной кожи концентрацией 3 мг/кг.

Данные, приведенные в таблице D.1, получены при межлабораторных испытаниях (в сентябре 2015 г.) с участием 13 лабораторий. Был проанализирован один образец кожи с неизвестным содержанием хрома (VI).

--------------------------------

<1> В Российской Федерации действует ГОСТ Р 52501-2005 (ИСО 3696:1987) "Вода для лабораторного анализа. Технические условия".